MTZ 7-1979 选煤厂脱水设备工艺效果评定方法.pdf

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1、中华人民共和国煤炭工业部指导性技术文件MT/Z 7一79选煤厂脱水设备工艺效果评定方法本文件适用于选煤厂中脱水筛、离心脱水机、过滤机、压滤机、脱水斗式提升机和脱水仓等脱水设备工艺效果的评定。1.本文件采用脱水效率为评定脱水设备工艺效果的综合指标并以产品水分为辅助评定指标。2.脱水效率按式(1)计算;V,(%)=(a-b) (c-a)100a(c-b) (100-a)100”。.。.，二(1)式中:17,脱水效率，有效数字取到小数点后第一位;“-一人料重量浓度，%;b-一筛下水(或离心液、滤液)重量浓度，%;-一脱水产品的重量浓度，%。重量浓度，根据实测结果用式(2)计算:。n、Q，。，n、七k

2、为少= 7T,.1VV.，.，二、夕马纪式中:L固体重量浓度;Q一在空气干燥状态下的固体重量，克，Q，-一固体和水总重量，克。3.产品水分采用全水分(W)。4对双层脱水筛的上层筛和脱水斗式提升机以及脱水仓，只采用“产品水分”指标评定其脱水效果。5双层脱水筛的下层筛人料重量浓度，由于取样有困难可用计算法求得，计算步骤如下:(1)根据总入料及各产品的粒度组成按最小二乘法求出各产品的产率;(2)根据产品的产率和实测的液固比计算下层筛两产品的水和固体占总人料的数量百分数，并将水和固体分别相加求得下层筛人料中水和固体的数量;(3)计算下层筛人料的重量浓度。6.采样工作应在正常的生产或试验条件下进行。采样

3、、制样、测定等工作，除本文件所作规定外，一律按国家标准GB 474-77a煤样缩制方法,GB 211-791煤中全水分的测定方法及部颁有关规程执行7在测定人料和产品的重量浓度及全水分的同时，必须记录和测定设备型号规格、用途及处理能力。另外，根据需要尚须侧定或记录如下项目:(1)人料性质:煤的牌号、粒度组成、灰分;(2)设备特征:筛孔尺寸、筛子工作面积、振幅、振次;离心机的直径、转速离心强度、筛网孔径;过滤机的过滤面积、真空度、滤布网目数;压滤机尺寸、溥室厚度;脱水斗子宽度、壁孔尺寸、链斗排列、速度、提升机倾角、脱水高度;脱水仓形状、高度、锥角、脱水时间、脱水闸门型号等。中华人民共和国煤炭工业部

4、发布1 9 8 0年5月1日试行煤炭工业部选煤设计研究院提出煤炭工业部宽州焦矿设计研究院起草MT/Z 7一79(8)操作条件:人料方式，过滤机人料中添加絮凝剂的品种、用量等。8.将试验、计算及记录的主要数据按下表格式填写，其余资料附记于表后。脱水设备工艺效果试验报告表型号规裕用途处理能力吨/时台浓度及灰分脱水效率n,%产品水分WQ%人料筛下水(滤液)脱水产品aA万%hA，%c尸%1234567891011选煤厂脱水设备工艺效果评定方法MT/z 7-79)宣贯说明(煤炭科学研究总院唐山分院谈宏烈)1概述选煤厂常用的脱水设备有脱水筛、离心脱水机、真空过滤机、压滤机，以及脱水斗式提升机和脱水仓等。其

5、主要作用是脱除水选产品中多余的水分，达到用户对产品的水分要求。因此对脱水设备的要求应是:脱水产品中含有尽可能少的水分;分离液(统指筛下水、离心液、滤液)中含有尽可能少的固体颗粒。但是脱水设备是否能满足选煤厂生产工艺的要求，选煤生产中现有的设备是否已发挥了它的最大效力，新开发的设备是否比原有的设备具有更高的效率。这一切都要求有一个统一的评定标准。这标准应能较全面地反映设备脱水的工艺效果，又易于进行对比，能够对设备工作的优劣做出明确的定量评价。并能对工艺流程的制定、设备的选用、评定设备设计和制造的质量以及检查和改进生产管理和操作水平起到良好的作用。本标准就是要在研究分析以往常用的评定方法基础上，制

6、定一个能较全面反映脱水设备工艺效果的评定方法。使我们在科研、设计和生产管理中讨论脱水效果时有一个共同语言。2某些常用评定方法的评述长期以来，对于脱水设备的工艺效果没有统一的评定方法。一些作者各自提出了一些评定方法，都未得到普遍采用。在编制本标准的过程中，曾对这些现有的评定方法作了分析，这些方法有:2.1根据实侧生产技术指标评定脱水效果2.1.1用脱水产品水分和分离液浓度两项指标来评定脱水效果。这种方法在很长时期内为我国和其他很多国家所采用。2.1.2西德的作者对离心机除采用上述两指标外还加人产品的产率重量百分数来评价脱水效果。2.1.3国外也有作者以离心液中所含最大颗粒和离心液的浓度来评定离心

7、机的优劣。这类评定方法比较简单，直观。但是当用两组数据比较时，往往在一组数据中仅有一项指标优于另一组。另一项指标却低于另一组，因此就很难得出孰优孰劣的结论。这就提出了采用效率指标来加以评定脱水效果的方法。2.2:.;用效率指标评定脱水效果以产品中固体回收率的重量百分数或体积百分数作为脱水效率。用沉降效率和脱水效率两项指标来评定。计算方法是:沉降效率:、(%)一1一80 x 100、吕)(1)式中:x人料固体含量，郁L;了-一脱水产品固体含最,B/L,脱水效率:，、W._8-l%)=，污于 X1V0K(2)式中:W，二-一分子最大含水量，%;W脱水产品的全水分，%。 L式中的分子最大含水量包括内

8、在水分和毛细水分。这被认为是机械脱水所能达到的水分极限值(理论值)。2.2.3以固体浓度计算脱水效率。脱水效率:E(%)100-W100-W-.X 100(3)2.2.4以饱和水分为墓础计算脱水效率。计算公式如下:脱水效率:E(%)=W,一WZW,一W。二X 100(4)式中:W,饱和水分，0otW:剩余水分，即产品最终水分，%。式(4)中列入了饱和水分的概念。所谓饱和水分是指在脱水作业时，由重力脱水过程转向机械脱水过程瞬间的产品水分.2.2.5式中:2.2.6以实际脱水效率EH与理论脱水效率的比值作为评定脱水过程的效率，其计算式如下E(YU)=EHX100GT(5)EH以人料、产品、滤液的全

9、水分值代人汉考克一卢伊肯公式计算的实际脱水效率，%;ET以人料全水分，脱水产品的极限全水分(分子最大含水量)和滤液的全水分极限值(即100写)代人汉考克一卢伊肯公式计算的理论脱水效率，%。从固、液分离程度计算脱水效率。计算式为:EH乳c为)=甘X 100J与T(6)式中:EH实际脱水效率，%;ET理论脱水效率，0oo实际和理论的E值均按式(7)计算E= l ET.E,式中:断脱水产品回收率.%。对于EH用实际脱水产品的固体回收率时的产品固体回收率计;(7);对于ET以分子最大含水量E*-滤液(离心液)的液体回收率，%取得的滤液含液量计。2.2.7用产品水分降低率表示，其式如下:T/(0o)式中

10、:W，最初水分，%;WK产品水分，%。对EH取实际滤液的液体回收率;对ET以实验室条件下W,-W.=-二;二-X 100W,(8)上述七种评定效率的方法中大部分引人了分子最大含水量的概念。其含义是以机械脱水所能达到的最大限度为基础(10000)，来比照实际达到的结果，求出效率。实际上分子最大含水量是否是机械脱水的极限值并未得到证实;而内在水分和毛细水分也只是理论分析时的概念，没有确切的测定方法。因此这些方法在实践中使用是有困难的。第4种方法用饱和水分作为评定的墓础，也因为脱水作业中重力脱水过程和机械脱水过程的分界线难以确定，更无法取得此瞬间的样品进行侧定，也没有实际的使用价值。第1种方法只考虑

11、了回收产品的固体回收率，无法说明其脱水的效果。而第7种方法又只看到水分的降低不考虑另一脱水产品(分离液)的质量，所以上述各种方法都不能全面有效地说明真正的脱水效率。3评定指标的选择作为一个普遍采用的效率评定方法，应以能全面反映产品质量，又能易于检查测定的为好。因此在本标准中采用汉考克一卢伊肯公式作为评定脱水效率的标准。汉考克一卢伊肯公式的物理意义是:由A与B两种成分组成的混合物，分成两种产品时，任一产品中A成分的回收率与B成分回收率之差为分离效率。差值越大分离效率越高。当某产品中A成分的回收率趋近100，而B产品回收率趋向于。%时，则分离效率趋向于100%。其公式如下:71=e人一B(9)且式

12、中e = Y三,ed=Y100-C100-a:eh产品中A成分的回收率，对煤的脱水作业来说为脱水产品(或分离液)中煤的回收率，%;Ey产品中B成分的回收率，即脱水产品(或分离液)中水的回收率，%;Y脱水产品(或分离液)占人料的产率，%;a一一人料中A成分的含量，环，即煤的重量浓度，写;。脱水产品中A成分的含量，YO，即煤占脱水产品的重量浓度，%。将CA和B代人式(9)，并简化得:)?(Yo)=y二-Y100-C100-a=Y一三二a.a(100100由于实际测定时，测量各产品的重量浓度最为方便，因此可将式中的Y用浓度平衡式求出100a=YC+ (100-Y)b100- (a-b)(c-b)将Y

13、代人式(10)得:(a-b) (c-a) X 100,_甲戈为J=-二下二-1戈二了只又-卜芍入1VU“、一“)l1VV-a)式中:a,b,c分别为入料、分离液和脱水产品的固体重量浓度，%。选煤厂的脱水作业和筛分、水力分级、浓缩以及两产品重选作业一样，是属于两种成分(煤和水)分成两种产品(脱水产品和分离液)的作业。因此，在对众多的效率公式进行了详尽的研究讨论后，认为汉考克一卢伊肯公式计算的效率值是一个综合性指标，能较全面地反映用这类分离作业的工作情况但是由于某些脱水设备本身的工艺特点和工作条件的限制，不能使用此公式计算。如脱水斗式提升机，脱水仓和双层脱水筛的上层筛等，对它们的效率仍只能以产品水

14、分作为评价标准。因此本标准规定的效率公式主要是用于计算脱水筛(对于双层筛是指下层筛)、离心脱水机、过滤机和压滤机等脱水设备的效率Q效率指标的验证在本标准编制过程中，曾对脱水筛、离心脱水机、过滤机和压滤机等四类共28台设备进行了生产检查并计算其脱水效率。以便对式(11)进行验证。分析表明:4.，四类脱水设备中，以压滤机的效率为最高，而以脱水筛的效率为最低，过滤机和离心机的效率在两者之间。4.2同样是脱水筛脱水，大颗粒脱水的效率高，煤泥脱水的效率低。对于粒级范围相似的物料，筛子的单位负荷越大，效率越低。以株州厂的1-Omm级精煤脱水筛为例，当单位处理量高达4. 3t/h，其脱水效率仅为37.30o

15、，产品水分很高，脱水效果很不理想。4.3离心脱水机的产品水分很低，但效率并不很高。主要是因为离心液中的固体含量过高，影响了综合指标评定的效果。用离心机处理1-Omm级颗粒时，其离心液固体含量大，产品水分低，效率就很低。当665处理末煤时虽然离心液浓度较高，但由于产品水分很低，效率也就高了。4. 4过滤机用于过滤浮选尾煤时，产品水分高，滤液浓度高，效果很不理想。当与压滤机相比时，滤机的滤液儿乎为。，即使其产品水分略高于过滤机时，效率仍然很高。由以上分析结果看汉考克一卢伊肯公式能全面，精确地反映脱水设备分离两种成分的效率。可以比较不同设备的分离效率，也能对同种设备处理不同物料或不同处理量时的结果进

16、行比较。了用此公式计算的数值可以作为一个综合性的指标来评定脱水设备的效率。由于压它不仅这证明5效率公式的应用在实践中应用效率公式时，首先要在正常生产和试验条件下进行采样，分别测定脱水设备的人料和分离液中固体的重量百分浓度以及产品的全水分，a,b和W。，再算出产品中固体的重量百分浓度。=100-W,。代人效率公式，求出I。最后将试验条件，测定数据及计算结果列成表格。下面以一次过滤机脱水效率的测定为例，说明测定脱水设备效率的一般做法。实测数据:人料固体重量浓度a= 21. 10 0 o滤液固体重量浓度b=1.”%产品水分W,=30.8200算出:产品固体重量浓度c=100-30. 82=69. 1

17、8%0则脱水效率7=(a-b) (c-a) X 100a(c-b) (100-a)X 100_(21. 10-1. 99)100(69. 18-21卫0)21. 10(69.18-1. 99) (100-21. 10)=82. 1 %X100把测定数据和计算值按MT/Z 7-79规定的格式和符号列人表1中。表1脱水设备工艺效果试验报告表设备名称型号规格处理物料处理能力t/(hM)物料及灰分脱水效率n,%产品水分WQX入料滤液建并a，%A, %b，%A9, %c，%A, %PG58-27/4圆盘过滤机浮选精煤0.2521.109.591.999.1969.1810.4682.130.82以上测定

18、和计算方法可适用于单层脱水筛、离心脱水机、过滤机和压滤机，沉降过滤式离心机(不分别计算沉降段和过滤段的效率)等脱水设备。对于双层脱水筛，规定上层筛以筛上产品的水分做为评定指标;至于下层筛，鉴于其人料取样有困难。因此规定人料的数量质量特征可用计算方法来获得，具体计算步骤如下:5.1根据人料和各产品的粒度分析用格氏法列表计算出各产品的产率;5.2用计算的产率和实测的产品水分，筛下水固体重量浓度计算下层筛两个产品的水和固体占人料的数量百分数，并将水和固体量相加，求得下层筛人料中水和固体的含量。5. 3计算下层筛人料的固体重量浓度。有了下层筛人料的有关参数，便可计算下层筛的效率，这可用下面的实例。来说

19、明:某双层脱水筛上层筛筛孔13mm，下层筛孔。. 5mm，处理50-omm级精煤，其效率计算如下:测定的各项技术指标:每小时人料煤量Q=loot/h上层筛产品水分W,=80o下层筛产品水分w。=20%筛下水固体重量浓度b二5.。%人料，上层筛产品，下层筛产品和筛下水中固体的粒度组成分析(见表2中Y、J、2、W诸列)。表2格氏公式计算表贪贯人料矫弯黔箕筛下品(Y一W)(J一W)(2一W)(J一W)2(2一W).(J一W)(Y一W)(J一W)(2一W)(Y一W)(2一W)YJZW50一2525一1313一66一33一11一0.5一0510.4217，9414.8013.9812.6412.0218

20、，212349534314.643。372581.760.7305.3032.16260318.359.358.8100002.834.82923510.42179414.8013.989.817.1974.1923.4953.4314.643.37一0.25一3.1一91，6205.3032。1626.0315524.53一83.5455182854.8214.311.40.19.68394.2028.11034.3677.6240.920569789244.8985，5216.747，1q了一2.6一22。36792，70283.2470.8877一3.9一14.07653.9095.14

21、76.0363.9152.332.66193.7合计100.00100.00100.00100.0011736.58980.48214.98487.77323.7将人料及各产品的粒度组成填人格氏公式计算表内(见表2)，按表头所示公式计算整个表格。再按格氏公式计算各产品的产率%。上层筛产品产率y:y之艺(J一W)(Y一W)，乏(2一W)2一艺(J一W)(2一W)乏(2一W)(y一W)乏(J一W)2。卫(2一W广一艺(J一W)(2一W)之.1008214.9X8940.4一8487.7X7323.6、_二-，丁丁二万二-二下二二尸:二二厂代-一一了万-二二二-二下万一-入IUU)化=J4.乙羚1l

22、lJ勺。a入巧，6U.怪一仍怪5了.了少-下层筛产品产率长:胜=艺(J一W)2芝(2一W)(Y一W)一乏(J一W)(Y一W)艺(J一W)(2一W)艺(J一W尹艺(2一W广一乏(J一W)(2一W)2.10011736.5X7323.6一8214.9X8487。8、_，_片，丁丁二二万二二丁丁二-二几丁万钾-下二厂二:二丁-二六下产-入IUU羚=4匕。了为 11了j勺.勺入巧，石V。4一t64匕了“筛下品固体产率:了3=10一(34.2+48.7)=171写根据各产品产率，可计算出下层筛产品，筛下品和下层筛人料的固体t和水量，由此即可算出下层筛的脱水效率。下层筛产品固体重童浓度:c一100环一20

23、写=80写下层筛产品产量:Ql=100X0.487二48.7t/h下层筛产品水分:Q，W，。w=一一了一=48。7X0。20。8=12.Zt筛下品固体产量:QZ=100X0.171二17.It筛下品水量:W2Q:(1一b) b17.1(1一0。05)0.05324.gt下层筛人料固体量:667Qo=Q, +Q = 48.7+17. 1二65.8 t下层筛人料中水量Wo=W,- W,=12.2+324. 9二337. It下层筛人料固体质量浓度Qa=井石-气-;布尸 n ivv么，-卜n。一丽65.833. 714- 65. 8 X 10。一16.。%下层筛的脱水效率为:冲今(16.3一5.0)

24、(80.0-16.3)X100 16. 3(80. 0-5. 0) (100-16. 3)70.3%X 100以上数据同样可用表1作试验报表。6器要说明的几个问顺测定脱水设备效率时需侧定产品水分和悬浮液浓度，悬浮液的浓度有多种测定方法，不同测定方法对效率计算的影响很大。因此需作统一的规定。6.1脱水产品水分均以煤的全水分表示。这和我国目前常用的水分测定指标是一致的。全水分与质量百分浓度的换算是:C=100-W,%这恰好符合计算的要求，使用也较方便。6.2本方法规定使用固体质盆百分浓度来计算脱水效率。固体质量百分浓度必须用样品直接测定。即采用空气干燥状态的煤的质t与悬浮液总质量之比来求得。、Q、

25、，_ C(肠)=舟X 100“、2“Q，、“C固体质量百分浓度，%;Q在105-110时达到空气干燥状态煤的质量，川(12)式中Q，煤水总质量，g许多选煤厂平时以固体含最(g/L)来表示悬浮液的浓度，用这种浓度值直接计算效率有很大的误差。因为它和全水分数值的计算方法是不一致的。若将固体含量通过煤的真密度换算成重量百分浓度，也仍有一定的误差。因为煤的密度侧定比较困难，煤有很发达的裂隙和孔洞，随着它在水中浸泡时间的不同，吸收的水量也不同，实验室测定的真密度与它在悬浮液中的实际密度是不一致的，拿真密度来换算就不能得到理想的效果。此外测定固体含量的方法本身精度也较差。因此必须以直接测定的固体重量百分浓度为计算的基础。6.3表1中要求列人人料及各产品的灰分。这对效率计算没有必要，但它是物料特性的指标之一，对考察脱水设备的效率有一定的参考价值。6.4测定效率时应注意记录人料性质，设备性能和工作状况，这些均是影响设备效率的重要因素。考察各种因素对设备效率的影响有助于我们改进操作管理，提高设备的使用效率。