C240型螺旋卸料离心机水分影响因素分析

    张晋霞1,徐之帅2(1河北理工大学资源与环境学院,

    河北唐山063009;2.河北唐山联众选煤科技有限公司,河北唐山063000)

    摘要:研究了煤阶变化、入料浓度、入料粒度、离心因数、螺旋升角等因素,对C240型螺旋卸料离心机产品水分的影响,分析了各因素对离心脱水工艺的影响规律。

    关键词:螺旋卸料离心机;产品水分;浮选

    中图分类号:TD9425文献标识码:B文章编号:0253-2336(2006)04-0031-03

    C240型螺旋卸料连续离心过滤机实验型过滤式离心脱水机,处理量为300～450kg/h,最高转速为800r/min,最高离心因数为400。

    该研究主要是在此系统基础上,对影响离心机产品水分的各因素进行分析,探讨各因素对离心脱水工艺的影响规律。

    1试验系统及煤样

    该试验系统主要包括:①C240型螺旋卸料连续离心过滤机;②入料搅拌器,保持物料分散、均匀;③变频调速器(FRN30G11S-4CX),实现离心因数的连续控制;④滤液收集桶,搜集滤液,便于过滤、计量、分析。还有一些辅助的设备,如真空过滤机、干燥箱、振筛器等。

    该研究所用的煤样主要来源于某选煤厂的浮选精煤,此煤属于无烟煤种,某选煤厂浮选精煤粒度组成见表1。

某选煤厂浮选精煤粒度组成

点击此处查看全部新闻图片

    2  影响螺旋卸料离心机产品水分因素分析

    21煤阶变化对离心脱水效果的影响

    滤饼水分与煤的变质程度或煤的牌号有密切关系,这是因为煤的变质程度即煤阶变化决定了煤粒表面的疏水性和内在的孔隙结构,从而影响着颗粒的团聚、滤饼的结构及其渗透性,进而影响着滤饼的最终水分[1]。为了说明煤阶变化对离心脱水指标的影响规律,在试验中采用了上述浮选精煤和粒度组成相同的焦煤,平均粒度组成为230μm。同时在其它条件不变的情况下,做了不同离心因数的试验,结果从图1a可以直观地看出,随着煤阶的变化,滤饼水分下降的程度不一样。同一离心因数情况下,无烟煤的离心产品水分要低于焦煤的产品水分,这主要是由于无烟煤中含氧官能团数量较少所导致的结果。

    22入料浓度对离心脱水效果的影响

    入料浓度是影响离心过滤效果的重要因素之一。如果入料浓度很低时,颗粒极易进入孔隙中,使筛网很快被阻塞。随着物料浓度的提高,将会有更多的颗粒接近或到达筛网孔隙,由于相互干扰,绝大部分颗粒不能进入孔隙,而是在其形成拱架桥,使滤孔在很长时间内不被堵塞[2]。

    考虑到我国多数选煤厂浮选精煤的浓度大多在250～300g/L。为此,该试验考察了离心因数为245、浮选精煤浓度为200～400g/L变化时对离心脱水效果的影响。由图1b试验数据看出,在所选的浓度范围内,入料浓度的增加,可以降低离心滤饼的水分。

图1不同因素对离心机产品水分的影响

点击此处查看全部新闻图片

图1不同因素对离心机产品水分的影响

点击此处查看全部新闻图片

    23入料粒度对离心脱水效果的影响

    物料粒度对离心过滤的影响是多方面的,而最主要的是影响滤饼的孔隙状态,或者说滤饼的孔隙大小及孔隙率取决于滤饼的物料粒度及组成[3]。

    不同入料平均粒度组成的悬浮液在离心因数、入料浓度、入料量相同的情况下,连续离心过滤脱水效果的比较,如图1c所示。

    随着粒度的变粗,离心产品水分明显降低。这主要是因为粒度变粗以后,单位体积内的颗粒数变少,粒间孔隙变大,粒群层的渗透性也就变高了,减小了离心过滤过程的滤饼层的阻力。所以在工业中,添加粗粒物料作助滤剂是一种最简单可行的方法,并且便于实现。尤其是对粒度小于300～400μm的浮选精煤,这种方法尤为有效。

    24离心因素对离心脱水效果的影响

    在离心脱水中,离心力场的强弱是影响着离心脱水效果最重要的因素之一。从离心力场的基本特性中可知,离心因数愈大,物料所受的离心力愈大,煤水分离效果也就愈好。试验中通过改变电流变频器改变电流的频率,从而改变设备的转速,即改变离心因数的大小[4,5]。

    离心产品水分随着转速的增加,呈指数关系减少。并且由图1a看出,从离心因数200开始,离心产品水分随着离心因数的升高而降低的趋势逐渐趋于平缓。这就说明离心因数改变对滤饼水分的影响十分显著,但当离心因数达到一定程度后,这种影响的显著性逐步减小。

    25螺旋升角对离心脱水效果的影响

    浮选精煤在脱水区沿锥筒段被螺旋输送,自小端向大端排料口移动,在转鼓内壁面上的运动轨迹为一锥形螺旋线,其与垂直方向的夹角为螺旋叶片的升角,称为螺旋升角(β),如图2所示。

图2  浮选精煤在脱水区中的动力平衡示意

点击此处查看全部新闻图片

    图2浮选精煤在脱水区中的动力平衡示意文献[6]研究表明,决定物料在离心机中的脱水时间与物料的摩擦角、转鼓的半锥角、螺旋与筛篮之间的速差、螺旋升角、筛篮的高度等之间函数关系为

   物料在离心机中的脱水时间与物料的摩擦角、转鼓的半锥角、螺旋与筛篮之间的速差、螺旋升角、筛篮的高度等之间函数关系

点击此处查看全部新闻图片

    由于摩擦因数、入料浓度等物料的性质已经决定,可以仅从结构上对离心过滤装置中的物料停留时间导致滤饼水分的变化进行分析。因此,在系统入料性质(入料浓度为200g/L,入料的加权平均粒度230μm)和离心因数为246均相同的条件下,采用升角不同的2套螺旋刮刀进行离心脱水对比实验。β1螺旋升角的离心产品水分为2679%,β2螺旋升角的离心产品水分为2834%。当螺旋升角由β1增加到β2时,滤渣的运动螺旋轨迹缩短,滞留时间系数也相应减小,物料在离心过滤装置中停留时间变短,导致离心滤饼水分由2679%增加到2834%,这与理论推导的结果一致。因此认为,采用小升角的螺旋控制滤饼排料,可以延长脱水时间,改善脱水效果。

    3结语

    影响离心脱水指标的因素很多,其作用规律也各不相同。因此,不可能形成一个统一的离心脱水最优化条件。该试验的研究也只是一个规律性的研究,很难形成一个非常准确的定量关系。所以,工业现场可以根据该选煤厂生产工艺条件的需求,选用某些控制指标,进而选择适合其需要的最优化条件。

【我要评论】

【大 中 小】 【打印】