DOI:10.16200/j.cnki.11-2627/td.2013.04.020 No. 4，2013 煤 炭 加 工 与 综 合 利 用 COAL PROCESSING ＆ COMPREHENSIVE UTILIZATION 31 脱泥筛工业性试验分析与评述 张晓洲1，寇国梁2，庾朝富1，欧琳琳1，许成谱1，苏壮飞1 ( ; 063000 山西汾西新峪煤业有限责任公司 新峪选煤厂，山西 吕梁 唐山国华科技有限公司，河北 唐山 1. 2. ) 033000 摘 要: 新峪选煤厂一期工程系统的脱泥筛工业性试验分析表明，粗粒物正配效率为 ; 虽然筛分效果良好，但脱泥筛设计 ，细粒物正配效率为 98. 05% 处理能力严重不足，每年损失在混煤中的粗精煤量较高，在筛分设计过程中应仔细核算 ，筛分效率 76. 78% 74. 83% 。 关键词: 选煤厂; 预先脱泥; 香蕉筛; 工艺指标; 分析 中图分类号: TD452 文献标识码: A 文章编号: 1005-8397( 2013) 04-0013-04 新峪选煤厂一期工程设计处理能力 2. 0 Mt / a ) ，入选煤种为肥煤，分选工艺采用 ( 378. 8 t / h 脱泥有压给料两产品重介质旋流器主 再选，粗 煤泥由煤泥分选机分选，细煤泥由浮选机分选 预先脱泥作业选用了一台 22 m2 的进口香蕉筛 、 。 。 筛上物 1 脱泥筛工业性试验 1. 1 粒度组成及分配曲线 、 1。 煤用筛分设备工艺性能 ，筛 分 γo = 73. 90% ，计算入料粒度组成 脱泥筛入料 根据 评定方法 下物产率 配率见表 筛下物粒度组成见表 计算出筛上物产率 GB / T 15716 《 γc = 26. 10% 2。 、 》 、 根据表 绘制分配曲线，见图 2 ，由该图可 1 求得 分 配 粒 度， 上 偏差 。 、 下 可 能 偏 差 和 平 均 可 能 表 1 脱泥筛入料、筛分产物粒度组成 入料 筛上物 筛下物 粒级 / mm 产率 / % 灰分 / % 产率 / % 灰分 / % 产率 / % 灰分 / % ＞ 25 8. 08 35. 89 13. 61 35. 09 25 ～ 13 10. 00 61. 87 16. 07 61. 65 13 ～ 6 15. 74 41. 51 23. 30 41. 64 6 ～ 3 3 ～ 1 12. 81 35. 09 14. 71 35. 96 21. 84 24. 06 22. 17 24. 45 5. 04 24. 25 1 ～ 0. 5 3. 64 17. 55 4. 81 19. 23 4. 13 17. 15 0. 5 ～ 0. 25 7. 43 17. 23 2. 02 20. 96 14. 42 17. 00 20. 47 ＜ 0. 25 18. 23 合计 100. 00 31. 02 3. 31 15. 56 76. 41 19. 36 100. 00 36. 96 100. 00 19. 17 表 2 计算入料粒度组成和筛上物分配率 ＞ 25 25 ～ 13 13 ～ 6 43. 30 10. 06 18. 03 11. 87 8. 83 17. 22 6 ～ 3 4. 24 10. 87 3 ～ 1 1. 73 4. 63 1 ～ 0. 5 0. 5 ～ 0. 25 ＜ 0. 25 0. 71 4. 63 0. 35 5. 25 合计 100. 00 0. 05 22. 39 10. 92 粒径 / mm 几何平均粒度 / mm 计算入料 / % 分配率 ε / % 100. 00 100. 00 100. 00 100. 00 92. 57 76. 72 28. 37 分配粒度 上可能偏差: Sp = 0. 48 mm Epu = S75 － S50 = 0. 68 － 0. 48 = 0. 20 mm ( ) 1 收稿日期: 2013-05-13 作者简介: 张晓洲( 1980—) ，男，山西介休人，2003 年毕 业于中国矿业大学矿物加工工程专业，工学学士，唐山国华科技 有限公司选煤设计所副所长，工程师。 下可能偏差: Epl = S50 － S25 = 0. 48 － 0. 32 = 0. 16 mm ( 平均可能偏差: Epm = S75 － S25 2 = 0. 68 － 0. 32 2 = 0. 18 mm ( ) 2 ) 3 中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net

41 煤炭加工与综合利用 2013 年第 4 期 粒占入料的百分数， 筛 下 物 中 粗 粒 物 产 率 ( 占 本 产 物) ， % Uc = 5. 04% 。 ，据表 % 。 1 : mc = 1. 32% 、 mf = 7. 49% 、 m0 = Uc——— 则: 8. 84% 。 1. 4 难筛粒产率 GB / T15716 为上限，以 ( 颗粒称为难筛粒 Sp 1 － 0. 25 。 中规定以分配粒度 ) ) 为下限，在此范围内的 1 + 0. 25 Sp ( 本次试验的难筛粒范围为 根据计算入料粒度特性曲线( 图 ， = 28. 8% 3. 60% 。 ∑Fr ( － 0. 36 ) = 25. 2% ， 0. 36 ～ 0. 60 mm ) ，得 2 ) ，故难筛物产率为 ∑Fr － 0. 60 ( 图 1 脱泥筛分配曲线 1. 2 筛分效率 投产之初，香蕉筛采用筛缝为 的不锈 钢条缝筛面，由于脱泥量过小，不得不将倾斜段 筛面的筛缝改为 ，水平段的筛缝改为 0. 5 mm 0. 75 mm 本次试验确定粒度 mm。 Sd = 1. 0 mm 粒级的颗粒视为粗粒，小于 1. 0 mm 的颗粒视为细粒，以此来计算筛分效率等指标: 1. 0 mm 1. 0 ，即把大于 粒级 筛分效率: η = Ec + Ef － 100% 粗粒物正配效率: Ec = × 100% γoOc Fc ， r 细粒物正配效率: Ef Ef = r － γoOf ， Ff ， r × 100% 式中: Oc——— 筛上物中粗粒物产率， % ; Fc Ff Fc Oc = 89. 86% 计算入料中粗粒物产率， % r——— ， : 2 计算入料中细粒物产率， % : r——— ， 2 筛上物中细粒物产率， % r = 32. 27% ， r = 67. 73% ， Ff ; ; Of——— ( ) 4 ( ) 5 ( ) 6 ，据表 : 1 ，据表 ，据表 ，据表 : 1 ，细粒物 Of = 10. 14% 。 则: 粗粒物正配效率 Ef = 76. 78% 正配效率 1. 3 总错配物产率 总错配物产率: Ec = 98. 05% ，筛分效率 η = 74. 83% 。 7 mu = mc + mf ) ) mc = γuUc × 100% ) mf = γoOf × 100% 粗粒错配物产率，即筛下物中的粗 粒占入料的百分数， % 细粒错配物产率，即筛上物中的细 ( ( ( 8 9 ; 式中: mc——— mf——— 图 2 计算入料粒度特性曲线 1. 5 试验数据检验 用均方差核实筛分产物产率和试验资料的正 确性 。 均方差计算见表 3。 σ = 粒级 / mm ＞ 25 25 ～ 13 13 ～ 6 6 ～ 3 3 ～ 1 1 ～ 0. 5 0. 5 ～ 0. 25 ＜ 0. 25 合计 ∑Δ2 N － M +槡 1 = 39. 76 8 － 2 +槡 1 表 3 均方差计算表 = 2. 38 实际入料 产率 F / % 计算入料 产率 Fγ / % Δ = Fγ － F Δ2 8. 08 10. 00 15. 74 12. 81 21. 83 3. 64 7. 43 20. 47 100. 00 10. 06 11. 87 17. 22 10. 87 17. 71 4. 63 5. 25 22. 39 100. 00 1. 98 1. 87 1. 48 － 1. 94 － 4. 12 0. 99 － 2. 18 1. 92 0. 00 3. 92 3. 50 2. 19 3. 76 16. 97 0. 98 4. 75 3. 69 39. 76 因 σ 小于临界值 3. 0 ，故认为本次工业性试 中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net

张晓洲，等: 脱泥筛工业性试验分析与评述 51 脱泥筛工艺性能评定报告见 在选煤厂设计时，筛分面积的计算式为: 2013 年第 4 期 验合格，可以采用 表 4。 。 2 分析与概述 2. 1 筛分面积 煤炭洗选工程设计规 根据 ，对于采用湿法预先脱泥的筛分设备，单位 GB50359 － 2005 《 范 面积处理能力见表 》 5。 式中: S——— S = 筛分面积， 设计小时处理量， Qk q m2; ( ) 10 ，新峪选煤厂 t / h Q——— k——— q——— ; Q = 378. 8 t / h 不均衡系数，取 单位面积处理能力， k = 1. 15 ( ; t / m2 ·h ) 。 22. 0 990 10. 1 不锈钢条缝筛面 0. 75 1. 00 2 × 45 单层 筛分效 率 / % ＞ 85 ＞ 85 表 4 脱泥筛工艺性能评定报告( 试验日期: 2012 年 10 月 19 日) 筛分机技术特征 入料特性指标 入料名称 入选原料煤( 肥煤) 评定指标和计算参数 倾斜式直线振动筛( 香蕉筛) BRU － 1 － 360 /610 － 2 × HE8OLS 入料量( 干煤) / t·h － 1 入料粒度 / mm 入料灰分 / % 入料水分 / % 难筛粒产率 / % 筛上物水分 / % 筛下水浓度 / g·L － 1 筛上物产率 / % 筛下物产率 / % 湿筛冲水量 / m3 ·h － 1 50 ～ 0 282. 50 31. 02 5. 85 3. 60 11. 60 243. 50 73. 90 26. 10 246. 7 0 筛分试验均方差 粗粒正配效率 / % 细粒正配效率 / % 筛分效率 / % 平均可能偏差 / mm 总错配物产率 / % 分配粒度 / mm 规定粒度 / mm 处理量 / t·( m2 ·h) － 1 冲水量 / m3 ·t － 1 2. 38 98. 05 76. 78 74. 83 0. 18 8. 81 0. 48 1. 0 0 12. 70 0. 87 设备名称 型号规格 筛分面积 / m2 振次 / r·min － 1 双振幅 / mm 筛面结构 倾斜段 筛缝尺 寸 / mm 水平段 电动机功率 / kW 筛面层数 设备类型 倾斜式直线振动筛( 香蕉筛) 直线振动筛 表 5 筛分设备单位面积处理能力 筛缝为 1 mm 筛缝为 0. 5 mm 处理能力 / t·( m2 ·h) － 1 设计应需面积 / m2 处理能力 / t·( m2 ·h) － 1 设计应需面积 / m2 10 ～ 15 9 ～ 12 43. 6 ～ 29. 0 48. 4 ～ 36. 3 7 ～ 10 6 ～ 8 62. 2 ～ 43. 6 12. 6 ～ 54. 5 根据式( 的面积见表 缝为 积为 台，显然是不合理的 不得不将筛缝改大 后其筛分面积仍少 0. 5 mm 22 m2 的 BRU 。 10 ) ，新峪选煤厂设计计算应需筛面 从表中可看出，当初在脱泥筛筛 台筛面面 5。 的条件下，应该选用 2 ～ 3 型筛分机，而实际只选用了 1 面对脱泥量不足的情况， 。 按设计规范计算，筛缝加大 32% ～ 98% 。 ( m2 ·h 282. 5 t / h 入料量为 12. 8 t / 但筛分效率仅达到 本次工业性试验，扣除原煤水分后，脱泥筛 ，脱泥筛单位面积处理量为 ) ，位于设计规范要求范围之内， ，远低于设计目标值 ，与筛缝尺寸相 85% 由于筛分效果差，给后续作业带来了诸 差甚远 这里提出一个思考问题: 既然国外引进 多困难 的香蕉筛，其单位面积处理能力在设计规范值之 ; 且分配粒度仅为 0. 48 mm 74. 83% 。 。 。 内时，筛分效率尚且如此低下，而其它型号规格 的筛分设备又会如何呢? 因此必须思考设计规范 上的取值是否偏大而需要修正 2. 2 难筛粒产率与单位面积处理量 1 ± 0. 25 GB / T15716 － 1995 中，将难筛粒定义为分配 ) ，这个指标计算方法值得商 Sp × 难筛粒产率是定量评价入料粒度组成固有特 的 粒度 榷 性的指标之一，在指定筛缝( 或筛孔) 尺寸为 ( 前提下，人们常常认为难筛粒的范围是 。 d ( d × 分级粒度 ) ) ，而不是 ( 。 Sp × 1 ± 0. 25 0. 25 小与入料粒度组成并没有直接关系，而 分机的工作参数紧密相关，例如处理量减小， 值必然增大，反之处理量增大， 以， 试验时的一项特性，而 Sp 必然减小，所 ) 只能表征某台脱泥筛工业性 ) 应该作为 1 ± 0. 25 Sp × Sp Sp ( ( d × 1 ± 0. 25 1 ± 大 Sp 与筛 中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net

61 确定筛分面积的重要依据之一 。 按常规，本次工业性试验难筛粒范围为 1. 25 ，根据计算入料的粒度特性曲线( 图 煤炭加工与综合利用 2013 年第 4 期 ～ 0. 75 mm ) 可求得其产率为 2 粒级是主导粒级，产率为 4. 60% 。 mm 占应透筛粒级的 14. 25% 。 而计算入料中小于 1 ，难筛粒 32. 27% 。 。 难筛粒的概念与颗粒的概率透筛理论是吻合 单位面积处理量与入料中的细粒级产率有 的 关，更与难筛粒产率有关 如何提高细粒物筛分 效率是困扰国内外选煤行业的一项技术难题，也 是预先脱泥重介质旋流器选煤工艺面临的现实问 题 它决定了设计规范中脱泥筛单位面积处理量 到底确定在什么范围内才是合理的，其基础工作 是难筛粒产率与单位面积处理量的关系，这是一 项需要深入研究的工作 目前还少有专业人士进 行研究 2. 3 粗粒物正配效率与粗粒错配物产率 。 。 。 粗粒物正配效率与粗粒错配物产率均是表征 1 mm 粗粒物( 大于 ) 在筛分过程中分离精度的指 标，前者是用相对值来评定该粒级在筛上物中精 确分配的情况，粗粒物正配效率为 ，其 含义 是 该 粒 级 ( 占 入 料) 有 100% － 98. 05% = 后者是用绝对值来表示 1. 95% 粗粒级错配到筛下物中的数量，即占原料煤的 误入到筛下物中 98. 05% 。 1. 32% 。 本次工业性试验是脱泥筛筛面更换一星期后 进行的，处于最佳状态，不锈钢筛条因磨损使筛 孔变大的因素可以基本排除，但筛条缝隙因制造 精度所限，产生变形，筛面与筛框紧固不严两个 因素客观存在，不能排除，所以在筛下物中大于 1 ，这在诸多选煤厂可视为良 mm 好的指标，在实际生产中此粒级产率要大得多 。 表 周后筛下物的粒度组 成，从中可以看出，随着筛面工作时间的延长， 筛下物中大于 列出了该厂筛面工作 粒级产率增加至 粒级产率为 5. 04% 6 3 1 mm 7. 61% 。 表 6 新峪选煤厂脱泥筛筛面工作 3 周后筛下物粒度组成 粒级 / mm 产率 / % ＞ 1 7. 61 1 ～ 0. 5 9. 44 0. 5 ～ 0. 25 0. 25 ～ 0. 125 ＜ 0. 125 合计 14. 29 19. 90 48. 76 100. 00 虽然本次工业性试验的结果比较理想，但按 该厂设计处理量来计算，每小时有 大于 1 该厂脱泥筛筛下水由粗 5. 0 t 的颗粒进入筛下物中 mm 煤泥分选机系统来处理，分选粒度范围 。 1 ～ 0. 25 ，这些超粒绝大多数沉淀到设备底部，而粗煤 mm 泥分选机底部较为平缓，在对底流重产物采样时， 定时清理粗煤泥分选机内 这些超粒不易被采到 的沉积煤泥是各选煤厂规定的日常工作 按筛面 良好状态下的数据计算，新峪选煤厂每年至少有 煤炭没有得到有效分选，直接成为了粗 万 。 。 t 2. 64 煤泥分选机的重产物，作为中煤销售 2. 4 细粒物正配效率与细粒错配物产率 。 1 mm 细粒物正配效率与细粒错配物产率是表征细 粒物( 小于 ) 在筛分过程中分离精度的指标， 前者是用相对值来评定该粒级正确分配到筛下物 中的 情 况，本 次 工 业 性 试 验 细 粒 正 配 效 率 为 ，其含义是该粒级( 占入料) 有近 没 后者是用绝对值来表示细粒级错配到筛 76. 78% 有透筛 上物中的数量，即占原料煤的 7. 49% ，其中 1 ～ 1 /4 。 13. 4 t 3. 55% 粒级为 细粒煤进入重介质旋流器 ，按设计能力来计算，每 0. 5 mm 小时有 这些细 粒煤需要后续作业进行分选，因此增加了生产系 统的复杂性 与 分选下限的当量直径 由于重介质旋流器的工作压力 次方成反比，即 H∝ ，因此若要使这部分颗粒得到有效分选，必须 的 。 。 H d 3 1 d3 保证相应的工作压力 。 3 结 论 从新峪选煤厂的脱泥筛工业性试验结果可以 看出，在该厂设计之初，设计人员未按照设计规 范的指标来确定脱泥筛筛面面积，造成预先脱泥 作业能力不足; 在脱泥筛单位面积处理能力位于 设计规范范围之内条件下，筛分效率还远小于设 计指标，总错配物产率高达 ，为后续作业 带来了一系列难题 因此，在选煤厂工程设计阶 段，设计单位应认真核对煤质资料，慎重考虑确 定工艺流程 8. 81% 。 。 中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net

● ENGLISH ABSTRACT ● ENGLISH ABSTRACT ● The study ＆ fabrication of a new separator Reasonable development ＆ application of high-ash for lump coal low quality coal resource in Yima coal field WEI Shu-hai et al． ( Shanxi Enbiou Heavy Ind． Co． ，Ltd． ， Taiyuan，Shanxi 030001 China) ZHAI Er-an ( Henan Yima Coal Ind． Group Co． ，Ltd． ， Sanmenxia，Henan 472300 China) Abstract: Based on the theory of jigging separation，a new jigging machine was developed，in which the screen plate，hav- ing an effective length of 3m，vibrates slantly at an amplitude of 500mm; its size range of separation being 300-0． 5 mm，preci- sion of separation matching that of HM bath，density of separa- tion being up to 2． 00g / cm3; its special features being large throughput，good separation and low cost of production． Keywords: coal preparation; jig separation; separator for lump coal; special feature Analysis ＆ comment on the industrial test of a de-sliming screen ZHANG Xiao-zhou et al． ( Tangshan Guohua Sc． ＆ Tech． Co． ， Ltd． ，Tangshan，Hebei 063000 China) Abstract: Denoted by the industrial test of the de-sliming screen in 1st engineering system at Shanxi Xinyu Coal Industry Co． ，Ltd． that the correct placed of coarse slime being 98． 05% ，that of fine slime，76． 78% ，screening efficiency，74． 83% ; even the screening efficiency being high but the designed capacity being seriously not enough，leading to high loss of coarse concentrate slime in mixed product; it should be closely considered in the course of designing the screen． Keywords: coal preparation plant; pre-desliming; banana sieve; process index; analysis Abstract: Discussed are the development plan and think- ing of its construction for coal chemical engineering in Yima Coal Industrial Group; for fully and efficiently utilizing the low- quality coal in Yima coal field and prolonging its service life， Yima Group cooperates with SES Co． of US，applying U-GAS technology to digest its low-quality and high-ash coal，enforce in situ conversion，realize high-efficient utilization，and upgrade additional value of products; thus，relative good environmental and economic benefit attained． Keywords: high-ash low quality coal; chemical engineer- ing of coal; coal gasification; benefit Experimental study of new modified additives for coal-water slurry SHI Lei et al． ( Zhejiang Meike Clean Ener． Res． Co． ， Ltd． ，Jiaxing，Zhejiang 314511 China) Abstract: Experimental comparison and analysis on char- acteristics of two coal-water slurries prepared separately by a new naphthalene series modified additive and that of 3-element compound one ( dewatering agent，alkaline lignin，pure alkali) ; prepared with the former gives a pseudoplastic slurry with bet- ter dispersion and stability; moreover，low consumption of addi- tive and thereby lower cost and economic benefit upgraded． Keywords: coal-water slurry; naphthalene series modified additive; dispersant; thixotropy; stability Application in coal slime drying system by successive combustion of hot gas from a high-efficient generation furnace Analysis of the patents granted in relation of utilizing coal refuse as a resource in China ZHOU Yun-Fei et al． ( Zhengzhou Dingli Drying Equip． Co． ，Ltd． ， Zhengzhou，Henan 451000 China) SHI Bin et al． ( Shanxi Res． Inst． Sc． ＆ Tech． Information， Taiyuan，Shanxi 030001 China) Abstract: Introduced is the working principle of a high-ef- ficient hot gas generation furnace for succeeding combustion， which has special features as wide suitability to coal species， high combustion efficiency，good effect of de-sulfurization，and low emission of nitrogen oxides; analyses are the process flow- sheet，function of separate components in the coal slime drying system as the heat source; taking three application examples to explain its performance． Keywords: coal slime; high-efficient hot gas generation furnace for succeeding combustion; drying; working principle; application Abstract: Introduced is the trend of technical development about the patents in relation of utilizing coal refuse as a re- source in China and their distribution among provinces; Accord- ing to the category of international patents，the Chinese patents concentrate in the sector of modification of traditional materials and its application; main utilization of coal refuse is power gen- eration，production of construction material and chemical prod- ucts; most patents were applied by technical schools and uni- versities，that by enterprises and individual are less and disper- sing． Keywords: coal refuse; utilization as a resource; patent; a- nalysis 中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net