煤泥脱水影响因素数学模型分析

煤泥脱水是煤炭洗选过程中的重要环节。脱水后的煤泥能够减轻运输成本,提高热值,并减少对环境的影响。利用半工业高压隔膜压滤机对煤泥脱水综合影响进行数学模型分析,通过对煤泥压滤脱水过程的研究,选取康采尼方程进行分析,以滤液量代替滤饼阻力,通过微积分、线性拟合对康采尼方程进行简化,得出特定压力下,滤液量—时间表达式:(q+160.78)2=14894.36(t-8.01)进而研究压滤脱水过程。研究结果对选煤厂现场压滤系统的操作改善提供试验基础。

煤泥离心过滤和机械压滤的滤饼层粒度分布及其影响

针对离心过滤和机械压滤过程中煤粒成饼机理的差异,采用分层取样法分析对比了煤泥离心过滤与机械压滤两种不同过滤方式形成的滤饼内部的粒度及水分分布特点,基于沉降理论探讨了离心过滤和机械压滤的成饼过程,并分析了入料级配对离心过滤过程中滤饼粒度分布的影响。结果表明:机械压滤形成的滤饼中,颗粒粒度和滤饼水分沿滤饼厚度的方向无显著变化,而离心过滤形成的滤饼中,颗粒粒度和滤饼水分沿滤饼厚度的方向存在较大变化,距离滤网越近,滤饼层颗粒的平均粒度越粗、水分越低;入料级配对离心过滤的滤饼层粒度的径向分布及脱水效果影响显著,随着入料平均粒度的减小,上述径向分布差异呈现缩小的趋势;沿着滤饼厚度的方向,压滤滤饼中的过滤比阻分布是相对均匀的,在理论分析中可近似为常数,而离心过滤的滤饼层的过滤比阻分布具有非均匀性,影响比阻分布的因素具有复杂性。

高灰煤泥滤饼破碎及均匀配比混料装置的设计

湿法选煤工艺中,煤泥滤饼因灰分偏高、水分大、发热量较低,造成其资源化利用困难,而滤饼充分破碎及均匀配比混料是解决此问题的有效途径。为此研究了一种高灰煤泥滤饼破碎及均匀配比混料的装置,该装置主要包含破碎箱、混料箱和配料箱3部分,能够实现软性潮湿易黏结物质(如压滤煤泥)和中、低硬度物料(如混煤)一体化联合破碎及均匀掺混,其破碎比可达32,破碎粒度均匀;其处理能力与辊轮长度呈线性关系,可达30 t/(h·m);并且滤饼和混煤掺混比例为1∶4,能够使物料混合更加充分,混料物性更加均匀单一,最终实现煤泥滤饼的资源化利用,降低了环境污染,增加了企业经济效益。

改性膨润土对煤泥脱水效果的影响

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为有机改性剂对阜新钙基膨润土进行有机改性;将膨润土原土(CaY-Bt)、精矿(CaJ-Bt)和有机改性膨润土(CTAB-Bt)分别与絮凝剂配合使用,通过XRD、FTIR、激光粒度分析及接触角测定,研究其对煤泥脱水作用的影响及机理。结果表明:CTAB进入蒙脱石层间,增大蒙脱石的层间距;Ca Y-Bt与絮凝剂配合使用后,煤泥脱水速率增加2.32 m L/s,滤饼水分减少1.84%,CaJ-Bt脱水速率增加0.62 m L/s,滤饼水分减少2.22%,CTAB-Bt脱水速率增加1.51 m L/s,滤饼水分减少4.95%;综合考虑脱水速率和滤饼水分,CTAB-Bt与絮凝剂配合使用为最佳方案。改性膨润土作用于煤泥表面,能增大煤泥疏水性,促进煤粒疏水聚团。

煤泥滤饼碎干工艺的研究

针对湿法选煤生产的煤泥滤饼 ,提出将其定量破碎后施以穿流干燥 ,以此调整其块度和水分 ,满足商品动力煤的质量要求 ,再与之掺配售出 ,进而高效益、大批量地解决选煤厂煤泥产品的出路问题。并从理论上分析了穿流干燥作业恒速与降速干燥阶段的影响因素 。

加压过滤机在刘庄选煤厂的应用

介绍了加压过滤机的结构特征、技术参数及工作原理。针对刘庄选煤厂存在的加压过滤机处理量小,煤泥水分高,洗水浓度居高不下,噪音污染严重等问题,从调整加压过滤机工作参数,提高煤泥回收率;"掺粗"入料煤泥水,改变煤泥粒度组成;优化滤网孔径,提高过滤效率;科学选择煤泥水处理药剂,提高煤泥处理量;完善煤泥水处理工艺流程,满足煤泥水处理要求;因地制宜改造消音器,彻底根治噪音污染6个方面对刘庄选煤厂进行技术改造。技改完成后,煤泥产品各项指标均达到了预期效果,煤泥回收设备处理量提高,浓缩池煤泥回收彻底,循环水质量浓度始终控制在0.1 g/L以下,保证了洗选煤的质量。通过优化煤泥产品结构,选煤厂共实现增收320万元,每年可节约磁铁矿粉费用72万元,节约材料费约10余万元。

选煤厂加压过滤机处理效率优化研究

为进一步提升加压过滤机处理高灰细泥的效率,提高选煤厂在矿井煤质变化及矸石泥化时的处理能力,研究加压过滤机工作原理及工作效率影响因素基础上,通过采用压滤机工作参数调整、入料掺粗、入料黏度调整、使用助滤剂等措施,有效优化了加压过滤机入料条件,显著改善了加压过滤机的工作效果。通过减小旋流器锥比,跑粗后>0.5 mm粒级粗颗粒物料由1.3%提高到4.3%;<0.075mm粒级细物料从原来的69.2%降低到了46.9%,加压过滤机的排料时间基本控制在240 s以内。加压过滤机入料浓度在375 g/L左右时,滤饼水分一般在25%以下,既能满足产品水分的要求又能保证压滤机的产能。完善了助滤剂添加设施,形成了长期使用聚合氯合铝作为助滤剂的工艺,使单次处理高灰细泥的时间由原来的500 s降至300 s,处理效率和能力提高了60%。降低了浓缩机运行隐患,提高了处理能力,改善了运行效果,确保了选煤厂生产稳定运行。

煤泥滤饼破碎机

现有的选煤工艺中,煤泥经过压滤机压滤后因其粒度大,水分高,黏度大,结块打饼等特点为后续工艺带来一定的麻烦,不仅容易造成堵塞,而且粒度大不容易出售。煤泥滤饼破碎机是一种专门针对煤泥滤饼的破碎而设计的,经过试用解决了上述难题,不仅回收煤泥而且破碎后掺入精煤销售增加效益。

新型煤泥破碎机结构设计及试验研究

煤泥作为煤炭洗选加工的副产品,因其水分大、黏度高、灰分高、发热量低,造成其资源化利用困难,而煤泥破碎后掺入混煤可有效实现其资源化利用。为满足煤泥破碎的需求,根据煤泥特性确定破碎设备的性能要求,设计了一种不黏齿、不堵料、出料粒度可控的新型煤泥破碎机,能够实现煤泥滤饼的破碎,且具有自清洁功能。通过试验研究表明:该设备破碎效果好,可将煤泥滤饼破碎成50mm左右的颗粒,破碎粒度均匀;破碎滚筒转速20r/min时,煤泥破碎机试验样机的处理能力可达53m^(3)/h;设备自清洁效果明显,滚筒及拨杆未见黏附煤泥的现象。

基于分形特征的煤泥滤饼孔渗关系模型研究

建立滤饼复杂微观孔隙结构特征与宏观渗流行为的相关关系是解决煤泥脱水困难的重要基础。为了真实、精确、直观地表征滤饼孔隙结构特征并建立其孔-渗关系模型,选取煤泥复杂组分中的精煤、石英、高岭石和蒙脱石4种主要矿物为研究对象,分别对其进行加压过滤试验并对其滤饼样品进行CT扫描成像,构建三维数字滤饼并提取孔隙网络模型,最终实现了滤饼孔隙结构的三维显示和定量表征,深入对比分析了经典KC方程和双重分形渗透率模型在滤饼渗透率计算方面的局限性,基于分形理论、Hagen-Poiseulle定律和Darcy定律,结合低场核磁共振技术引入束缚水饱和度和孔隙形状分形维数,对现有分形渗透率模型进行修正,建立了滤饼微观渗透率预测模型,结果表明:煤泥滤饼中矿物成分非常复杂,各个矿物所形成的滤饼具有明显的特征差异,精煤和石英脱水效果最佳,精煤滤饼的孔径分布以大孔为主,但内部存在一定量的孤立小孔,连通性一般,孔隙迂曲度最低,石英滤饼孔隙率最大,连通性最高,但迂曲度较大;蒙脱石和高岭石所形成的滤饼,孔隙数量极少,而且多由10μm以下的细孔所组成,迂曲度较大,连通性也较差,脱水十分困难;煤泥滤饼以狭窄条状分布为主,且孔径较小,总体孔隙率较低,连通性差,迂曲度高,脱水困难。滤饼微观渗透率预测模型对石英和精煤滤饼渗透率预测精度高,相对误差分别为1.34%和1.15%,对于复杂组分的煤泥滤饼以及高岭石滤饼,其渗透率预测误差能够控制在5%之内,而且蒙脱石滤饼渗透率的计算误差也可降低至13.42%。

高效快开式压滤机在屯兰选煤厂的应用

分析了XMZ-750型压滤机的结构和工作原理,说明其存在过滤时间长、脱水效率低、故障率高、维修成本高等问题。鉴于KMZG450/2000-U型高效快开式压滤机具有设计先进、自动化程度高、操作方便、处理量大等优点,屯兰选煤厂选用4台KMZG450/2000-U型高效快开式压滤机及辅助设备对原系统设备进行改造。改造后因压滤机拉梁裂缝导致的安全隐患彻底消除,减少6台(套)设备,缩减岗位人员4名;压料效率提高4倍以上,滤饼含水率降至18%以下,设备自动化水平提高,循环水质量浓度由13 g/L降至9 g/L以下;改善了重介系统分选效果,精煤产率提高0.5%,介耗降低8%;每年增加利润2535万元。最后从操作及维护保养、加强岗位间联系和优化管路设计三方面对高效快开式压滤机提出改进建议。通过在滤液槽内加装液位传感器,连通入料桶底部、实行依次开机,减少吹风管路长度和弯头,在末端加气水分离器,加装双轨抽拉式活动护罩等措施可进一步完善高效快开式压滤机的性能。

金堆城钼细泥过滤脱水应用研究

对在"57钼精矿"生产过程中产生的用常规过滤无法进行脱水的钼细泥,用TT系列陶瓷过滤机进行脱水研究,完全解决了钼细泥的脱水问题,保证了"57钼精矿"生产工艺的畅通。

煤泥回收的颠覆性技术——超高压压滤机

煤泥是煤炭洗选加工过程的副产品,由于高灰、高水、高粘的特性,使其无法掺入最终产品煤销售,造成大量煤泥落地,成为困扰绝大多选煤厂生产的头痛问题,钢制滤板超高压压滤机为解决这一问题提供了新的可行途径,其工作效果大大优于普通板框式压滤机,是未来煤泥回收工艺的发展方向。

复合助滤剂对煤泥表面改性及滤饼结构的影响

为改善滤饼孔隙结构,强化煤泥脱水效率,设计并采用SiO_(2)基复合助滤剂对煤泥进行助滤试验,从颗粒表面性质、滤液性质和滤饼三维结构等多方面分析了助滤机理.过滤试验结果表明:SiO_(2)基复合药剂(GH型)提高了煤泥水过滤速度,降低了滤饼比阻,滤饼水分从32.5%降低至28.1%.表面张力测试结果表明:SiO_(2)基复合药剂可以降低滤液表面张力,减小水分排出所需要的压差.扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)分析和接触角测试表明:疏水性纳米级SiO_(2)(Nano-SiO_(2))球和十八烷基三甲基氯化铵(STAC)可以协同提高煤泥颗粒的疏水性.X射线计算机断层扫描(CT)结果表明:加入微米级SiO_(2)(Micron-SiO_(2))球后,滤饼孔隙率从1.54%升高到6.67%;滤饼孔隙和吼道数量、孔吼配位数增大,提高了滤饼孔隙的连通性;滤饼孔吼半径比从1.18降低到1.09,降低了水分迁移过程中的毛细阻力,说明Micron-SiO_(2)球对煤泥滤饼起到了骨架支撑作用,显著改善了过滤效果.