絮凝劑溶解液制備及自動添加機理研究.pdf

1、本項研究得到山西省公關(guān)項目(絮凝劑配制及自動添加關(guān)鍵技術(shù)與裝備研究051169)、陽煤集團重大科技項目(選煤廠絮凝劑自動添加系統(tǒng)GY0426)、西山煤電重大科技項目(絮凝劑配制裝置及添加技術(shù)的研究與應(yīng)用07140109200705)、太原市大學生創(chuàng)新基金項目(濃縮機防壓耙報警裝置的研究8122005)的資助。隨著綜采技術(shù)和潔凈煤技術(shù)的快速發(fā)展，原煤入選量越來越大，產(chǎn)生的煤泥水也越來越多。為了降低企業(yè)成本，節(jié)約水資源，節(jié)約煤炭資源，如何加

2、快煤泥水沉降實現(xiàn)洗水循環(huán)利用成為許多研究人員關(guān)注的課題。絮凝劑的出現(xiàn)促進了煤泥水處理關(guān)鍵工藝之一的濃縮技術(shù)發(fā)展，一定程度上提高了濃縮效率。絮凝劑本身難溶解的特點和對煤泥水絮凝沉降規(guī)律有著巨大的作用，使得如何控制其溶解添加成了制約煤泥水濃縮處理的重大難題。煤泥水的絮凝沉降是一個受多種因素影響的復雜的物理化學過程。首先是絮凝劑溶解效果的影響。絮凝劑是長分子鏈的有機物質(zhì)，溶解越充分其活潑基團暴露在外面的越多，會更多地吸附煤泥水中懸浮顆粒。其次

3、是絮凝劑的添加的影響。實踐表明絮凝劑的添加要適量，過少起不到加速沉降的效果，過多不僅浪費絮凝劑，而且還可能出現(xiàn)壓耙事故。再者是濃縮機的壓耙狀態(tài)檢測。只有保證濃縮機運行正常，絮凝劑添加規(guī)律才能起作用，才能正常有效地處理好能夠循環(huán)利用的煤泥水。這三者互相配合、協(xié)調(diào)統(tǒng)一才能維持濃縮池的有效作用，改善煤泥水的處理效果，為企業(yè)和社會創(chuàng)造效益。因此，作者提出了絮凝劑溶解液制備、絮凝劑溶解液自動添加、濃縮機運行工況監(jiān)控的關(guān)鍵技術(shù)研究。
　　

4、本文分析了煤泥水的性質(zhì)和影響煤泥水沉降的因素。利用現(xiàn)代計算流體力學FLUENT軟件，對濃縮機在不同入料方式下的濃縮池內(nèi)部流場進行了動態(tài)仿真，深入分析了濃縮池流場對于煤泥水沉降的影響。在此基礎(chǔ)上又應(yīng)用多相流理論對濃縮池煤泥水沉降規(guī)律進行了仿真，得出濃縮池內(nèi)煤泥水沉降規(guī)律的數(shù)學模型。利用實驗測得的濃縮池中煤泥水濃度分布規(guī)律對仿真數(shù)學模型進行了驗證和修正，為絮凝劑自動添加控制提供了理論基礎(chǔ)。分析研究了絮凝劑物理化學性質(zhì)，提出了用溢流形成的流動

5、水面來分散藥劑和旋流器紊流場浸潤藥劑相結(jié)合的絮凝劑預溶解方法。利用正交實驗方法對于影響絮凝劑溶解的溫度、攪拌速度和攪拌時間關(guān)鍵因素進行了顯著性研究，并給出推薦溶解條件。綜合以上研究結(jié)果研制了絮凝劑溶解液制備裝置。應(yīng)用計算機仿真技術(shù)確定了溢流堰預溶裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)，應(yīng)用實驗研究，驗證了絮凝劑溶解液制備裝置良好的溶解效果。絮凝劑自動添加控制采用前饋與反饋相結(jié)合的控制方法。在前饋環(huán)節(jié)研究中，提出了基于流量和濃度檢測的——煤泥水干煤泥量預添加控制機

6、理。在反饋環(huán)節(jié)研究中，提出了以濃縮池煤泥水沉降數(shù)學模型為基礎(chǔ)的煤泥水溢流濃度的間接檢測技術(shù)。這項技術(shù)可以實現(xiàn)濃縮池內(nèi)多項指標如煤泥界面、溢流濃度、底流濃度等的檢測，同時實現(xiàn)了這些指標測量的連續(xù)性。在控制策略中使用模糊控制策略，根據(jù)經(jīng)驗建立了模糊控制規(guī)則表，并應(yīng)用simulink仿真技術(shù)對于模糊控制規(guī)則進行了仿真試驗研究?；谇梆伜头答伒男跄齽┳詣犹砑涌刂葡到y(tǒng)獲得國家發(fā)明專利(ZL200610102033. 2)，并經(jīng)山西省科技廳組織的專

7、家鑒定，確認達到國際先進水平(061160)。
　　 本研究通過對電流型壓耙檢測報警裝置在周邊軌道傳動濃縮機上的失效機理分析，提出了隨動壓耙報警裝置。通過建立壓耙報警的數(shù)學模型，進行報警閾值設(shè)定。在實驗中再次修正各項指標設(shè)定，取得了比較滿意的結(jié)果，并獲國家發(fā)明專利(ZL200610102034.7)。根據(jù)以上研究結(jié)果對絮凝劑溶解液制備及自動添加系統(tǒng)提出模塊化設(shè)計方法和模塊配置表。根據(jù)不同選煤廠的實際情況可實現(xiàn)快速方案設(shè)計。工業(yè)試