旋流器选煤

第2期No.22005年4月COAL PREPARATION TECHNOLOGYApr.2005文章编号: 1001 -3571 (2005) 02 -0055 -03旋流器选煤申克忠(天地科技股份有限公司唐山分公司，河北唐山063012)摘要:介绍了旋流器的基本工作原理，并对重介质旋流器、水介旋流器、煤泥浓缩分级旋流器应用经验进行了总结。关键词:重介旋流器;水介旋流器;浓缩分级旋流器;应用中图分类号: TD942*.7文献标识码: A溢流空气柱煤炭洗选加工是大工业生产过程，其目的是排除原煤中的灰分、硫分及各种杂质，提高煤炭的热值。煤的洗选是物理加工过程，除分选外，还要处中心管理相当于选煤量3倍以上的选煤用水。选煤厂大都采用大设备、大厂房，导致投资高、管理困难。若分离维面)内旋流采用旋流器选煤，则可使单位体积的处理量提高几外旋流十倍，这不仅可以减少设备投资和厂房体积，并且还会提高洗选精度。目前已有众多国内外选煤厂采底流口用各种形式的重介旋流器、水介质旋流器作为煤炭的主选设备，采用煤泥旋流器精选煤泥、回收煤泥底流和洗水澄清。从目前发展趋势看，旋流器在选煤中的应用会越来越普遍。选煤工作者应在不断总结旋图1旋流器结构示意圉流器应用经验的基础上，改进提高旋流器的工作效式中的一为离心加速度,离心加速度与重力加果，开发更多新型的选煤用旋流器，促进我国选煤技术的发展。速度之比即离心系数(C =当),也就是相当重力加re1旋流器的基本 结构和工作原理速度的倍数。可以看出,V,值越大,r越小,则C值越旋流器结构简单，本身无运转部件，是最廉价大。实践证明,在一般旋流器中,C值可达30以上,也的选煤设备，结构示意图见图1。可以说离心沉降速度一般为重力沉降速度的30倍工作时物料沿切线人料口进入筒体，在旋流器以上。由于旋流器的这个特性,必然会加速物料的分内作回转运动，物料处在相当于重力加速度几十倍选、分级或分离过程。的离心力场之中，实现按密度分选或按粒度分级以当循环介质为重液或含有磨细加重质时，循环及固液分离等工艺过程。由于离心力的作用，这个介质密度大于1，与重力场一样遵循阿基米德原过程比在重力场要快几十倍。理，低于临界循环介质密度的颗粒向旋流器中心运颗粒在旋流器中所受的离心力可由下式计算:动，由溢流口排出，而大于临界循环介质密度的颗v,2粒则移向器壁由底流口排出，这就是重介旋流器的F=...1.选煤过程。若以水为介居涌讨加大旋流器溢流管直径与中国煤化工度至60-180°,在收稿日期: 2004-11 -20作者简介:申克忠(1966-)， 男，河北省卢龙县人，高级旋流YHCNMH G,离心沉降速度低于工程师。1988年毕业于原东北工业学院，现任天地科技股向心流速的颗粒由溢流排出，处于临界沉降速度的份有限公司唐山分公司设计工程中心主任。联系电话:颗粒的去向由其密度确定，低密度颗粒由溢流排0315 - 7759439。第2期选_ 煤支术2005年4月25日出，高密度颗粒随底流排出，这就是水介质旋流器备给料设备、人料稳压装置和密度自动控制装置。的选煤过程。旋流器安装除按要求的倾角外，还应特别注意其溢同样以水为介质，但物料为同一密度，则旋流流和底流都应首先进人敞开的溢流箱和底流箱，而器内的粗颗粒优先移至器壁，并由底流口排出，沉后通过管道进入脱介设备，避免形成虹吸现象。降速度低于向心流速的细颗粒则随溢流排出，这就(3) 要根据现场具体情况合理选择重介旋流是浓缩或分级旋流器的工作过程。器。目前应用的重介旋流器可分为两大类，即有压分选物料在旋流器内停留时间很短，一般为人料重介旋流器(图2)和无压给料重介旋流器10s左右或更少。因此，旋流器对相关因素的变化.(图3)。有压给料重介旋流器的人选原煤和循环介.非常敏感，例如:颗粒的直径、人料浓度、人料压质同时由人料口进人旋流器，通常采用泵直接人料力、旋流器的结构尺寸等等，都会影响旋流器的工或由定压漏斗人料。其特点是:①分选精度高。两作效果。但是，与所有分选设备一一样，每种设备都产品重介旋流器的E,值一般为0.03 ~ 0.04,三产有其独特的工作条件，旋流器的规格、型号不同，品重介旋流器的- -段E。值一般为0.05左右,二段其适应的条件也不同，只要遵循这个规律，实际上0. 08左右。②由于物料与重悬浮液同时进人旋流旋流器是最易操作和管理的设备。器，物料进入旋流器后立即处于被分选状态，因此循环介质所占的比例可以小一些，一般煤和介质的2重介旋流器比例为1: 3~1: 4,其单位体积处理量要高于无压目前应用的重介旋流器均采用磨细的磁铁矿粉给料旋流器。③由于用泵将煤与循环介质同时打人与煤泥水组成的重悬浮液作为介质，可在重介旋流旋流器，故泵对煤有一定的过粉碎作用，若采用定器内实现1.3 ~ 1. 8kg/L密度级的分选作业。为使.压漏斗人料，由于定压漏斗需设在旋流器上方5m重介旋流器选煤取得最佳效果，至少要考虑如下几以上的高度，因此车间厂房要增高。无压给料重介点:旋流器一般为圆筒形，重悬浮液由简底切线压人，(1)循环介质既要保持一定的稳定性，粘度煤由.上部中心进入，低密度物由底部中心管排出，又不能太高，一般认为底流与溢流悬浮液密度差为高密度物经上部切线口排出，或接二段旋流器。物0.3 ~0.5kg/L为宜。稳定性差的重悬浮液，在旋料是靠重悬浮液回转时在中心形成的真空轴心的负流器内磁铁矿粉会贴向器壁而不能形成有效的分选压作用进入的，因此采用无压给料重介旋流器的处密度层，往往不出精煤，或精煤量很少，绝大部分理量不如有压给料旋流器大，而且介质循环量也比精煤损失到尾煤中。如果重悬浮液粘度过大，导致较高，一般为1:5~1:6,特别是当旋流器直径加颗粒沉降阻力加大，也不能实现有效分选。要保持大时，此问题更加明显。同时，因物料进人旋流器合适的重悬浮液的稳定性，应从两方面人手:一是后即面临高密度物排出口，极易产生短路问题，因使用磨细的磁铁矿粉，二是使重悬浮液中有一定量此无压三产品重介旋流器选煤，中煤带精煤量有可的煤泥。对两产品重介旋流器而言，介质中磁铁矿能偏大。但无压给料重介旋流器也具有很多优点:粉粒度<0.045mm级应占50% ~70%;三产品重①可以避免入料的过粉碎问题。②从分选过程看，介旋流器，因二段重悬浮液密度由一段决定，因精煤和矸石(对三产品而言)分选时间长，更容此，粒度可以稍粗一些，< 0.045mm级含量占易保证精煤和矸石的质量。③比较适宜易碎煤和不40% ~50%。重悬浮液中的煤泥含量要保持一定的.脱泥原煤的分选。比例，当重悬浮液密度为1.4kg/L时，煤泥含量要大一些，一般为50%左右;而高密度重悬浮液，入料m精煤如1. 8kg/L时，煤泥含量要小一些，为20%左右。因此，在使用重介旋流器再选跳汰机精煤或中煤时15s中煤应特别注意重悬浮液中的煤泥问题。使用重介旋流中国煤化工器选不脱泥原煤时，则应考虑重悬浮液的排泥问THCNMHG题。(a)两产品.(b)三产品(2)合理应用重介旋流器，重要的是人料、图2有压给料重介旋流器人料压力、介质循环量和介质密度稳定，因此要配56第2期申克忠:旋流器选煤.2005年4月25日运转时调节溢流管的插人深度(调节范围一般为介质原煤旋流器直径的1/10)，加大底流口和降低溢流管的插人深度可以使分选密度降低。精煤一V号样煤一T4煤泥浓缩(分级)旋流器水力旋流器用于煤泥水的浓缩或分级，早在上(a) 两产品.(b)三产品图3无压给料重介旋流器世纪四五十年代就已经开始，已积累了丰富的经验。目前应用的浓缩(分级)水力旋流器有φ10 ~3水介旋流器800mm等多种规格。-般规律是旋流器直径越小、水介旋流器是以水为介质的选煤用旋流器，其入料压力越大、锥体角度越小、溢流口与底流口直特点是锥体角度比较大，普遍使用的为90°，为了径比越小，其分级粒度越小。浓缩(分级)旋流强化分选作用，还采用复锥体(120°、 80°、 20°组器的技术规格- -般为:合)和圆弧锥体等。水介旋流器的锥比(即溢流D, = (0.2 ~ 0.4)D口与底流口直径之比)较大，通常为4以上。其D, = (0.4 ~ 1.0)D。D,/D。=3~ 4溢流管可以上下调节，在一定范围内可改变分选密度。水介旋流器的结构形式还有继续探讨的余地，a = 20°或15°就日前几种型式的水介旋流器看，双弧锥体水介旋式中:D为旋流器直径;Dr为旋流器人料口直流器的分选效果更佳。水介旋流器结构见图4。径;D。为旋流器溢流口直径;D。为旋流器底流口直径。r事在使用水力旋流器进行煤泥水浓缩与分级时应H→溢流→溢流1◆溢流入料→日入料◆H入料◆注意如下几点:(1) 要确保稳定的人料压力。人料口处线速中甲度为5 ~6m/s，人料压力为0.1 ~0. 1SMPa，过高底流会影响旋流器的寿命。(2)旋流器的直径以150~350mm为宜。a.90°单锥型b.复锥型c.双弧型(3)人料浓度不宜过大，一般情况下不要超图4水介旋流器结构示意图由于水介旋流器基于水力作用的分选机理，虽过200g/L,否则不仅易堵塞，而且影响分级效果。然在运转过程中锥体底部积存的高浓度煤泥也起到(4)采用旋流器进行煤泥的浓缩和分级，其重介质的分选作用(故有人称之为自生介质旋流底流浓度可以达到300~1 000g/L，用煤泥筛脱水器)，但其分选效果比重介旋流器要差一些( E。回收，但溢流中仍有少量极细煤泥，必须与浓缩池值为0.06~0.09)。但水介旋流器却有工艺简单的配合，并添加絮凝剂才能得到澄清清水。优点，常用于易选煤的精选、粗煤泥精选和脱除煤(5) 靠近旋流器底流口1/3处的锥体磨损较泥中黄铁矿的选煤工艺。严重，应采用分段设计或另选用高性能耐磨材质。水介旋流器的使用应注意以下几点:5结语(1)人料恒定、人料压力稳定是水介旋流器正常工作的先决条件。固液比一般为1: 4~1: 6,旋流器技术的发展和在选煤中日益广泛的应不能太大。为保持人料压力稳定，煤水混合桶的液用，为我国选煤技术的发展作出了贡献。完全可以位一定要保持恒定。相信，随着优质耐磨材料的成功开发，旋流器选煤(2)正常工作时，旋流器可以不作调节，若技术必将得到快速发展和广泛应用，在我国选煤事需变动分选密度时，可改变底流口大小，也可以在业中中国煤化工*YHCNMHG插1