《煤炭分离设备：跳汰机原理与应用》课件

煤炭分离设备跳汰机原理与应用课程介绍煤炭洗选的重要性煤炭洗选是煤炭加工利用的重要环节，通过物理或化学方法去除原煤中的杂质，提高煤炭的质量和利用率洗选后的煤炭可以更好地满足不同用户的需求，例如发电、炼焦、化工等，同时也能减少燃烧过程中的污染物排放，保护环境提高煤炭质量改善燃烧性能满足用户需求去除杂质，提高发热量减少污染物排放，保护环境煤炭洗选的目的与意义煤炭洗选的目的在于提高煤炭产品的质量，降低杂质含量，从而提高煤炭的燃烧效率和利用价值同时，洗选还能减少煤炭燃烧过程中产生的有害气体和粉尘，减轻对环境的污染洗选后的煤炭可以更好地满足电力、冶金、化工等行业的需求提高经济效益保护环境提高煤炭的销售价格和利用价减少污染物排放，改善空气质值量延长设备寿命煤炭洗选方法概述煤炭洗选方法多种多样，主要包括重介质选煤、跳汰选煤、浮选选煤等重介质选煤利用密度差异进行分离，适用于处理粒度较粗的煤炭；跳汰选煤利用垂直脉动水流进行分选，适用于处理中等粒度的煤炭；浮选选煤则利用煤炭表面性质的差异进行分离，适用于处理细粒煤炭重介质选煤1适用于粗粒煤炭的分选跳汰选煤2适用于中等粒度煤炭的分选浮选选煤3跳汰洗选法的地位和作用跳汰洗选法是煤炭洗选的重要方法之一，它以其设备简单、操作方便、适应性强等优点，在煤炭工业中占据着重要地位跳汰机能够有效地分离煤炭中的矸石和其它杂质，提高煤炭的质量和利用价值，广泛应用于各种规模的煤矿和选煤厂设备简单操作方便适应性强易于维护和操作对操作人员要求不高跳汰机高效的煤炭分离设备跳汰机是一种利用垂直脉动水流作为介质，根据煤炭和矸石的密度差异进行分选的设备它具有处理能力大、分选效率高、适应性强等优点，是煤炭洗选过程中不可或缺的关键设备跳汰机的应用可以显著提高煤炭的质量，降低运输成本，并减少环境污染处理能力大能够满足大规模生产的需求分选效率高确保煤炭质量达到标准适应性强跳汰机发展简史跳汰机的发展经历了漫长的过程，从最初的手工操作到现代化的自动化控制，技术不断进步，性能不断提高早期的跳汰机结构简单、效率低下，主要依靠人工操作随着科技的发展，机械驱动、气室脉动、水力驱动等新型跳汰机相继问世，大大提高了分选效率和自动化水平自动化控制1新型驱动方式2机械驱动34跳汰机基本原理密度差异分离跳汰机的基本原理是利用煤炭和矸石的密度差异，在垂直脉动水流的作用下，使不同密度的颗粒产生不同的沉降速度，从而实现分层密度较大的矸石沉降速度快，位于下层；密度较小的煤炭沉降速度慢，位于上层通过排料装置将不同层面的物料分别排出，即可实现煤炭和矸石的分离排料1分层2脉动水流34密度分选基本理论密度分选是基于不同物质密度差异的物理分离方法在流体介质中，不同密度的颗粒受到重力、浮力和流体阻力的作用，产生不同的沉降速度通过控制流体的流动状态和时间，可以使不同密度的颗粒实现有效分离密度分选广泛应用于矿物加工、煤炭洗选等领域重力浮力12颗粒受到的地球引力颗粒在流体中受到的向上推力流体阻力颗粒在流体中的运动规律颗粒在流体中的运动规律受到多种因素的影响，包括颗粒的形状、大小、密度，以及流体的密度、粘度等颗粒在流体中的运动状态可以分为层流和湍流两种，不同状态下颗粒的运动规律有所不同了解颗粒在流体中的运动规律对于优化跳汰机的设计和操作至关重要颗粒形状颗粒大小颗粒密度影响流体阻力影响沉降速度决定沉降方向沉降速度计算沉降速度是描述颗粒在流体中沉降快慢的物理量，其计算公式受到多种因素的影响常用的沉降速度计算公式包括斯托克斯公式和牛顿公式，适用于不同的流体状态和颗粒大小通过精确计算沉降速度，可以更好地控制跳汰机的分选过程，提高分选效率公式类型斯托克斯公式牛顿公式适用条件层流状态，小颗粒湍流状态，大颗粒影响因素颗粒半径、密度、颗粒截面积、密流体粘度度、流体密度影响沉降速度的因素沉降速度受到多种因素的影响，主要包括颗粒的密度、大小、形状，以及流体的密度、粘度等颗粒密度越大、颗粒越大，沉降速度越快；流体密度越大、流体粘度越大，沉降速度越慢此外，颗粒的形状也会影响其受到的流体阻力，从而影响沉降速度颗粒因素流体因素其他因素密度、大小、形状密度、粘度温度、压力床层松散与分层在跳汰机中，床层松散是实现有效分层的前提通过控制脉动水流，使床层中的颗粒处于悬浮状态，从而减小颗粒间的摩擦力，有利于不同密度的颗粒进行自由沉降随着沉降过程的进行，不同密度的颗粒逐渐分层，密度大的颗粒位于下层，密度小的颗粒位于上层脉动水流床层松散颗粒沉降密度分层松散床层的形成条件松散床层的形成需要满足一定的条件，主要包括适宜的脉动频率和振幅、均匀的给料、以及合理的床层高度脉动频率和振幅过小，无法使床层充分松散；脉动频率和振幅过大，则可能导致床层过度扰动，影响分层效果均匀给料可以避免床层局部拥堵，保证床层的整体松散度适宜的脉动频率均匀的给料保证床层充分松散，但不过度避免床层局部拥堵扰动合理的床层高度保证颗粒有足够的沉降空间分层过程分析分层过程是一个复杂的动态过程，受到多种因素的影响在脉动水流的作用下，不同密度的颗粒开始沉降，并逐渐形成清晰的分层分层速度和效果受到颗粒密度差、粒度组成、以及脉动参数等因素的影响通过优化工艺参数，可以加速分层过程，提高分选效率初始状态1颗粒混合分布沉降阶段2不同密度颗粒开始沉降分层阶段3密度分层逐渐清晰稳定状态4形成稳定的密度分层跳汰周期分析跳汰周期是指跳汰机完成一次分选过程所需要的时间，通常包括上升水流阶段和下降水流阶段在上升水流阶段，床层松散，颗粒沉降；在下降水流阶段，床层压实，颗粒进一步分层合理的跳汰周期可以保证分选效率和产品质量脉动曲线对跳汰周期有显著影响1上升水流下降水流2上升水流阶段在上升水流阶段，脉动水流向上运动，使床层中的颗粒悬浮起来，形成松散的床层不同密度的颗粒在重力、浮力和流体阻力的作用下，开始沉降密度较大的颗粒沉降速度快，密度较小的颗粒沉降速度慢上升水流阶段是实现有效分层的关键阶段床层松散颗粒沉降12减小颗粒间摩擦力不同密度颗粒开始分层水流向上3下降水流阶段在下降水流阶段，脉动水流向下运动，床层受到压实作用，颗粒间的空隙减小，进一步强化了密度分层密度较大的颗粒向下移动，密度较小的颗粒向上移动，使分层更加清晰下降水流阶段有助于稳定床层，提高分选精度床层压实颗粒移动强化密度分层进一步调整颗粒位置水流向下脉动曲线对分选的影响脉动曲线是指脉动水流的速度随时间变化的曲线，它对跳汰机的分选效果具有重要影响脉动曲线的形状、频率和振幅都会影响床层的松散程度、颗粒的沉降速度和分层效果合理的脉动曲线可以提高分选效率和产品质量，降低能量消耗形状频率振幅影响水流的冲击力影响分选周期影响床层松散程度跳汰机分类按驱动方式按照驱动方式的不同，跳汰机可以分为机械驱动跳汰机、气室脉动跳汰机和水力驱动跳汰机机械驱动跳汰机采用机械装置产生脉动水流，结构简单、维护方便；气室脉动跳汰机利用气室的充放气产生脉动水流，分选效果好、适应性强；水力驱动跳汰机则利用水泵产生脉动水流，节能环保、自动化程度高水力驱动跳汰机1气室脉动跳汰机2机械驱动跳汰机3机械驱动跳汰机机械驱动跳汰机采用连杆、偏心轮等机械装置产生脉动水流其结构简单、制造成本低、维护方便，但脉动频率和振幅调节范围有限，分选效果相对较差机械驱动跳汰机适用于处理粒度较粗、密度差异较大的煤炭结构简单维护方便12成本较低3气室脉动跳汰机气室脉动跳汰机利用气室的充放气产生脉动水流通过调节气室的充放气频率和气压，可以控制脉动水流的频率和振幅，从而实现最佳的分选效果气室脉动跳汰机分选效果好、适应性强，适用于处理各种粒度和密度的煤炭并且自动化程度高，维护起来也比较方便分选效果好适应性强易于维护水力驱动跳汰机水力驱动跳汰机采用水泵产生脉动水流，通过调节水泵的流量和压力，可以控制脉动水流的频率和振幅水力驱动跳汰机节能环保、自动化程度高，分选效果好，但设备成本较高，维护要求也较高适用于大型选煤厂节能环保自动化程度高分选效果好跳汰机分类按床层形式按照床层形式的不同，跳汰机可以分为固定筛跳汰机和动筛跳汰机固定筛跳汰机的筛板固定不动，物料在筛板上进行分选；动筛跳汰机的筛板可以上下运动，有助于物料的松散和分层固定筛跳汰机结构简单、成本低廉，适用于处理粒度较粗的煤炭；动筛跳汰机分选效果好、处理能力大，适用于处理各种粒度的煤炭类型固定筛跳汰机动筛跳汰机特点结构简单、成本低分选效果好、处理廉能力大适用范围处理粒度较粗的煤处理各种粒度的煤炭炭固定筛跳汰机固定筛跳汰机的筛板固定不动，物料在筛板上受到脉动水流的作用，根据密度差异进行分选固定筛跳汰机结构简单、制造成本低、维护方便，但分选效果相对较差，适用于处理粒度较粗、密度差异较大的煤炭常见于小型煤矿结构简单成本低廉维护方便动筛跳汰机动筛跳汰机的筛板可以上下运动，有助于物料的松散和分层筛板的运动可以提高分选效率和处理能力，使动筛跳汰机适用于处理各种粒度的煤炭但动筛跳汰机的结构较为复杂，制造成本和维护要求也相对较高大型选煤厂普遍使用动筛跳汰机筛板运动物料松散分层效果好处理能力大跳汰机主要结构及功能跳汰机的主要结构包括给料装置、筛板、排料装置和冲水机构给料装置负责将物料均匀地送入跳汰机；筛板是物料分选的场所；排料装置负责将分选后的产品分别排出；冲水机构则负责产生脉动水流，为物料分选提供动力给料装置筛板124冲水机构排料装置3给料装置给料装置的作用是将物料均匀地送入跳汰机，保证床层的稳定和分选效果给料装置的类型多种多样，常见的有振动给料机、皮带给料机等选择合适的给料装置可以提高跳汰机的处理能力和分选效率给料要稳定均匀，确保没有冲击和物料的聚积均匀给料1稳定给料2筛板筛板是跳汰机的重要组成部分，其作用是支撑床层，并允许脉动水流通过筛板的孔径和材质对分选效果具有重要影响筛板孔径过小，会影响水流的通过；筛板孔径过大，则可能导致物料漏失筛板的材质应具有良好的耐磨性和耐腐蚀性支撑床层允许水流通过材质耐磨耐腐蚀排料装置排料装置的作用是将分选后的产品分别排出跳汰机排料装置的类型多种多样，常见的有闸门式排料器、螺旋排料器等排料装置的控制精度对分选效果具有重要影响应该根据煤种的密度不同选择闸门式螺旋式冲水机构冲水机构的作用是产生脉动水流，为物料分选提供动力冲水机构的类型多种多样，常见的有机械驱动冲水机构、气室脉动冲水机构、水力驱动冲水机构等冲水机构的性能对分选效果具有重要影响脉动水流的频率、振幅和形状都会影响分选效果气室脉动21机械驱动水力驱动3常见的跳汰机设备市场上常见的跳汰机设备型号众多，例如系列跳汰机、系列跳汰TGT LTA机等不同型号的跳汰机在结构、性能和适用范围上有所差异选择合适的跳汰机设备需要综合考虑煤种特性、处理量和工艺要求等因素型号特点适用范围系列处理量大，效率高大型选煤厂TGT系列结构简单，维护方中小型选煤厂LTA便系列跳汰机TGT系列跳汰机是一种处理量大、分选效率高的跳汰机设备它采用先TGT进的脉动机构和排料系统，能够有效地分离煤炭中的矸石和其它杂质系列跳汰机适用于大型选煤厂，能够满足大规模生产的需求可以TGT满足大型选煤厂的需求处理量大效率高12分离效果好3系列跳汰机LTA系列跳汰机是一种结构简单、维护方便的跳汰机设备它采用成熟的机械驱动方式和可靠的排料系统，能够稳定地运行LTA系列跳汰机适用于中小型选煤厂，能够满足中小规模生产的需求维护简单易操作LTA结构简单维护方便运行稳定其它类型跳汰机除了系列和系列跳汰机外，市场上还有其它类型的跳汰机设备，TGT LTA例如系列跳汰机、系列跳汰机等不同类型的跳汰机在结构、性AT MT能和适用范围上有所差异选择合适的跳汰机设备需要综合考虑煤种特性、处理量和工艺要求等因素系列AT系列MT跳汰机工艺流程跳汰机的工艺流程主要包括给料、分选、排料等环节首先，物料通过给料装置均匀地送入跳汰机；然后，在脉动水流的作用下，物料根据密度差异进行分选；最后，分选后的产品通过排料装置分别排出工艺流程的合理性对分选效果具有重要影响给料1分选2排料3跳汰机给料系统跳汰机的给料系统包括给料机、输送机等设备给料机负责将物料从料仓或其它设备中取出，并均匀地送入输送机；输送机负责将物料输送到跳汰机给料系统的稳定性和均匀性对分选效果具有重要影响合理设计可以提高效率给料机输送机跳汰机排料系统跳汰机的排料系统包括排料器、输送机等设备排料器负责将分选后的产品从跳汰机中取出，并均匀地送入输送机；输送机负责将产品输送到指定地点排料系统的控制精度和可靠性对分选效果具有重要影响排料器输送机跳汰机的控制系统跳汰机的控制系统负责控制跳汰机的运行，包括给料量、脉动频率、排料量等参数现代化的跳汰机通常采用控制系统，能够实现自动化PLC控制和远程监控合理的控制系统可以提高分选效率和产品质量，降低运行成本控制PLC1自动化控制2远程监控3跳汰机操作与维护正确的操作和维护是保证跳汰机正常运行和延长使用寿命的关键操作人员需要熟悉跳汰机的结构、原理和操作规程，并严格按照规程进行操作维护人员需要定期检查和维护跳汰机的各个部件，及时更换磨损件，确保设备处于良好状态熟悉规程定期检查及时维护开车前的准备在启动跳汰机之前，需要进行一系列的准备工作，包括检查设备的各个部件是否完好、润滑系统是否正常、水路是否畅通等此外，还需要检查给料系统和排料系统是否正常，确保物料能够顺利地进入和排出跳汰机检查设备润滑系统水路畅通开车过程启动跳汰机时，需要按照一定的步骤进行，通常包括启动冲水机构、启动给料系统、调节脉动频率和振幅等在启动过程中，需要密切观察设备的运行状态，如有异常情况应立即停机检查并且要逐步增加给料，防止出现堵塞现象启动冲水机构启动给料系统调节脉动参数运行中的注意事项在跳汰机运行过程中，需要注意以下事项保持给料的均匀和稳定、定期检查设备的运行状态、及时清理筛板上的堵塞物、以及注意观察排料情况如有异常情况应立即停机检查，并及时处理注意检查水压和水量，避免设备超负荷运转均匀给料定期检查清理筛板停车操作停止跳汰机运行时，需要按照一定的步骤进行，通常包括停止给料系统、停止冲水机构等在停止过程中，需要注意观察设备的运行状态，确保设备安全停止停机后，还需要对设备进行清理和维护，以延长其使用寿命停止冲水21停止给料清理维护3跳汰机常见故障及处理跳汰机在运行过程中可能会出现各种故障，例如筛板堵塞、冲水机构故障、排料系统故障等针对不同的故障，需要采取不同的处理方法及时发现和处理故障可以避免设备损坏，保证生产的正常进行操作人员一定要经过专业的培训筛板堵塞1冲水机构故障2排料系统故障3筛板堵塞筛板堵塞是跳汰机常见的故障之一，其原因可能是物料粒度过大、物料含水率过高、或筛板孔径过小等处理筛板堵塞的方法包括清理筛板、更换筛板、调整给料粒度等在日常维护中要特别注意，定期检查筛板的状况清理筛板更换筛板调整给料粒度冲水机构故障冲水机构故障是跳汰机常见的故障之一，其原因可能是机械部件损坏、气室漏气、或水泵故障等处理冲水机构故障的方法包括更换损坏部件、修复气室漏气、或维修水泵等定期检查水泵的运行状况非常重要更换部件修复气室维修水泵排料系统故障排料系统故障是跳汰机常见的故障之一，其原因可能是排料器堵塞、输送机故障等处理排料系统故障的方法包括清理排料器、维修输送机等定期检查排料器的运行状况和输送机的磨损情况非常重要，可以有效避免排料系统出现问题1清理排料器维修输送机2跳汰机选型原则选择合适的跳汰机对于提高煤炭洗选效率至关重要跳汰机的选型需要综合考虑煤种特性、处理量和工艺要求等因素首先，需要了解煤种的密度、粒度和含水率等特性；然后，需要根据选煤厂的处理量确定跳汰机的处理能力；最后，需要根据工艺要求选择合适的跳汰机类型和参数合理选型能够提高企业的经济效益煤种特性工艺要求123处理量根据煤种特性选型不同的煤种具有不同的密度、粒度和含水率等特性，这些特性会影响跳汰机的分选效果对于密度差异较大的煤种，可以选择分选效率较高的跳汰机；对于粒度较细的煤种，可以选择处理细粒煤炭的跳汰机；对于含水率较高的煤种，需要采取措施降低含水率，以保证分选效果密度差异粒度大小选择分选效率高的跳汰机选择处理细粒煤炭的跳汰机含水率降低含水率，保证分选效果根据处理量选型跳汰机的处理能力是指单位时间内能够处理的物料量，通常以吨小时（）为单位选择跳汰机时，需要根据选煤厂的处理/t/h量确定跳汰机的处理能力，确保跳汰机能够满足生产需求处理能力过小，无法满足生产需求；处理能力过大，则会造成设备闲置，浪费资源处理能力过小处理能力过大无法满足生产需求造成设备闲置，浪费资源根据工艺要求选型不同的选煤工艺对跳汰机的类型和参数有不同的要求例如，对于需要分选多种产品的选煤厂，可以选择多段跳汰机；对于需要精确控制分选密度的选煤厂，可以选择具有自动控制功能的跳汰机满足不同工艺的要求，才能保证洗煤质量多段跳汰机用于需要分选多种产品的选煤厂自动控制跳汰机用于需要精确控制分选密度的选煤厂跳汰机应用案例分析通过分析跳汰机在实际生产中的应用案例，可以更好地了解跳汰机的性能和适用范围这些案例涵盖了不同煤种、不同处理量和不同工艺要求的选煤厂，为跳汰机的选型、操作和维护提供了宝贵的经验不同煤种不同处理量12不同工艺要求3案例一某矿跳汰洗煤厂工艺介绍某矿跳汰洗煤厂的工艺流程、设备选型和运行效果该洗煤厂采用系列跳汰机，处理能力为吨小时，主要产品为精煤和中煤通TGT200/过优化工艺参数和操作规程，该洗煤厂实现了高效的分选和稳定的产品质量该案例对类似洗煤厂具有借鉴意义设备系列跳汰机TGT处理能力吨小时200/主要产品精煤和中煤案例二某选煤厂跳汰机改造介绍某选煤厂跳汰机改造的项目背景、改造方案和改造效果该选煤厂原有的跳汰机设备老化、分选效率低下，经过改造后，分选效率显著提高，产品质量明显改善并且运行的自动化水平明显提高该案例为其它选煤厂提供了借鉴效率显著提高1产品质量改善2自动化水平提高3跳汰机发展趋势随着科技的不断进步，跳汰机的发展呈现出大型化、高效化、智能化、自动化、环保化和节能化等趋势未来的跳汰机将更加注重提高处理能力、分选效率和自动化水平，同时更加注重降低能耗和减少环境污染未来的跳汰机将更加智能、环保和高效环保化1智能化2高效化3大型化4大型化、高效化大型化是指跳汰机的处理能力不断提高，以满足大规模生产的需求高效化是指跳汰机的分选效率不断提高，以保证产品质量为了实现大型化和高效化，需要不断改进跳汰机的结构、优化工艺参数和采用先进的控制技术提高处理能力提高分选效率改进结构和工艺123智能化、自动化智能化是指跳汰机能够根据物料特性和工艺要求自动调整运行参数，实现最佳的分选效果自动化是指跳汰机的运行过程能够实现自动控制和远程监控，减少人工干预为了实现智能化和自动化，需要采用先进的传感器、控制系统和算法自动调整参数自动控制远程监控环保化、节能化环保化是指跳汰机在运行过程中能够减少环境污染，例如降低噪音、减少粉尘排放等节能化是指跳汰机在运行过程中能够降低能耗，例如采用高效的驱动装置、优化水路设计等要减少对周围环境的污染，走可持续发展的道路降低噪音减少粉尘采用高效装置新型跳汰技术新型跳汰技术不断涌现，例如重介质跳汰、复合跳汰等这些新型技术能够提高分选效率、扩大适用范围和降低运行成本随着科技的不断进步，跳汰技术将迎来更加广阔的发展前景，为煤炭工业做出更大的贡献新型环保材料也会逐步应用其中。