CN102228749B - 一种煤泥水混凝药剂的定量方法 - Google Patents

一种煤泥水混凝药剂的定量方法 Download PDF

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Abstract

一种煤泥水混凝药剂的定量方法，属于选煤厂循环煤泥水澄清调控方法。根据浓缩设备入料电导率和临界电导率初步确定凝聚剂添加量，以浓缩设备入料流量和煤泥浓度为主要调控指标初步确定絮凝剂添加量，并通过浓缩设备溢流浓度和浓缩设备清水层厚度不断修正凝聚剂和絮凝剂添加量，逐渐逼近最佳药剂用量，尽可能减小系统滞后对加药量的影响，使加药量确定更趋于准确、合理，同时可实现煤泥水稳定高效澄清。其优点是可以较合理、准确的确定凝聚剂和絮凝剂的添加量，在实现煤泥水高效澄清、稳定清水循环的同时降低药剂用量，避免药剂浪费或药剂不足，经济和环境效益显著。

Description

一种煤泥水混凝药剂的定量方法
技术领域
本发明涉及一种选煤厂循环煤泥水澄清调控方法，特别是一种煤泥水混凝药剂的定量方法。
背景技术
选煤厂煤泥水含有大量微细煤泥颗粒，这些颗粒一般均带负电荷难以自然沉降，加之煤泥水水量大、沉降面积小、沉降时间短等原因，导致微细颗粒在水中长时间稳定悬浮。典型的难沉降煤泥水几天甚至几个月都不能彻底澄清,严重时可导致整个分选系统瘫痪,影响了选煤厂稳定生产和煤炭产品质量。 
凝聚剂和絮凝剂配合使用的混凝处理法是煤泥水澄清处理的传统方法。凝聚剂通过压缩颗粒表面双电子层、中和颗粒表面电荷等作用过程实现微细颗粒间相互凝聚。絮凝剂通过吸附架桥、网捕等作用过程使颗粒间形成絮团沉降。难沉降煤泥水先后通过凝聚和絮凝过程实现澄清。
目前，我国很多选煤厂为人工凭经验添加混凝药剂，很难做到准确定量。一些选煤厂药剂添加量的确定主要考虑入料中煤泥浓度和溢流浓度或浊度，根据入料煤泥浓度确定吨煤泥絮凝剂添加量，之后通过一定比例关系确定凝聚剂添加量，运行后根据溢流水浊度修正药剂添加量。实际上，难沉降煤泥水混凝处理中凝聚剂所需量主要由微细颗粒所荷负电量决定，与絮凝剂添加量并无直接关系。以钙镁盐类物质为凝聚剂的混凝药剂制度可通过测试浓缩设备入料水质硬度和临界硬度计算凝聚剂的添加量，但由于经济和技术原因，在线硬度测试很难实现，并且这种技术也仅限于以钙镁盐类矿物为凝聚剂的情况，不适用于其它凝聚剂。国外有专利显示以浓缩设备入料中粘土矿物含量确定凝聚剂用量，以入料煤泥浓度和流量确定絮凝剂用量。
发明内容
本发明的目的是要提供一种煤泥水混凝药剂的定量方法，解决煤泥水混凝澄清处理过程中药剂难以定量，煤泥水不能澄清或浪费药剂的问题。
本发明的目的是这样实现的：方法过程为：一、确定临界电导率值；二、确定吨煤泥絮凝剂添加量；三、初步确定凝聚剂和絮凝剂添加量并添加；四、修正凝聚剂和絮凝剂添加量；
具体步骤如下： 
一、确定临界电导率值Cdc, μs/cm：
1）系统稳定运行后，按照选煤厂煤泥水沉降试验方法标准MT190-88，在浓缩设备入料处取煤泥水样；
2）根据上述标准方法用凝聚剂做沉降试验，记录随凝聚剂增加上清液浊度或浓度和电导率变化规律，绘制凝聚剂添加量q分别与上清液浊度或浓度和电导率Cd的关系曲线；根据选煤厂对浓缩设备溢流浊度或浓度的要求值，在电导率曲线上查对应电导率，即为临界电导率值Cdc；
3）根据凝聚剂添加量与电导率关系曲线拟合二者数学关系式Cd = b                                                
Figure 2011100928882100002DEST_PATH_IMAGE001
q + a，确定单位质量凝聚剂对单位体积煤泥水电导率的贡献值b, μs/(cm
Figure 640515DEST_PATH_IMAGE001
g
Figure 495338DEST_PATH_IMAGE001
L)；
二、确定吨煤泥絮凝剂添加量Qs，kg/t：
1）系统稳定运行后，在浓缩设备入料处取煤泥水样，测试样品煤泥浓度Cm0，g/L；用所选凝聚剂调节煤泥水样电导率至临界电导率Cdc；
2）根据选煤厂煤泥水沉降试验方法标准MT190-88用所选絮凝剂做沉降试验，得出浑液面初始沉速随絮凝剂用量变化规律，得出该絮凝剂沉降性能曲线；初始沉降速度最大所对应的絮凝剂用量即为最佳絮凝剂用量Q0，g/L，计算吨煤泥絮凝剂添加量Qs，Qs = Q0 
Figure 212758DEST_PATH_IMAGE001
103/(2
Figure 545651DEST_PATH_IMAGE001
Cm0)；
三、初步确定凝聚剂和絮凝剂添加量并添加：
测定浓缩设备入料煤泥水电导率Cd0和流量W，如果入料电导率大于或等于临界电导率即Cd0 ≥ Cdc，则不添加凝聚剂，如果小于临界电导率即Cd0 < Cdc，根据该凝聚剂电导率贡献值、临界电导率和入料流量计算凝聚剂添加量q, kg/h；q = (Cd0 - Cdc)
Figure 360023DEST_PATH_IMAGE001
W / b；
测定浓缩设备入料煤泥水流量W ，m3/h和煤泥浓度Cm，t/ m3，根据吨煤泥絮凝剂添加量Qs和入料煤泥量计算絮凝剂添加量Q, kg/h，Q = W
Figure 120169DEST_PATH_IMAGE001
Cm 
Figure 324885DEST_PATH_IMAGE001
Qs；
先后添加凝聚剂和絮凝剂；
四、修正凝聚剂和絮凝剂添加量：
定量持续添加凝聚剂和絮凝剂2个小时及以上后，测定浓缩设备溢流浊度或浓度和清水层厚度，如果大于选煤厂指标要求，按照1%的幅度分别增加凝聚剂和絮凝剂添加量；如果小于选煤厂指标要求，则按照1%的幅度分别减少凝聚剂和絮凝剂添加量。
有益效果，由于采用了上述方案，根据浓缩设备入料电导率和临界电导率初步确定凝聚剂添加量，以浓缩设备入料流量和煤泥浓度为主要调控指标初步确定絮凝剂添加量，并通过浓缩设备溢流浓度和浓缩设备清水层厚度不断修正凝聚剂和絮凝剂添加量，逐渐逼近最佳药剂用量，尽可能减小了系统滞后对加药量的影响，使加药量确定更趋于准确、合理，同时可实现煤泥水稳定高效澄清。
解决了煤泥水混凝澄清处理过程中混凝药剂难以准确定量，煤泥水不能稳定高效澄清的问题，达到了本发明的目的。
优点：能够较合理、准确的确定凝聚剂和絮凝剂的添加量，在实现煤泥水高效澄清、稳定清水循环的同时降低药剂用量，避免药剂浪费或药剂不足，经济和环境效益显著。
附图说明
图1为本发明凝聚剂添加量的关系图。
图2为本发明絮凝剂添加理的关系图。
具体实施方式
实施例1： 
针对选煤厂，采用聚合氯化铝作凝聚剂，800万分子量阴离子型聚丙烯酰胺作絮凝剂。
方法过程为：一、确定临界电导率值；二、确定吨煤泥絮凝剂添加量；三、初步确定凝聚剂和絮凝剂添加量并添加；四、修正凝聚剂和絮凝剂添加量；
一、确定临界电导率值
系统稳定运行2小时后，按照选煤厂煤泥水沉降试验方法标准MT190-88在浓缩机入料处采集煤泥水样品，并按照该方法做凝聚剂沉降性能试验，测定随凝聚剂添加量变化，上清液浓度和电导率值。绘制凝聚剂添加量分别与上清液浓度和电导率的关系曲线，如图1所示。上清液浓度曲线拐点对应电导率为861μs/cm即为临界电导率。拟合电导率曲线关系式为
Figure 2011100928882100002DEST_PATH_IMAGE002
，因此每克该凝聚剂在1升煤泥水中电导率贡献为9965μs/cm。
二、确定吨煤泥絮凝剂添加量：
按上述方法取煤泥水样品，测定煤泥水浓度为50g/L，用聚合氯化铝调煤泥水样电导率至临界电导率861μs/cm；根据选煤厂煤泥水沉降试验方法标准MT190-88用所选阳离子型絮凝剂聚丙烯酰胺（分子量800万）做沉降试验，得出浑液面初始沉速随絮凝剂用量变化规律，绘制沉降性能曲线如图2；
试验条件下最佳絮凝剂用量为3g/m3。计算吨煤泥絮凝剂添加量：3/50/1000=60g。
三、初步确定凝聚剂和絮凝剂添加量并添加：
测定浓缩设备入料煤泥水电导率为570μs/cm和流量为110m3/h，因为入料电导率小于临界电导率，所以添加凝聚剂，每小时添加量为（861-570）*110*1000/9965=3.2 kg。 
测定浓缩设备入料煤泥水浓度为48g/L，因此每小时絮凝剂添加量为48*110*60/1000=0.3kg。
先后添加凝聚剂和絮凝剂。
四、修正凝聚剂和絮凝剂添加量：
按照上述添加量定量持续添加凝聚剂和絮凝剂2个小时，测定浓缩设备溢流浓度小于0.5g/L，清水层厚度大于1m。超过选煤厂指标要求小于1g/L，因此按照凝聚剂溶液和絮凝剂溶液添加量的1%幅度降低凝聚剂和絮凝剂添加量。结果溢流浓度依然达标。因此继续逐渐降低，直至溢流浓度逼近要求指标。

Claims (1)

1.一种煤泥水混凝药剂的定量方法，其特征是：方法过程为：一、确定临界电导率值；二、确定吨煤泥絮凝剂添加量；三、初步确定凝聚剂和絮凝剂添加量并添加；四、修正凝聚剂和絮凝剂添加量。
具体步骤如下： 
一、确定临界电导率值Cdc, μs/cm：
1）系统稳定运行后，按照选煤厂煤泥水沉降试验方法标准MT190-88，在浓缩设备入料处取煤泥水样；
2）根据上述标准方法用凝聚剂做沉降试验，记录随凝聚剂增加上清液浊度或浓度和电导率变化规律，绘制凝聚剂添加量q分别与上清液浊度或浓度和电导率Cd的关系曲线；根据选煤厂对浓缩设备溢流浊度或浓度的要求值，在电导率曲线上查对应电导率，即为临界电导率值Cdc；
3）根据凝聚剂添加量与电导率关系曲线拟合二者数学关系式Cd = b                                                
Figure 2011100928882100001DEST_PATH_IMAGE001
q + a，确定单位质量凝聚剂对单位体积煤泥水电导率的贡献值b, μs/(cm
Figure 310589DEST_PATH_IMAGE001
g
Figure 165413DEST_PATH_IMAGE001
L)；
二、确定吨煤泥絮凝剂添加量Qs，kg/t：
1）系统稳定运行后，在浓缩设备入料处取煤泥水样，测试样品煤泥浓度Cm0，g/L；用所选凝聚剂调节煤泥水样电导率至临界电导率Cdc；
2）根据选煤厂煤泥水沉降试验方法标准MT190-88用所选絮凝剂做沉降试验，得出浑液面初始沉速随絮凝剂用量变化规律，得出该絮凝剂沉降性能曲线；初始沉降速度最大所对应的絮凝剂用量即为最佳絮凝剂用量Q0，g/L，计算吨煤泥絮凝剂添加量Qs，Qs = Q0 
Figure 882833DEST_PATH_IMAGE001
103/(2
Figure 278042DEST_PATH_IMAGE001
Cm0)；
三、初步确定凝聚剂和絮凝剂添加量并添加：
测定浓缩设备入料煤泥水电导率Cd0和流量W，如果入料电导率大于或等于临界电导率即Cd0 ≥ Cdc，则不添加凝聚剂，如果小于临界电导率即Cd0 < Cdc，根据该凝聚剂电导率贡献值、临界电导率和入料流量计算凝聚剂添加量q, kg/h；q = (Cdc -Cd0) 
Figure 30097DEST_PATH_IMAGE001
W / b；
测定浓缩设备入料煤泥水流量W ，m3/h和煤泥浓度Cm，t/ m3，根据吨煤泥絮凝剂添加量Qs和入料煤泥量计算絮凝剂添加量Q, kg/h，Q = W
Figure 790243DEST_PATH_IMAGE001
Cm
Figure 994959DEST_PATH_IMAGE001
Qs；
先后添加凝聚剂和絮凝剂；
四、修正凝聚剂和絮凝剂添加量：
定量持续添加凝聚剂和絮凝剂2个小时及以上后，测定浓缩设备溢流浓度和清水层厚度，如果浓缩设备溢流浓度大于选煤厂指标要求，按照1%的幅度分别增加凝聚剂和絮凝剂添加量；如果浓缩设备溢流浓度小于选煤厂指标要求，则按照1%的幅度分别减少凝聚剂和絮凝剂添加量。
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