煤炭脱水设备的现状和前景

摘要

       随着煤炭市场激烈的竞争,对煤炭产品水分的要求必将日益严格,这就对其脱水设备提出了更高的要求。煤炭脱水设备是为了提高煤炭的产量设备，为了更好的了解现阶段煤炭脱水的的技术，本文主要从各个方面介绍了我国选煤厂精煤脱水的方法及其发展情况，并对选煤厂几种常用脱水方法与设备进行了具体说明，从而提高精煤产率，增加经济效益,减轻煤泥水系统的压力。

关键词

 脱水设备；煤炭脱水；离心机；水分 

Coal dewatering equipment status and prospects

 

Abstract

with the coal fierce market competition, the requirement of coal product moisture will increasingly strict, this to the dewatering equipment put forward higher request. Coal dewatering equipment is to improve the production equipment of coal, in order to better understand the technology at the coal dehydration from various aspects, this paper mainly introduced in the coal plant dehydration methods and developing situation of coal, and several common dehydration methods and equipment for the detail description, so as to improve the plant production rate, increase the economic efficiency, reduce the pressure of the coal slime water system.

Keywords

Dewatering equipment; Coaldehydration; centrifuge; moisture

 

目录 

第一章 选煤厂精煤的脱水方法及其发展现状··················································

1.1重力脱水技术与设备·······················································································

1.2过滤脱水技术与设备·······················································································

1.3离心脱水技术与设备·······················································································

1.4热力干燥等新型脱水技术·················································································

1.4.1热力干燥··································································································

1.4.3电渗法·····································································································

1.4.4复合力场·································································································

1.5几种脱水技术的综合比较·················································································

1.6离心脱水设备的应用·······················································································

第二章 精煤水分高的原因与对策···································································

2.1水分高的原因·······························································································

2.2对策··········································································································

2.3建议··········································································································

2.4我国沉降过滤式离心机的发展状况······································································

第三章几种脱水技术的综合比较·····································································

第四章 总结··································································································

参考文献·······································································································

谢辞··············································································································

 

第一章 选煤厂精煤的脱水方法及其发展现状

我国煤炭产品脱水作业中,一方面,同先进的煤炭生产国相比,国产脱水设备无论是在设备加工精度、工艺性能、运行可靠性和使用寿命等方面都与进口同类设备存在较大差距；另一方面，为了保证设备的脱水效果，一些大、中型选煤厂则花费大量外汇,引进昂贵的进口设备。因此,开发研制大型、新型、高效、高可靠性的煤炭产品脱水设备对加快发展我国洁净煤技术，特别是选煤技术具有十分重要的意义。

常用的产品脱水技术有重力脱水技术、过滤脱水技术、离心脱水技术、寒冷地区或有特殊要求采用的热力干燥技术，同时助滤剂强化脱水、电渗法以及复合力场等新型脱水技术的研究也在广泛开展。

1.1 重力脱水技术与设备

重力脱水是利用水本身所受重力使煤和水自然分离的一种方法，重力脱水设备主要有脱水斗式提升机、脱水仓、脱水筛等。这种脱水方法比较简单，脱水效果差，只能脱除部分表面水分，一般多用于精煤的初步脱水或中煤、矸石、粗粒精煤的脱水。

1.2 过滤脱水技术与设备

在多孔的隔膜上，利用隔膜两端的压力差将煤浆中的固体和液体分开的过程称为过滤。隔膜两端的压力差是过滤过程的推动力，过滤的压力差可以采用加压过滤、真空过滤、压滤等方法得到，相应的过滤设备有真空过滤机、压滤机和加压过滤机等。

1.3 离心脱水技术与设备

离心脱水是借助离心力场实现液-固分离的操作过程，其设备主要有各类离心脱水机。根据工作原理的不同，离心脱水区分为两类不同的过程----离心过滤和离心沉降，与其相应的机种可分为过滤式离心机和沉降式离心机.

在选煤工业中常用的离心机有：振动卸料离心机、刮刀卸料离心机、沉降式离心机以及沉降-过滤式离心机。这4类离心机由于工作原理及机构上的不同，入料适用条件及产品脱水效果也差异较大。刮刀卸料离心机主要用于细粒煤脱水；传统振动卸料离心机主要用于≥ 0.5mm粒级煤炭产品脱水；沉降式离心机，在过去主要用于含泥较多的原生煤泥、浮选尾煤、浮选精煤的脱水以及洗水的澄清，由于脱水后产品水分偏高，目前在选煤厂用得较少；沉降-过滤式离心机主要用于浮选精煤脱水。

1.4热力干燥等新型脱水技术

1.4.1热力干燥

利用热能从煤中除去水分的操作称为热力干燥，在选煤厂，常用的干燥方法是以煤燃烧产生的高温烟气作为热介质，加热精煤，使精煤中水分汽化，达到降低精煤水分的目的。

精煤热力干燥有两种方式：直接干燥和间接干燥。目前，我国选煤厂除山西省西曲选煤厂外均采用直接干燥的方法。

干燥作业是选煤厂脱水作业中最后一道工序，其目的是进一步降低精煤的含水量，满足用户和运输的要求。但是，在干燥过程中要消耗大量的热能，因而，热力干燥是一种昂贵的脱水方式。目前，只有东北、西北和华北等寒冷地区的选煤厂采用。除吕家坨、范各庄选煤厂由于精煤出口采取常年干燥外，其它选煤厂只在冬季干燥，干燥期大约4～5个月。

1.4.2助滤剂辅助脱水

所谓助滤剂，是指能提高过滤效率或强化过滤过程的物质。助滤剂可分为两大类型，即介质助滤剂和化学助滤剂。在选煤厂应用的为化学助滤剂——高分子絮凝剂型助滤剂和表面活性剂型助滤剂。

助滤剂可以改变悬浮液的颗粒结构，形成疏松、多孔的集聚体，起到改变滤饼比阻的作用，提高过滤效率、降低滤饼水分。存在的问题主要是由于助滤剂的生产合成工艺往往较复杂，原料来源不够广泛，导致最终产品价格较昂贵，影响其推广和使用。

1.4.3电渗法

电渗法脱水是利用电渗原理降低毛细管表面张力以分离煤泥中的毛细管结合水。此法并非新技术，而且对工业固液分离而言，普遍认为不经济。

1.4.4复合力场

复合力场，如电磁力场、超声波、高频振动等在过滤中的应用表明，这些方法对强化细粒物料过滤脱水具有较好的效果，但是由于成本昂贵，难以应用于生产实际。

1.5 几种脱水技术的综合比较

重力脱水方法最简单，脱水成本最低，但是脱水效果差，只能脱除部分表面水分，多用于精煤的初步脱水或中煤、矸石、粗粒精煤的脱水。

过滤脱水技术主要用于细粒煤脱水，分为加压过滤、真空过滤和压滤三种。相应的设备为加压过滤机、真空过滤机和压滤机。加压过滤机是一种新型、高效、自动化程度高的脱水设备，具有生产能力大，滤饼水分低的特点。国外进口的加压过滤机以及零配件价格较高，用户难以接受，国产加压过滤机以前由于运行故障多、机体笨重、电控系统复杂、价格贵、能耗大、密封排料的密封圈质量不过关，推广使用不多。近两年，经过不断完善，设备性能有了较大改进，推广应用较快。

助滤剂辅助脱水技术被认为是一项有发展前途的脱水技术，它可以改变悬浮液的颗粒结构，形成疏松、多孔的聚集体，起到改变滤饼比阻的作用，提高过滤效率、降低滤饼水分。但由于助滤剂合成工艺复杂，原料来源不太广泛，导致产品价格较为昂贵，影响其推广和使用。另外，助滤剂脱水只能作为一种辅助方法，并不能取代脱水设备。

热力干燥技术在干燥过程中要消耗大量的热能，成为一种昂贵的脱水方式，只有东北、西北和华北等寒冷地区或对产品水分有特殊要求的选煤厂才采用。

电渗法以及复合力场等新型脱水技术尚处于实验室研究阶段，较少投入现场使用。

离心脱水技术的优势在于设备投资低、生产能力高，脱水效果好，耗电少，占地面积少。过滤式煤泥离心机由于采用离心力场，产生的过滤推动力远远高于由真空、高压所提供的过滤推动力，是重力的几十到几百倍。卧式振动卸料离心机因为操作维护方便，易损件少，筛篮使用寿命长等优点，一直引起国内外有关专家的关注。目前存在的问题主要是：振动参数不稳定、主振弹簧易损坏、支座易开裂、箱体各密封点容易漏油。因此，如何利用其优点，克服其不足是该类离心机发展的关键。

1.6离心脱水设备的应用

某选煤厂是一座原设计年入洗原煤能力300×104t矿区型选煤厂,1990年投产，是国家特大“八、五”重点建设工程项目，宝钢二期工程配套工程，经过一期扩建现达450万吨，是国家特大型炼焦煤选煤厂。目前三条生产线全部采用三产品重介旋流器精选和煤泥浮选、尾煤压滤等联合工艺；该厂入洗临涣、海孜、童亭、许疃四对矿井生产的原煤，原煤储量丰富、质量稳定、选煤生产持续能力强劲。主要精煤产品为炼焦精煤。该厂由三个系统组成;近年来均已改为重介。三套重介系统投产,精煤灰分和硫分得到有效保证。但随市场放开,用户对产品水分要求越来越高,而且过高水分也是对有限铁路资源的浪费。由于受煤质、脱水工艺及设备性能限制,临涣厂精煤水分一直在12%～12.5%之间。虽然产品质量中的炼焦技术指标颇为用户满意,但产品水分超过12%仍显美中不足。因此，降低精煤水分已是临涣厂技改方向和重点。

第二章 精煤水分高的原因与对策

2.1水分高的原因

临涣厂为-50mm原煤不分级入洗,部分重介和煤泥浮选工艺;最终精煤产品由重介精煤、重介精煤泥及浮选精煤3部分组成,所占精煤比例为66∶7∶27。其中,重介+0.5mm末精煤和-0.5mm精煤泥分别由高效VM1400卧式振动离心机与LLL1030立式刮刀卸料离心机脱水;脱水后水分分别为6%～7%和11%～14%,两种重介精煤综合水分约7%,远远低于最终精煤产品水分。浮选精煤用GPY-200真空过滤机脱水,其滤饼水分26%～29%。这部分浮选精煤水分远高于最终精煤产品水分,是影响精煤水分的主要因素。因此,只有降低浮选精煤水分,才能最终降低精煤产品水分。

2.2对策

为降低浮选精煤水分,现有条件下,曾采取调整圆盘真空过滤机分配头结构、入料中添加粗粒物料、加助滤剂和安装拍打器等措施。通过加强操作和采取上述措施,滤饼水分好转,但没有降到期望的26%以下。因此,只有使用新的脱水设备,才有可能最终使产品水分降到12%以下。

2.3建议

1、在充分调查研究当前国内外沉降过滤式离心机状况的基础上,充分肯定以往机型的优点,分析其缺点,找出原因,优化国产离心机的主要结构参数

2、加强离心机前期试验研究工作。在有条件的研制单位,要应用现场煤样,进行充分试验,进一步优化有关的离心机结构参数。

3、在研究确定方案的过程中,应以设备的可靠运转为基础,技术上的先进为前提。要加强研究、设计、工厂和选煤厂之间的结合,充分听取各方面的意见,并组织专家进行论证,以确保方案的可靠性和可行性。

4、制造厂应提高机加工技术水平,确保离心机的制造精度,保证离心机的质量可靠,技术上应达到国际先进水平。

5、进行工业性试验的选煤厂要对离心机的主要参数进行考核,并对相关的工艺开展研究,进一步降低离心液的浓度和产品水分,并提高检修维护水平。

总之,沉降过滤式离心机是一种高效的脱水设备,在选煤厂有着很好的推广应用前景。应该加快开发研究进度,为选煤厂的煤泥脱水,降低选精煤水分,提供新型的高效的装备。

2.4我国沉降过滤式离心机的发展状况

20世纪80年代以前,国内选煤厂只有从前苏联引进的ＹⅡＭ-1型和国产ＷＸ-1型沉降式离心机,在一些选煤厂应用于煤泥和尾煤的脱水，取得了较好的效果。但由于零部件寿命较短、检修维护工作量大等问题,未能得到很好的应用。为解决浮选精煤水分偏高的问题,上世纪80年代初我国开始研究沉降过滤式离心机，首台ＷＬＧ900型样机于1983年在灵山选煤厂投入使用,并通过了技术鉴定。以后在全国选煤厂推广应用了20多台,但由于其结构上存在的一些问题,机械加工的精度不够,造成了差速器使用时间短,螺旋和筛网磨损快,检修又比较困难等,致使该离心机未能得到进一步推广应用。针对该机型存在的问题,从1986年开始,我国开发ＷＬＧ-1100×2600型离心机。该机在株洲选煤厂用于浮选精煤脱水,当入料平均浓度为21%、入料灰分平均为7.76%、入料中-0.045ｍｍ粒级物料平均为42.8%的条件下,处理能力为21.16ｔ/ｈ,产品灰分为7.12%,水分为22.12%,比58ｍ2盘式真空过滤机低2个百分点,生产能力高了2.7倍。虽然该机使用效果不错,但由于受到ＷＬＧ900机型的影响,也未能推广使用。20世纪80年代初,为提高我国的选煤机械水平,在引进设备的同时,引进了一些设备的制造技术,沉降过滤式离心机就是其中的一种。

第三章 几种脱水技术的综合比较

随着采煤机械化程度的提高,选煤厂入选原煤中粉煤的含量越来越高,加之有些选煤厂为了从原煤中更多地回收低灰精煤,有目的地将大块物料破碎,使得入选原煤中的粉煤量进一步增加。由于入选原煤中细粒煤含量大,如果不预先脱泥,大量的煤泥进入介质系统,既限制了脱介筛的处理能力,又恶化了脱介效果,只有借助介质分流排出系统,才能保证介质系统中煤泥进出总量的动态平衡。而介质分流必然增加磁选机负荷,并影响磁选效率,因此,选前脱泥工艺被广泛采用。

选煤厂常用的产品脱水技术有重力脱水技术、过滤脱水技术、离心脱水技术、寒冷地区或有特殊要求采用的热力干燥技术，同时助滤剂强化脱水、电渗法以及复合力场等新型脱水技术的研究也在广泛开展。

重力脱水是利用水本身所受重力使煤和水自然分离的一种方法，重力脱水设备主要有脱水斗式提升机、脱水仓、脱水筛等。这种脱水方法比较简单，脱水效果差，只能脱除部分表面水分，一般多用于精煤的初步脱水或中煤、矸石、粗粒精煤的脱水。

过滤脱水设备在多孔的隔膜上，利用隔膜两端的压力差将煤浆中的固体和液体分开的过程称为过滤。隔膜两端的压力差是过滤过程的推动力，过滤的压力差可以采用加压过滤、真空过滤、压滤等方法得到，相应的过滤设备有真空过滤机、压滤机和加压过滤机等

离心脱水是借助离心力场实现液-固分离的操作过程，其设备主要有各类离心脱水机。根据工作原理的不同，离心脱水区分为两类不同的过程----离心过滤和离心沉降，与其相应的机种可分为过滤式离心机和沉降式离心机. 在选煤工业中常用的离心机有：振动卸料离心机、刮刀卸料离心机、沉降式离心机以及沉降-过滤式离心机。这4类离心机由于工作原理及机构上的不同，入料适用条件及产品脱水效果也差异较大。刮刀卸料离心机主要用于细粒煤脱水；传统振动卸料离心机主要用于≥0.5mm粒级煤炭产品脱水；沉降式离心机，在过去主要用于含泥较多的原生煤泥、浮选尾煤、浮选精煤的脱水以及洗水的澄清，由于脱水后产品水分偏高，目前在选煤厂用得较少；沉降-过滤式离心机主要用于浮选精煤脱水。

利用热能从煤中除去水分的操作称为热力干燥，在选煤厂，常用的干燥方法是以煤燃烧产生的高温烟气作为热介质，加热精煤，使精煤中水分汽化，达到降低精煤水分的目的。精煤热力干燥有两种方式：直接干燥和间接干燥。目前，我国选煤厂除山西省西曲选煤厂外均采用直接干燥的方法。

干燥作业是选煤厂脱水作业中最后一道工序，其目的是进一步降低精煤的含水量，满足用户和运输的要求。但是，在干燥过程中要消耗大量的热能，因而，热力干燥是一种昂贵的脱水方式。

重力脱水方法最简单，脱水成本最低，但是脱水效果差，只能脱除部分表面水分，多用于精煤的初步脱水或中煤、矸石、粗粒精煤的脱水。

过滤脱水技术主要用于细粒煤脱水，分为加压过滤、真空过滤和压滤三种。相应的设备为加压过滤机、真空过滤机和压滤机。加压过滤机是一种新型、高效、自动化程度高的脱水设备，具有生产能力大，滤饼水分低的特点。国外进口的加压过滤机以及零配件价格较高，用户难以接受，国产加压过滤机以前由于运行故障多、机体笨重、电控系统复杂、价格贵、能耗大、密封排料的密封圈质量不过关，推广使用不多。近两年，经过不断完善，设备性能有了较大改进，推广应用较快。

助滤剂辅助脱水技术被认为是一项有发展前途的脱水技术，它可以改变悬浮液的颗粒结构，形成疏松、多孔的聚集体，起到改变滤饼比阻的作用，提高过滤效率、降低滤饼水分。但由于助滤剂合成工艺复杂，原料来源不太广泛，导致产品价格较为昂贵，影响其推广和使用。另外，助滤剂脱水只能作为一种辅助方法，并不能取代脱水设备。

热力干燥技术在干燥过程中要消耗大量的热能，成为一种昂贵的脱水方式，只有东北、西北和华北等寒冷地区或对产品水分有特殊要求的选煤厂才采用。

电渗法以及复合力场等新型脱水技术尚处于实验室研究阶段，较少投入现场使用。

离心脱水技术的优势在于设备投资低、生产能力高，脱水效果好，耗电少，占地面积少。过滤式煤泥离心机由于采用离心力场，产生的过滤推动力远远高于由真空、高压所提供的过滤推动力，是重力的几十到几百倍。卧式振动卸料离心机因为操作维护方便，易损件少；筛篮使用寿命长等优点，一直引起国内外有关专家的关注。目前存在的问题主要是：振动参数不稳定、主振弹簧易损坏、支座易开裂、箱体各密封点容易漏油。因此，如何利用其优点，克服其不足是该类离心机发展的关键。

第四章 总结

几种脱水技术综合比较后，要写出一个结论，就是你文章的结论部分，好好谢谢

参考文献

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