供应磨煤机钢棒填充量与级配的确定

华民钢球致力于为煤化工客户提供优质耐磨钢棒，具有不断棒、不弯棒，耐磨性好等特点，可以有效降低磨耗。为解决客户关于磨煤机钢棒配磨及级配的困惑，特献上此文以供参考。
某公司“18.30”工程的煤气化工艺是引进德士古公司的水煤浆加压气化技术，以河南义马煤为原料，经棒磨机湿法制浆、制备出的水煤浆与空分来纯氧在气化炉内部进行部分氧化反应，生成以一氧化碳、氢气为有效成分的粗合成气，作为合成氨生产的原料气。该技术要求制得的水煤浆具有浓度高、流动性好、稳定性好的性能，这对提高气化效率，降低氧耗、煤耗至关重要。而影响水煤浆成浆性能有三大因素：煤质、添加剂、煤浆粒度分布。在煤质和添加剂已确定的情况下，煤浆的粒度分布就成为影响制浆性能的主要因素。
1、义马煤煤质分析
义马煤煤质分析见表1.
表一
名称	全水%	内水%	灰分%	挥发分%	固定碳%	高热值MJ/kg	灰熔点℃	哈市可磨指数
数值	13.3	7.8	18.3	32.3	41.6	23.5	1315	58

根据煤质分析数据，河南义马煤为变质程度低的煤种，按我国煤分类原则，应归结为长焰煤、属高反应活性煤种，对气化反应和制浆能耗较有利，可作为德士古煤浆加压气化的原料煤。
2、棒磨机规格
我司采用的棒磨机为洛阳矿山机械厂提供的湿式流型棒磨机，内衬橡胶衬板，技术特性见表2。
表2  棒磨机技术特性
名称	数值
筒体内径/mm	3200
筒体工作长度/mm	4800
筒体有效容积/m3	34
大装载量	
物料（干）/t	6
钢棒/t	60
筒体转速/r/min	16.5
处理能力（干煤）/t/h	32

3、德士古工艺对煤浆粒度的要求

在煤浆制备中，如果粗颗粒较多，煤浆表现粘度下降，流动性变好，但粒子的重力将过粒子间的凝聚力，引起悬浮体系沉降、分层，稳定性变差。如果煤浆中的细颗粒较多，粒子间的相互作用力增大，行成多的粘滞性粒子凝聚团，稳定性提高。但是，煤浆表现粘度会随平均粒径的减小而迅速增大，流动性变差。因此，适当的粒度分布是制取高浓度、流动性好、稳定性好的水煤浆的根本保证。
德士古公司提供给我公司的PDP中，要求煤浆的粒度分布如表3.
表3  德士古要求的煤浆粒度分布
目数（目）	通过率
8	100
14	98~100
40	90~95
325	25~35


为满足德士古公司提出的煤浆粒度分布要求，首先要解决的就是棒磨机的钢棒填充量和钢棒级配。为此，我们进行了实验室研究和工业化试验。
4、实验室研究

实验室用棒磨机规格为Φ420*450，装棒100kg（充填率30%），棒级配如下：
规格	数量
Φ30	30.7kg
Φ20	38.6kg
Φ12	29.7kg

试验测定了不同产量下的粒度分布，以及充填率对排料粒度的影响，测定结果列于表4、5.
表4 水煤浆棒磨试验粒度表
产量
Kg/（h*m3）	粒度/%
	＜40目	＜325目
1900	69.89	25.06
1600	78.02	27.48
1350	84.37	31.11
1200	90.0	31.57
1150	91.38	31.95
870	95.0	30.84
510	100	42.25

表5 充填率对排料粒度的影响
产量
Kg/（h*m3）	充填率
	20%	25%	30%
	＜40目	＜325目	＜40目	＜325目	＜40目	＜325目
1020	72.54	21.52	88.94	30.33	92.34	32.25
940	84.58	24.71	93.12	31.73	94.17	32.48
700	90.37	26.81	94.72	32.58	96.08	37.56
粒度分布数据（表4）表明，随着产量的提高，8目、14目的通过量均能满足PDP的要求，产量在870~1200kg/（h·m3）之间，产品粒度能满足PDP的要求。
充填率试验表明，在实际生产中，磨机钢棒充填率可以作为调整磨机产量的主要手段。
由实验结果，确定钢棒填充量可在20%~30%之间调整，满足PDP粒度分布要求的处理能力为700~1200kg/（h·m3）。放大到工业装置：取钢棒充填率为22.5%，每台磨机装钢棒34.4吨，实际处理能力可达20~34t/h（干煤），钢棒级配为：
Φ75	30%
Φ65	40%
Φ50	30%

5 工业化试验
根据实验室的研究结果，分别在两台棒磨机上32t、35t钢棒进行试验，钢棒规格及级配如下：
Φ75*4600	30%
Φ65*4600	40%
Φ50*4600	30%
两台磨机生产出的煤浆粒度分布如表6
表6  两台磨机生产出煤浆的粒度分布
棒磨机	钢棒量	进干煤	煤浆浓度	粒度分布（过筛）/%
	t	t/h	%	8目	14目	40目	325目
1#	32	21	61.75	100	99.85	91.86	34.10
2#	35	21	61.06	100	99.85	93.89	35.06
由表6可知，两台磨机的装棒量均可达到设计条件下PDP要求的粒度分布，并且生产出的煤浆是合格的。所不同的是，2#磨机比1#磨机多装棒3t，煤浆粒度略微细点。
磨机的生产能力试验见表7.
由表7可知，当进煤量为17t/h（干）时，325目出PDP要求指标（35%），且流动性、稳定性都非常好；当进煤量达29t/h（干）时，但从煤浆性能看，仍是合格水煤浆。因此1#磨机的处理能力为17~29t/h（干），完**达到单台气化炉150%负荷的要求。因此2#比1#磨机多装棒3t，尽管2#磨机未做能力试验，有理由相信，2#磨机的处理能力也可达17~29t/h（干）。
表7 棒磨机处理能力实验表
干煤	煤浆浓度	粒度分布（过筛）/%
		粘度	流动性	稳定性
t/h	%	8目	14目	40目	325目	cP		h
17	62.35	100	99.84	94.29	36.44	775	A	＞24
21	63.42	100	99.81	91.86	34.10	813	A-	＞24
23	62.37	100	99.79	91.74	32.78	775	A-	＞24
25	62.64	99.98	99.68	90.14	33.06	987	B	＞24
29	62.79	99.98	99.57	87.02	26.62	763	B	＞24

6 结束语
实验室阶段的研究成果为工业化装置的试验提供了理论依据，使工业装置的制浆在较短时间内（仅用3天时间，累计运行30h，耗煤702t）顺利完成，节约了大量的人类、物力。
钢棒填充量32~35t/太，钢棒级配
Φ75    30%
Φ65    40%
Φ50    30%
能满足实际生产的要求，单台棒磨机的大负荷可达到单台气化炉负荷的150%。

山东华民钢球股份有限公司位于山东省章丘市，成立于1986年，是中国国内较大的专业耐磨钢球、欧式铁艺生产厂家之一，产品出口到日本、美国、意大利、智利等二十多个国家和地区。公司用地一百余亩，注册资本2000万元，现有职工246人，年出口创汇1800万美元以上，总资产达7287万元，是章丘市出口创汇**单位。  
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