重介质旋流器直径的选择
无压给料三产品重介质旋流器
无压给料三产品重介质旋流器赵树彦（唐山国华科技有限公司，河北唐山 063020）摘要：介绍了无压给料三产品重介质旋流器选煤技术在中国的发展过程，阐述了该设备的工作原理、结构、工艺特点以及在多座选煤厂（矿区）的应用效果。
关键词：无压给料三产品重介质旋流器；分选工艺；特点；应用效果中图分类号：TD942.7 文献标识码：A 文章编号：1005-8397（2006）05-0000-001 历史回顾20世纪70年代末，选煤界的研究者们认识到：重介质选煤，尤其是重介质旋流器选煤具有分选精度高、结构简单、容易实现自动化等优点，是选煤技术的发展方向。
但对于难选煤居多数的中国来说，传统重介质选煤工艺系统复杂，需要脱泥、分级，制备高、低密度介质，设置回收系统，并且需要两套分选设备才能分选出精煤、中煤和矸石。
因此，研究发展“高效、简化重介质选煤技术”，既保持重介质选煤的高精度，又简化工艺流程，从而减少基建投资、降低生产费用，才是符合中国国情的选煤技术发展方向。
1979年在中国煤科总院唐山分院成立了有压给料三产品重介质旋流器课题组。
1984年和1989年先后研制成功500/350和710/500型有压给料三产品重介质旋流器并应用于辽宁本溪彩屯选煤厂和黑龙江鸡西市选煤厂。
1992年中国第一台圆筒+圆筒型无压给料三产品重介质旋流器（NWX700/500型）在黑龙江鸡西市滴道矿选煤厂试验成功，并取得专利。
1995年，圆筒+圆筒—圆锥型无压给料三产品重介质旋流器（3NWX700/500A型）在四川长寿县西山煤矿选煤厂试验成功，标志着无压给料三产品重介质旋流器基本结构型式的定型。
1999年，作为国家科技攻关成果的3NWX1200/850A型大型无压给料三产品重介质旋流器在贵州盘江老屋基选煤厂正式投入使用。
为我国推广高效简化重介质选煤技术开创了新局面，但它存在一些缺陷，如产品质量不稳定，第二段分选密度不易调节，旋流器不耐磨等。
1998年12月一个专门从事高效简化重介质选煤技术开发与选煤厂设计和承建的唐山国华科技有限公司成立。
重介旋流器技术规格书
重介旋流器技术规格书一、技术要求：1.1重介旋流器的设计、制造、试验、验收、安装等必须严格按国家、行业规定的相关标准和规范执行。
1. 2重介旋流器的设计和制造应符合下列标准或不低于下列标准DZ/T0194-1997o1. 3重介旋流器的外形尺寸应符合现用设备要求，必要时应去现场实地测量尺寸。
二、技术参数重介旋流器主体（一段+二段）3. 1涂装在钢材表面的底层涂料，宜选用GB/T 1720中测定附着力为1级的底漆，底漆为H06—1云铁环氧底漆。
3.2装涂在钢材表面上的面层涂料，设备面漆应为耐磨、防锈、防火、防腐蚀白色漆。
四、供货范围1.1重介旋流器一段+二段主体。
1.2含旋流器一段十二段主体、备用观察门及丝杠一套、旋流器应配制三个不同规格的底流调整口。
五、图纸及技术文件5.1、技术资料主要包括：5. 1.1设备说明书及图纸；5.1. 2满足设备安装要求的技术文件1）设备安装图。
其中包括设备外形尺寸、基座详图、接管的接口形式、接管的接口尺寸及标准、设备重量；2）设备安装时对建、构筑物及基础的要求，对设备基础的要求;5.1. 3满足维护检修要求的技术文件1）设备各部件的装配图；2）设备零部件清单和材料清单；3）设备操作使用说明书、维护保养说明技术文件；4）文件数量为1份正本和4份副本。
5.2、技术服务与保证6. 2.1供方须对一切与合同有关的供货设备及技术接口、技术服务等问题负全部责任。
凡与合同设备相连接的其它设备装置，供方有提供接口和技术配合的义务，并不由此发生合同价格以外的任何费用。
5. 2. 2供方应提供的设备质量证明书包括：1）产品合格证2）设备制造、检验记录3）材料合格证5. 3. 3随产品装运提供的最终文件：1）设备操作使用说明书、维护保养说明技术文件及技术图纸；2）合格证书和检验报告；3）装箱单设备清单；——附件及专用工具清单；——随材料装运的最终技术文件清单。
六、技术服务条款6.1、乙方在接到甲方要求派人员到现场的通知后，须派专业人员到现场指导安装、测试、检查，负责设备投产前的调试并保证试运行成功。
选煤常识-重介质旋流器
形式和以前的一样，时间为5月22日三产品重介质旋流器三产品重介质旋流器，用一种密度的悬浮液系统可选出三种最终产品，省掉了一套高密度悬浮液系统及设备，大大简化了工艺流程。
设备，投资和厂房体积均可降低15%以上。
一、大型无压三产品旋流器系统及特点1、大型无压三产品旋流器的结构、原理及工作过程(见图6—12)。
图6—12大型无压给料三产品旋流器是由一台圆筒形旋流器和一台圆筒圆锥旋流器串联而成的设备，原煤由刮板给入，一段旋流器悬浮液由泵给入。
其分选过程是重产物在旋流器内沿筒壁形成外螺旋由底流口排出，轻产物在旋流器中心形成内螺旋由溢流口排出，从低密度到高密度。
在第一段旋流器中不但可以把原煤分成两种产品，而且还把进入第二段旋流器的悬浮液浓缩到需要的密度。
重产品与浓缩后的悬浮液一起经连接管给入第二段旋流器进行再选，最终获得中煤和矸石。
2、大型无压给料三产品旋流器系统的特点①入洗粒度范围较宽，有效分选下限低。
跳汰机入料粒度50mm以下，分选下限0.5mm，而三产品旋流器入料粒度80mm以下，可有效分选到0.3mm。
②次生煤泥少。
由于物料靠自重进入旋流器，介质液由泵沿切线给入，减少了物料之间的碰撞机率，且重产物运行路线短，从而可减少3—5%次生煤泥量，旋流器分选时间短，水量小，可减少泥化，更有利于易泥化煤的分选；可使浮选系统入料量大幅度减少，预计可减少1/4入浮煤泥量，从而降低了浮选的成本。
③分选精度高。
用三产品重介旋流器洗选，由于采用轴向中心给料，减少了界面上循环物料的干扰，提高了分选效果，一般Ep1≤0.04，Ep2≤0.06。
也使原煤分选易于控制，矸石损失降低，精煤产率提高。
与跳汰工艺相比，用三产品重介旋流器洗选，可提高产率5%左右，使矸石损失降至3%以下，而且可保证精煤质量。
④有利于实现自动化控制，减小工作量，降低劳动强度。
⑤整个系统简单有效。
下面是三产品重介旋流器流程示意图，图6—13。
图6—13⑥容易实现煤泥重介分选。
重介质旋流器在原煤分选工艺中的影响因素与改进
重介质旋流器在原煤分选工艺中的影响因素与改进【摘要】随着我国经济建设的高速发展，能源问题日益严重，煤炭作为我国目前主要的能源之一，如何能够更有效地生产和利用，一直是我们比较关心的课题。
重介旋流器是目前国内外煤炭行业应用最广泛的选煤设备，但是由于各地原煤煤质、生产工艺的不同，各地的工艺参数也不同，现有的选煤工艺在很多方面有很多不足之处，不能满足当下的生产需要。
随着原煤进入难选范畴，原有工艺不能适应当前社会发展，造成精煤的大量损失，严重制约了我国煤炭行业的发展。
这就要求我们必须对原有选煤工艺进行改进，从而更好地适应煤炭用户的需求变化和原煤煤质的变化。
笔者通过大量的工作实践，在重介旋流器选煤工艺的改进与实践中提出了一些有效地措施与想法。
【关键词】重介质旋流器；选煤工艺；改进实践前言重介质旋流器的工作原理主要是根据阿基米德原理，利用原煤中各组分的密度不同来实现原煤分选的一种设备。
是一种分选效率高、结构简单的选煤设备。
正是由于这些优点，使其在国内外煤炭行业被广泛地应用。
由于重介子旋流器本身没有运动部件，因而其分选过程完全是靠自身的结构参数与外部操作参数的灵活配合来实现最佳分选精度，由于煤质不同，各个企业生产工艺的结构参数也不尽相同。
如何有效的利用重介质旋流器，更好的分选煤炭，避免不必要的浪费，就是我们下面要研究的课题。
1 影响重介质旋流器的主要因素1.1 重介质旋流器直径的选择重介质旋流器本身的结构参数，是煤炭分选好坏的关键。
重介质旋流器直径是旋流器生产能力的主要参数，同时它也是决定其它参数的重要因数。
首先要根据企业实际处理能力选择合适的重介质旋流器直径，并不是选择的直径越大越好。
如果选择的直径过大，虽然可以提高分选率，但同时带来的浪费现象更加严重，所以我们一定要根据企业自身情况选择合适的重介质旋流器。
1.2 重介质旋流器底桶的高度重介质旋流器圆筒段的高度过短，就会导致物料进入溢流口的几率增加，严重影响轻产物的质量。
重介选煤厂用重介质旋流器的结构参数
du K d 0
QU = Q 0
3
(4-8)
式中 dU—— 旋流器底流口直径; d0—— 旋流器溢流口直径; QU——旋流器底流量； Q0——旋流器溢流量； K——系数，可取 1.1。 同一密度工作悬浮液进入旋流器后， 由于锥比不同， 形成的分选密度也不同。 锥比越小， 分选密度越高；反之，越低。 因此，确定旋流器的锥比时，首先应考虑入选原煤的性质、工作悬浮液的流变特性等。 当入选原煤属于难选煤时，锥比宜选小一点。反之，锥比宜大一点。一般在重介质旋流器选 煤时，其锥比在 0.5～0.8 范围内选用。在工业生产中，旋流器底流口或溢流口被磨损后， 造成锥比变化，若不及时更换，其分选效果将显著下降。生产经验证明：旋流器底流口和溢 流口直径，由于磨损而增大的部分不能超过原来直径的 3%，最好在 2%以下。 8.旋流器圆锥角的影响 8.旋流器圆锥角的影响 随着旋流器锥角的增大，被选物料在旋流器中的实际分离密度迅速增大，但锥角增到 80°后，变化显著变小，而选煤效率急剧下降，如图 4-4。
图 4-4 锥角与分离密度及效率的关系 9.重介质旋流器的安装角 9.重介质旋流器的安装角 不同结构类型的重介质旋流器安装角有不同的要求， 主要出于工艺的需要， 以及有利于
3
F1 = k '
d 3H (δ − ∆) g D
(4-3)
而矿粒在旋流器内分离的时间 t'与旋流器的半径 Rx 的三次方成正比，即：
t' =
6µ 3 Rχ 2 d (δ − ∆)c
2
(4-4)
上述两公式都说明矿粒在重介质旋流器内分离时， 与旋流器的直径有密切关系。 对分选 小粒度物料，宜采用小直径旋流器，以获得比大直径旋流器较高的离心力。但是，小直径旋 流器的入选上限小，一般入选上限为： dmax≤0.06～0.08D (4-5) 式中 dmax——旋流器入选最大粒度上限； D——旋流器的直径。 要扩大旋流器的入选粒度上限，只有扩大旋流器的直径。要保证小粒级物料得到有 效分选，需要提高旋流器入料的压头。 根据有关文献和作者对直径 100～700mm 重介质旋流器分选>0.5mm 级原煤的离心系 [13,18] 数和旋流器直径相关性的研究结果 ，在入料压头为（9-10）D 下，旋流器的离心系数和 旋流器直径的关系进行试验结果， （见图 2-8） 。
煤泥重介质旋流器直径与处理量和入料压力的关系研究
煤泥重介质旋流器直径与处理量和入料压力的关系研究刘正权【摘要】为了提高煤泥重介质旋流器设计计算和选型的便捷性,分别推算出旋流器直径与处理量、入料压力关系的表达式.采用国内常见煤泥重介质旋流器的设计参数拟合出对应的线性回归方程,通过线性回归方程对旋流器直径与处理量的关系式进行验证;推算出旋流器直径与入料压力关系式的常数项,并通过工业性试验对旋流器直径与入料压力的关系式进行验证.研究表明:推算的旋流器直径与处理量关系式、拟合的线性回归方程基本一致,可以较好地预测处理量;在试验条件下,依据推算的关系式调整入料压力,煤泥分选效果提高,故可以作为煤泥重介质旋流器设计计算和选型的依据.【期刊名称】《选煤技术》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】5页(P23-26,31)【关键词】煤泥重介质旋流器;旋流器直径;入料压力;处理量;煤泥分选效果【作者】刘正权【作者单位】山西东方沃德能源管理有限公司,山西太原030031【正文语种】中文【中图分类】TD942;TD455+.7随着煤炭生产、加工企业的不断整合与重组，低效、高耗的小型企业关闭，高效、节能、环保的大型企业成立。
在这个过程中，选煤厂原料煤煤质日渐复杂，加上矿井采煤机械化程度的提高，原料煤中的细粒煤增多，生产系统煤泥含量高成为一种常态。
根据国家“十三五”规划对煤炭洁净高效利用的要求，细粒煤(煤泥)的高效分选和回收成为任务之一。
在选煤工艺设计过程中，煤泥分选方法和工艺的选择成为重要环节之一[1-4]。
在原料煤不脱泥、不分级的条件下，以无压三产品重介质旋流器作为主选设备时，煤泥重介质旋流器成为配套工艺的首选设备，这种组合工艺在许多选煤厂得到广泛应用[5-6]。
通常煤泥重介质旋流器的入料来自精煤弧形筛的筛下分流，就工艺流程来看，其属于主选重介质旋流器分选下限的延伸和补充，也是浮选系统降灰减负的关键环节。
因此，煤泥重介质旋流器的设计计算和选型显得十分重要。
重介质旋流器选煤机理及其分选效果的影响因素探讨
重介质旋流器选煤机理及其分选效果的影响因素探讨摘要重介质选煤工艺的优劣在很大程度上决定着重介质选煤的效率与经济性，重介质选煤工艺的研究与优化是选煤领域关注的重要课题。
本文简要介绍了重介质旋流器的原理和特性，并对其分选效果的影响因素做了定性分析和探讨。
关键词重介质；旋流器；分选效果中图分类号tm92 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）35-0024-020 引言重力分选过程是在一定的介质中进行,若分选介质的密度大于1g/cm3时，这种介质即为重介质，煤在该介质中分选即重介质选煤。
重介质选煤具有分选效率高、分选精度高、密度调节范围宽、适应性强、分选粒度范围广、生产过程容易实现自动化等特点，适于难选煤和极难选煤，而得到广泛应用。
1 重介质旋流器选煤原理与特性重介质旋流器是一种结构简单，无运动部件和分选效率高的选煤设备。
由于旋流器本身无运动部件，因而其分选过程完全是靠自身的结构参数与外部操作参数的灵活配合来实现最佳分选精度，这是旋流器选煤与其它选煤方法截然不同的突出特征。
在重介质旋流器分选过程中，物料和悬浮液以一定压力沿切线方向给入旋流器，形成强有力的旋涡流；液流从入料口开始沿旋流器内壁形成一个下降的外螺旋流；在旋流器轴心附近形成一股上升的内螺旋流；由于内螺旋流具有负压而吸入空气，在旋流器轴心形成空气柱；入料中的精煤随内螺旋流向上，从溢流口排出，矸石随外螺旋流向下，从底流口排出。
空气柱的形成机理为：由于底流管和溢流管直接与大气连通，进入旋流器的两相流以强烈的螺线涡运动，当切线速度增大到临界速度时，旋流器各出口产生一定的阻力，形成内部的旋转流场，引起轴向负压，空气由溢流管和底流管进入旋流器，在轴向负压驱动和流体对流传输的共同作用下逐渐发展成为贯通的空气柱。
当颗粒密度大于悬浮液密度时，颗粒在悬浮液中半径为r处所受合力为正值，颗粒被甩向外螺旋流；否则，颗粒被甩向内螺旋流；从而把密度大于介质的颗粒和密度小于介质的颗粒分开。
重介旋流器
定压箱给料：
煤t：悬浮液m3=1：（2.5~4） H=（9~11）D 混合泵给料： 煤t：悬浮液m3=1：（3～5）
P=（9~10）D× ρ × 105 （帕）
4 、影响重介质旋流器工作的主要操作因素
2、悬浮液密度
悬浮液密度波动在± 10kg/m3。
高密度分选可放宽一些，低密度分选要求更严一些（ ± 5kg/m3 ）
Q 0.03d i d 0 gH 式中：
1.82
0.2
Q 生产能力，m 3 / h d i、d 0 溢流口、入料口直径， cm H 入料压头，kPa
旋流器锥顶角
g 重力加速度
溢流口直径与分离密度、可能偏差的关系
3.4 溢流管长度和器壁的影响
1、溢流管长度对切向速度无明显影响，但对精煤质量和分选精度又较大 的影响。溢流管增长时，溢流管下端至锥体下部距离缩短，促使实际分离 密度增大，使分选结果变坏。 溢流管长度=（0.8～1.0）圆柱长 2、溢流管壁厚对切向速度影响较大，壁厚加大，使溢流管与器壁之间 空间变小、流层变薄，从而使相同半径上的切线速度梯度增大。 厚管壁的轴向零速区较宽，速度由向下变向上有缓慢过渡区，使分选 精度提高。 过厚的溢流管壁使重量增加，容积变小，对结果也不利。
EP 0.03 P 0.015 EP 0.014 P 0.01F1F2
F1 直径系数。（ 0.98 / 350 、、 1 / 500 、、 1.04 / 600 、、 1.08 / 700 ） F2 入料粒度系数。（ 0.8 / 0.5 ~ 50、、 1.0 / 0.5 ~ 30、、 1.2 / 0.5 ~ 6）
分离锥面构想图
第六章 大直径重介质旋流器的发展和应用
第六章大直径重介质旋流器的发展和应用第一节大直径重介质旋流器的发展从20世纪50年代到70年代，重介质旋流器的直径基本为500（510）mm，主要用于分选粒度为13（25）~0.5mm的末煤，大于13（6）mm级块煤采用块煤重介质分选机。
如“斜轮、立轮和浅槽（刮板）”等进行分选。
重介质旋流器入料，一般采用定压箱将原煤与悬浮液均匀混合，以定压高≥（9-10）D（旋流器直径）高差输入旋流器中。
进入80年代，重介质旋流器的直径扩大到600（610）-700（710）mm，旋流器的入选上限由25mm扩大到40（50）mm。
分选下限达到0.15mm。
80年代末，还出现重介质旋流器分选40（50）~0mm不脱泥原煤的工艺。
随着大型（特大型）选煤厂的建设，要求重介质旋流器处理量猛增。
出现2台或多台ø500~700mm旋流器组，来扩大旋流器的生产能力。
生产证明：二台以上的旋流器组，各台旋流器的入料均匀分配出现了问题。
经过一段时间生产后，各台旋流器内部磨损不一，同一分选密度下，各台旋流器选出的产品质量和数量也不完全相同。
还有各台旋流器的磨损部位不同，维修不便等因素。
多台旋流器组合的弱点显示出来。
为了满足选煤厂日益大型化和进一步简化重介旋流器选煤工艺要求。
一大批先进、可靠、高效大型化，重介质选煤用的主要辅助设备，如磁选机、煤介（固液）泵、分级、脱泥及脱介筛、破碎机等踊跃出现，也为推动大直径旋流器的发展创造了必要条件。
20世纪80年代中期英国煤炭局首先推出一台直径为1200mm大型中心（无压）给料两产品重介质旋流器，见图5-13。
随后在澳大利亚推出直径为1000mm、1200mm和1500mm的大型圆柱圆锥形二产品重介质旋流器。
进入90年代，我国自主研制成功直径达1200mm中心（无压）给料三产品旋流器。
到90年代末，又从澳大利亚引进直径达1500（1400）mm的圆柱圆锥形两产品旋流器，随后还相继引进了其它规格的两产品圆柱圆锥形旋流器。
煤泥重介质旋流器技术要求(
协议编号：煤泥重介质旋流器技术要求及参数乌海能源有限责任公司骆驼山洗煤厂2018年10月12日煤泥重介旋流器技术要求及参数一、货物需求一览表二、用途及工况条件工作温度：-15～+40℃使用环境：煤尘少湿度：不大于95%用途：分选细煤泥三、技术参数（1）设备名称：煤泥重介质旋流器（2）设备型号：SDMC450（3）筒体直径：450mm（4）入料粒度：0-1.5mm（5）给料压力：0.3-0.35MPa（6）处理量：215-222m3/h（7）分选效率：EP值≤0.12（8）分选下限：0.1mm（9）总长度：1850mm（10）圆锥角度：20°（11）设备质量：380kg/台四、技术要求及采用标准：1、执行标准：MT/T268-92 煤用两产品圆锥形重介质旋流器；2、每台旋流器除安装的底流口外，另免费配带两种不同规格的底流口供安装调试使用。
3、设备材质：（1）旋流器的圆柱部分、圆锥部分、溢流管、底流口等的材质，采用耐磨高铝陶瓷（氧化铝含量≥95％，厚度≥20mm）内衬；入料口采用PD耐磨复合材料。
钢壳内衬耐磨高铝陶瓷制作。
（2）旋流器圆柱部分与圆锥部分以及入料口、溢流口、底流口均采用活法兰连接，法兰材质为Q235，厚度≥10mm。
五、供货范围、安装及服务要求：安装及服务要求：1、供方的技术人员负责设备的指导安装和调试服务，并免费培训操作人员。
2、若因产品质量、维护等发生问题，供方12小时内应予以肯定的答复，供方应派熟练的技术人员24小时内赶到现场。
3、质保期12个月，在质保期内，发现产品质量、维护等问题，由供方无偿更换或修理，由此而发生的费用亦由供方负责。
六、包装及运输要求：供货单位负责设备的包装，并运输至需方指定地点，运费由需方承担。
七、技术资料要求:随机附带产品使用说明书、安装图纸各2套,产品合格证及发货清单、电子版一份。
八、装置主要明细表单位:骆驼山洗煤厂日期：2018年10月12日。
重介选煤厂用重介质旋流器的结构参数
重介质旋流器的结构参数包括： 旋流器的圆柱直径、 给矿口的形状和尺寸、 溢流口直径、 【1,28,29】 底流口直径、圆柱部分长度、溢流管插入深度、旋流器的锥角和锥比等 。 1. 重介质旋流器的圆柱直径 重介质旋流器的圆柱直径 重介质旋流器的直径是标定旋流器规格和生产能力的主要尺寸， 可用一个简单的经验公 式说明： n Q1=A1D (4-1) m Q2=A2D (4-2) 式中 Q1——给入旋流器的悬浮液流量， m /h； t/h； Q2——给入旋流器的原煤量， D——旋流器的圆柱直径， m； A1——系数，一般取 700～800； A2——系数，一般取 200； n——指数，取 2.5， m——指数，取 2.0 3 公式（4-1）和公式（4-2）中的煤与悬浮液的给入比可取（吨煤） ：2.5～3 m 的悬浮液。 3 如果原煤和悬浮液是混合后用泵给入旋流器，煤和悬浮液的比应取（吨煤） ：3～4 m 的悬浮 液较适宜，以免发生堵泵事故。如果原煤和悬浮液采用定压箱混合定压给入时，原煤与悬浮 3 液的比值可取（吨煤） ：2.5～3 m 的悬浮液。从公式（4-1）和公式（4-2）可初步了解重介 质旋流器的直径与生产量的关系。 此外， 重介质旋流器的直径也是决定重介质旋流器其它参数的重要因素， 对旋流器的入 选上限和有效分选下限有直接影响。 从第二章“重介质旋流器基本原理”可知，矿粒在重介质旋流器中受到的离心力 F1 与 旋流器的直径 D 成反比，即：
1.82
β 0.2
式中 di—旋流器入口直径， 7.重介质旋流器 重介质旋流器的锥比 7. 重介质旋流器 的锥比 从重介质旋流器溢流口和底流口直径变化与选后产品可能偏差的关系曲线看出，两者 的曲线形状非常相似。因此，常把它们两者的比例
国内外旋流器技术参数
国内外旋流器技术参数1、澳大利亚重介旋流器流量参数说明：以上数据基于9倍的重介旋流器直径的压力下所得数据。
*表示参考指标，①1150重介旋流器的Ep参考值约为0.022，①1300重介旋流器的Ep参考值约为0.018，选用更大直径的重介旋流器所取得的分选效果要相对好一些。
表中入料固体物流量所对应的介质与煤的体积比为 2.5 : 1 ,实际选用时应取2.8 : 1 或3: 1。
2、国内旋流器2.1无压给料三产品重介质旋流器原理三产品重介质旋流器是由一台圆筒-圆锥型旋流器与一台锥结合型旋流器串联而成。
筒型旋流器呈30。
倾斜放置，在上部与筒-锥型旋流器相串接。
介质由筒型旋流器下部沿切线方向给入，原煤则由上部中心管给入。
分选是从低密度进行，低密度的煤由第一段筒型旋流器的下部溢流管排出，中间产品由上部排出，沿切线方向进入第二段筒-锥型旋流器，在该处获得最终中煤和矸石。
从三产品旋流器的第一段不仅可以得到质量高的精煤和稀的重介质，而且可以有效地提高第二段的分选密度。
特点无压给料三产品重介质旋流器可用一种原始密度的悬浮液选出三种产品。
具有入料粒度上限高、处理能力大、分选效率高的特点。
使用无压给料大大简化了选煤厂的工艺配置，设备费用及投资及厂房投资均可大幅度降低。
同时无压给料，还降低了设备的运行费用。
适用范围高硫、较难选、难度和极难选原煤有压给料两产品重介质旋流器工作原理在重介质旋流器中的煤与矸石受重力与离心力的作用，当颗粒密度大于悬浮液密度时，所受作用力方向与离心加速度方向相同，颗粒在旋流器介质中做离心运动，集中在外层。
由于干扰下沉作用，紧贴器壁的是大矸石，其次是中等粒度、小粒度矸石汇合形成螺旋运动的矸石带，当矿浆到达锥体部分时离心力急剧增加，形成明显颗粒带。
当颗粒密度小于悬浮液密度时，颗粒在旋流器中作向心运动，并集中在旋流器的中心轴附近，呈螺旋运动形成中煤和精煤带。
当煤浆运动到溢流管时，精煤和中煤被压向溢流管，在此处由于溢流管底部的涡流作用发生了二次分选。
煤泥重介质旋流器技术要求(
煤泥重介质旋流器技术要求(
一、总则
2、煤泥重介质旋流器的设计、制造及安装应满足防火、防爆和防止煤泥出口污染的要求。
二、外形及尺寸
1、煤泥重介质旋流器的外形可根据客户的要求选择，要求旋流器的结构安装尺寸应符合《煤泥炉旋流器》中的规定。
2、煤泥重介质旋流器尺寸及连接尺寸须按客户提供的电厂煤泥系统的尺寸及连接尺寸、吊重及工况的要求确定。
三、设计
1、煤泥重介质旋流器的设计须按客户提供的煤泥系统的工况参数与生产要求确定，按煤泥泵中途连接系统的满足参数来完成设计。
2、煤泥重介质旋流器的设计要求：旋流器的出口流量可以达到设计要求，旋面顺序合理，选用的驱动轴材质和动力传动部件要满足设计工况的要求，旋流器的联轴器可靠性高，外壳强度及防震性能要满足设计工况的要求。
3、煤泥重介质旋流器应装配润滑装置，用于旋转部件的润滑及温度检测。
四、制造
1、煤泥重介质旋流器的制造要求：符合国家质量标准及电厂工艺要求。
有压与无压入料三产品重介旋流器的比较与选择
有压与无压入料三产品重介旋流器的比较与选择1.1有压给料重介旋流器及其入料过程有压给料重介旋流器从外形上来看，主要是圆筒圆锥形的配合。
而从入料压力来看，大体上分为两种：一是原煤直接进入混料桶，通过泵，将原煤和悬浮液的混合物以一定的压力经入料管沿切线方向给入旋流器的圆筒部分，入料压力可达0.1Mpa以上。
在给料过程中，物料粉碎现象严重，而且增加设备磨损，但是可以降低厂房高度。
二是利用定压箱给料，原煤和悬浮液在定压箱中混合后靠自重进入旋流器。
定压箱液面到旋流器入口的距离一般是旋流器直径的9-11倍，以保证有足够的压力，否则压力过低，离心力过小，影响分选效果，降低处理能力，但给料压力稳定。
综上所述，两种方式各有特点，具体选用应结合煤质、厂房配置等综合考虑。
1.2无压旋流器及其入料过程无压旋流器主要是圆筒形。
给料首先给入缓冲漏斗，在自重的作用下通过给料缓冲漏斗沿旋流器中心给入，介质则在旋流器的底端延切线给入，从底至顶形成一股上升旋涡流，轻产物在漩涡中心向下流，从溢流口（下部）流出，重产物重产物沿筒壁上升从底流口（上部）排除。
该入料方式要求厂房较高，管路磨损较小。
1.3重介旋流器的分选原理介质悬浮液在离心力场的作用下，在旋流器内会形成不同密度的等密度面，即密度场。
密度自上而下，由内而外增加，并存在一个理论上的分离界面，也称分离锥面。
这个界面上的悬浮液密度在理想情况下，等于矿粒的分离密度。
从另一个方面考虑，介质悬浮液沿切线进入旋流器，其有轴向速度和径向速度，它们同样会形成不同速度的等速度面，在位置上我们也可以理解分离界面是轴向零速面和径向零速面的综合面。
即在分离界面以外的悬浮液形成外螺旋流，向底流口方向移动;在分离界面以内的悬浮液形成内螺旋流向溢流口方向移动，内、外螺旋流移动的方向正好相反。
据有关试验研究表明，矿粒在重介旋流器内的分离，同样遵循阿基米德原理。
其中密度大的矿粒会越过分离界面，随外螺旋流从底流口排出。
第五章 工艺设备选型计算 5-4-2 重介旋流器的选型
3 N Z X □□□□/□□□ ││││ │ └──── 二段旋流器直径 ││││ └─────── 一段旋流器直径 │││└──────── 旋流器代号 ││└──────── 重介质代号 │└──────── 耐磨代号 └──────── 三产品代号
中国矿业大学
第五章 设备选型与计算
中国矿业大学
第五章 设备选型与计算
第四节 分选设备的选型与计算（二）
二产品旋流器选型实例
我国引进澳大利亚某模块式选煤厂采用有 压入料二产品重介旋流器分选<13mm末原煤， 原设计精煤灰分为13%，小时处理能力约为 600t。投产后因市场需求变化，改为生产灰 分为11%的精煤产品，降低了分选密度，旋 流器溢流量减少，低流量增大，旋流器原设 计锥比不能适应，底流口排出能力满足不了 底流物料量增大的要求，致使旋流器不能正 常分选，该厂只能将小时处理量减至不足 400t。这是因产品灰分变化引起旋流器处理 能力发生相应变化的实例。
选矿厂设计
第五章 工艺设备选型计算 5-4-2 重介旋流器的选型
中国矿业大学
第五章 设备选型与计算
第四节 分选设备的选型与计算（二）
两产品重介旋流器处理能力
n kQ Qe
旋流器直径，mm
700
锥度，（。）
20
给料标准压力，MPa
0.06 4
入料粒度，mm
50~
0.5
最大处理能力，干量t/h
104
850
3NZX(A)70 0/500
700
850
700
600
500
800-1200
600-900
380-500
260-350
0.18-0.28
关于重介质选煤的几个问题 唐山郭德
一、 DSM 型重介质旋流器结构参数与分选效果的关系重介质旋流器的结构参数包括：旋流器的圆柱直径、给矿口的形状和尺寸、溢流口直径、底流口直径、圆柱部分长度、溢流管插入深度、旋流器的锥角和锥比等。
圆锥形重介质旋流器的结构参数几乎标准化了，各国生产厂家出于不同考虑只是略有区别。
旋流器入料口直径f d 、溢流口直径o d 和底流口直径u d 与旋流器直径D 的关系，大体上是:::f o u D d d d =1：0.25：0.4：0.3。
圆锥形重介质旋流器历史较长，研究较多。
1、重介质旋流器的圆柱直径圆锥形重介质旋流器的直径是标定旋流器规格和生产能力的主要尺寸，适用于下面的经验公式：2.51(700~800)Q D = （1-1） 2.02200Q D = （1-2）式中：1Q —给入旋流器的悬浮液流量，m 3/h ；2Q —给入旋流器的原煤量，t/h ；D —旋流器的直径，m 。
公式(1-1)中的煤与悬浮液的给入比可取(吨煤)：2.5~5m 3的悬浮液。
原煤和悬浮液混合后用泵给入旋流器，煤和悬浮液之比应取(吨煤)3~5m 3的悬浮液较适宜，以免发生堵泵事故。
最终直径的确定应同时满足上述两项要求。
重介质旋流器的直径也是决定旋流器其它参数的重要因素，对旋流器的入选上限和有效分选下限有直接影响。
可见，在选择、确定重介质旋流器的直径时，必须根据所要处理的原煤数量、性质和要求进行权衡。
例如Ф850mm 的旋流器在产品样本中标注处理能力Q =100~180t/h ，但由经验公式计算出的额定处理能力约在144.5t/h 左右，恰好是产品样本标注取值范围的中值。
但是这一数值要受到旋流器的锥比及入料煤密度组成的制约。
一般两产品旋流器选煤时锥比在0.5~0.8范围内选用。
锥比不同时，底流、溢流量分配的比例也不同。
当入料中高密度物含量多时，锥比取大值，反之取值可偏小。
固定锥比情况下，如果原煤密度组成发生变化或用户对产品灰分要求发生变化，旋流器的底、溢流量也发生相应改变。
重介旋流器技术要求
重介旋流器技术要求
重介旋流器技术要求
一、重介旋流器技术参数：
重介旋流器型号：MAX1450-20-0/B-A/435
* 直径尺寸：1450mm;
溢流嘴直径：624mm;
入料头部直径：290mm;
底流口直径：435mm;
* 处理能力：520~570t/h;
* 9D 条件下的处理量：1710m3/h；
* 10D 条件下的处理量：1800 m3/h；
入料压力：190Kpa~200KPa;
品牌：南非玛泰（进口）
二、资质、业绩要求
1、设备制造商为外商独资企业或中外合资企业，设备制造商注册资金不少于500万美元，，投标人允许代理，代理商必须有该设备制造商授权；
2、该设备制造商的重介旋流器三年销售业绩不少于10台。
三、技术要求
* 1、入料口采用蜗形渐开线给料；
* 2、本体采用低碳钢材质，内衬为耐磨高铝陶瓷，厚度为25mm，易磨损部位即给料头部和沉沙嘴部厚度分别为28mm、38mm。
* 3、要求旋流器入料口与现场实际管道的法兰接口必须完全吻合，不受扭矩力，并且现场螺栓孔的对中必须精准；
4、设备尺寸如下：
四、质保期：
从产品验收合格后算起，质保期为产品到货后18个月或运行后12个月。
煤炭洗运中心
二〇一八年七月十三日。
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【６］ Ｊ Ｂ Ｏ Ｓｍａｒｔ等（南非）．重介质旋流器尺寸对分选效率的 影响［ｃ］．第１３届国际选煤会议论文集，１９９８．
万方数据
表３澳大利亚Ｒｉｖｅｒｓｉｄ；选煤厂采用 不同旋流器分选效果比较
国内，东曲矿选煤厂在生产实践中用１台 中１２００ｍｍ大直径旋流器（Ａ系统）来代替采用切 线分配器入料的４台ｑ）６１０ｍｍ的旋流器组（Ｃ系 统），其分选效果对比见表４。由改造后的重介Ａ 系统与原重介ｃ系统分选效果对比（表４）还可看 出：改造后的重介Ａ系统在保证精煤产品合格的 前提下，混煤带精煤（＜１·４５ｋｇ／Ｌ密度级）损失 比Ｃ系统有明显降低，分选效率比Ｃ系统提高了 １０．６８％。可见，１台中１２００ｒａｍ大直径旋流器的 分选效果要优于４台ｑ）６１０ｍｍ的旋流器组口】。
Ｎｏ．６，２００９
煤炭加工与综合利用
ＣＯＡＬ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ＆ＣＯＭＰＲＥＨＥＮＳＩＶＥ ＵＴＩＬＩＺＡＴＩＯＮ
重介质旋流器直径的选择
杜振宝，路迈西，蒋 栋，杜兵，崔东宇
（中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，北京１０００８３）
摘 要：介绍了中国选煤行业的发展概况，论述了大直径与小直径重介质旋流加工与综合利用
２００９年第６期
用２台以上小直径的旋流器组来代替。旋流器直 径与处理量的关系可以用下式表示‘２１：
Ｑ＝２００ ｘ Ｄ２ 旋流器直径与循环介质量的关系可以用下式 表示‘２Ｉ：
Ｑ’＝（７００～８００）×Ｄ：‘５ 式中：Ｑ——旋流器处理量，ｔ；
Ｑ’——旋流器循环介质量，ｍ３／ｈ； Ｄ——旋流器直径，ｍ。 由上式可以看出，一组４台ｑｂ６００ｍｍ的旋流 器组处理量为２８２ｔ／ｈ，ｌ台ｑ）１２００ｍｍ的旋流器 处理量为２８８ｔ／ｈ，两者的处理能力相当。旋流器 的处理量与直径的平方成正比，随着直径的增加 处理能力显著增加；而循环介质量与直径的２．５ 次方成正比，即随着直径的增大，循环介质量的 增大速度要大于处理量增大的速度，这就意味着 循环介质泵的能耗会随直径的加大而大大增加。 ２．２ 大直径与小直径旋流器组的特点 众所周知，重介质旋流器是在高速离心力场 下对矿物进行分选的。矿物能否获得有效的离心 因数，是决定物料能否分选的主要因素。离心因 数的定义式为口Ｊ：
１２００
二８００ ＝
蛔 蚓４００ 一＜
Ｏ ２０００
２００３ ２０（）４ ２００５ ２００６ ２００７
年份
图１实际入选量递增曲线
（２）选煤厂设计入选能力增大。与１９８２年相 比，２００７年中国选煤厂最大的设计入选能力增幅 巨大（表１）。据不完全统计，已经投产设计入选
收稿日期：２００９－０７－２７ 作者简介：杜振宝（１９８０一），男，河北迁安人，中国矿业 大学（北京）化学与环境工程学院矿物加工工程专业２００８级在读 硕士研究生，研究方向：矿物加工理论、工艺和设备。
由上式可知，离心力与旋流器的直径成反 比。对一定粒径的矿物颗粒而言，旋流器直径越 大，在同样压头条件下，对矿粒产生的离心力越
小，所以在同等条件下，大直径的旋流器有效分 选下限必然比小直径的粗。若想弥补这一缺点， 必须按相同比例加大入料压头，以获得足够的离 心力。因此大直径旋流器的优点是：可减少生产 系统设备台数，实现工艺环节单机化，便于实现 自动化控制，简化工艺布置，减少厂房体积；缺 点是对细粒级物料的分选效果存在问题。
造成上述现象的原因，并不是分选效率与旋 流器的直径无关，而是大直径旋流器对分选效率 产生的损失与分配器分配不均对分选效率造成的 损失，其程度基本相当。
南非曾对重介质旋流器组用不同结构的人料 分配器（包括切线分配器；Ｙ型分配器；Ｔ型分 配器等）进行了模拟试验。研究证实，所有结构 的分配器都出现了偏压和粒度、流量分配不均的
式中：卜离心，因＝数瓦；Ｆｌ＝嚣＝詈
Ｆｈ口ｃ——矿粒所受离心力及离心加速 度；
兄、ｇ——矿粒所受重力及重力加速度。 据有关资料记载，离心力与矿物颗粒粒径和 旋流器直径之间的关系式为１２ Ｊ：
式中：扣矿物颗粒粒径； Ｆｌ＝２Ｔ省ｒ·Ｋｓ·ｄ３·百Ｈ·（艿一ａ）ｇ Ｄ卜卜—矿旋—物流旋流颗器器粒入直密料径度压；；头； 卜△与——切悬向浮速液度密度有；关的系数。
能力超过２０００ｔ／ｈ的选煤厂有１６座。 表１ 中国选煤厂最大的设计入选能力
项目
动力煤选煤厂／ｔ·ｈ－１炼焦煤选煤）－／ｔ·ｈ－１
（３）先进的选煤技术得到广泛应用。能适应 煤炭不同可选性、入选粒度范围广、分选效率 高、易于实现自动控制、单机处理能力大的重介 质选煤技术得到大力推广，已取代跳汰选煤，成 为中国的主导选煤技术。中国的各类选煤技术应 用比例如表２所示。
主要分选特点，通过试验比较了各自的分选效果，分析了造成分选效果差异的主要原因，建议 在重介质旋流器设计选型时，应结合入料上限要求和处理量大小，权衡利弊，合理选择旋流器
的直径。
关键词：选煤；旋流器；直径；试验；选择
中图分类号ｉ ＴＤ４５５．７
文献标识码：Ａ
文章编号：１００５－８３９７（２００９）０６－００２７－０３
表２中国各类选煤技术应用比例
２大直径或小直径旋流器组的选择
随着大型选煤厂的增加，选煤设备的大型化 已经成为当前选煤界和设计单位关注的热点。关 于大直径或小直径旋流器组的选择是关注的热点 之一。旋流器直径的大小对处理能力、入料上 限、有效分选下限及分选效果均有直接影响。 ２．１旋流器直径与处理量
从表面上看，由多台小直径旋流器组成的旋 流器组的总体处理能力与一台大直径旋流器的处 理能力相当。所以在设计中对旋流器直径的选择 有两种：一是选用１台大直径的旋流器；二是采
参考文献：
［１］ 赵树彦．中国选煤的发展和三产品重介质旋流器选煤技 术［Ｊ］．洁净煤技术，２００８（０３）：１２一１３．
［２］ 彭荣任，等．重介质旋流器选煤［Ｍ］．北京：冶金工业 出版社，１９９８．
［３］ 戴少康．选煤工艺设计的思路与方法［Ｍ］．北京：煤炭 工业出版社，２００３＋
［４］ （澳大利亚）Ｋ Ｒ Ｌｅａｃｈ等．ＧＯＯＮＹＥＬＬＡ和ＲＩＶＥＲＳＩＤＥ 选煤厂采用一台Ｄ１０００ｍｍ和两台Ｄ７１０ｍｍ重介质旋流器 分选效率比较［ｃ］．第１３届国际选煤会议论文集， １９９８．
小直径旋流器组的优点正是大直径旋流器的 缺点，而它的缺点也是大直径旋流器的优点。
３大直径或小直径旋流器组的生产效果
国外，澳大利亚在生产实践中尝试用１台 中１０００ｍｍ大直径旋流器来代替采用Ｙ型分配器 人料的２台ｑＤ７１０ｍｍ小旋流器，试验结果表明， 产率和效率都没有因此受损失，而且，中１０００ｍｍ 大直径旋流器的分选效果略好于０７１０ｍｍ旋流器 组Ｈ Ｊ，见表３。
进入２１世纪以来，中国的选煤工业迎来了一 个发展建设的高潮。其主要特点是：建设大型高 效现代化选煤厂，起点标准比较高。重介质选煤 是一种高效率的重力选煤方法，从目前来看重介 质旋流器选煤方法及其工艺所占比例越来越大。
１ 中国选煤行业的发展
（１）近年来中国选煤厂原料煤设计入选能力 和实际入选量增加较快。１９８２年设计入选能力为 １２０Ｍｔ／ａ，２００７年已经接近１０００Ｍｔ／ａ。近年原料 煤实际入选量递增如图ｌ所示，２００７年已达 ９０３Ｍｔ／ａ，成为名符其实的世界选煤大国［１］。
万方数据
２００９年第６期
杜振宝，等：重介质旋流器直径的选择
现象，各旋流器的磨损程度也不均衡，结果使各 旋流器的分选密度和分选条件有差异，反而影响 了旋流器组总体分选效果㈨。东曲矿选煤厂４台
似ｉ１０ｍｍ的旋流器给料方式为切线分配器给料， 如图２所示。
表４东曲矿选煤厂不同旋流器的分选效果比较
图２ 东曲矿选煤厂重介质旋流器组安装方式 笔者与三名操作人员每人负责１台旋流器， 同一时间截取旋流器溢流产品，所测精煤产品灰 分见表５。从分析结果可知，只强调旋流器直径 大小对分选效果的影响，而忽视旋流器组入料分 配不均的危害是片面的。
表５旋流器组单台溢流产品
４结论 对于大型选煤厂，因小时处理量大，若采用
小直径旋流器，所用台数多，用分配器给料会出 现分配不均现象，若每台单独给料又会出现系统
过于复杂、能耗过高的问题，因此设计时多考虑 用大直径旋流器居多。关于大直径旋流器对细粒 级分选效果差的弱点，如果在大处理量条件下， 既要保证宽粒级人料的整体分选效果，又想尽量 降低分选下限，这种要求本身就矛盾，很难兼顾 两全。所以应该抓住主要矛盾，把满足整体分选 效果达到最佳值放在首要位置去考虑。为此，建 议在重介质旋流器设计选型时，应结合入料上限 的要求和处理量的大小，全面权衡利弊，合理选 择旋流器的直径。