寧東能源化工基地煤炭資源豐富，具有很好的開采價值和商業應用價值。西北化工研究院受委托對該基地2gekuangqudemeijinxingzhijiangzhongshiyanjiu，tansuohelidegongyemojizhijianggongyitiaojian。tongguobianhuanqiumojidecaozuotiaojianheguanjiancanshu，zhuyiyouhuaduiyingtiaojianxiazuidashengchannenglijizuijiajiangtitexing，zuihouquedingchushihe2種煤的工藝條件。
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、製漿工藝流程及關鍵設備
1.1原料煤質分析
    本試驗所用2種煤的煤質分析見表。
    由表l數據可以看出，2種煤屬變質程度較淺的長焰煤
，具有可磨指數高

、製漿能量消耗低、漿體燃燒特性好、磨損腐蝕小、汙染物排放量少等優點
，但也存在煤化程度低、內在水分高導致漿體濃度不高等缺陷。
    從表1數據還可以看出，該煤2個樣品O/C比達到0. 18，處於較高的水平
，預計煤質結構中親水官能團較多，煤的製漿濃度較低。
1.2製漿流程
    試(shi)驗(yan)以(yi)西(xi)北(bei)化(hua)工(gong)研(yan)究(jiu)院(yuan)水(shui)煤(mei)漿(jiang)加(jia)壓(ya)氣(qi)化(hua)中(zhong)試(shi)裝(zhuang)置(zhi)製(zhi)漿(jiang)係(xi)統(tong)為(wei)基(ji)礎(chu)，經(jing)改(gai)造(zao)形(xing)成(cheng)本(ben)研(yan)究(jiu)的(de)製(zhi)漿(jiang)係(xi)統(tong)流(liu)程(cheng)。原(yuan)煤(mei)自(zi)煤(mei)場(chang)由(you)皮(pi)帶(dai)輸(shu)送(song)機(ji)送(song)入(ru)破(po)碎(sui)篩(shai)分(fen)係(xi)統(tong)，經(jing)破(po)碎(sui)、分選後，粒徑小於12mm的煤粒分別經內螺旋輸送機、鬥提機、電磁振動給料器
、皮pi帶dai計ji量liang輸shu送song機ji送song入ru磨mo機ji。添tian加jia劑ji在zai溶rong解jie槽cao中zhong溶rong解jie後hou進jin入ru製zhi漿jiang水shui槽cao，水shui與yu煤mei粒li一yi同tong進jin入ru溢yi流liu式shi球qiu磨mo機ji，經jing一yi步bu濕shi法fa開kai路lu製zhi漿jiang，製zhi得de一yi定ding濃nong度du的de煤mei漿jiang。出chu磨mo機ji的de煤mei漿jiang經jing磨mo機ji出chu口kou圓yuan筒tong篩shai除chu去qu大da顆ke粒li物wu體ti
，篩shai下xia料liao漿jiang經jing低di壓ya料liao漿jiang泵beng送song入ru廢fei漿jiang池chi，富fu通tong新xin能neng源yuan銷xiao售shou球qiu磨mo機ji
、雷蒙磨粉機等磨機機械設備。
1.3關鍵設備
1.3.1磨機
    磨機為西北化工研究院水煤漿加壓氣化中試裝置配套製漿係統的球磨機。磨機為長筒溢流式、1. 5m×3.0m、裝機功率95kW、額定電壓380V、機重20t，內襯橡膠板，附帶盤車係統
、潤滑係統
、降溫係統。
1.3.2破碎機
    本試驗規模小，選用一錘式破碎機

，該機生產能力要求給料粒度<100mm，出料粒度<15mm，每小時生產能力為2t—5t，功率5kW
，自重0.5t。
1.3.3皮帶計量輸送機
    輸送機主要由固定機架、稱重框架、支撐座、拉力傳感器、儀yi表biao組zu成cheng。當dang皮pi帶dai輸shu送song機ji輸shu送song物wu料liao時shi
，物wu料liao重zhong量liang通tong過guo稱cheng重zhong架jia傳chuan到dao傳chuan感gan器qi上shang，經jing過guo儀yi表biao的de自zi動dong計ji算suan處chu理li，將jiang重zhong量liang信xin號hao轉zhuan變bian為wei流liu量liang信xin號hao而er顯xian示shi出chu來lai，並bing把ba總zong量liang累lei計ji起qi來lai。
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、製漿試驗過程主要參數的設置
2.1裝球率
    根據經驗
，裝球率在45%~50%的產品粒度最細，磨礦能耗最低，堆積效率也較高。
    本次試驗球磨機裝球率初步定為40%。實際試驗中，可按照裝球率小於40%、40%和大於40%的順序進行試驗，通過對3種不同條件下製取的煤漿進行分析
，結合磨機實際功耗狀況
，優選出最佳的裝球率。
2.2鋼球的級配
    根據磨機的大小和轉速、物料的可磨性及密度、粒度等參數
，首先計算出磨機所需的最大直徑為∮60mm
，然後選擇∮50mm、∮45mm、∮40mm、∮30mm共5種不同規格的鋼球作為磨機的磨介。在原裝置鋼球配比試驗運行數據的基礎上
，本次試驗不同規格的鋼球配比根據鋼球裝填率、依據“兩頭小中間大
，fritt's球徑分數分配法”，最後確定試驗所用鋼球級配規格。
2.3球磨機的轉速
    試驗計算出的磨機臨界轉速為38.45r/min。根據轉速與堆積效率、比表麵積、相對能耗之間的關係可知．轉速值為臨界值70%左右時，效果較好。據此，通過基本配電裝置和減速驅動齒輪及帶輪裝置控製磨機的轉速保持在27r/min。
2.4磨機產能及關鍵物料量的配比
    總體而言，磨機產能由磨機的軸功率Ⅳ和磨碎單位質量物料所需功耗w決定。國內外關於Ⅳ的計算方法有很多，從總體計算效果及對實際工況的適應性來看，張榮曾計算法和Bond's Third Theory法分別對N和W計算與實際工況更接近。本試驗以這兩種方法為基礎，計算出磨機的產能為2. 85t/h。
3、製漿試驗
3.1裝球率36%的製漿試驗
3.1.1添加劑加量試驗
    試驗從2009年4月16日正式開始。更換鋼球
、單體試車、聯動試車結束後
，用製漿水對磨機及相應的管線、槽罐
、泵類設備進行清洗，並維持製漿水流量在1.1t/h左右。逐步向磨機送入空氣幹燥基A煤至1. 5t/h
，改變添加劑加量進行試驗，結果見表3。
    從表3可以看出
，隨著添加劑加量逐步增大，料漿性能得到改善，但是在加量高於0.5%（即添加劑量為7. 5kg/h）後，其性能增加幅度不大，從煤漿質量及製漿經濟性角度考慮，該煤添加劑加量選用0. 5%時較為合適。
3.1.2製漿濃度試驗
    根據添加劑加量試驗，以入磨機空氣幹燥基煤1. 5t/h、添加劑加量7.5kg/h

、製漿水量1.1t/h為基準，進行原料A的製漿濃度試驗，結果見表4。
    從表4可以看出
，在煤量保持1. 5t/h、添加劑量7. 5kg/h的前提下，製漿水量由1.1t/h逐步調整至0. 9t／h後
，煤漿黏度由692. 8mPa -s變為1 064. 2mPa -s，流動性由9.Os延長至10.3s。根據水煤漿實際使用時對其黏度、流動性和穩定性要求，製漿水量低於0. 9t/h後煤漿的流變特性變差
，不利於煤漿的輸送和使用。因此，該煤在性能參數允許的條件下能夠製取62.5%的煤漿。
3.1.3磨機負荷調整試驗
    據2.4理論計算，該磨機的製漿能力為2.85t/h
，已進行的試驗中最大運行負荷為2.6t/h，且水量偏多

，不能代表實際的煤漿濃度。根據製漿濃度試驗，最佳濃度為62.5%，此時磨機的負荷為2.4t/h
，低於理論計算的2.85t／h。為wei驗yan證zheng理li論lun計ji算suan的de準zhun確que性xing及ji考kao察cha該gai煤mei在zai此ci磨mo機ji下xia的de最zui大da產chan能neng
，在zai濃nong度du不bu變bian的de前qian提ti下xia，增zeng大da進jin入ru磨mo機ji的de各ge物wu料liao量liang，並bing按an上shang述shu取qu樣yang步bu驟zhou進jin行xing取qu樣yang
，當dang入ru磨mo機ji總zong物wu料liao量liang達da到dao2. 88t/h時，停止增加負荷。磨機在不同負荷下所取煤漿樣品分析結果見表5。
    從表5可以看出，在煤量1. 8t/h、水量1.08t/h的狀態下


，煤漿的黏度為1 067mPa -s
、流動性在10. 5s內、穩定性保持不變、磨機電流量增加至122A，說(shuo)明(ming)在(zai)此(ci)工(gong)況(kuang)下(xia)
，此(ci)負(fu)荷(he)是(shi)合(he)適(shi)的(de)，若(ruo)進(jin)一(yi)步(bu)增(zeng)加(jia)磨(mo)機(ji)負(fu)荷(he)

，煤(mei)漿(jiang)的(de)流(liu)變(bian)特(te)性(xing)會(hui)逐(zhu)步(bu)變(bian)差(cha)

，磨(mo)機(ji)功(gong)耗(hao)增(zeng)大(da)
，甚(shen)至(zhi)影(ying)響(xiang)磨(mo)機(ji)的(de)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)。
3.1.4更換煤種製漿試驗
    上述試驗結束後
，皮帶輸送機加料口更換原料B煤進行製漿試驗。因原料B煤的可磨指數與灰熔融性溫度均與原料A煤不同
，適合原料A煤的製漿參數不一定適合B煤。因此需重複A煤製漿試驗
，分別進行添加劑加量、製漿濃度及製漿負荷試驗，結果見表6。
    在相同的試驗步驟下
，煤種B在添加劑加量為原煤量的0.43%(添加劑量為6.45kg/h)時

，能夠取得較好的製漿效果。經製漿濃度試驗，該煤能夠製取質量分數為61. 2%的煤漿，人磨機煤量1.5t/h時，黏度為1 066. 9mPa．s．流動性為10.4s。同時加大入磨機水量、煤量，磨機負荷增加至2.78t/h後，煤漿流變特性開始變差，驗證了由於可磨性較A煤差

，在相同操作條件下，B煤製漿能力要稍小於A煤的製漿能力。
3.2裝球率為40%和43%時的製漿試驗
    為考察裝球率對製漿效果的影響
，在裝球率為36%的試驗基礎上，進行了裝球率為40%和43%的製漿試驗，其內容、步驟與3.1節一致
，結果見下頁表7和表8。
    從下頁表7可以看出，在磨機裝球率為40%的條件下，由於出磨機煤粒的粒度分布與裝球率為36%時的粒度分布相比發生了改變，原料B最佳添加劑加量為原料量的0. 48%，可製漿濃度達到了62%。磨機負荷也由2. 58t/h增加至2.81t/h，而煤漿相關特性如黏度、流動性、穩定性及磨機電流變化不大。原料A最佳添加劑量為人磨機原料的0.44%
，可製漿質量分數為63%
，磨機負荷為1.86t/h。磨機電流增大至130A。
    從下頁表8可以看出，在磨機裝球率為43%的條件下，原料A的添加劑加量為原料量的0.45%
，製漿質量分數達到63%，磨機負荷在2.86t/h的條件下，磨機電流為143 A，比裝球率為36%
、40%時功耗要大。原料B添加劑加量為原料量的0. 49%，製漿質量分數為61%，磨機負荷在2.95t/h的條件下
，電流為143 A。
4、結論
    本試驗通過改變磨機裝球率，對寧東2種低變質程度煤製漿進行了添加劑加量試驗、製漿濃度試驗及製漿負荷試驗
，驗證了適合寧東煤製漿的球磨機鋼球裝球率、添加劑加量及製漿負荷。試驗結果表明
，在球磨機裝球率為40%,的條件下，寧東煤A、B分別能夠製取質量分數為62%
、63%的(de)煤(mei)漿(jiang)
，比(bi)試(shi)驗(yan)前(qian)根(gen)據(ju)煤(mei)質(zhi)分(fen)析(xi)數(shu)據(ju)預(yu)測(ce)的(de)結(jie)論(lun)要(yao)好(hao)。同(tong)時(shi)，用(yong)該(gai)煤(mei)製(zhi)取(qu)的(de)煤(mei)漿(jiang)流(liu)變(bian)特(te)性(xing)能(neng)夠(gou)滿(man)足(zu)工(gong)業(ye)氣(qi)化(hua)使(shi)用(yong)要(yao)求(qiu)，在(zai)此(ci)裝(zhuang)球(qiu)率(lv)和(he)不(bu)同(tong)鋼(gang)球(qiu)級(ji)配(pei)下(xia)，單(dan)位(wei)質(zhi)量(liang)煤(mei)漿(jiang)製(zhi)漿(jiang)功(gong)耗(hao)最(zui)低(di)。
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