Способ подготовки угля к гидротранспортированию

5 1 О 15 25 30 40 45 50 55 омасливания угольной поверхности составляла 67., Контроль степени омасливания внешней поверхности угля масляным агентом производится методом избирательной адсорбции красителя метиленовый голубой с помощью колориметра типа Колм. После введения масла гидросмесь угля подвергается гидротранспорту, при котором определяется энергоемкость транспортирования, Гидротранспортная установка состоит из углесоса 12 У 10 с регулируемым приводом постоянного тока, замкнутой системы труб диаметром 156 мм м длиной 130.м и загрузочной воронки. С целью интенсификации (улучшения) введения угля и масла в трубопроводную систему производится временная частичная циркуляция гидросмеси через загрузочную воронку. Удельные потери напора определяются на прямолинейном измерительном участке длиной 20 м. Для исключения влияния измельчения угля на параметры гидротранспортирования измерения проводятся лишь в диапазоне (1,0-1,2)Чр при низкой частоте вращения приводного двигателя и ротора углесоеа, После испытаний гидросмеси, как объекта гидротранспортирования, она подвергалась обезвоживанию методами масляной агломерации и центрифугировання, Масляная агломерация производится при следующих режимных параметрах: расход масла - мазута М 100 - 3 3% от сухой массы угля; частота вращения ротора турбинного гранулятора 25 с ; показатель рН среды пеллети-рования 7,1; температура гидросмеси 15 С; время активации гидросмеси 7 мин, После агломерирования угля гидро- смесь обезвоживалась на центрифуге ЦЛСпри Г = 700.Опыт повторялся при степени омасливания поверхности угля 2%, 47., 8%, 107. Кроме того, в лабораторных условиях проводится. испытание агломерирования угольной Фазы при варьировании связности. связующего масляного агента в пределах 100-500 сСт. Различная вязкость масла достигается путем изменения долевого участия в нем компонентов - мазута и бензина.Лля сравнения с известным способом тот же уголь марки Ж Кузнецкого бассейна иэмельчается до крупности 0-6 мм. Процентное содержание угляпо кл . 0-3 мм в общей массе угля кл. 0-6 составляет 95%, Уголь сме-шивается с водой при массовой концентрации 507 Содержание частиц угля по кл. 0-0,05 мм в смеси воды с частицами 0-3 мм доводится до оптн мального уровня - 11%. Затем гидро- смесь подвергается испытанию на гидротранспортном стенде, где определяют удельные потери напора и после гидротранспортирования угольная фаза обезвоживается методами мас. ляной агломерации и центрифугирования. Масляная агломерация проводится при следующих режимных параметрах: расход масла - мазута М 100 - 37. от сухой массы угля; частота вращения1 ротора турбинного гранулятора - 25 с; показатель рН среды пеллетирования - 7, 1; температура гидросмеси 13 Смин, время агитации гццросмеси 7 мин. После агломерации угля гидросмесь обезвоживается на центрифуге ЦЛС-З, Гг = 700, Кроме того, гидросмесь после гидротранспорта обезвоживается по схеме ввод в гидросмесь масляного агента "мазут - бензин" в количествах, необходимых для омасливания внешней поверхности угля - активация нодо-угле-масляной смеси с целью омасливания угля (в режиме: скорость ротора мешалки 25 с ; время активации 10 мин) - масляная агломерация угля - центрифугирование.В таблице 1 представлена зависимость удельных потерь напораот скорости гидросмеси.Как видно из приведенных данныхизмерений (табл. 1) при омасливании47 поверхности угольных частиц наблюдались минимальные удельные потеринапора и соответственно энергоемкостьтранспортирования угля; они были вдиапазоне (1, 0-1,05) Чна 2,0-1, 57Книже, чем в известном способе. Приомасливании 2% поверхности удельныепотери напора в диапазоне ( 1,0-1, 1)Ч соответсвуют оптимальным и на0,5-0,7% больше при повышенных скоростях. Омасливание 17 поверхностиугля приводит в сравнении с известным способом к уменьшению удельныхпотерь напора лишь в диапазоне(1,0-1-1)не менее 1%,При омасливании 6% поверхностиудельные потери напора во всем диапазоне скоростей на 0,0002 (17) ниже,57027 6том центрифуги (низкая зольностьтвердого остатка фугата н высокоесодержание в нем твердой Фазы). 5 15чем в известном способе но при ско,ростях (1,0-1,1) Ч вьппе, чем приомасливании 47 поверхности угля, что,очевидно, объясняется частичной агломерацией тонких (менее 0,05 мм)частиц.При увеличении омасливания поверхности до 8 7 (107) удельные потеринапора возрастают (в сравнении с 43омасливания), причем в большей степени при повышенных скоростях, чтообъясняется ростом агломерации тонких частиц угля. Таким образом, сточки зрения минимальных потерь напора и энергозатрат целесообразноомасливание 2-67 поверхности угля,Результаты обезвоживания гидротранспортируемого угля методом масляной агломерации и центрифугирования приведены в табл. 2,Результаты обезвоживания угля,приведенные в табл. 2 показывают,что агломерационная способность угля,подготавливаемого к гидротранспортупо известному способу, значительнониже, чем по предлагаемому способу,.В результате обезвоживания угля, подготовленного по известному способумасляной агломерации и центрифугированием, неэффективно. Снижение агломерационной способности угля в процессе гидротранспорта можно пояснитьизменением его поверхностных свойств,размоканием породы, которая "блокирует" угольные зерна, увеличением капилярной влаги угля, гидрацией егоповерхности . Поэтому масляная агломерация гидротранспортируемого углянеэффективна даже в случае предварительного омасливания угля на приемной станции (т.е. проведения прОцесса обезвоживания .по схеме: омасливание 37 поверхности - масляная агломерация - центрифугирование). Обезвоживание гидротранспортированногоугля только центрифугированием менееэффективно, чем путем агломерация -центрифугирование, При данной операции центрифугирования влажность кекасоставляет 24,87, зольность твердойфазы 15,6 Е, содержание твердого вФугате - 40,1 г/л. Таким образомкачество угля, подготавливаемого поизвестному способу, как объекта обезвоживания низко. Влажность кека угляи агломерата находится в пределах24,8-22, 1, а значительная часть тонких угольных. зерен теряется с фугаПри омасливании угля на головнойстанции,т.е, в процессе подготовкик гидротранспорту, масляный агентвзаимодействует со "свежей" угольнойповерхностью, еще не подвергшейсявоздействию факторов гидротранспорта,В результате при омасливании,в межфазной зоне уголь - масло имеют место физико-химические взаимодействия, 15 обуславливающие прочную связь адгезива и субстрата. Эта связь сохраняется и в процессе гидротранспорта.Участки поверхности угля покрытыемаслом (а их расположение по поверх ности угля, очевидно, повторяет еголиофильно-лиофобную моэаичность) негидратируются и практически не блокируются размокшей породой. При масляной агломерации угля на приемной 25 станции эти участки (в дальнейшем"активные зоны") играют роль активизаторов, центров взаимодействияугольной и масляной фаз. В результатепеллетирование протекает активно собразованием агломератов минимальной крупностью О, 1-0,5 мм. Причем,лучшие результаты обезвоживания имеют место при степени омасливанияугля (омасливания в процессе подготовки перед гидротранспортом), равной 4-87 При этом зольность твердой фазы резко вырастает до 40,8-50,0 Еа содержание твердого в Фугате уменьшается до 16-107. Следовательно, 40 уменьшаются потери уГля с ФУГатом.Влажность же кека снижается до 19,1 -18,37 Снижение степени омасливанияугля в процессе подготовки к гидротранспорту до 27 существенно уменьшает количество активных зон на поверхности угля, масляная агломерация затрудняется и обезвоживаниеугля ухудшается, приближаясь по показателю влажности Ю = 21,37) кхарактеристикам известного способа.Потери угля с Фугатом также резковозрастают. Повышение степени омас,ливания выше 8 Х слабо изменяют агломерационную способность угля, чтоможет быть пояснено достижением максимального количества возможных активных зон уже"при 87 омасленнойповерхности. Таким образом, степень омасливания ниже 47. и выше 87 неце1557027 Таблица 1 Степень омасли- Удельные потери напора (100.) "вания угля,. при скоростях Ч (м/с)1 Способ подготовки угля кгидротранспорту 1 1,05 1,10 1,15 1,201,25 1,84 1,94 1,82 1,93 1,80 1, 91 1,80 1,91 1,82 1,92 1,83 1,94 1,84 1,95 2,05 2, 16 2,04 2,162,02 2,15 2,02 2,14 2,03 2,14 2,05 2,18 2,06 2,20 2,28 2,28 2,28 2,26 2,26 2,31 2,33 ИзвестныйПредлагаемый 1 2 4 6 8 10 П р и м е ч а н и я. Критическая скорость. Ф Величина 1001 принята для удобства записи, лесообразна. Наибольшее, по отношению к известному спосбу, улучшениекачества угля, как объекта обезвоживания, при степени его омасливанияперед гидротранспортом 4-8 .5Учитывая тот фактор, что минимально допустимая температура транспортабельной водоугольной гидросмесирегламентирована на уровне плюс 1 С,а вязкость масляного агента, влияющая на его свойства как связующеговещества, изменяется в зависимостиот температуры, определены границывязкости масла, при которых,для 15предлагаемых его расходов практически не происходит агрегатированиезерен крупностью 0,-0,05 мм. Испытания проведены в лабораторных условиях Степень омасливания угля составляла 8(т.е. максимальна в предлагаемом диапазоне). КонтроЛь агрега-тирования зерен маслом производится под микроскопом. Температура гидросмеси находилась в пределах 1-30 С. 25оПричем, омасливание в каждом из опытов проводилось при температуре гидросмеси на 3-5 С вьппе, чем темпераотура застывания масляного агента,так как именно в этом диапазоне .температур агломерационная способностьмасла максимальна,Агрегатирующая способность масел различной вязкости представлена в табл, 3.Следовательно по данным табл. 3, агрегатирование зерен крупностью 0-0,05 мм находится в пределах до 4 " 53 при вязкости масла не вьппе 400-420 сСт, Это не нарушает его оптимального содержания в смеси воды с частицами кл. 0-0,05 мм вьппе, чем на 0,5%, что допустимо.Проведенные испытания показали, что при подготовке угля к гидро- транспорту гранулометрического состава такого как в известном способе, но с дополнительным омасливанием 4-8% (преимущественно 4-6%) его поверхности масляным агентом с вязкостью при 1 С, равной не выше 400-420 сСт, достигается комплексное улучшение качества угля, и как объекта гидротранспорта, и как объекта последующего обезвоживания. Формула изобретенияСпособ подготовки угля к гидро- транспортированию по авт. св.Р 1288143, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения энергозатрат и повышения сохранности угля при . транспортировании, омасливают 4-8 суммарной поверхности частиц угля.1557027 Таблица 2ольность Содержание вердой фазтвердого в гломерата фугате центриентрифуги фуги, г/лЕ Способ подготовки угляк гидротранспорту Минимальнаякрупность углемасляныхагломер, мм Влажностьагломератаобеэвоженно тепеньмасливания го на центрнфИ . , 7 Известньн 1 8 2 4 6 8 1 О Предлагаемый Таблица 3 Вязкость масла Наличие и характер связи зерен классапри 1 С, сСт 0-0,05 мм масляным агентом 100 Связь зерен угля посредством масляногоагента практически отсутствуетОтдельные зерна угля связаны мостикамимасляного агентаЗерен угля, связанных маслом не более 1-2 Жот общего их количестваЗерен угля, связанных маслом 4-5 Е от общегоих количестваЗерен угля, смазанных маслом 6-77 от общегоих количестваЗерен угля, связанных маслом около 10 Е отобщего их количества 200 300 400-420 450-470 480-500 Составитель Г,КиселеваТехред М,Дидык Корректор С.Бевкун Редактор И.Сегляник Заказ 691 Тираж 654ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 0,1 0,1 0,1-0,2 0,2-0,3 0,3-0,4 0,3-0,4 0,3-0,5 22,2 22,1 21,3 19, 1 18,4 18,3 18,3 26,1 26,1 30,4 40,8 48,5 50,0 50, 1 33,2 33,2 281 16,4 10,6 9,0 9,8