CN203235546U - 煤浆预处理器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于煤泥浮选预处理技术领域，具体是涉及一种煤浆预处理器。它包括用于输送稀释水的稀释水进管、用于输送煤浆的煤浆入料管，以及使稀释水和煤浆在混合室的第一混合区域中混合以形成混合煤浆的射流机构。混合室内还设置有置于混合煤浆的出射方向上的使空气、浮选剂、混合煤浆混合的第二混合区域，第二混合区域处设置有用于向混合室中输送空气和/或浮选剂的管道，第二混合区域的出料方向上设置有与混合室相连通的出料管。该煤浆预处理器可实现煤浆稀释后再与浮选药剂混合，改变了传统浮选入料调浆工艺中，浮选入料在高浓度时加浮选剂后再加入循环水稀释，而导致降低分选选择性、浮选药剂使用量大等缺陷。

Description

煤浆预处理器

技术领域

本实用新型属于煤泥浮选预处理技术领域，具体是涉及一种煤浆预处理器。

背景技术

我国的煤泥（粉）可浮性一般较差，入浮煤浆进入浮选机分选之前进行预处理尤为必要，将不溶于水的浮选剂（非极性油类捕收剂和难溶于水的起泡剂）分散成微细的油滴，再将分散的油滴与入浮煤浆均匀混合，非极性油类捕收剂在不同直径的煤粒表面形成较为稳定的油膜，提高煤粒的疏水性。

目前，应用较多的处理工艺有两种，其一为：浮选药剂在乳化器中乳化后与再与煤浆混合。为了使药剂和煤浆混合均匀，在输送过程中，要经过管道混合器，最后才进入浮选机。同时，通过泵将稀释水输送至浮选机对煤浆进行稀释。该工艺流程具有如下缺陷：①、形式复杂，工艺过程中，为了实现浓度的稳定，药剂和矿浆的接触设计了多道工序，相应设备多，占用空间较大。②、能量消耗大，乳化器、稀释水输入需要能量，管道混合器是一种雷诺数极高的装置，阻力大。③、浮选药剂先与高浓度的矿浆接触，再进行稀释，降低药剂有效率，增加使用量，浪费浮选药剂。④、检查维修繁琐，同步安全运行保证低。

其二为浮选药剂的分散、分散后浮选剂与入浮煤浆的混合置于同一台设备中进行，该类处理设备主要存在如下缺陷：①、能量消耗大，需要通过叶轮旋转等设备使浮选药剂充分分散。②、浮选药剂分散后的油滴直径较大，在煤浆中混合得不够均匀，继而增加了浮选剂的用量。③、分散后浮选剂与入浮煤浆的混合接触时间较短，无法均匀混合，致使灰分较低、粒度较粗的煤粒表面来不及形成足够的稳定的油膜，就进入了浮选机，从而致使一部分粗粒煤损失到尾煤中。④、浮选药剂先与高浓度的矿浆接触，再进行稀释，降低药剂有效率，增加使用量，浪费浮选药剂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种煤浆预处理器，该煤浆预处理器可实现煤浆稀释后再与浮选药剂混合，改变了传统浮选入料调浆工艺中，浮选入料在高浓度时加浮选剂后再加入循环水稀释，而导致降低分选选择性、浮选药剂使用量大等缺陷。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种煤浆预处理器，包括用于输送稀释水的稀释水进管、用于输送煤浆的煤浆入料管，以及使稀释水和煤浆在混合室的第一混合区域中混合以形成混合煤浆的射流机构；所述混合室内还设置有使空气、浮选剂、混合煤浆混合的第二混合区域，所述第二混合区域设置于所述混合煤浆的出射方向上；所述第二混合区域处设置有用于向混合室中输送空气和/或浮选剂的管道；所述第二混合区域的出料方向上设置有与混合室相连通的出料管。

进一步的，所述射流机构至少包括一个与稀释水进管连通的稀释水喷嘴，所述稀释水喷嘴的周侧设置有若干煤浆喷嘴，所述稀释水喷嘴和煤浆喷嘴的轴线具有位于第一混合区域中的相交点。

优选的，所述若干煤浆喷嘴对称设置于稀释水喷嘴的周侧，且煤浆喷嘴的轴线和稀释水喷嘴的轴线之间具有20～25度的夹角。

进一步的，所述稀释水喷嘴和煤浆喷嘴彼此相连且整体加工成型；所述稀释水喷嘴和煤浆喷嘴均呈圆锥形，且出口端均具有圆筒状管段，所述圆筒状管段的长度与直径比为0.25～0.5：1。

优选的，所述第二混合区域处设置有用于向混合室中输送空气的吸气管和输送浮选剂的浮选剂入料管；吸气管和浮选剂入料管沿混合煤浆出射方向呈对称设置，且具有与混合煤浆出射方向相垂直的同一进料平面，该进料平面置于所述相交点的下方。

优选的，所述混合室的第一混合区域的外壁呈圆筒状，第二混合区域的外壁呈开口上大下小的锥斗状。

进一步的，所述混合室的上部设置有便于煤浆自射流机构喷射的、呈圆筒状的喷射室，煤浆入料管沿喷射室的外侧壁的切线方向设置；所述煤浆喷嘴和稀释水喷嘴均设置于喷射室的底部；煤浆喷嘴的入料端置于喷射室中，出料端置于混合室中。

进一步的，所述射流机构、混合室、吸气管和浮选剂入料管共同组成第一混合机构，所述混合室与出料管之间还设置有使混合物料进一步均质分散的第二混合机构，所述第二混合机构由依次相连通的喉颈管、喉管和混合管组成，所述喉颈管的入料端与混合室的出料端连通，所述混合管的出料端与出料管的入料端连通。

优选的，所述喉颈管和混合管均呈圆筒状，所述喉管呈锥角为5～10度的开口上小下大的圆锥状，喉颈管、喉管和混合管的总高度为喉颈管直径的10～15倍。

进一步的，所述混合管内设置有供混合物料通行以使其充分分散的若干栅板。

本实用新型煤浆预处理器，与现有技术相比所具有的有益效果表现在：

1）、首先在混合室的第一混合区域实现煤浆的稀释，然后在混合室的第二混合区域实现浮选药剂的混合，这种加工方法改变了传统浮选入料调浆工艺中，浮选入料在高浓度时加浮选剂后再加入循环水进行稀释，而导致降低分选选择性、浮选药剂使用量大等状况。

2）、在混合室中利用多股射流高速冲击和切割作用，将空气和浮选剂充分的切割，使其分散成微小气泡和微小的油滴，并在逐渐扩张的第二混合机构中把混合流体的速度能变成压能，流体由出料管的末端流出，压力降低，溶解的气体便以微小气泡的形式析出，进而有利于实现后续的微泡浮选。

3）、吸气管和浮选剂入料管采用对称布置及垂直进料的方式，使射流受到的气压作用趋于一致，有利于消除附壁效应，稳定流体运动方向。

4）、在混合管中设置有栅板，从而起到煤浆在进入浮选机之前进一步与分散的药剂碰撞接触使其充分分散，为生产更好的浮选精煤创造了条件。

5）、通过射流机构、第一混合机构、第二混合机构实现混合液的混合以及能量的转换。由于并不存在动力搅拌机构，从而降低了重介质对机械部件的磨损，增加了设备的使用寿命。

6）、将煤浆的稀释、预矿化、浮选药剂的乳化、浮选剂乳浊液与煤浆混合集于一体，简化了浮选调浆工艺流程。同时，还改变了传统选煤工艺为了实现浮选入料低浓度矿化，需要在不同设备中分别实现稀释、预矿化、浮选剂乳化的状况，减少了设备使用台数，降低了能量的消耗，节省了选煤厂有限空间的占用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图1中附图标记的含义如下：

1—稀释水进管，2—喷射室，3—煤浆喷嘴，4—混合室，41—第一混合区域，42—第二混合区域，5—吸气管，6—第二混合机构，61—喉颈管，62—喉管，63—混合管，7—浮选剂入料管，8—稀释水喷嘴，9—栅板，10—出料管，11—煤浆入料管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选方式作进一步详细的描述。

如图1所示的煤浆预处理器，包括用于输送稀释水的稀释水进管1、用于输送煤浆的煤浆入料管11，以及使稀释水和煤浆在混合室4的第一混合区域41中混合以形成混合煤浆的射流机构；所述混合室4内还设置有使空气、浮选剂、混合煤浆混合的第二混合区域42，所述第二混合区域42设置于所述混合煤浆的出射方向上；所述第二混合区域42处设置有用于向混合室4中输送空气和/或浮选剂的管道；所述第二混合区域42的出料方向上设置有与混合室4相连通的出料管10。

煤浆、稀释水分别经煤浆入料管11、稀释水进管1进入混合室4中，煤浆和稀释水通过射流机构高速射出，并在混合室4的第一混合区域41中相遇混合，以达到稀释煤浆形成混合煤浆的目的。在射流质点的横向脉动和扩散作用下，首先将混合室4中的空气带走，形成负压，被输送的空气和浮选剂在大气压力作用下分别经吸气管5和浮选剂入料管7进入，并且被高速射流带入混合室4的第二混合区域42中使其与混合煤浆进行混合，同时由于高速射流的冲击和切割将空气、浮选剂充分的切割分散成微小气泡和微小的油滴。进而实现集煤浆的稀释、预矿化、浮选药剂的乳化、浮选剂乳浊液与煤浆混合于一体，完成煤浆的预处理工艺。预处理完成后自出料管10排出并进入浮选机，进行浮选操作。

该煤浆预处理器采用将煤浆稀释后再与浮选药剂混合，改变了传统浮选入料调浆工艺中，浮选入料在高浓度时加浮选剂后再加入循环水稀释，而导致降低分选选择性、浮选药剂使用量大等缺陷。针对不同的加药方式对最终浮选试验的影响，请参见表1。

表1不同加药方式对浮选试验的影响

通过表1可以看出，浓度分别由200g/L、150g/L、100g/L加药后稀释至80g/L与80g/L直接加药后，进行浮选试验相比，精煤灰分分别降低1.27%、1.17%、0.65%，浮选完善指标分别提高3.89%、3.51%、1.61%，表明煤浆在高浓度时与药剂接触，由于高灰细泥的作用，降低了药剂的有效作用率，致使分选选择性变差。因此，本实用新型煤浆预处理器采用煤浆稀释后再与充分的切割分散成微小气泡和微小油滴充分混合，进而提高后续浮选完善指标，有效降低浮选剂用量。

进一步的，所述射流机构至少包括一个与稀释水进管1连通的稀释水喷嘴8，所述稀释水喷嘴8的周侧设置有若干煤浆喷嘴3，所述稀释水喷嘴8和煤浆喷嘴3的轴线具有位于第一混合区域41中的相交点。射流机构的选择可以多种多样，只要满足将稀释水和煤浆高速射出并使其混合即可。本实用新型优选采用喷嘴式射流机构，并且选择稀释水喷嘴8和煤浆喷嘴3彼此相连且整体加工成型，即可避免因安装所导致的射流误差等缺陷，使稀释水和煤浆高速射出并集中于一点，有效提高煤浆和稀释水的混合效率。另外，本实用新型优选设计稀释水喷嘴8和煤浆喷嘴3均呈圆锥形，且出口端均具有圆筒状管段，所述圆筒状管段的长度与直径比为0.25～0.5：1，以便流体易形成高速的射流。

经过试验证实，优选选择若干煤浆喷嘴3对称设置于稀释水喷嘴8的周侧，且煤浆喷嘴3的轴线和稀释水喷嘴8的轴线之间具有20～25度的夹角时，可显著提高煤浆的稀释效率。

优选的，所述混合室4的上部设置有便于煤浆自射流机构喷射的、呈圆筒状的喷射室2，煤浆入料管11沿喷射室2的外侧壁的切线方向设置；所述煤浆喷嘴3和稀释水喷嘴8均设置于喷射室2的底部；煤浆喷嘴3的入料端置于喷射室2中，出料端置于混合室4中。煤浆自煤浆入料管11进入喷射室2中做圆周运动，再通过煤浆喷嘴3将流体的压能转化成动能并将其射入混合室4中，以实现煤浆和稀释水的高速、均匀的混合。

由于混合煤浆在出射方向上需要与浮选剂、空气进行混合，因此，第二混合区域42处设置有用于向混合室4中输送空气、浮选剂的管道，空气和浮选剂既可以通过一根输送管道进入第二混合区域42中，也可以通过多根输送管道进行输送。作为优选，第二混合区域42处设置有用于向混合室4中输送空气的吸气管5和输送浮选剂的浮选剂入料管7，吸气管5和浮选剂入料管7沿混合煤浆出射方向呈对称设置，且具有与混合煤浆出射方向相垂直的同一进料平面，该进料平面置于所述相交点的下方。从而避免因单根输送管道导致射流附壁流动所造成得摩擦损失，由于射流受到的气压作用趋于一致，有利于消除附壁效应，稳定流体运动方向。

优选的，所述混合室4的第一混合区域41的外壁呈圆筒状，第二混合区域42的外壁呈开口上大下小的锥斗状。第二混合区域42设计成锥斗状，使混合流体的速度能转变为压能，以便于后续的浮选药剂的乳化、浮选剂乳浊液与煤浆混合等工序。

混合煤浆、空气和浮选剂在由射流机构、混合室4、吸气管5和浮选剂入料管7共同组成的第一混合机构中即可实现初步混合。但是，为了进一步将空气和浮选剂充分分散成微小气泡和微小的油滴，并实现物料的均质分散，以提高后续浮选加工效率，本实用新型优选采用混合室4与出料管10之间还设置有使混合物料进一步均质分散的第二混合机构6，所述第二混合机构6由依次相连通的喉颈管61、喉管62和混合管63组成，所述喉颈管61的入料端与混合室4的出料端连通，所述混合管63的出料端与出料管10的入料端连通。空气和浮选剂被充分的切割分散成微小气泡和微小的油滴，在逐渐扩张的第二混合机构中把混合流体的速度能变成压能，溶解的气体便以微小气泡的形式析出，进而有利于实现后续的微泡浮选。

为了进一步使浮选剂乳浊液与煤浆混合能进一步混合均匀，所述喉颈管61和混合管63均呈圆筒状，所述喉管62呈锥角为5～10度的开口上小下大的圆锥状。另外，喉颈管61、喉管62以及混合管63是工作流体与引射流体进行动量、能量交换的地方。其总体长短将决定两种液体能否混合均匀，长度过短，液体不能均匀混合，导致出口处流速分布不均匀，扩散损失加大；长度过长，则增加摩擦损失，需同时加大射流机构的外形尺寸。经过试验证实，喉颈管61、喉管62和混合管63的总高度为喉颈管61直径的10～15倍时，混合效果最佳。

进一步的，所述混合管63内设置有供混合物料通行以使其充分分散的若干栅板9。栅板9具有供混合流体通行的若干孔道，混合流体通过孔道时，被多次分割和改向并形成涡流，从而起到煤浆在进入浮选机之前进一步与分散的药剂碰撞接触使其充分分散，为生产更好的浮选精煤创造了条件。

处于混合管63底端的出料管10的作用是让混合流体的压力升高，把混合流体的速度能变成压能，其结构优选呈伞状，并具有40～60度的锥角，进而便于溶解的气体以微小气泡的形式析出，有利于实现后续的微泡浮选。

本实用新型煤浆处理器，从浮选工艺和分选原理上充分考虑，利用流体力学、动力学、射流装置相关知识，解决了现有煤浆调节环节的问题，在我国炼焦煤选煤厂具有广阔的应用空间。

采用上述煤浆预处理器后，预计可实现：

①、吨煤泥消耗浮选剂量减少10%。

②、在精煤灰分相同的条件下，精煤产率提高1%。

③、在精煤产率不变的情况下，精煤灰分下降0.5个百分点。

④、减少设备使用台数，实现一机多能，基建成本降低30%。

以一座年入选3.0Mt原料煤的大型炼焦煤选煤厂为例，采用上述煤浆预处理器后，其经济效益为：

a、入浮煤泥占原料煤20%，全年需浮选机分选的煤泥为0.6Mt，浮选剂单位耗量为1.3kg/t，一年需780吨浮选剂，若节省浮选剂10%，即78吨，每吨浮选剂按6000元计，则年节约浮选剂费用46.8万元。

b、设该厂的煤泥为中等可浮性，浮选精煤产率为70%，则全年浮选精煤产量为0.42Mt，若浮选精煤产率增加1个百分点，则为4200吨，按精煤和中煤差价550元/吨计算，一年可增加销售收入231万元。

c、若上述的选煤厂在保持原有的精煤产率的条件下，降低浮选精煤灰分0.5个百分点，精煤质量上升一个等级，则单价上涨20元/吨，一年可增加销售收入840万元。

由以上案例测算可知，煤浆预处理器能取得显著的经济效益和社会效益，符合我国的节能、减排基本国策。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种煤浆预处理器，包括用于输送稀释水的稀释水进管（1）、用于输送煤浆的煤浆入料管（11），其特征在于：还包括有使稀释水和煤浆在混合室（4）的第一混合区域（41）中混合以形成混合煤浆的射流机构；所述混合室（4）内还设置有使空气、浮选剂、混合煤浆混合的第二混合区域（42），所述第二混合区域（42）设置于所述混合煤浆的出射方向上；所述第二混合区域（42）处设置有用于向混合室（4）中输送空气和/或浮选剂的管道；所述第二混合区域（42）的出料方向上设置有与混合室（4）相连通的出料管（10）。

2.根据权利要求1所述的煤浆预处理器，其特征在于：所述射流机构至少包括一个与稀释水进管（1）连通的稀释水喷嘴（8），所述稀释水喷嘴（8）的周侧设置有若干煤浆喷嘴（3），所述稀释水喷嘴（8）和煤浆喷嘴（3）的轴线具有位于第一混合区域（41）中的相交点。

3.根据权利要求2所述的煤浆预处理器，其特征在于：所述若干煤浆喷嘴（3）对称设置于稀释水喷嘴（8）的周侧，且煤浆喷嘴（3）的轴线和稀释水喷嘴（8）的轴线之间具有20～25度的夹角。

4.根据权利要求2所述的煤浆预处理器，其特征在于：所述稀释水喷嘴（8）和煤浆喷嘴（3）彼此相连且整体加工成型；所述稀释水喷嘴（8）和煤浆喷嘴（3）均呈圆锥形，且出口端均具有圆筒状管段，所述圆筒状管段的长度与直径比为0.25～0.5：1。

5.根据权利要求2所述的煤浆预处理器，其特征在于：所述第二混合区域（42）处设置有用于向混合室（4）中输送空气的吸气管（5）和输送浮选剂的浮选剂入料管（7）；吸气管（5）和浮选剂入料管（7）沿混合煤浆出射方向呈对称设置，且具有与混合煤浆出射方向相垂直的同一进料平面，该进料平面置于所述相交点的下方。

6.根据权利要求5所述的煤浆预处理器，其特征在于：所述混合室（4）的第一混合区域（41）的外壁呈圆筒状，第二混合区域（42）的外壁呈开口上大下小的锥斗状。

7.根据权利要求5所述的煤浆预处理器，其特征在于：所述混合室（4）的上部设置有便于煤浆自射流机构喷射的、呈圆筒状的喷射室（2），煤浆入料管（11）沿喷射室（2）的外侧壁的切线方向设置；所述煤浆喷嘴（3）和稀释水喷嘴（8）均设置于喷射室（2）的底部；煤浆喷嘴（3）的入料端置于喷射室（2）中，出料端置于混合室（4）中。

8.根据权利要求7所述的煤浆预处理器，其特征在于：所述射流机构、混合室（4）、吸气管（5）和浮选剂入料管（7）共同组成第一混合机构，所述混合室（4）与出料管（10）之间还设置有使混合物料进一步均质分散的第二混合机构（6），所述第二混合机构（6）由依次相连通的喉颈管（61）、喉管（62）和混合管（63）组成，所述喉颈管（61）的入料端与混合室（4）的出料端连通，所述混合管（63）的出料端与出料管（10）的入料端连通。

9.根据权利要求8所述的煤浆预处理器，其特征在于：所述喉颈管（61）和混合管（63）均呈圆筒状，所述喉管（62）呈锥角为5～10度的开口上小下大的圆锥状，喉颈管（61）、喉管（62）和混合管（63）的总高度为喉颈管（61）直径的10～15倍。

10.根据权利要求8所述的煤浆预处理器，其特征在于：所述混合管（63）内设置有供混合物料通行以使其充分分散的若干栅板（9）。

Images