运用等λ原则确定各粒级精煤灰分

张瑞英

(河北能源职业技术学院,河北省唐山市,063004)

运用等λ原则确定各粒级精煤灰分

张瑞英

(河北能源职业技术学院,河北省唐山市,063004)

为了充分利用稀有的肥煤资源、增加选煤厂的精煤产率,原煤分级入选炼焦煤选煤厂应利用等λ原则确定不同原煤各粒级原煤分界灰分。分析了选煤厂采用等λ原则确定各粒级精煤灰分和采用其它方法确定各粒级精煤灰分对精煤产率的影响,认为采用等λ原则可使各粒级煤在相同的分界灰分下分选,即可保证总精煤灰分合格,又能在其它任何工艺条件及原煤性质均无变化的情况下使精煤产率得以提高。

肥煤 分级入选 等分界灰分 精煤产率

TD940

A

通常群矿选煤厂或中央选煤厂同时入选多个矿井生产的煤炭,而不同矿井煤炭具有不同的灰分与可选性。对于矿井选煤厂而言,尽管入选同一矿井的原煤,但在选煤厂内还是采用多种选煤方法,如重介、跳汰、浮选等分选流程的配合,一般情况下,每一道选煤流程都有灰分控制指标,因此,最终精煤产品为各粒级精煤的混合。若能保证不同矿井的煤炭或不同的选煤方法按相同的分界灰分分选,这样,既可使总精煤灰分符合要求,也可获得最高的精煤产率。

1 等λ原则在我国的运用现状

目前我国利用等λ原则确定不同原煤或各粒级原煤分界灰分的选煤厂较少,尽管此理论已成熟且可操作性强,但还未得到普遍应用,绝大多数选煤厂习惯是根据生产经验及总精煤灰分要求而选定。由于缺乏科学严谨的手段,致使精煤产率达不到最高。以开滦某选煤厂(煤种为肥煤,产品为十二级炼焦精煤,灰分范围为10.51%～11.00%)各粒级精煤实际灰分统计图进行说明,见图1。

该选煤厂采用块煤(+13 mm)重介立轮分选、末煤(13～0.5 mm)重介质旋流器分选、粉煤(-0.5 mm)浮选流程。从图1(a)中不难看出,2-6月份总精煤灰分线靠近十二级精煤灰分下限(10.51%)而远离上限(11.00%);从图1(b)、图1(c)和图1(d)也可看出,在未利用等λ原则情况下,除块精煤灰分在合理值的两侧变化之外,末精煤与浮选精煤的灰分几乎是位于合理值的一侧,非高即低,末精煤灰分远低于等λ下的灰分值,而浮选精煤灰分又高于等λ下的灰分值,均说明灰分控制不合理,虽然能够保证最终精煤灰分符合要求,但难以达到最高产率,造成肥煤资源的浪费。

图1 开滦某选煤厂总精煤灰分及各粒级精煤灰分统计图

2 各粒级精煤灰分的确定方法

根据总精煤灰分要求,运用等λ原则确定各粒级精煤灰分,可保证总精煤灰分符合要求的前提下,获得最高的精煤产率。

2.1 绘制可选性曲线

运用等λ原则确定各粒级精煤灰分需借助可选性曲线。可选性曲线分为原煤理论可选性曲线(利用原煤浮沉资料所绘制的曲线)及原煤实际可选性曲线(利用综合原煤资料所绘制的曲线)两类。由于分选设备的数量效率达不到100%,且在分选过程中煤泥会对分选产品造成不同程度的污染,用原煤理论可选性曲线确定分界灰分缺乏对上述因素的考虑,得出的是在理想条件下的指标,与实际生产相差较远,达不到分界灰分真正相等,故应采用原煤实际可选性曲线。

绘制原煤实际可选性曲线需用综合原煤及各粒级计算原煤的占全样产率及灰分。而计算占全样产率及灰分的原始数据是选煤厂各产品的产率(产品数量占入选原煤数量的百分数)及各产品各粒级的筛分浮沉试验数据。需注意的是,对每种产品-0.5 mm部分物料要做小浮沉试验,其目的是充分考虑煤泥对产品的污染,使数据更贴近生产实际。

计算绘制原煤实际可选性曲线所需的数据可在上述原始数据的基础上,按以下步骤计算出各粒级计算原煤及综合原煤的产率及灰分。

(1)以产品作为全样,即以产品作为基准,计算各密度级产品占全样产率及灰分。

根据产品筛分试验得出的产率及各粒级的浮沉试验得出的产率及灰分,计算出该产品每个密度级的占全样产率及加权平均灰分。方法是用粒级的产率与浮沉试验得出的各密度级的产率相乘,每个产品和每个粒级需分别计算。其中精煤产品计算结果见表1。

(2)以原煤作为全样,计算各粒级占全样产率及灰分。

做此项计算时,需得到各产品的产率。该选煤厂产品产率精煤35.22%、洗末煤8.64%、洗混块2.73%、煤泥7.37%、矸石46.04%。

首先计算产品各个粒级占全样产率。方法是用产品产率与表1中的带煤泥合计产率相乘。例如,精煤+13 mm粒级占全样产率为35.22%×23.88%×100%=8.41%。每种产品各个粒级皆如是计算。

然后计算每个密度级占全样产率。方法是用产品各粒级占全样产率与表1中的占全样产率相乘。例如,精煤中+13 mm粒级的-1.3 kg/L密度级的占全样产率为8.41%×2.60%×100%=0.22%。每个产品、每个粒级、每个密度级分别按上述方法进行计算。同时还需计算加权平均灰分。

最后将所有产品的相同粒级、相同密度级的占全样产率累加起来,得到以原煤作为全样时的各粒级产率,同时计算加权平均灰分。

(3)计算综合原煤占全样产率及灰分。

将各个粒级中相同密度级的占全样产率相加,得到综合原煤占全样产率。例如,综合原煤的1.3～1.4 kg/L密度级的占全样产率为7.16%+8.95%+5.99%=22.10%,同时计算出加权平均灰分。各粒级计算原煤及综合原煤的计算结果见表2。

表1 精煤占全样产率及灰分计算结果%

表2 各粒级计算原煤及综合原煤计算结果%

根据表2数据计算各个粒级计算原煤及综合原煤的浮物累计产率及浮物累计灰分。然后根据浮物累计产率及灰分绘制出灰分特性曲线(λ曲线),根据浮物累计产率及累计灰分绘制浮物累计曲线(β曲线),曲线包括综合级原煤实际可选性曲线与各粒级原煤实际可选性曲线,见图2。

2.2 确定分界灰分

在综合原煤实际可选性曲线图2(a)上,依据要求的总精煤灰分11.00%,确定各粒级原煤的分界灰分。方法是在横坐标轴上找出总精煤灰分点(11.00%),过此点向β曲线引横坐标轴的垂线与β曲线于一点,再过此交点引横坐标轴的平行线与λ曲线交于一点,此点的横坐标值为24.90%,即为分界灰分。

2.3 确定各粒级精煤灰分

其理论依据是分选时各粒级原煤的分界灰分相等(等λ原则)。方法是在每个粒级的曲线图2(b)、图2(c)、图2(d)上,首先在横坐标轴上找出分界灰分点24.90%,然后通过此点向λ曲线引横坐标轴的垂线并与λ曲线交于一点,最后过此交点向β曲线引横坐标轴的平行线与β曲线交于一点,与β曲线交点的横坐标值即为等λ下的精煤灰分。+13 mm、13～0.5 mm、-0.5 mm粒级等λ下的精煤灰分分别为11.00%、12.00%和9.40%。

3 等λ入选与非等λ入选条件下精煤灰分及产率对比分析

采用等λ原则与未采用等λ原则确定开滦某选煤厂各粒级精煤灰分及精煤产率的数据对比见表3。表3中的等λ入选精煤灰分为上节确定的各级精煤灰分11.00%、12.00%和9.40%,以这3个灰分数据向图2(b)、图2(c)、图2(d)各自的β曲线上引横坐标轴的垂线,并与β曲线交于一点,此交点的纵坐标值即为表3中的精煤占本级产率,然后根据各粒级的产率换算成占全样精煤产率。由于两种方法所确定的各粒级精煤灰分不同,则精煤产率有差异。

图2 综合级与各粒度级原煤λ曲线及β曲线

表3 精煤灰分及产率对比分析表%

从表3中可看出:若按等λ入选的原则确定各粒级精煤灰分,在保证总精煤灰分满足要求的前提下,使选煤厂的精煤产率增加了1.22%,对于原煤月平均入洗量约为40万t的选煤厂,每月可多生产精煤4880 t。

4 结论

采用等入原则确定原煤分界灰分入选对选煤厂生产具有十分重要的指导意义,可最大程度地提高精煤产率,使稀有的炼焦煤资源得到充分地利用。

[1] 王振生,李寻.选煤厂生产技术管理[M].北京:煤炭工业出版社,1990

Finding the ash of each sized clean coal by making use of the sameλprinciple

Zhang Ruiying
(Hebei Energy Institute of Vocation and Technology,Tangshan,Hebei 063004,China)

To make full use of rare fat coal resources and increase the economic benefit of coal washery,the grade coking coal preparation plant should use the sameλprinciple to determine the grade size of coal ash.Analyzed the impact on the clean coal productivity by the sameλprinciple and other method of grade size of coal ash.The result shows that each sized coal is selected in the same demarcation of ash,which not only guarantee the qualification of the ash of the total clean coal but also can increase the productivity of clean coal without changing raw coal’s property and any technological condition.

fat coal,preparation of sized raw coal,same demarcation of ash,productivity of clean coal

张瑞英(1958-),女,副教授,曾在开滦范各庄选煤厂工作13年,现在河北能源职业技术学院从事矿物加工专业教学工作。

(责任编辑 张毅玲)