水煤浆生产新工艺

第5期No. 52004年10月COAL PREPARATION TECHNOLOGYOct 2004文章编号:1001-3571(2004)03-0007-03水煤浆生产新工艺张占栋,王柱勇,刘珊2(1.抚顺矿务局,辽宁抚顺1130002.国家水煤浆工程技术研究中心,北京100013)摘要:介绍了采用辊压机制备水煤浆的新工艺。该工艺可按煤质调整工艺参数,充实中间工序,完善传统制浆工艺流程,可用于新建或改造现有水煤浆厂,实现永煤浆厂单一系統大型化。关键词:水煤浆;制备;辊压机;能耗;投资中图分类号:TQ536文献标识码:A1概述自水煤浆技术问世以来,经过20年研究开发2国内外制浆磨机技术现状我国的水煤浆技术水平和产品质量均已居世界先进目前,国内外制浆工艺的磨碎设备大都采用球行列。目前,我国的年制浆生产能力达400多万t,磨机。球磨机性能稳定,运行可靠。缺点是能耗3座大型制浆厂的制浆能力达到50万ta以上。水吨浆耗电30~40kW·h;电能利用率低,有煤浆产品已在7台电站锅炉和50多台工业锅炉以效能耗不足5%。及100多台各种窑炉上燃用,并取得一定经济效现有制浆厂多采用反击式破碎机与球磨机联合益。还有一些企业正在新建或扩大制浆厂,水媒浆工艺系统。由于破碎机的出口粒度比较粗,进入球用户群呈不断扩大之势,极大地促进了水煤浆产业磨机磨碎还需要很高的能耗。因此,需采用新型破发展碎设备,使其出口物料粒度达到或接近制浆粒度的对水煤浆而言,过去人们关心的是产品质量、技术要求,从而减轻球磨机的负荷,部分或全部取技术性能、环境影响、设备可靠性、运行安全性和代球磨机的功能,首选设备是辊压机。市场价格。现在更关心的是企业燃用水煤浆的经济效益和杜会效益。水煤浆代替燃油有很高的经济效3辊压机益和社会效益,但与燃用煤粉比较,尽管燃用水煤辊压机是20世纪80年代中期发展起来一种新浆的环境效益显著,但其价格偏高,因此,未来水型粉磨设备,广泛用于水泥工业。水煤浆制浆工艺煤浆技术的发展重点应是提高产品质量,降低生产引进辊压机,只要按水煤浆成浆的技术要求,调整成本,扩大应用范围。辊压机的工艺参数,完全可以取得提高产量、降低水煤浆价格偏高的主要原因是运输费、添加剂能耗的效果。费和动力(电)费用高。为了提高水煤浆的市场3.1輥压机的工作原理竞争力,需要采取如下措施:①降低运输费。关键辊压机的主要部件是两个直径相同、轴线平行是要缩短煤源地、制浆厂与用户之间的运输距离,制浆厂的选址应就近用户或用户群。②降低添加剂的圆柱辊(图1)。两个辊子转速(n)相同,转向费用。有关部门应加速开发高效、廉价环保型添加相反,通过4个滚动轴承安装在一个机架上,其中剂,促进水煤浆产业的发展。③降低动力费。水煤个是固定辊(1),另一个是活动辊(2),两辊浆工艺系统中,破碎和磨碎设备的动力消耗占制浆之间的间隙通过液压系统调节。其工作过程为:电总能耗的70%以上,因此,应从更新改造破碎磨动机经过减速器带动辊子转动,待粉磨的松散物料碎工艺入手,采取有效的技术措施,开发新的制浆由上方喂料给人双辊的间隙(S)中,由于双辊表面向下运动,物料随着辊面向下移动,在A处收稿日期:2004-02-06(也就是拉入角α)开始受到破碎和挤压,形成密作者简介:张占栋(1931-),男,河北省唐山市人,教授实的料床。物料受高压挤压,颗粒内部应力达到破级高级工程师,原抚顺矿务局剧总工程师。电活:0413-碎应力时,受挤压的颗粒被粉碎,粒径变小或呈粉2532391状,或部分颗粒产生微小裂纹,增大了物料的易磨75期2004年10月25日性,从辊压机卸出的物料成片状料饼,经打散后成3.24桃压机的生产能力为散状颗粒辊压机的生产能力取决于物料密度(p)、压辊的周边速度(V)、辊距(S)和辊长(B)。辊压机的生产能力可由下式求得M=3 600BSVp压辊的周边速度决定辊压机产量,周边速度快则产量大。但速度太快时,压辊与物料咬合不良,颗粒滑动性增大,压辊表面磨损激增。压辊速度取决于物料的粒度组成、外摩擦力和内摩擦力。压辊间隙大小取决于产量、物料的密实度、平均粒度和最大粒度。图1辍压机的结构3.25桃压机工艺参数3.2輥压机的工艺参数辊压机的主要工艺参数:3.2.1粉碎过程产量/th物料从辊压机上部喂料斗加入,在两辊相向转压辊直径/mm动的带动下,逐渐进入辊子间的压力区。辊压机对压辊直径与长度比12-1.5物料进行料层粉碎,粉碎过程分3个阶段,即压压辊压力/MPa160(平均)、200(最大)紧、粉碎和结饼阶段。随物料由松散被压成饼,压辊间隙/mm力不断加大。任一颗粒都会受到来自各个方向相邻压辊周边速度/m·sl颗粒的挤压,在巨大压力下发生应变,产生粉碎和单位产量粉碎力/kN·(th-1)单位产量电耗/(kW·h)·t微裂效果,即所谓的粒间粉碎效应。物料粉碎所需单位压辊长度负荷/kN·cm100±10条件:①必须强制连续喂料;②施加于物料颗粒间3.3桃压机对物料性状的要求的压力要大于物种粉碎压力。物料颗粒在粉碎过程水煤浆制备工艺要求辊压机的性能对煤炭破碎中,产生粉碎、变形、移位,由于两辊间隙逐渐变具有较好的适应性,为了取得最佳操作效果而对煤窄,已被粉碎的碎片、粉末所形成的新料层体积不炭性状有一些要求:断地缩小,相互间的挤压力不断加大,料层中的物3.3.1喂料粒度料颗粒也不断地被破碎或产生微裂。当料饼通过两喂料粒度最大可为压辊间隙的3.5~4倍,适辊间的最小间隙时,自动膨胀卸落。宜的喂料粒度上限为80mm。此外,喂料的粒度组3.2.2压輥直径与宽度成、密实度均会影响辊压机的产量。压辊直径大容易咬住物料颗粒,防止颗粒向回3.3,2物料水分反弹,物料受压过程较长,有较多机会调整其相互辊压机不适于粉碎粘湿物料,对脆性干物料粉位置,各部受压较为均匀,料饼的粒度组成与细粉碎效果好。压辊间的咬合角在很大程度上取决物料量均较稳定。故辊直径大,惯性大,运转平稳。的水分压辊直径与长度是辊压机的主要工艺参数。压3.3.3物料的可磨性辊直径较小时,沿压辊长度方向上的两端部分物料的可磨性指数决定煤粉碎的难易程度。煤的未被充分破碎而逸出,致使料饼中夹有少量较大颗组成比较复杂,不同煤种具有不同的可磨性。同粒。辊压机的产量决定于辊长。压辊直径要满足喂时,煤的可磨性也决定了辊压机的粉碎能耗。料得到良好的咬合作用和压碎高度,与辊压机的产量无关。辊压机不适于低产量的制浆厂。4辊压-球磨工艺流程3.2.3压桃压力经辊压机一次辊压通过的物料不可能达到制备压辊间的压力选择决定粉碎效果,出料料饼中水煤浆粒度分布的技术要求。选用辊压机与球磨机细粉含量随着压辊工作压力的增大而增多,但到某组合,由辊压机做预粉碎,粉碎后的物料送入球磨临界压力时料饼中细粉增量变缓。目前,设计的机磨浆。由于生产能力较大,一台辊压机粉碎的煤辊压机的最大工作压力为150MPa。饼可供数台球磨机用;或选出粗粒反馈循环,直到第5期张占栋等:水煤浆生产新工艺204+1月2旦满足水煤浆的制浆粒度要求。辊压-球磨系统制备粒度级的煤直接送入搅拌装置,加入水和添加剂搅水煤浆有3种不同的工艺流程:①辊压预粉碎工艺拌成浆。但是,采用搅拌装置工艺制浆和控制都比流程;②辊压选粉工艺流程;③辊压全粉工艺流较困难。流程见图4程合格粒度4.1輥压预粉碎工艺流程原料煤辊压机上打散选粉机训球磨机≯水媒浆原料煤经辊压机预粉碎后直接送入球磨机,同不合格粒度级物率水+添加剂时加水和添加剂进行磨浆。该工艺流程(图2)简单,设备少,采用高浓.Y|搅拌装置卜水煤浆度制浆。其特点是投资少,见效快,适于新建浆厂图4压全粉工艺流程或现有浆厂扩大生产能力时选用。以上三种工艺流程在提高系统生产能力和节能添加剂方面有很大差别,就节能而言,与破碎-球磨组合原料煤工艺流程比较,辊压预粉碎工艺流程可节能30%;辊压机球磨机}≯水煤浆辊压选粉工艺流程可节能30%~50%;辊压全粉图2辊压预粉碎工艺流程工艺流程的节能率在50%以上。4.2輥压选粉工艺流程另外,由于辊压机预粉碎使物料粒度变细,可原料媒经辊压机粉碎后,进打散选粉机选粉,使球磨机的磨介消耗量减少50%-10%。大于设定粒度级的煤返回辊压机再粉碎,小于设定粒度级的煤送入球磨机,同时加水和添加剂混合磨结语制成浆。(1)水煤浆制备引进辊压机可大幅度提高水工艺流程(图3)中的打散选粉工序是提高煤浆厂的生产能力,在原有球磨机生产能力的基础产品质量、改善粒度分布的重要环节。上产量可以翻番。水添加剂(2)辊压机能耗低,用于原料煤预粉碎可以提高球磨机制浆能力,系统能耗可降低30%。压小“口散数码世群四→水媒(3)采用辊压一球磨工艺流程的水煤浆厂的大于设定粒度级粒度级基建投资可减少10%以上图3辊压选粉工艺流程(4)采用辊压机全部或部分代替球磨机制浆,4.3輥压全粉工艺流程球磨机的磨介消耗可减少50%~100%。辊压机将原料煤粉碎后,再经打散选粉机进行总之,水煤浆产业引进辊压机,按水煤浆生产选粉,选出不合格粒度级的煤返回辊压机再粉碎;技术要求改进辊压机工艺参数,创新水煤浆生产工合格粒度级的煤送入球磨机,同时加水和添加剂,艺,调整工序,对提高水煤浆产量、节约能源和推经球磨机进行检查磨制成浆。同时,也可以将合格动水煤浆产业的发展具有重要意义。欢迎订阅2005年〈选煤技木〉(双月刊)!《选煤技术》杂志是由煤炭科学研究总院唐山分院等单位联合主办的国内唯一一家以“选煤”为主要报道内容的专业性科技期刊,创刊于1973年。刊物以面向生产、面向基层,热心为广大读者服务为宗旨,主要报道国内外选煤科研成果、试验研究、技术经验、问题探讨、选煤厂设计、选煤生产管理、选煤自动化、选煤标准、选煤方面的国家方针政策或综述性文章以及选煤科技信息等内容。刊物在国内屡屡获奖,1992年以后已连续四次被确定为“全国中文核心期刊”,199年被中国学术期刊(光盘版)全文收录,并为网上网期刊,发行覆盖面一直居专业领先位置。2005年《选煤技术》的征订工作现已展开,欢迎广大读者订阅!咨询电话:0315-2816962、7759357E-mail:xmjsbjbi@heino.netHttp://www.tbccri.ac.cn/periodicals/prepara.htm