毕各庄40Mt选煤厂设计毕业设计说明书 精品推荐.docx
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毕各庄4.0Mt/a选矿厂设计
摘要
本设计任务为唐山毕各庄矿井型4.0Mt/a选煤厂,毕各庄是隶属于开滦集团的矿井型选煤厂。
首先根据生产大样和浮沉试验资料的分析与综合,绘制可选性曲线;根据原煤的性质及精煤质量要求等,评定原煤为难选煤。
在进行选煤方案比较的基础上,确定采用重介-浮选联合流程的选煤方法,并制定了工艺流程;然后经过工艺流程计算、设备选型,对主厂房和总平面进行布置,并进行了图纸的绘制。
同时做出了该厂的经济技术分析,可知该设计实用性较高。
关键字:
难选煤;重介-浮选;设备选型;工艺布置
BigeVillage4.0Mt/aconcentratordesign
Abstract
This isaprocess design forthe 4.0Mt/a type mine ofcoalpreparationplantinBigeVillageof Tangshan. BigeVillageattaches to themine-model coalpreparationplantofKailuaGroup.Firstofall,accordingtotheproductiondetailsandanalysisandsynthesisoffugitivedusttestdata,drawthewashabilitycurves,Washabilitycurvedrawing;Accordingtothenatureoftherawcoalandplantqualityrequirements,etc.,toevaluatetherawcoalincoal.Onthebasisofcoalpreparationschemecomparison,Determinethedensemedia-flotationcoalpreparationmethodofthejointprocess,Andformulatetheprocessflow;Andthenthroughtheprocesscalculation,equipmentselection,themainplantandtotalplanelayout,anddrawingthemap.Atthesametimemadetheplant'seconomictechnicalanalysis,practicalityishigher,thedesign.
Keywords:
difficultseparationcoal;Theheavy–flotation;Equipmentselection;Processarrangement
第一章设计概要
1.1项目背景
近年来,市场对煤质要求越来越高,焦炭的形势看好,该公司的焦炭生产规模扩大,原选煤厂生产能力已不能满足焦炭生产需要,直接购买精煤不利于企业在市场的竞争和经济效益的提高,因此需要新建一座年处理量为400万吨的选煤煤厂,建设选煤厂,可以提高煤质,增强企业的竞争能力,提高企业的经济效益这已是势在必行。
1.2可行性研究概要
1.2.1原煤资料分析
选煤厂主要入洗河北开滦毕各庄的原煤,资源可靠,稳定。
精煤灰分要求为10%时,其可选性为较难选煤。
1.2.2选煤产品组成
推荐的产品结构为精煤、中煤、矸石、煤泥。
1.2.3选煤厂设计生产能力
选煤厂设计规模与焦化厂生产能力相配套,为年处理原煤400万吨。
1.2.4选煤厂位置与交通
选煤厂水源取自地下水,电源自设变电所,交通运输便利。
1.2.5选煤方案的拟定
为了确定适合本厂入洗原煤的合理洗选加工,本次设计分别对不同的选煤方法进行比较,为了保证生产出高质量的精煤,使精煤的产量达到最大的回收率,满足产品结构多元化的要求,确定本次设计推荐的选煤方法为50-0mm三产品重介旋流器分选-洗煤泥浮选联合工艺。
1.2.6工艺流程
工艺流程共包括50-0mm不脱泥、不分级无压三产品重介旋流器分选及洗煤泥浮选和煤泥水处理环节四大部分。
该工艺流程系统简单灵活适应性强,效率高。
产品满足设计的要求,洗水闭路循环。
1.2.7设备选择
设备选型全采用国内设备。
全厂集控和自动化程度高,介质密度控制手段先进,调节快捷,精确度高。
第二章煤质资料的分析与综合
2.1煤质资料的审查分析
2.1.1煤质资料的审查
矿区原始煤质资料得表2.1:
表2.1筛分总样化验结果
化验项目
Mad
Ad
Vdaf
St,d
Qgr,d
胶质层
粘结性
系数
煤样
%
%
%
%
Mj/Kg
X,mm
Y,mm
毛煤
1.97
26.1
30.78
0.16
96.827
0
0
6
净煤
0.61
8.45
35.36
0.35
0
38
12
5
表2.2原煤筛分试验表
粒级mm
产品
Mkg
A%
占全样%
校正A%
煤
291.689
15.47
3.43
15.43
150-100
夹矸石
23.767
34.47
0.28
34.43
矸石
59.477
81.75
0.70
81.71
硫铁矿
0
0
0.00
0
煤
432.746
17.19
5.09
17.15
100-50
夹矸石
29.503
39.79
0.35
39.75
矸石
177.038
82.02
2.08
81.98
硫铁矿
0
0
0
0
>50小计(除矸石)
777.705
17.93
9.16
17.89
50-25
煤
1084.437
33.68
12.77
33.64
25-13
煤
1098.516
33.66
12.93
33.62
6--13
煤
1258.24
27.82
14.81
27.78
3--6
煤
1115.959
21.78
13.14
21.74
3-0.5
煤
2106.832
19.9
24.80
19.86
0.5-0
煤
815.825
16.89
9.60
16.85
毛煤总计
8494.029
26.14
100.00
26.1
表2.3>50mm煤与夹矸煤破碎后筛分试验
粒级mm
Mkg
占本级%
占全样%
Ad%
校正Ad%
50-25
297.723
38.28
3.51
20.76
20.66
25-13
200.415
25.77
2.36
17.85
17.75
13--6
121.926
15.68
1.44
17.01
16.91
6--3
63.513
8.17
0.75
14.36
14.26
3--0.5
75.242
9.67
0.89
12.77
12.67
50--0.5
758.819
97.57
8.93
18.06
17.96
0.5-0
18.88
2.43
0.22
15.12
15.02
50-0
777.699
100.00
9.16
17.99
17.89
总计
8494.029
密度级
kg/m3
自然级
破碎级
综合
校正
占本级%
占全样%
Ad%
占本级%
占全样%
Ad%
占本级%
占全样%
Ad%
占本级%
占全样%
Ad%
<1.3
17.90
13.32
3.44
4.68
0.41
3.97
16.49
13.74
3.45
16.49
13.74
3.51
1.3-1.4
41.94
31.21
10.52
62.34
5.52
10.48
44.11
36.74
10.51
44.11
36.74
10.57
1.4-1.5
15.68
11.67
22.59
20.45
1.81
22.75
16.19
13.49
22.61
16.19
13.49
22.67
1.5-1.6
3.67
2.73
34.48
3.44
0.30
35.52
3.65
3.04
34.58
3.65
3.04
34.64
1.6-1.8
2.29
1.70
45.73
2.95
0.26
47.82
2.36
1.97
46.01
2.36
1.97
46.07
>1.8
18.52
13.79
81.09
6.15
0.54
66.86
17.21
14.33
80.55
17.21
14.33
80.61
去泥小计
100.00
74.43
25.90
100.00
8.86
18.12
100.00
83.29
25.07
100.00
83.29
25.13
煤泥
5.13
4.02
32.51
0.46
0.04
26.35
4.65
4.06
32.45
4.65
4.06
32.45
总计
100.00
78.45
26.24
100.00
8.90
18.15
100.00
87.35
25.42
100.00
87.35
25.35
表2.450-0.5mm自然级与破碎级浮沉综合表
表2.5原煤0.5-0mm自然级与破碎级筛分试验综合表
粒级
mm
自然级
破碎级
综合表
校正
占本级%
占全样%
Ad%
占本级%
占全样%
Ad%
占本级%
占全样%
Ad%
Ad%
<0.500
1.87
0.18
16.72
1.85
0.004
12.06
1.87
0.184
16.62
16.68
0.5-0.25
26.15
2.51
16.36
26.53
0.059
13.36
26.15
2.569
16.29
16.35
0.25-0.125
26.56
2.55
17.52
27.85
0.062
14.02
26.59
2.612
17.44
17.50
0.125-0.075
2.11
0.2
18.94
3.95
0.009
17.4
2.13
0.209
18.87
18.93
0.075-0.045
10.6
1.02
16.99
10.69
0.024
14.9
10.63
1.044
16.94
17.00
<0.045
32.7
3.14
16.46
29.12
0.065
17.68
32.63
3.205
16.48
16.54
总计
100
9.6
16.83
100
0.222
15.18
100
9.822
16.79
16.85
表2.6原煤0.5-0mm自然级与破碎级浮沉试验综合表
密度级kg/m3
自然级
破碎级
综合级
校正
占本级%
占全样%
Ad%
占本级%
占全样%
Ad%
占本级%
占全样%
Ad%
Ad%
<1.3
10.73
1.03
3.77
27.27
0.06
3.42
11.1
1.09
3.75
3.75
1.3-1.4
49.17
4.72
7.5
36.36
0.08
7.38
48.88
4.8
7.5
7.5
1.4-1.5
15
1.44
18.47
13.64
0.03
17.88
14.97
1.47
18.46
18.46
1.5-1.6
10.31
0.99
27.66
4.54
0.01
25.32
10.18
1.00
27.64
27.64
1.6-1.8
4.38
0.42
38.89
4.55
0.01
36.27
4.38
0.43
38.83
38.83
>1.8
10.42
1.00
52.27
13.63
0.03
49.19
10.49
1.03
52.18
52.18
总计
100
9.6
16.86
100
0.22
15.56
100
9.82
16.83
16.85
表2.7原煤50-0.5mm浮沉实验综合表
密度级
kg/m3
产率%
灰分Ad
累计
分选密度
浮物
沉物
产率%
灰分Ad
产率%
灰分Ad
密度级
产率%
1
2
3
4
5
6
7
8
9
<1.3
16.49
3.51
16.42
3.51
100.00
25.13
1.3
16.49
1.3-1.4
44.11
10.57
60.60
8.65
83.51
29.40
1.4
60.30
1.4-1.5
16.19
22.67
76.79
11.61
39.40
50.48
1.5
19.84
1.5-1.6
3.65
34.64
80.43
12.65
23.21
69.87
1.6
6.01
1.6-1.8
2.36
46.07
82.79
13.60
19.57
76.44
1.7
2.36
>1.8
17.21
80.61
100.00
25.13
17.21
80.61
去泥小计
100.00
25.13
浮沉煤泥
4.65
32.45
总计
100.00
25.35
由表2.7中数据可绘制可选性曲线,以2、3栏绘制灰分特性λ曲线,由4、5栏绘制浮物β曲线,由6、7栏绘制沉物θ曲线,由4、8绘制密度δ曲线。
由8、9栏绘制ε曲线。
如图2.1所示。
图2.150-0.5mm粒级可选性曲线
2.1.2煤质资料的分析
依据原煤总样化验结果表(见表2-1)对原煤的特性作如下分析:
原煤水分:
Mad=1.97%,属于低水分煤。
煤种:
由总样化验表,原煤可燃体挥发分Vdaf=30.78%,在28~37%之间,最大胶质层厚度Y=12mm,小于25mm,由此判定煤种为1/3焦煤。
原煤灰分:
Ad=26.10%,在20.01%~30.00%之间,属于中灰分煤。
原煤硫分:
St.d=0.16%小于0.5%属于特低硫煤,因此不必考虑脱硫。
由原煤筛分试验报告表可查出含矸率为3.41%<5%属于低矸煤,故不必考虑原煤入选前机械排矸的问题,在破碎前设置检查性手选,只捡出杂物即可。
2.1.3筛分资料分析
各粒级含量的分析:
由表3-1可知,煤样筛分为50-25,25-13,13-6,6-3,3-0.5,0.5-0六个粒级。
各粒级的重量百分数相近,前四个粒级的百分含量均为13%左右,3-0.5的含量偏高,分别为24.80%。
说明煤样小粒度级的含量偏高,但总体上粒度分布均匀。
各粒级质量的分析:
各粒级灰分差别较大,与总灰分有较大的差别,说明煤质不均匀。
而且灰分随着粒度减小而降低,包括-0.5mm粒级灰分也低,可知煤质脆易碎。
随着粒度的减小,煤的含量增大,矸石含量减小。
各粒级水分含量相近,均为0.70%左右,水分含量比较均匀。
2.1.4浮沉资料分析
各密度级的含量和灰分分析:
由表3-2可知,<1.40密度级的含量为50.48%,灰分为8.65%,>1.80高密度级的含量为14.33%,灰分为80.61%。
说明此矿高,低两端密度级煤的含量较多,中间煤含量较低,易分选。
而且低密度级精煤的质量较高,灰分为8.65%,矸石含量不大。
2.1.5可选性分析
根据目前普遍采用的最新可选性评定标准,即分选密度+0.1含量法。
该方法近似实际地反映了煤的可选性的难易程度。
由于入选原煤为炼焦煤,对于冶炼产业的要求,精煤灰分不超过12.5%,而对其它的炼焦煤,灰分不超过16%,根据图3-3入选原煤可选性曲线β浮物曲线,可以发现浮物曲线的拐点为11.0左右,根据此拐点数据选择左右邻居两个数值作为灰分参考值,拟定精煤理论灰分为10.0%,11.0%,12.0%三个级别,对应的理论分选密度为1.44g/cm3、1.47g/cm3、1.53g/cm3。
根据可选性曲线,确定出如下方案:
例如方案1取
=10.0%,根据可选性曲线,可查出浮物产率
=69.18%,临界灰分
=23.05%,沉物产率
=30.82%,理论分选密度
=1.43
,取矸石灰分
=80%,矸石产率
=17.60%,所以中煤产率
=13.22%,
=
=31.25%。
方案Ⅰ
取精煤灰分为10.0%,矸石灰分为80.00%,通过可选性曲线可得,精煤产率为69.18%,矸石产率为17.6%,则中煤产率为100%-69.18%-17.6%=13.22%,理论分选密度为1.44g/cm3,中煤灰分为31.25%,精煤和中煤分界灰分为23.05%,通过δ±0.1曲线可知分选密度邻近物的产率为40.21%,说明原煤在这个分选密度下极难选。
方案Ⅱ
取精煤灰分为11.0%,矸石灰分为80.00%,通过可选性曲线可得,精煤产率为74.13%,矸石产率为17.6%,则中煤产率为100%-74.13%-17.6%=8.27%,理论分选密度为1.47g/cm3,中煤灰分为35.01%,精煤和中煤分界灰分为27.87%,通过δ±0.1曲线可知分选密度邻近物的产率为27.64%,说明原煤在这个分选密度下稍难选。
方案Ⅲ
取精煤灰分为12.0%,矸石灰分为80.00%,通过可选性曲线可得,精煤产率为78.28%,矸石产率为17.6%,则中煤产率为100%-17.60%-4.12%=4.12%,理论分选密度为1.53g/cm3,中煤灰分为40.2%,精煤和中煤分界灰分为33.95%,通过δ±0.1曲线可知分选密度邻近物的产率为14.13%,说明原煤在这个分选密度下中等可选。
根据炼焦用精煤等级划分及基本价格计算销售收入:
销售收入=年处理量×[精煤产率×精煤灰分基价(元)×煤种比价(%)+中煤产率×中煤灰分基价(元)×煤种比价(%)]
表2.10产品结构及选煤方法综合必选表
方案
精煤
基价
比价
精煤收入
中煤
基价价
比价
中煤收入
吨煤收入
Ⅰ
69.287
10000
102
706
13.27
500
68.8
54.56
760.5
Ⅱ
74.12
1000
98
726
8.272
500
61.6
30.51
756.5
Ⅲ
78.356
1000
94
736
4.12%
500
54.4%
13.5
749.5
由此可见方案Ⅰ即精煤灰分取10%,矸石灰分取80.00%时的利润为最大值,因此确定Ⅰ为最终选煤方案.
第三章选煤方法与工艺流程的制定
3.1选煤方法和入选方式
在确定煤样的可选性及理论分选指标后,通过可选性曲线可知该选煤产品δ±0.1含量为40.2%,为难选,为了提高焦煤的精煤产率和效率,因此决定采用三产品重介质旋流器—煤泥浮选联合流程。
由于本设计是针对的炼焦煤,结合三产品重介旋流器的主选特点,所以采用混合入选。
原煤资料粒度主要集中在50mm以下,大粒级所占比例比较小,所以最后决定主选上线为50mm,大粒级破碎到50以下混合入选。
针对原煤中细粒级所占比例>8%,且煤质娇脆,所以采用预先脱泥和无压式给料方式入选。
三产品重介质旋流器是由两台两产品重介质旋流器串联组装而成,从分选原理上没有差别。
第一段为主选,采用低密度悬浮液进行分选,选出精煤和再选入料,同时由于悬浮液浓缩的结果为第二段准备了高密度悬浮液;第二段为再选,分选出中煤和矸石两种产品。
三产品重介质旋流器的主要优点是用一套悬浮液循环系统,简化了再选物料的运输。
缺点是在第二段分选时,重介质密度的测定和控制较难。
因第二段悬浮液入料是由第一段旋流器浓缩而成,由于悬浮液密度与两段旋流器的尺寸有关,所以第二段旋流器的分选密度除与第一段分选密度和两段旋流器的溢流管直径有关,还与第二段旋流器底流口直径有关。
3.2选煤方法的比较
3.2.1、跳汰分选指标计算
由可选性确定理论分选密度δp1°=1.68,δp2°=1.43。
可选性评定为极难选,确定
实际分选密度δp1=1.80,δp2=1.40。
按不分级跳汰选煤取矸石段I1=0.15,I2=0.17。
每个密度级取密度的平均值。
用跳汰近似公式计算t值,并查附表,得到分配率ε%。
a.矸石段将δp1=1.80,I1=0.15代入查表得ε值
密度级-1.3(取1.2)t=
=
=-6.23ε=0
密度级1.3-1.4(取1.35)t=
=-3.717ε=0.01
密度级1.4-1.5t==
=-2.587ε=0.48
密度级1.5-1.6t==
=-1.685ε=4.6
密度级1.6-1.8t==
=-0.600ε=27.43
密度级+1.8(取2.1)t==
=1.213ε=95.39
b.中煤段将δp1=1.40,I1=0.17代入
密度级-1.3t=
=-2.749ε=0.30
密度级1.3-1.4t=
=-0.529ε=29.84
密度级1.4-1.5t=
=0.467ε=67.97
密度级1.5-1.6t=
=1.263ε=89.68
密度级1.6-1.8t=
=2.220ε=98.68
密度级+1.8t=
=4.013ε=100
表3.1跳汰产品设计指标计算表
密度级
入料
洗矸
二段入料
中煤段
精煤
r%
Ad%
e%
r%
Ad%
r%
Ad%
e%
r%
Ad%
r%
Ad%
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
<1.3
16.49
3.51
0.00
0.00
3.51
16.49
3.51
0.30
0.05
3.51
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