选煤厂设计论文

1、摘要中国拥有丰富的煤炭资源, 在一次能源生产和消费中煤炭占70%， 从中长期来看， 煤炭仍将是我国主要的能源。 煤炭是不可再生能源而且我国大部分煤炭是难选煤或极难选煤， 为实现煤炭高效利用， 需采用高效的洗选加工工艺， 合理的选煤厂总体设计，先进可靠的配套装备，及科学的管理方法相结合的策略。本设计以#矿原煤资料为基础，#通过对原煤资料的分析， 设计出合理的工艺流程，通过计算确定适宜的设备，再对车间进行恰当的布置。最后，对工业场地进行了总体规划， 使各个生产环节间与辅助设施间构成了一个有机的整体。 此 外，本设计还对给排水、采暖通风、技术分析等方面进行了阐述。本设计采用以无压给料三产品重介质旋流

2、器为主要分选设备的不脱泥、 不分级重介质选煤工艺, 是具有国际先进水平的选煤技术，粗煤泥( 0.25-0.5mm )高频筛回收，细煤泥(-0.25mm)浮选床分选；适合该矿极难选煤的分选，工艺流 程简单，易于管理，设计以简单高效重介选煤工艺为指导思路。关键词： 选煤 无压给料三产品重介质旋流器ABSTRACTChina is abundant in coal resources, Coal accounts for 70% in production and consumption of the primary energy and will still be the main energy

3、source for the nation in a medium or long term.It s non-renewable energy .For most of China's coal ,the separation is difficult or extremely difficult. To achieve efficient use of coal, we should use the strategy of being efficientwashing processing technologyand reasonable preparation plant des

4、ign, advanced and reliable accessory equipment with scientific management methods .The design-Jiyang Mine in Shandong province sourcebook based on the raw coal data analysis, design a rational process, By calculating and selecting suitable equipment, and workshops on the proper layout. Finally, the

5、industrial site where the overallplanning, Various segments ofproduction and production processes and auxiliary facilities between constitutes an organic whole. I In addition, the design also includes water supply and drainage, heating ventilation, technical analysis and so onThis design uses the no

6、n-pressurized feeding three-product medium cyclone as the main sorting equipment which does not desliming or heavy-medium grade coal preparation process that is an internationally advanced level in the coal cleaning technology.,combined with Crude slime (0.25-0.5 mm) high frequency screen recovery,

7、small slime (-0.25 mm) flotation column separation. The process, which is aplicable of the coal of this mine, is simple and easy to manage.Useing the simple and highly-efficient dense medium process as the direction.Keyword : coal preparation , the non-pressurized feeding three-product medium cyclon

8、e第一章 中 国选煤的概况1.1 现状2005 年，在国民经济快速增长拉动下，全国煤炭市场供需两旺，煤炭产量快速增长，原煤产量达21 3 亿吨，创历史最高水平。其中，原国有重点煤矿生产原煤 10 14 亿吨，国有地方煤矿生产原煤2 86 亿吨，乡镇和民营煤矿生产原煤 8 3 亿吨。入选原煤7 03 亿吨，是世界上选煤最多的国家，中国成为选煤大国。据不完全统计， 2005年末， 全国共有年入选 15 万吨原煤以上（包括 15 万吨 ）选煤厂 961 座，年入选原煤能力 83693 万吨。其中原国有重点煤矿 318 座，入选能力 65788万吨；地方煤矿164 座，入选能力 8832 万吨；乡镇和

9、民营煤矿约478 座，入选能力 9073 万吨。在 961 座选煤厂中，炼焦煤选煤厂504 座，入选能力 31551 万吨，占总能力的37 7。在原国有重点煤矿318 座选煤厂中，炼焦煤选煤厂165 座，入选能力 24032万吨，占 36 5；动力煤选煤厂153座，入选能力 41756 万吨，占63 5。2005 年，全国煤炭行业入选原煤70293 万吨左右，入选率33。其中，国有重点煤矿入选原煤58873 万吨，入选率58；地方煤矿入选原煤5632 万吨，入选率 19 7；乡镇和民营煤矿入选原煤5787万吨，入选率7。2005 年， 全国煤炭行业入选动力煤 40558 8 万吨， 入选冶炼用

10、炼焦煤29734万吨。截止 2005 年末，全国煤炭行业精煤产量46446 万吨左右。其中生产冶炼用炼焦精煤 17182 万吨，动力精煤29264 万吨。在 17182 万吨冶炼用炼焦精煤中，原国有重点精煤13195万吨，地方和乡镇（包括民营 ）煤矿生产精煤4987万吨。动力精煤 29264 万吨中，原国有重点煤矿生产 25827 万吨，地方和乡镇 （ 包括民营）煤矿生产 3437万吨。2005 年，按能力统计的选煤方法中 （ 不包括乡镇和民营煤矿） 跳汰占45，重介占 39 5，浮选占9 5，其它选煤方法占6。若按选煤厂座数统计，重介选煤厂已达41 2，跳汰41，浮选 12，其它 5 8。2

11、005 年全国炼焦煤选煤厂开工率高达94 2， 其中原国有重点煤矿开工率98；动力煤选煤厂开工率为77 8，其中原国有重点煤矿开工率为85 2 o截止 2004 年底，在建选煤厂共34 处，设计的入选原煤总能力 3505 万吨。其中，炼焦煤选煤厂24 座，入选能力 1980万吨，动力煤10 座，入选能力 1525万吨。 2005年末，实际已入选原煤1020万吨，选出冶炼用炼焦精煤410万吨，动力精煤 242 万吨。从入选量分析， “十五 " 期间入选率徘徊在30 35之间，实际原煤入选量已从 2000年的 3.4 亿吨增加到 2005年的 7 亿吨，翻了一番。从区域分析， 山西全省原

12、煤入选率从2000 年的30提高到2005年的 56，神华集团 2005 年的原煤入选率达到了 90以上。特别是十三个大型煤炭基地，2005年入选原煤能力已经达到 6.74 亿吨， 占全国总能力的 80以上。 神东、 晋北、晋东、晋中、蒙东、云贵、河南、鲁西、两淮、黄陇、冀中、宁东和陕北十三个大型煤炭基地现有487 座选煤厂，分布在70 多个矿区。其中原国有重点煤矿选煤厂 307 座，地方及乡镇民营矿180 座。从选煤厂类型分析，炼焦煤选煤厂主要分布在山西中部、山东、黑龙江、贵州、河北、两淮和辽宁等省（区） ，约有选煤厂303座，入选能力 2 09亿吨。动力煤选煤厂主要分布在山西、内蒙、辽宁、

13、宁夏和陕西等省（ 区） ，有大中型动力煤选煤厂 150 余座，入选能力 3 5 亿吨。1.2 科技进步与创新“十五 " 期间， 煤炭洗选加工科技创新， 特别是拥有自主知识产权的选煤新技术得到大力推广和应用，加速推动了我国选煤工业的发展。1 、重介旋流选煤技术包括拥有我国自主知识产权的三产品重介选煤技术得到了广泛推广使用，选煤效率达到 90 一 95，无压给料三产品重介旋流器直径最大达到 1500 毫米。随着重介技术的广泛应用，耐磨技术也有了长足进步，我国生产的耐磨泵，寿命已达20000 小时，耐磨管道的寿命已接近5000 小时。2 、 细粒煤炭微泡分选技术有了进一步发展， 我国研制的

14、浮选柱 （包括长、 短柱型 ） 在选煤厂已使用 200 余台， 分选下限可达10 微米， 细粒精煤回收率平均提高 1 3；短柱型正压微泡浮柱在河南平顶山煤业集团通过鉴定后，现正在山西焦煤公司推广使用。3 、细粒煤的脱水技术，随着细粒煤炭分选技术的推广应用，也有了较大发展。 国产的加压过滤机和快速精煤压滤机已在我国选煤厂推广应用。 由于细粒煤脱技术的进步，目前，我国精煤平均水分已由 10 86降至10以内。4 、应用于缺水地区的风选、动筛跳汰和单段跳汰技术在煤矿得到了广泛应用。复合式干选机已使用 500 余套。全国动筛跳汰机也已使用近100 台。甘肃靖远矿务局采用单段跳汰排矸技术，取得了成功。5

15、 、煤炭在线测灰技术逐步推广应用。清华大学生产的在线测灰仪已在煤矿和选煤厂使用了 100 多台。清华大学近年创新的激光秤也已在选煤厂开始应用。由于采用了在线测灰和先进的计量技术，提高了选煤厂数质量的管理水平。6 、选煤厂自动化及计算机技术的广泛应用，提高了我国选煤厂的自动化程度。 计算机技术不仅用于生产管理， 也应用于选煤生产的监控。 除跳汰机单机自动化外，大中型选煤厂各生产环节都可实现自动化。7 、自动装车技术已在大型选煤厂和集运站得到了推广应用，大大节省了装车时间，提高了装车的准确性，保证了装车人员的安全。山东煤矿泰安 机械厂生产自动装车装备，并在煤矿使用了 30 余套。8 、一九九五年装

16、配式选煤厂的设计和建设引进我国。由于单位投资省，占地面积小，施工期短，很快得到推广。截止2004 年底，装配式选煤厂已达100余座，年入选原煤能力达2 亿多吨。由于采用了先进的选煤技术， “十五”期间的选煤工效大大提高。 2000 年，我国原国有重点煤矿每座选煤厂平均职工 333 人， 2005 年 181 人。炼焦煤选煤厂平均全员工效从2000 年的每工 18 吨增加到 2005 年的 30 多吨，许多厂已达100 吨以上， 动力煤选煤厂平均全员工效从2000年的每工 30 吨左右提高到 2005年的 60 吨左右， 很多动力煤选煤厂达到了 200 吨以上。 特别是 2000年以后建设的选煤

17、厂， 平均每座厂只有职工 20人左右， 工效都在 2001 吨以上， 神华集团神东分公司的动力煤选煤厂选煤全员 2 工效达到了 600 吨左右。1.3 设计、研究和教育我国华宇 （ 原平项山选煤设计研究院 ） 、沈阳、太原、南京、西安、重庆、长沙、邯郸、西安等选煤设计研究院，拥有一大批选煤厂设计的专业人才，他们具有设计各类选煤厂的资质和能力。 九十年代组建的唐山国华公司， 近年来， 采用无压给料三产品重介旋流选煤和喷射浮选技术， 已经建设和技改了 100 多座选煤厂。另外，黑龙江、内蒙、石家庄、郑州、济南、四川、贵州、广东等一些煤炭设计研究院都能设计选煤厂。 从九十年代中期开始， 国外一些公司

18、， 如申克澳大利亚公司、美国赛吉曼公司、约翰？芬雷澳大利亚公司、美国。KRS公司等，他们与国内设计院合作， 参加选煤厂的设计和工程承包。 先后承包新建和改建了70 余座选煤厂，总能力达1.0 亿吨以上。1.4 快速发展主要原因“十五”期间，我国煤炭加工转化行业适应形势发展的需要，扩大规模，增加活力，改进质量，提高效益，取得了很大发展。1 、市场的拉动，促进了选煤的大发展。钢铁工业的大发展，促进了炼焦煤入选的大量增加。各地区、省市为贯彻煤炭法 、 大气污染防治法等法规，相应出台了用煤标准， 对煤炭的硫分、 灰分提出了要求， 促使动力煤洗选的发展。神华、 大同等动力煤矿区建设了一大批大型选煤厂。

19、煤矿转变观念， 以满足用户为导向，改变产品结构，延伸产业链，发展选煤，推动企业经济效益提高。2 、国内研制了一大批具有自主知识产权的先进选煤技术和装备。在吸收国外先进技术的基础上， 依靠自主创新， 发展了大直径无压给料三产品重介旋流技术，复合干法选煤成套技术，大处理量的喷射式浮选机、浮选柱、大面积加压过滤机和快速压滤机等，使我国选煤技术有了很大的提高。3、采用CADS计技术和装配式选煤厂结构，大大加快了选煤厂的建设速度。以前一座年入选原煤200 万吨选煤厂，设计周期一年，建设周期一年半至两年。现在建设一座年入选原煤1000 万吨、 2000 万吨的选煤厂，从设计建设到投产只需六、七个月到一年。

20、设计水平、建设速度、装备水平、管理水平都达到了世界先进水平。1.5 选煤的科学性加强选煤厂的科学管理，大力提高管理水平，要使选煤生产沿着高质量、多品种、 产销对路、 合理供应煤炭产品和综合利用各种伴生矿物资源的方向前进，努力提高选煤生产的经济效益， 并要合理回收伴生矿物如黄铁矿及其他稀有金属矿物等，进一步提高选煤厂的经济效益。研究新技术、 新工艺和新设备， 以更新改造旧有选煤厂， 装备新建选煤厂。例如研究油团选煤工艺和技术经济效果; 化学选煤工艺技术和设备; 高梯度磁选脱硫及其他深度脱硫方法; 电选超低灰精煤; 选择性絮凝工艺技术和药剂、 脱水干燥工艺、技术和设备等等。向设备大型化， 厂型装配

21、式集中化， 选煤生产工艺过程和质量分析自动化等方向发展。积极研制煤转化为“流质燃料”的工艺技术。研究和建立选煤生产过程数学模型，应用电子计算机管理选煤厂。选煤厂环境保护的研究。 例如防止环境污染和大气污染； 减少和防止噪音；实现煤泥闭路循环和生产平衡等。第二章 矿区简介2.1 项目背景2007 年 7月 17 日， 山西建滔腾阳煤化工产业园区在吕梁市中阳县金罗镇开工奠基， 该项目由香港建滔化工集团和中阳县桃源腾阳集团合作开发， 包括煤矿、选煤、焦化、甲醇四个子项目，预计投产时间为 2008 年 11 月 28 日，项目的各个环节将采用国际先进技术，循环利用，清洁生产，基本可达到“零排放” 。其

22、 中焦化项目原材料来源于选煤项目的主要产品精煤。为了发展循环经济，实现煤炭产品的就地转换，提高产品附加值和资源综合利用 率，促进山西省经济和社会的发展，集团公司决定在山西建涛腾阳煤化工产业园 区内建设年如洗能力为4.50Mt的大型用户型炼焦煤选煤厂。这一工程投产后， 将带来巨大的经济效益和社会效益，为集团的发展提供一个更广阔的发展空间和 前景。2.2 矿区概况山西建涛腾阳煤化工产业园区选煤厂，拟建在吕梁市中阳县金罗镇山西建涛 腾阳煤化工产业园区内，产业园区位于山西省中西部、吕梁山脉西陵，东接汾阳、 孝义，南面 交口、石楼，西邻柳林，北靠离石。巍巍吕梁山，大宝物华，自然 资源得天独厚。山西建涛腾

23、阳煤化工产业园区犹如一颗将要升起的璀璨明珠，镶嵌在吕梁山上。产业园区不远有209和307国道通过，离火车站3公里左右，交 通条件十分便利。2.3 原料煤基地概括选煤厂主要入洗山西腾阳能源集团有限公司的原煤和附近矿区的原煤，中阳县地下矿藏资源丰富，煤储量为16.9亿吨，以主焦煤最多。原煤属于低灰、低 硫、低含肝的优质原煤，原料煤供应充足。2.4 设计概况2.4.1 煤源选煤厂主要入洗山西腾阳能源集团有限公司原煤和附近矿区的原煤。2.4.2 建设规模本场属于用户型炼焦煤厂，原煤处理能力为 4.5Mt/a ,选煤厂工作制度：年工 作时间330d,每天工作16h。两班生产，一班检修。2.4.3 选煤工

24、艺设计推荐选煤工艺方案：根据煤质特征和产品要求，经过多方案比较，确定该 厂选煤工艺为：不脱泥入洗工艺,50-0.25mm采用用无压三产品重介分选工艺, 0.25-0mm采用选浮工艺，尾煤浓缩压滤，全厂洗水实现闭路循环。选煤厂产品结构表产品名称数量质量%t/ht/d10kt/aAd0/0Mt精 煤50-0.576.90655.3910486.27346.058.819.000.5-0.256.8258.16930.6130.716.329.00精煤泥5.0943.38694.1322.9110.0014.00精煤合计88.81756.9412111.00399.668.699.29中煤5.354

25、5.57729.1624.0635.479.00尾煤2.1818.59297.489.8212.7724.00肝石3.6631.17498.7216.4659.578.00合计100.00852.2713636.36450.0012.07选煤厂最终出精煤、中煤、什石及煤泥四种产品。在设计中从分考虑了市场 的需求和未来的变化，并可根据市场的需求，生产不同质量的产品2.5 厂型、厂址及工作制度2.5.1 选煤厂规模：选煤厂属于用户型炼焦煤选煤厂，厂型一期 4.5Mt/a 原煤处理能力，考虑并且预留二期。2.5.2 选煤厂工作制度：根据煤炭洗选工程设计规范 ，本选煤厂工作制度确定为 330d/a ，

26、 16h/a ，两班生产，一班检修。2.5.3 选煤厂生产能力：原煤年处理能力 4.5Mt日处理能力13636.36t小时处理能力 852.27t2.6 建筑物和构筑物2.6.1 建筑设计本工程建筑严格遵守国家和煤炭行业现有的“规范、规程和规定” ，全面贯彻经济、适用、安全、美观建筑设计方针，积极推广和利用新的材料、新结构，确保建、构筑物能够满足生产和辅助生产的功能。全厂布局以满足工艺要求为主， 尽量减少投资， 加快施工进度， 力求全厂统一和谐，努力创造出简洁明朗、朴素大方，能反映我国特色的工业建筑形象。2.6.2 结构设计结构上主要采用钢筋框架结构体系和钢结构体系， 多采用柱下钢筋混凝土独立

27、基础，结构设计以满足工艺使用要求的前提下，安全合理，施工方便，减少造价提高生产效益为基本原则。室内地面墙下采用条形基础。第三章 煤的特征、分类及洗选原理为使同一类煤性质基本一致，新的煤炭分类国家标准增加了 4 个过度性煤类：贫瘦煤、 1/2 中粘煤、 1/3 焦煤和气肥煤。贫瘦煤是指粘结性较差的瘦煤，以区别于典型的瘦煤。 1/2 粘结煤是由原分类中一部分粘结性较好的弱粘煤和一部分粘结性较差的飞焦煤和肥气煤组成。 1/3 焦煤是由原分类中一部分粘结性较好的肥气煤和肥焦煤组成。 这类煤是焦煤、 肥美和气煤中间的过渡煤类， 也具有这 3 类煤的一部分性质， 但结焦性较好是公认的。 气肥煤再原分类中属

28、肥煤大类，但它的结焦性比典型肥煤要差得多，故新得煤炭分类国家标准将它单独列为一类。 这样就克服类原分类方案中同类煤性质差异较大得缺陷。 如气煤一号和肥气煤二号再性质上由明显差异， 将它们为同一类别很不合理。 新得分类国家标准将这些具有过渡性质得煤单独列为一类，从而有利于煤得合理使用。能源经理人新制定的中国煤炭分类国家标准， 首先根据煤的煤化程度， 将所有煤分为褐煤、 烟煤和无烟煤。 对于褐煤和无烟煤， 再分别按其煤化程度和工业利用的特点分为2个和3个小类。烟煤部分按挥发分大于1020%、大于20 28%、大于2837%和大于37%的4个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤。关于烟煤粘结性，则按粘

29、结指数 G区分：05为不粘结和微粘结煤。大于5065 为中等偏强粘结煤，大于 65则为强粘结煤。对于强粘结煤，又把其中胶质层最大厚度y值大于25mmE奥亚膨胀度b大于150% (对于丫2£大于28%的烟煤，b 大于 220 ) 的煤定为特强粘结煤。这样，在烟煤部分，可分为 24 个单元，并用相应的数码表示。编号的十位数中，14代表煤的煤化程度，编号的个位数 中，16表示煤的粘结性。在这24个单元中，再按同类煤性质基本相似，不同 煤性质有较大差异的分类原则将部分单元合并为 12 个类别。再煤类的命名上，考虑到新旧分类的延续性和习惯叫法，仍保留气煤、肥美、焦煤、瘦煤、贫煤、弱粘煤、不粘煤

30、和长焰煤8 个煤类。3.1 煤的特征 ：1 、贫煤 (PM)变质程度最高的一种烟煤，不粘结或微弱粘结，在层状炼焦炉中不结焦，燃烧时火焰短，耐烧，主要是发电燃料，也可作民用和工业锅炉的掺烧煤。2 、无烟煤 (WY)挥发分低，固定碳高，比重大，纯煤真比重最高可达1.90 ，燃点高，燃烧时不冒烟。对这类煤，可分为： 01 号为老年无烟煤； 02 号为典型无烟煤； 03 号为年轻无烟煤， 无烟煤主要是民用和制造合成氨的造气原料， 低灰、 低硫和可磨性好的无烟煤不仅可以做高炉喷吹及烧结铁矿石用的燃料， 而且还可以制造各种碳素材料， 如碳电极、 阳极糊和活性碳的原料， 某些优质无烟煤制成航空用型煤还可用于

31、飞机发动机和车辆马达的保温。 (能源经理人)3 、瘦煤 (SM)低挥发分的中等粘结性的炼焦用煤。焦化过程中能产生相当数量的焦质体。单独炼焦时，能得到块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦煤，但这种焦碳的耐磨强度稍差，但2 炼焦配煤使用，效果较好。这种煤也可作发电和一般锅炉等燃料，也可供铁路机车掺烧使用。4 、贫瘦煤 (PS)粘结性较弱的高变质、低挥发分烟煤，结焦性比典型瘦煤差，单独炼焦时，生成的焦粉甚少。如在炼焦配煤中配入一定比例的这种煤，也能起到瘦化作用，这种煤也可作发电、民用及锅炉燃料。5 、焦煤 (JM)中等或低挥发分的以及中等粘结或强粘结性的烟煤, 加热时产生热稳定性很高的胶质体, 如用来单独

32、炼焦 , 能获得块度大、 裂纹少、 抗碎强度高的焦煤。 这种焦煤的耐磨强度也很高。但单独炼焦时，由于膨胀压力大，易造成推焦困难，一般作为炼焦配煤用，效果较好。6 、 1/3 焦煤 (1/3JM)中高挥发分的强粘结性煤，是介于焦煤、肥煤和气煤之间的过渡煤种，单炼焦时能生成熔融性良好、 强度较高的焦煤， 炼焦时这种煤的配入量可在较宽范围内波动， 但都能获得强度较高的焦炭， 1/3 焦煤也是良好的炼焦配煤用的基础煤。7 、肥煤 (FM)中等及中高挥发分的强粘结性的烟煤，加热时能产生大量的胶质体。肥煤单独炼焦时， 能生成熔融性好、强度高的焦炭， 其耐磨强度也比焦煤炼出的焦炭好，因而是炼焦配煤中的基础煤

33、。 但单独炼焦时， 焦炭上有较多的横裂纹， 而且焦根部分常有蜂焦。8 、气肥煤 (QF)一种挥发分和胶质体厚度都很高的强粘结性肥煤，有人称之为“液肥煤” 。这种煤的结焦性介于肥煤和气煤之间。 单独炼焦时能产生大量气体和液体化学产品。气肥煤最适于高温干馏制煤气，也可用于配煤炼焦，以增加化学产品产率。9 、气煤 (QM)一种变质程度较低的炼焦煤。 加热时能产生较多的挥发分和较多的焦油。 胶质体的热稳定性低于肥煤， 也能单独炼焦， 但焦炭的抗碎强度和耐磨强度均稍差于其它炼焦煤， 而且焦炭多呈长条而较易碎， 且有较多的纵裂纹。 在配煤炼焦时多配入气煤， 可增加气化率和化学产品回收率， 气煤也可以高温干

34、馏来制造城市煤气。10 、 1/2 中粘煤 (1/2ZN)一种中等粘结性的中高挥发分烟煤。 这种煤有一部分在单煤炼焦时能生成一定强度的焦炭， 可作为配煤炼焦的煤种； 粘结性较弱的另一部分单独炼焦时， 生成的焦炭强度差，粉焦率高。因此， 1/2 中粘煤可作为气化用煤或动力用煤，在配煤炼焦中也柯适量配入。11 、弱粘煤 (RN)一种粘结性较弱的低变质到中等变质程度的烟煤， 加热时， 产生的胶质体较少，炼焦时，有的能生成强度很差的小块焦，有的只有少部分能结成碎屑焦，粉焦率很高，因此，这种煤多适于作气化原料和电厂、机车及锅炉的燃料煤。12 、不粘煤 (BN)多是在成煤初期就已经受到相当氧化作用的低变质

35、到中等变质程度的烟煤，加热时基本上不产生胶质体。 这种煤的水分大， 有的还含有一定量的次生腐植酸；含氧量有的高达10%以上。不粘煤主要作气化和发电用煤，也可作动力和民用燃料。 ( 能源经理人)13 、长焰煤(CY)变质程度最低的烟煤， 从无粘结性到弱粘结性的均有， 最年轻的长焰煤还含有一定数量的腐植酸， 贮存时易风化碎裂。 煤化度较高的长焰煤加热时还能产生一定数量的胶质体， 结成细小的长条形焦炭， 但焦炭强度甚差， 粉焦率也相当高，因此，长焰煤一般作气化、发电和机车等燃料用煤。14 、褐煤 (HM)分为两小类：透光率PMt*：于3050%勺年老未!煤和PM/卜于或等于30%勺年轻褐煤。褐煤的特

36、点是：水分大，比重小，不粘结，含有不同数量的腐植酸。煤中含氧量常高达1530%左右，化学反应性强，热稳定性差，块煤加热时破碎严重，存放在空气中易风化变质、 碎裂成小块乃至粉末状。 发热量低， 煤灰熔点也大都较低， 煤灰中常含较多的氧化钙和较低的三氧化二铝。 因此， 褐煤多作为发电燃料， 也可作气化原料和锅炉燃料。 有的褐煤可作来制造磺化煤或活性碳， 有的可作为提取褐煤蜡的原料。 另外， 年轻褐煤也适用于制作腐植酸铵等有机肥料， 用于农田和果园，能促进增产。3.2 选煤的方法3.2.1 基本概况利用机械加工方法或化学处理方法， 清除原煤中的有害杂质， 回收伴生矿物，改善煤的质量， 为不同用户提供

37、质量合适的煤炭产品及伴生矿物产品。 原煤中的有害杂质有灰分、硫分、水分、磷分及其他少量矿物质。此外，在某些煤矿中含有少量稀有金属如锗、钒和放射性铀等伴生矿物。（ 1） 灰分分内在灰分和外在灰分。在成煤时期形成并与煤致密地结合在一起的灰分叫内在灰分；在采煤过程中混入的顶、底板及夹矸层的矸石称外在灰分。（ 2） 硫分分有机硫和无机硫两种。无机硫又分为硫酸盐硫和黄铁矿硫。黄铁矿硫由于存在的形式不同， 可分为细粒浸染状、 结核状和浸染、 结核混合状三种。（ 3） 水分 分内在水分和外在水分两种。 内在水分是吸附在煤炭孔隙中的水分,需要加温到 105才能蒸发掉；外在水分是附着在煤炭表面上的水分。上述有害

38、杂质对用户都是不利的。例如炼焦用煤的灰分将全部转入焦炭, 而焦炭的灰分每升高1% （或硫分升高0.1 %）,炼铁时焦炭消耗量将增加23%、 熔剂消耗量将增加22.5 %、高炉炼铁的生产率将降低23%;炼焦用煤的水分增加，将会延长结焦时间、降低焦炉的生产率。燃料煤的灰分和水分增加，会 降低热效率，污染环境；燃料煤中的硫分高，会严重地腐蚀锅炉、管道，并污染 大气，形成酸雨，危害严重。因此，不同用途的煤炭产品，其有害杂质含量都有 一定限制。 在采煤机械化程度愈来愈高的条件下， 原煤质量愈来愈差， 必须经过 洗选加工， 才能满足不同用户的要求， 获得更好的工艺指标和经济效益。 选 煤一般只能清除原煤中

39、的外在灰分、 结核状及浸染、 结核混合状的黄铁矿硫分和 外在水分。 要想清除内在灰分和细粒浸染状黄铁矿硫分和有机硫分， 必须采用化 学处理方法，在工业生产中尚未大量使用。要使产品水分降到很低（例如 8.0 以下） , 必须应用热力干燥法。当伴生矿物含量符合回收条件时，可同时设法回 收，成为伴生矿物产品，使选煤厂的经济效益更为增加。 3.2.2 选煤原理利用煤与矸石的比重差异， 在水或重介质 （重液、 重悬浮液） 和空气 （干法）介质中进行分选的方法，有：重介质选、跳汰选、槽选、摇床选和离心力场选等方法（见重选，摩擦与弹跳选） 。浮选利用煤与矸石间表面物理化学性质上的差异进行分选 , 通常有泡沫

40、浮选和多油浮选（油团选煤）等。 磁选利用某些杂质具有磁性的特点， 可用磁选法清除有害杂质， 如用高梯度磁选 机清除已达单体分离的细粒浸染的黄铁矿（见磁选） 。 电选利用煤与杂质间电导率或介电常数不同， 清除有害杂质， 例如用电选获得超低灰精煤 （见电选） 。 选煤生产中以重介质选和跳汰选或两者联合使用的应用最多。为了提高细粒级煤的分选精确性，离心力场选煤（重介旋流器、水介旋流器）和电磁风阀筛下气室末煤跳汰机选煤发展很快; 摇床选只适用于细粒级（60.15mm）高硫煤的选别和回收黄铁矿；干式选别法只适用于高寒、干旱、缺水地区；槽选法的分选效果差，一般不采用 , 但在简易回收矸石中或矸石堆中的煤炭

41、时 , 也有应用不同结构的槽洗机的。对于煤泥 （-0.5mm 粒级 ） 的选别，浮选 是当前最好的分选方法， 一般常用泡沫浮选法； 多油浮选 （ 油团选煤 ） 只在把煤改 变为流质燃料（可代替石油直接燃烧，现已为美、意等国采用）时或为回收极细 煤粒子用其他任何分选方法都无法奏效时方采用。 磁选法在重介质选煤厂中作为 回收加重剂的手段而应用； 作为清除杂质的方法， 和电选法一样， 均处在研究阶 段中。第四章 选煤工艺流程4.1 工艺流程特点综述：(1) 系统简单、生产成本低：原煤不脱泥直接进入分选设备省去了脱泥环节，使系统相当简单，粗煤泥回收大大减少了入浮煤泥量，降低生产成本。(2) 灵活性、

42、适应性强： 重介选煤工艺分选精度高， 其对煤质变化的适应性强，无论是易选还是难选均可进行有效的分选，适应市场的需求。(3) 工艺系统先进完善： 原煤利用三产品重介旋流器进行分选， 直接出三种产品， 粗煤泥由煤泥弧型筛和煤泥离心机脱水成为精煤产品， 细精煤泥由浮选回收，减轻浮选与浓缩的负担，有利于煤泥水的净化。而离心机的离心液进入磁选，进一步的降低重介质的损耗，同时减轻了浮选负担。(4) 介质流程先进、简单、易于操作管理。(5) 本设计确保洗水闭路循环，达到零排放，满足环保要求。4.2 原煤准备不同的选煤方法适用于不同粒度级别的煤的选别。 煤与有害杂质必须达到单体解离才能有效地分选。 因此， 煤

43、在进入洗选过程之前， 必须经过原煤准备的阶段， 需将不同的煤破碎到不同的粒度。 一般的选煤厂在原煤准备阶段中都包括有筛分、 拣选和破碎几个作业， 其中手选作业是选煤生产中体力劳动最繁重的一个作业，应当采用现代选煤技术中有效的手段努力予以消除。代替的手段有( 1)选择性破碎， 在煤块与矸石块在硬度上有显著差别时， 采用碎选机将煤块破碎掉，把合格的矸石排除掉， 或者有很少一部分硬煤块没有破碎掉， 只需很少一部分手选工作量捡出煤块， 丢弃矸石块及杂物； ( 2) 采用重介质选煤方法排除大块矸石，对露天开采极为有效； ( 3)全部破碎，进入洗选作业后机械排矸，例如采用颚式破碎机将大块矸石和煤炭一起破碎

44、后送入洗选作业。总之 , 要根据煤与有害杂质单体解离粒度、大块的含量、使用的选煤方法和选煤机械型号等因素， 在准备阶段把煤控制到一定的粒度上限或分成不同的粒度级，为洗选作准备。4.3 选煤方法的确定4.3.1 跳汰选与重介选方案比较目前， 选煤厂常用的选煤方法有跳汰选和重介选。 两种选煤方法各有优点，本厂入洗原煤属于中等可选煤， 利用跳汰工艺洗选， 洗选效率较低， 另外该原煤具有末煤含量大， 原煤易碎的特点， 采用重介选和跳汰选相比， 重介选则有更多的优势。1) 末煤含量大是造成跳汰机分选精度降低的一个主要原因， 由于跳汰机是在一定的风水制度下。 物料在重力作用下实现分成， 来达到分选的目的。

45、 所以原煤中细粒物料越高， 透筛的几率也就越大。 这就使一些细颗粒的物料透过跳汰机筛板损失到中煤和矸石中。造成了精煤实际产率降低。2)重介旋流器分选，物料是靠强大的离心力分选，该离心力可达到重力的几倍甚至于几十倍。 这非常有利于细粒物料的分选， 并且重介质旋流器具有功耗低，分选精度高的特点。3)重介旋流器分选对煤质的适应性强，产品结构灵活，系统操作自动化控制水平高，人为控制影响因素少。4）跳汰分选工艺对煤质适应性相对较差，且生产用水量远大于重介工艺。这不仅不利于易泥化原煤的分选，而且还加重了后续的煤泥水作业的负荷。5） 通过近几年国内选煤技术的发展， 特别是通过国家十五选煤技术的攻关，重介质选

46、煤技术取得了较大的成果，多给介大直径重介质旋流器、大型脱介筛、离心机、 浮选压滤设备的研发和应用， 以及自动控制水平的提高， 重介分选工艺系统大为简化，系统管理更加方便，生产成本也得到了大幅下降。综上所述， 对于本厂入洗原煤， 重介选工艺优于跳汰选工艺， 本设计推荐采用重介分选工艺。5.2.2 重介质选煤的特点及应用随着煤炭行业的不断发展，三产品重介质旋流器选煤工艺及先进的选煤技术越来越受到国内外选煤界人士的重视和关注， 同时也成为中国新建选煤厂和老厂技术改造的首选工艺， 尤其是针对难选和极难选煤， 更加显现出三产品重介质旋流器作为主选设备的高效、优质、操作简单、方便等特点。重介分选工艺做为当

47、前最先进的选煤工艺， 被各选煤厂广泛运用。 在实际生产中，由于设计工艺环节， 工艺参数调整， 技术水平以及管理水平的不同， 也会体现出不同的效果和经济效益。 各重介厂应立足于本厂实际， 深人探讨和交流， 不断完善重介选煤各个环节，使重介分选系统达到最佳运行状态，实现效益最大化。重介质分选方法具有下列优于其它选煤方法的特点：（ 1）分选效率高有实际运用，各种选煤设备的可能偏差 Ep 值的比较， Ep 值最小的是重介质分选机和重介质旋流器。（ 2）可高效率地分选难选煤和极难选煤对于难选煤和极难选煤，在要求精煤灰分较低时，跳钛选煤法一般是选不出合格精煤的， 即使选出低灰精煤， 其产率和效率都会很低。

48、 重介质选煤法却可以在保证较高分选效率的条件下，选出低灰精煤。（ 3）分选密度调节范围广跳钛选分选密度一般控制在1450-1900kg/ m3;而重介选的分选的分选密度可控制在 1300-2200kg/m3, 且易于调节，其误差范围可保持在%。（ 4）适应性强重介质选煤可以适应入选原煤在数量和质量上的大幅度波动。当用户对精煤质量要求变动时，精煤灰分可按要求迅速予以改变。（ 5）分选粒度范围广块煤分选机的如料粒限一般为100-6mm末煤重介质旋流器粒限为50-0m m分选深度可达0.15mm） 。（ 6）处理能力大目前重介质分选机的最大处理能力已达1000t/h ?台。平均为150-250 t/

49、h ?台。 无论从国外或国内来看， 重介质选煤厂的处理能力一般比采用其他选煤方法的选煤厂要大。 如在波兰， 全国选煤厂的年平均处理能力为 194 万吨， 而重介质选煤厂的年平均处理能力则高达322 万吨。苏联相应的数字为 196 万吨和 281万吨。我国 1981 年实际处理量超过350 万吨的选煤厂又两座，海州露天选煤厂（ 351.8 万吨） 和阳泉一矿选煤厂 （ 356.7 万吨） ， 前者是以块煤重介选为主的选煤厂，后者是重介质选煤厂。（ 7）生产过程易于实现自动化目前， 跳汰机一般只能实现自动排矸和风阀自动控制， 还不能根据原煤特性的波动来自动调节风量、 水量和分选密度等工艺参数。 重

50、介质选煤的悬浮液密度、液位、粘度、磁性物含量等工艺参数以能自动控制。在英国、美国、澳大利亚已出现用电子计算机进行自动控制的重介质选煤厂。重介质选煤的缺点是生产工艺中增加了加重质净化回收系统，设备磨损较严重，需要经常维修。 现在虽已研制出不少耐磨材料， 提高了设备的使用寿命， 但与其他选煤方法比较， 设备磨损和维修工作量大仍是他的主要缺点。5.2.3 重介质选煤工艺重介质选煤是指采用于密度介于煤和矸石之间的悬浮液作为分选介质完成煤炭分选的重选方法。 由于它具有分选效率高、 分选精度高、 密度调节范围宽、适应性强、 分选粒度范围广、 生产过程容易实现自动化等特点 , 而得到广泛应用。重介质旋流器是

51、一种结构简单， 无运动部件和分选效率高的选煤设备。 根据其机体和结构形状的不同， 可分为圆锥形和圆筒形两产品重介旋流器， 双圆筒串 联型，圆筒形与圆锥型串联三产品重介质旋流器。两产品重介质旋流器： 按其原料煤的给入方式可分为有压 （切线） 给煤方式和无压（中心）给煤方式。两产品重介质旋流器有6500、6600mm6700mr®介质旋流器、DBZffl重介质旋流器、TXZ型重介质旋流器、倒立型重介质旋流器、 DW厘重介质旋流器等、英国近年来研制了一种筒形重介质旋流器，主要用来分 选大颗粒煤，直径1.2 ,全长3m分选粒度范围是1000.5mm，处理能力为250t/h 。三产品重介质旋流

52、器： 它是近年来研制出的一种新型的选煤设备， 它是由两台两产品旋流器串联而成的。 可以是两个圆锥重介质旋流器串联， 也可以是两台圆筒型重介质旋流器串联， 也可是一台圆筒和一台圆锥重介质旋流器串联， 其中圆筒型重介质旋流器又分无压和有压两种。 因此， 三产品重介质旋流器有多种不同的组合形式。三产品重介质旋流器的优点是用一种悬浮液形成两个分选密度，省掉一个悬浮液循环系统和再选物料运输系统，但是由于第二段悬浮液入料由第一段旋流器浓缩而来， 因此二段分选密度因测量较为困难， 密度调节主要靠调节一段入料悬浮液密度和二段旋流器底流口大小。是两段分选密度相互关联密度差值不允许太大。无压给料三产品重介质旋流器

53、的分选原理、 给料方式、 安装角度、 每段旋流器的结构等均与传统的三产品重介质旋流器不同。 其入料与悬浮液分开, 独立地自一段旋流器的中心给入 , 安装角度为 3 0 ° , 两段旋流器均为圆筒型, 矸石自第二段旋流器的切向底流口排出。5 三产品重介质旋流器三产品重介质旋流器是近年来研制出的一种新型的选煤设备， 它是由两台两产品旋流器串联而成的。 可以是两个圆锥重介质旋流器串联， 也可以是两台圆筒型重介质旋流器串联， 也可是一台圆筒和一台圆锥重介质旋流器串联， 其中圆筒型重介质旋流器又分无压和有压两种。 因此， 三产品重介质旋流器有多种不同的组合形式。 三产品重介质旋流器的优点是用一

54、种悬浮液形成两个分选密度， 省掉一个悬浮液循环系统和再选物料运输系统，但是由于第二段悬浮液入料由第一段旋流器浓缩而来， 因此二段分选密度因测量较为困难， 密度调节主要靠调节一段入料悬浮液密度和二段旋流器底流口大小。是两段分选密度相互关联密度差值不允许太大。5.1 三产品重介质旋流器工作原理 三产品旋流器是由一台圆筒型旋流器和一台圆锥形旋流器串联而成的设备。原煤由胶带或刮板给入，一段旋流器悬浮液由泵给入。其分选过程是：重产物在 旋流器内壁沿筒壁形成外螺旋由底流口排出 ，轻产物在旋流器中心形成内螺旋， 由溢流口排出；从一段到二段；从低密度到高密度。在第一段旋流器中，不但 可以把原煤分成2种产品，而

55、且还把进入第二段旋流器的悬浮液浓缩到需要的密 度。重产品与浓缩后的悬浮液一起经连接管给入第二段旋流器进行再选，最终获得中煤和什石。图1为给料三产品旋流器的结构原理示意图。图1三产品旋流器的结构原理示意图5.2 三产品重介质旋流器的结构高效高分级旋流器由进料装置、分离装置、底流装置、溢流装置构成，进料 装置采用渐开线形式给料，给料管为矩形渐缩管，其外沿线以渐开线平滑过度至 进料箱内侧，分离装置由柱体和锥体组成，根据待分离矿物的比重、粒度以及对 溢流细度的要求，匹配不同的柱体高度。锥体部分采用变锥技术，以保持颗粒在 锥体分离部位的切向速度，达到最佳的分离效果。底流装置的内部形状亦采用柱 锥形式，并相应加大柱体高度。5.3 三产品重介质旋流器的特点5.3.1 结构特点(1)有三个排料口。能以单一低密度悬浮液一次分选出合格精煤、中煤和 什石，为简化工艺流程及设备布置创造了条件。(2) 一段旋流器采用了圆筒型，圆筒型旋流器内密度场均匀，对重悬浮液 度密度变化反应迟钝；有利于提高分选精度，二段旋流器采用了圆筒一圆锥型， 有利于增加两段实际分选密度差，能同时满足生产低灰精煤和排弃纯什石的需 要。(3)原料煤与重介质悬浮液分开给入旋流器。原料煤单独由一段旋流器顶 端沿中心给料管以自重方式给入，具有如下优点：一是只有重产物单向穿越“分 离锥面”的运动，而不会产生有