B GIÁO D C VÀ ðÀO T O TRƯ NG ð I H C M - ð A CH T PH M VĂN LU N NGHIÊN C U CÔNG NGH TUY N T NG SÔI ð TUY N THAN C P H T M N VÙNG QU NG NINH Chuyên ngành: K thu t n khoáng Mã s : 62.53.10.01 TÓM T T LU N ÁN TI N SĨ K THU T HÀ N I – 2012 Cơng trình đư c hồn thành t i: B mơn Tuy n khoáng, Khoa M , Trư ng ð i h c M - ð a ch t Ngư i hư ng d n khoa h c: TS Nguy n Hoàng Sơn, Trư ng ð i h c M - ð a ch t TS Ph m H u Giang, Trư ng ð i h c M - ð a ch t Ph n bi n 1: TS Chu Công D n, H i Tuy n khoáng Vi t Nam Ph n bi n 2: TS ðào Duy Anh, Vi n Khoa h c công ngh M - Luy n kim Ph n bi n 3: TS Nguy n Văn H nh, H i Tuy n khoáng Vi t Nam Lu n án s ñư c b o v trư c H i ñ ng ch m lu n án c p trư ng, h p t i Trư ng ñ i h c M - ð a ch t, Hà N i Vào h i … gi … ngày … tháng… năm 2012 Có th tìm hi u lu n án t i Thư vi n Qu c Gia, Hà N i, ho c Thư vi n Trư ng ñ i h c M - ð a ch t M ð U Tính c p thi t c a ñ tài Ph n l n than cám c p h t – 6mm Vi t Nam đ u khơng đư c n, chúng có ch t lư ng giá bán th p Vì v y, vi c nghiên c u tìm thi t b m i có hi u qu n cao ñ n than c p h t m n m t nhi m v c p thi t ñ i v i nhà máy n than Vi t Nam hi n G n ñây th gi i xu t hi n m t thi t b n m i ñ n than h t m n, “thi t b n t ng sơi” Thi t b có ưu ñi m b n là: su t cao, chi phí đ u tư s n xu t th p N u ñư c áp d ng s thi t b h p lý có nhi u tri n v ng nhà máy n than c a Vi t Nam Nhưng cho đ n v n chưa có nghiên c u đư c ti n hành đ có th áp d ng thi t b vào th c t n than Vi t Nam ðây nhi m v ñư c ñ t cho ñ tài lu n án: “Nghiên c u công ngh n t ng sơi đ n than c p h t m n vùng Qu ng Ninh” M c đích nghiên c u c a lu n án Nghiên c u m i quan h nh hư ng c a thông s c u t o cơng ngh , đ n hi u qu n than h t m n vùng Qu ng Ninh thi t b t ng sôi; Trên s ñó áp d ng thi t b vào th c t ñ c i thi n sơ ñ x lý than h t m n gi i quy t nh ng v n ñ v than c p h t m n ñang t n t i m than vùng Qu ng Ninh ð i tư ng nghiên c u Nghiên c u công ngh n t ng sơi đ n than c p h t m n vùng Qu ng Ninh Các phương pháp nghiên c u Nghiên c u lý thuy t k t h p v i th c nghi m; nghiên c u t ng h p, th ng kê, phân tích x lý tốn h c s li u thí nghi m N i dung ph m vi c a v n ñ nghiên c u 5.1.N i dung nghiên c u: − T ng h p tài li u v thi t b n t ng sôi th gi i; − Thu th p s li u v tính ch t, ch t lư ng than c p h t m n k t qu ñã ñư c nghiên c u v than c p h t m n; − L y m u than c p h t m n t i xư ng n than Vi t Nam; − Ti n hành thí nghi m n than c p h t m n thi t b n t ng sơi; − Tìm m i quan h gi a thông s c u t o công ngh c a thi t b n t ng sôi ñ i v i than ñưa n 5.2 Ph m vi nghiên c u: Nghiên c u n ñ i tư ng than h t m n vùng Qu ng Ninh b ng thi t b n t ng sôi 5.3 Tri n v ng nghiên c u: Thi t b n t ng sôi r t thích h p cho vi c n than c p h t 0,1 – 1(6)mm Thi t b có su t cao, n đ nh làm vi c Hi n t i, nhi u nư c th gi i ñã dùng thi t b ñ n than c p h t m n, k t qu ñ t ñư c r t kh quan Ý nghĩa khoa h c c a ñ tài Làm sáng t ñưa quy lu t nh hư ng c a y u t công ngh c u t o c a thi t b ñ n hi u qu n than h t m n thi t b n t ng sôi B ng th c nghi m ñã xác ñ nh ñư c kho ng giá tr c a h s k n phương trình t c đ dịng nư c t o t ng sơi c n thi t, đ thu h i h u h t h t than có kích thư c xác ñ nh vào s n ph m tràn c a máy n t ng sôi Ý nghĩa th c ti n c a ñ tài Trên s nghiên c u v y u t nh hư ng ñ n hi u qu n thi t b n t ng sôi, có th đưa phương án áp d ng thi t b vào th c t n than ñ nâng cao hi u qu n ch tiêu kinh t k thu t c a nhà máy n than t i Vi t Nam Lu n ñi m c n b o v − Thông s c u t o quan tr ng c a thi t b RC t s L/z, thông s nh hư ng tr c ti p ñ n su t c a thi t b ch t lư ng c a s n ph m − Góc nghiêng c a t m nghiêng nh hư ng ñ n quãng ñư ng th i gian rơi c a h t ñ n b m t t m nghiêng, ch t lư ng c a s n ph m n ph thu c nhi u vào y u t − ð thu h i h u h t h t than có kích thư c cho trư c vào s n ph m tràn c a máy n t ng sơi t c đ dịng nư c t o t ng sơi ñư c xác ñ nh theo công th c sau: L  U = kU t sin θ(1 − φ) n  cos θ + sin θ  z  V i: - k = 0,65 – 0,78, giá tr trung bình là: ktb = 0,71; - n = 4,22 – 4,85, giá tr trung bình là: ntb = 4,54 − Các bi n pháp tăng cư ng t ng sơi b ng q trình t o xung c i thi n ñáng k hi u qu n c a máy, ñ c bi t s n ph m đá th i có đ tro đ t 80% − Do có hi n tư ng n i h c c a mùn sét nên trình t o xung b ng khí có hi u qu n th p trình t o xung b ng nư c, l i có chi phí nư c cho q trình n th p nhi u ði m m i c a lu n án − B ng lý thuy t th c nghi m tìm đư c cơng th c xác đ nh t c đ dịng nư c t o t ng sơi c n thi t, đ thu h i h u h t h t than có kích thư c xác đ nh vào s n ph m tràn c a máy n − ðã làm rõ quy lu t nh hư ng c a y u t công ngh thi t b ñ n hi u qu n than h t m n vùng Qu ng Ninh thi t b n t ng sôi Trên s xác đ nh đư c thơng s c u t o ch đ cơng ngh n t i ưu n ñ i tư ng than h t m n vùng Qu ng Ninh thi t b n t ng sôi − ð nâng cao hi u qu n than h t m n thi t b n t ng sơi, nghiên c u bi n pháp tăng cư ng t ng sôi b ng trình t o xung c p thêm nư c khí T đưa bi n pháp tăng cư ng t ng sơi h p lý đ nâng cao hi u qu n gi m chi phí cho q trình n than c p h t m n 10 C u trúc c a lu n án N i dung c a lu n án ñư c gi i thi u chương (136 trang, 79 b ng 61 hình v ) ph n M ñ u, K t lu n chung, Tài li u tham kh o Ph l c Chương T NG QUAN V TÌNH HÌNH TUY N THAN C P H T M N TRÊN TH GI I VÀ VI T NAM 1.1 Tình hình n than c p h t m n th gi i V n ñ n than h t m n nh ng năm g n ñây ñư c quan tâm nghiên c u nhi u th gi i Trư c công ngh n than h t m n ch ñư c áp d ng ñ i v i than luy n c c Nhưng ngày có nhi u nhà máy n than m i xây d ng xem xét phương án ñưa ñ sâu n t i ñ h t 0,5 (3)mm v i c than lư ng 1.2 Tình hình n than h t m n t i Vi t Nam 1.2.1 ð c ñi m tính ch t than h t m n vùng Qu ng Ninh Các đ c tính b n c a than vùng Hòn Gai C m Ph : Than cám 6mm c a m chi m t l t 65% ñ n 75%; Than c p h t m n c a m thu c lo i trung bình n đ n khó n 1.2.2 Tình hình n than c p h t m n t i nhà máy n than Vi t Nam Ph n l n than h t m n nh vùng Qu ng Ninh khơng đư c n Hi n nay, ch có m t s xư ng n l n m i có khâu n cám m n (ch y u c p h t 0,1 – 0,5(1) mm) Nhưng lư ng than m n ñưa n ch chi m m t t l nh thư ng ñư c n chung v i than c p h t l n 1.2.3 Các nghiên c u n than h t m n t i Vi t Nam Các nghiên c u n than h t m n c p h t 0,1 - 1mm Vi t Nam ch y u t p trung vào phương án thay th h th ng máng xo n ñang t n t i b ng thi t b xyclon nư c ho c m t s nghiên c u n n i mùn c p h t – 0,5(1)mm n bàn ñãi 1.3 Các thi t b n than h t m n truy n th ng k t qu ñã ñ t ñư c 1.3.1 Xyclon huy n phù Xyclon huy n phù cho ch t lư ng than s ch t l thu h i cao, di n tích chi m ch nh Nhưng chi phí s n xu t cao 1.3.2 Xyclon nư c Xyclon nư c cho phép thu ñư c s n ph m than s ch ch t lư ng cao Nhưng s n ph m đá th i có đ tro th p, chi phí lư ng nư c l n, m c đ hao mịn thi t b cao 1.3.3 Máng xo n Máng xo n có giá thành l p ñ t n th p, d ho t ñ ng b o dư ng Nhưng chúng ch n t t t tr ng phân n cao phù h p v i than c p h t 0,1 – 1mm 1.3.4 Bàn ñãi Bàn ñãi có m c ñ làm giàu cao, chi phí s n xu t th p Như c ñi m b n c a bàn ñãi su t nh , chi m nhi u di n tích nhà xư ng 1.3.5 Máy l ng Máy l ng có chi phí s n xu t so v i n huy n phù th p, thi t b n t t ñ i v i c p h t l n + 6mm Khi n than c p h t nh , m n hi u qu n không cao 1.3.6 Thi t b n siêu tr ng l c Thi t b n siêu tr ng l c dùng ñ n mùn than (c p h t nh 0,5mm, cho ñ n máy v n chưa ñư c áp vào th c t n than, máy thư ng ñư c s d ng ñ tách lưu huỳnh d ng pyrit kh i than 1.3.7 Tuy n n i Tuy n n i cho hi u qu n cao n than c h t nh 0,5(1) mm, n u s d ng thi t b n n i c t s cho su t thi t b cao Như c ñi m c a phương pháp chi phí s n xu t l n 1.4 Thi t b n t ng sơi đ n than c p h t m n 1.4.1 Nguyên lý n t ng sôi T ng sôi tr ng thái ñ c bi t c a h t khống m n mơi trư ng khí ho c l ng Tr ng thái t ng sơi đư c t o b ng cách cho ch t l ng (ho c khí) s c qua l p v t li u ñ t t m lư i phân ph i Các thi t b t ng sôi làm vi c theo nguyên lý phân chia dòng nư c ngư c Khi m t ñ pha r n c a l p t ng sôi giá tr cao h t v t li u đư c phân tách thi t b theo t tr ng ch y u sau theo ñ h t 1.4.2 Các thi t b n t ng sơi đ n than c p h t m n 1.4.2.1 Máy n t ng sôi c p li u gi a (Teeter Bed Separators) máy n này, bùn c p li u theo hư ng ti p n vào tâm, ñ gi m t i ña s r i lo n c p li u ñ ng ñ u vào thi t b Như c ñi m b n c a thi t b l p t ng sơi n đ nh, chi phí nư c t o t ng sôi cao su t thi t b th p 1.4.2.2 Máy n t ng sôi c p li u theo phương ngang (CrossFlow) máy n này, bùn ñư c c p vào theo phương ngang ti p n v i dịng ch y Dịng c p li u s ch y tràn toàn b b m t phía c a thi t b r i ñi vào vùng phân chia Phương pháp làm gi m ñáng k s r i lo n c a l p t ng sơi Như c m c a su t th p chi phí nư c t o t ng sơi cao 1.4.2.3 Tuy n n i – t ng sôi (Hydro-float) Khi n than b ng thi t b t ng sơi ln có s tích t h t l n t tr ng nh n m phía c a l p t ng sôi, nh ng h t q n ng khơng th vào s n ph m tràn M t gi i pháp ñ thu h i h t vào s n ph m tràn đưa bóng khí vào thùng máy ñ h tr s d ch chuy n c a h t thơ có t tr ng th p ðây nguyên lý c a máy Hydro - Float đ n than Như c m c a thi t b su t th p 1.4.2.4 Máy l ng C t Thi t b d ng c t th ng ñ ng, bên có k t c u đ m d ng t m xoáy c ho c t m ghép lư n sóng Dịng nư c t o t ng sơi đư c thay đ i v i m t t n s biên ñ nh t ñ nh M c dù ch ho t ñ ng chưa ñư c sáng t nh ng s li u th nghi m ban ñ u cho th y ñây thi t b n tr ng l c có hi u qu cao 1.4.2.5 Máy n t ng sôi c u trúc d ng t m nghiêng (Reflux classifier) Trong thi t b n t ng sơi đ c p trên, thi t b n t ng sôi d ng “Reflux Classifier (RC)” thi t b có hi u qu n cao so v i thi t b n t ng sôi khác Trong thi t b RC s d ng m t lo t t m nghiêng đ tăng cư ng q trình l ng ñ ng h t v t li u, ñ ng th i làm tăng su t c a thi t b Hơn n a t m nghiêng cịn gi cho m t đ c a l p t ng sơi n đ nh s dao ñ ng l n c a t c đ dịng nư c t o t ng sơi Cũng nh có t m nghiêng mà chi phí nư c t o t ng sơi q trình n th p nhi u so v i thi t b n t ng sôi khác 1.5 So sánh thi t b n than h t m n Các thi t b n than c p h t m n đ u có ưu ñi m c ñi m riêng Vi c l a ch n m t thi t b n than h t m n phù h p ph thu c ch y u vào: tính kh n c a than; yêu c u ch t lư ng s n ph m than s ch Nói chung thi t b n t ng sôi có t l thu h i than s ch cao, chi phí s n xu t th p, di n tích chi m ch nh su t cao Như c ñi m b n c a chúng là: ch t lư ng s n ph m than s ch khơng cao chi phí nư c l n Trong thi t b n t ng sôi, thi t b RC phù h p v i trình n than h t m n c Vì n đ nh làm vi c, chi phí nư c t o t ng sơi th p, su t hi u qu n cao thi t b n t ng sôi khác Chương THI T B TUY N T NG SÔI C U TRÚC D NG T M NGHIÊNG 2.1 C u t o thi t b n t ng sôi c u trúc d ng t m nghiêng Máy thư ng có ti t di n hình vng ho c hình ch nh t Góc nghiêng c a t m nghiêng dao ñ ng t 600 - 800, kho ng cách gi a t m nghiêng t đ n 20 l n kích thư c c c v t li u l n nh t ñưa n, t l gi a chi u dài t m nghiêng (L) kho ng cách gi a t m nghiêng (z) t 10 – 200 T m phân ph i nư c t o t ng sơi, m t t m thép đ t l Mô t c u t o c a máy: - t m nghiêng phía trên; (4) - ph n hình tr ; - t m nghiêng phía dư i; - ng c p li u; - ng c p nư c t o t ng sôi; - t m phân ph i nư c; - van tháo ñá; - ng tháo ñá; 10 - ng tháo than s ch; 11 - máng h ng s n ph m nh ; 12 - c m bi n áp su t; 13 - b ñi u n 2.2 Cơ s lý thuy t 2.2.1.Cơ s c a RC Bùn than ñư c c p li u vào phía dư i c a t m nghiêng, dịng nư c lên xuyên qua kênh nghiêng, h t n ng rơi xu ng l ng t m nghiêng trư t xu ng dư i, h t nh đư c dịng nư c lên ñ y vào s n ph m tràn Khi s n ph m ñá th i ñư c h n ch tháo ngồi, chúng s tích t l i t o thành l p huy n phù t sinh ðây s cho vi c phân chia h t khoáng d a s khác v t tr ng 2.2.2 Nguyên lý n tr ng l c thi t b RC 10 (L,z) U , y s L Ux s Uy U s x Z (0,0) U Hình 3.1.Sơ đồ chuyển động hạt kênh nghiêng G i: U l t c đ dịng nư c t o t ng sơi; U’ t c đ dịng nư c lên kênh nghiêng; Us t c ñ rơi c a h t kênh nghiêng, t c ñ rơi c a h t theo phương pháp n ti p n v i t m nghiêng l n lư t Uxs; Uys B ng phương pháp tốn h c xác đ nh đư c t c đ dịng nư c t o t ng sơi c n thi t đ thu đư c h t khống có kích thư c kh i lư ng riêng cho trư c sau:  L U = kU t sin θ(1 − φ) n  cos θ + sin θ   z (3.11) Trong ñó: - φ: m t ñ pha r n l p huy n phù; - Ut: t c ñ rơi t i h n c a h t tính theo cơng th c c a Zigrang Sylvester; - n: h s ñ c trưng cho m c ñ tơi x p c a l p huy n phù; - k: h s ñ c trưng cho hình d ng đ c m b m t c a h t 11 N u xác ñ nh ñư c h s k n cơng th c (3.11) s tìm đư c t c đ dịng nư c t o t ng sơi c n thi t đ thu h i h t khống có kích thư c kh i lư ng riêng cho trư c vào s n ph m tràn 3.2 M u thi t b thí nghi m M u thí nghi m than s ch c p h t 0,5 – 3mm có kh i lư ng riêng trung bình 1425kg/m3 Thi t b thí nghi m có ti t di n 150x150mm, chi u cao ph n tr th ng ñ ng t o t ng sôi 900mm 3.3 ði u ki n thí nghi m cách x lý s li u Các thí nghi m ti n hành v i t c đ dịng nư c t o t ng sơi giá tr khác nhau, cịn u ki n khác thay ñ i sau: − Chi u dài t m nghiêng L = 600; 900 1200mm; − Kho ng cách gi a t m nghiêng z = 37,5; 50 75mm; − Góc nghiêng c a t m nghiêng θ = 700 600; − M t ñ pha r n c a l p t ng sôi φ = 0,07; 0,14 0,21; Thí nghi m đư c ti n hành gián đo n k t thúc s n ph m tràn không ch a pha r n S n ph m bùn tràn cát c a t ng thí nghi m đư c phân tích rây, đ xác ñ nh kích thư c h t ranh gi i (dr) Bi t dr s tính đư c t c ñ rơi t i h n c a h t (Ut) Thay giá tr L, z, θ, φ, U, Ut vào cơng th c (3.11) đ xác đ nh h s k n 3.4 K t qu thí nghi m xác đ nh kích thư c h t ranh gi i T k t qu thí nghi m cho th y, ñ thu h i ñư c h u h t h t than c p h t 0,5 – 3mm vào s n ph m tràn nên ch n ch đ cơng ngh sau: t c đ dịng nư c t o t ng sôi t 75 – 120mm/s; chi u dài t m nghiêng 600 – 900mm; kho ng cách gi a t m nghiêng 37,5 – 50mm; góc nghiêng c a t m nghiêng 700 m t ñ pha r n l n 0,21 3.5 Xác ñ nh h s k n Công th c (3.11) ñư c vi t l i thành công th c sau: C = k’ + Dn (3.14) 12 Trong công th c (3.14), k n n s ph i xác ñ nh D a vào k t ’ qu thí nghi m xác đ nh kích thư c h t ranh gi i l p h phương trình đ xác đ nh h s k’ n u ki n thí nghi m z = 37,5 – 50mm; L = 600 – 900mm, θ = 700 φ = 0,21 s thu h i ñư c h u h t h t than vào s n ph m tràn, h s k n có giá tr sau: − k = 0,65 – 0,78 v i giá tr trung bình là: ktb = 0,71; − n = 4,22 – 4,85 v i giá tr trung bình là: ntb = 4,54 Thay giá tr ntb, ktb φ = 0,21 vào cơng th c (3.11), đư c công th c sau: L  (3.15) U = 0,244U t sin θ cos θ + sin θ  z  Khi L b ng 600 900mm, z b ng 37,5 50mm t s L/z l n lư t 12, 16, 18 24 Thay t s L/z góc nghiêng b ng 700 vào cơng th c (3.15), thành l p đư c ñ th miêu t s ph thu c gi a t c đ dịng nư c t o t ng sơi vào kích thư c h t ranh gi i, hình 3.5 d, mm 3,5 3,3 L/z = 12 3,1 L/z = 16 L/z = 18 L/z = 24 2,9 2,7 2,5 2,3 2,1 1,9 1,7 1,5 1,3 1,1 0,9 0,7 0,5 U, mm/s 0,3 27 45 63 81 99 117 135 153 171 189 207 225 243 Hình 3.5: ð th bi u di n s ph thu c gi a t c đ dịng nư c t o t ng sơi vào kích thư c h t t s L/z 13 3.6 Nh n xét ð thu h i ñư c h u h t h t than vào s n ph m tràn c a máy n t ng sơi t c đ dịng nư c t o t ng sơi ph i có giá tr l n giá tr U công th c (3.11) ho c (3.15) Công th c (3.11) (3.15) bi u di n s ph thu c c a t c đ dịng nư c t o t ng sơi vào kích thư c h t v t li u ñưa n thông s c u t o c a máy Công th c có th s d ng làm s đ xác đ nh t c đ dịng nư c t o t ng sơi q trình n than T đ th hình 3.5 nh n th y, n u t s L/z tăng, ñ ñ m b o thu đư c h t có kích thư c kh i lư ng riêng cho trư c ñi vào s n ph m tràn ph i tăng t c đ dịng nư c t o t ng sơi Chương NGHIÊN C U CH ð CƠNG NGH TUY N THAN C P H T M N TRÊN THI T B TUY N T NG SÔI 4.1 Nghiên c u ch đ cơng ngh n than c p h t 0,1 – 1mm 4.1.1 M u thi t b thí nghi m 4.1.1.1 M u tính ch t c a m u thí nghi m M u nghiên c u l y t m Hà Tu vùng C m Ph Trong m u than nghiên c u lư ng than có đ tro th p t p trung ch y u 1,5, lư ng than có đ tro cao t p trung c p t tr ng nh c p t tr ng l n 1,8 Hai m u than thu c lo i d n tr ng l c yêu c u l y s n ph m than s ch có đ tro l n 10% 4.1.1.2 Thi t b sơ đ thí nghi m Thi t b thí nghi m có ti t di n 90x90mm, kho ng cách gi a t m nghiêng b ng 21mm, góc nghiêng c a kênh b ng 700, chi u dài t m nghiêng phía l n lư t là: 250; 370 500mm 4.1.2 ði u ki n thí nghi m cách x lý s li u 4.1.2.1 ði u ki n thí nghi m 14 Các thí nghi m đư c ti n hành theo phương pháp truy n th ng, m i lo t thí nghi m thơng s u ki n đư c gi ngun ngồi thơng s đư c kh o sát Giá tr thơng s t t nh t lo t thí nghi m trư c ñư c gi c ñ nh cho lo t thí nghi m sau Các thí nghi m đư c ti n hành song song, k t qu thí nghi m k t qu trung bình c a hai thí nghi m song song N u m t hai thí nghi m song song có sai s q 5% làm l i thí nghi m 4.1.2.2 Cách x lý s li u Các s n ph m than s ch ñá th i c a t ng thí nghi m đư c s y khơ, cân xác đ nh tr ng lư ng m u L y m u phân tích đ tro, phân tích rây Hi u qu n c a máy ñư c ñánh giá thông qua thông s sau: than s ch có đ tro (A) nh 15%, ñ ng th i có thu ho ch (γ) th c thu (ε) có th ch p nh n ñư c ðá th i c a than M Hà Tu có đ tro 80% than vùng C m Ph 75% Chi phí nư c t o t ng sôi th p nh t 4.1.3 K t qu thí nghi m 4.1.3.1 K t qu thí nghi m xác ñ nh t c ñ c p li u t i ưu C ñ nh ñi u ki n khác cịn t c đ c p li u thay ñ i v i giá tr : 0,83; 1; 1,25; 1,67kg/ph T k t qu thí nghi m ch n t c ñ c p li u t i ưu n than Hà Tu C m Ph 1kg/ph T i giá tr thu ho ch, ñ tro, th c thu c a than s ch ñ tro ñá th i n than Hà Tu C m Ph l n lư t là: 75,52%; 16,89%; 92,99%; 80,67% 81,08%; 10,12%; 93,44%; 72,98%; 4.1.3.2 K t qu thí nghi m xác đ nh t c đ dịng nư c t o t ng sơi t i ưu C đ nh u ki n khác cịn t c đ dịng nư c t o t ng sơi thay ñ i l n lư t: 25; 30; 35 40mm/s T k t qu nghiên c u ch n t c đ dịng nư c t o t ng sôi t i ưu n than Hà Tu vùng C m Ph 35mm/s Khi thu ho ch, ñ tro, th c thu c a than s ch ñ tro ñá th i n than Hà Tu C m Ph l n lư t là: 78,11%; 18,11%; 94,75%; 83,81% 82,84%; 11,05%; 94,55%; 75,25% 15 4.1.3.3 K t qu thí nghi m xác ñ nh t s L/z t i ưu C đ nh u ki n thí nghi m khác cịn t s L/z thay đ i v i giá tr : 12 (250/21); 18(370/21); 24(500/21) T k t qu thí nghi m, ch n chi u dài t m nghiêng phía n than Hà Tu C m Ph l n lư t 370mm 250mm Khi thu ho ch, đ tro, th c thu c a than s ch ñ tro ñá th i n than Hà Tu C m Ph l n lư t là: 73,42%; 14,32%; 93,23%; 82,81% 82,84%; 11,05%; 94,55%; 75,25% 4.1.3.4 K t qu n riêng t ng c p h t 0,1 – 0,5 0,5 – 1mm Khi n riêng, thu ho ch ñ tro than s ch c p h t 0,1 – 0,5mm nh so v i n chung, thu ho ch ñ tro than s ch c p 0,5 – 1mm l n so v i n chung Hi u qu n c p h t 0,5 – 1mm n riêng th p n chung 4.2 Nghiên c u ch đ cơng ngh n than c p h t 0,1 – 3mm 4.2.1 M u thi t b thí nghi m 4.2.1.1 M u tính ch t c a m u thí nghi m M u thí nghi m đư c l y t M Hà Tu vùng C m Ph Trong m u than nghiên c u lư ng than có đ tro th p t p trung ch y u nh 1,5, cịn lư ng than có đ tro cao t p trung c p t tr ng c p t tr ng l n 1,8 Các m u than ñ u thu c lo i d n tr ng l c yêu c u l y s n ph m than s ch có đ tro l n 10% 4.2.1.2 Thi t b sơ ñ thí nghi m Thi t b dùng ñ n than c p h t 0,1 – 3mm có c u t o tương t thi t b dùng ñ n than c p h t 0,1 – 1mm, có kích thư c l n Thi t b có ti t di n 150x150mm t m nghiêng phía có th thay đ i đư c chi u dài (600; 900; 1200mm), góc nghiêng (60; 65; 70; 750) kho ng cách gi a t m nghiêng (30; 37,5; 50; 75mm) 4.2.2 ði u ki n thí nghi m cách x lý s li u Cách ti n hành thí nghi m tương t q trình thí nghi m n than c p 0,1 – 1mm 16 Các s n ph m than s ch, ñá th i trung gian c a t ng thí nghi m ñư c s y khô, cân xác ñ nh kh i lư ng m u L y m u phân tích đ tro phân tích rây qua rây 1mm Hi u qu n c a máy ñư c ñánh giá thông qua thông s sau: Than s ch có đ tro (A) nh 20% - 25%, ñ ng th i có thu ho ch (γ) th c thu (ε) có th ch p nh n ñư c ðá th i c a than m Hà Tu có đ tro 80% than vùng C m Ph 75% Chi phí nư c t o t ng sôi th p nh t 4.2.3 K t qu thí nghi m 4.2.3.1 K t qu thí nghi m xác đ nh t c đ dịng nư c t o t ng sôi chi u dài t m nghiêng t i ưu C ñ nh ñi u ki n thí nghi m khác, cịn t c đ dịng nư c t o t ng sơi (U) chi u dài t m nghiêng (L) thay ñ i sau: − U = 75; 84; 93; 102 111mm/s − L = 600; 900 1200mm T k t qu thí nghi m ch n chi u dài t m nghiêng t c đ dịng nư c t o t ng sôi n than Hà Tu C m Ph l n lư t 900mm, 600mm 93, 102mm/s K t qu thí nghi m ch ñ t i ưu cho b ng 4.21 4.22 4.2.3.2 K t qu thí nghi m xác đ nh góc nghiêng t i ưu c a t m nghiêng C ñ nh ñi u ki n thí nghi m khác cịn góc nghiêng c a kênh thay ñ i l n lư t 60; 65; 700; 750 T k t qu thí nghi m ch n góc nghiêng t i ưu n than Hà Tu C m Ph 700 K t qu thí nghi m ch đ t i ưu cho b ng 4.21 4.22 4.2.3.3 K t qu thí nghi m xác đ nh kho ng cách t i ưu gi a t m nghiêng C ñ nh u ki n thí nghi m khác kho ng cách gi a t m nghiêng thay ñ i l n lư t 75; 50; 37,5; 30mm T k t qu thí nghi m ch n kho ng cách gi a t m nghiêng t i ưu n than Hà Tu C m Ph 37,5mm K t qu thí nghi m 4.22 ch ñ t i ưu cho b ng 4.21 17 4.2.3.4 K t qu thí nghi m n liên t c K t qu thí nghi m ñư c cho b ng 4.21 4.22 B ng 4.21: K t qu n than C m Ph ch ñ t i ưu Ch ñ n Than s ch ðá th i γ, % A, % ε, % γ, % A, % ε, % T tr ng th p 77,95 17,78 86,1 9,48 76 3,06 T tr ng cao 90,52 20,28 96,94 9,48 76 3,06 Liên t c 86,97 18,11 95,51 13,03 74,33 B ng 4.22: K t qu n than Hà Tu ch ñ t i ưu Ch ñ n Than s ch 4,49 ðá th i γ, % A, % ε, % γ, % A, % ε, % T tr ng th p 55,51 24,41 74,22 24,88 82,23 7,82 T tr ng cao 75,12 30,63 92,18 24,88 82,23 7,82 Liên t c 68,68 26,5 88,81 31,32 79,68 11,19 4.3 Nh n xét T k t qu nghi m n than c p h t 0,1 – 1mm 0,1 – 3mm nh n th y: M u than Hà Tu C m Ph ch n m t l n thi t b n t ng sôi ñ u cho k t qu t t, v n hi n tư ng l n l n gi a s n ph m chi phí nư c t o t ng sơi cịn cao Do v y c n nghiên c u b sung ñ kh c ph c c ñi m trên, nh m hồn thi n cơng ngh n than c p h t m n thi t b RC Chương NGHIÊN C U NH HƯ NG C A CÁC BI N PHÁP LÀM TĂNG HI U QU TUY N THAN C P H T 0,1 – 3MM TRONG THI T B T NG SÔI 5.1 M u thi t b thí nghi m 5.1.1 M u tính ch t c a m u thí nghi m M u thí nghi m than c p h t 0,1 – 3mm ñã ñư c nghiên c u Chương 18 5.1.2 Thi t b sơ đ thí nghi m Thi t b thí nghi m thi t b đư c s d ng nghiên c u n than c p h t 0,1 – 3mm Chương 4, có thêm m t c u đ bơm nư c ho c khí nén t o xung 5.2 ði u ki n thí nghi m cách x lý s li u ð t o xung máy n t ng sơi, ti n hành c p dịng nư c khí theo chu kỳ nh t đ nh Trong q trình thí nghi m nh hư ng c a q trình t o xung ln trì t c đ dịng nư c t o t ng sôi m c th p nh t 75mm/s chi u dài t m nghiêng phía 600mm Cịn thơng s khác thơng s t i ưu tìm đư c Chương n than c p h t 0,1 – 3mm Các s n ph m c a trình n đư c l y m u phân tích đ tro, phân tích chìm n i phân tích rây Các s n ph m ñư c ñánh giá qua ch tiêu công ngh : thu ho ch (γ); ñ tro (A) th c thu ph n cháy (ε) 5.3 K t qu thí nghi m 5.3.1 Thí nghi m nghiên c u nh hư ng c a trình t o xung b ng nư c 5.3.1.1 Thí nghi m xác đ nh t n s dịng nư c t o xung t i ưu C ñ nh u ki n thí nghi m khác cịn t n s t o xung thay đ i l n lư t: 30; 40; 50; 60;70 80 l n/ph T k t qu thí nghi m ch n t n s dòng nư c t o xung t i ưu n than C m Ph Hà Tu l n lư t 40 l n/ph 60 l n/ph K t qu thí nghi m giá tr t i ưu cho b ng 5.27 5.28 5.3.1.2 Thí nghi m xác đ nh t c đ dịng nư c t o xung t i ưu C đ nh u ki n thí nghi m khác cịn t c đ dịng nư c t o xung thay ñ i l n lư t là: 26; 35; 44; 53 62mm/s T k t q thí nghi m ch n t c đ dịng nư c t o xung t i ưu n than C m Ph Hà Tu l n 19 lư t là: 35mm/s 53mm/s K t qu thí nghi m giá tr t i ưu cho b ng 5.27 5.28 5.3.1.3 Thí nghi m n liên t c K t qu thí nghi m cho b ng 5.27 5.28 5.3.2 Thí nghi m nghiên c u nh hư ng c a trình t o xung b ng khí 5.3.2.1 Thí nghi m xác đ nh t n s dịng khí t o xung t i ưu C ñ nh ñi u ki n thí nghi m khác cịn t n s t o xung thay ñ i l n lư t: 30; 40; 50; 60; 70 l n/ph Theo k t qu thí nghi m ch n t n s t o xung t i ưu n than Hà Tu C m Ph 40 l n/ph K t qu thí nghi m giá tr t i ưu cho b ng 5.27 5.28 5.3.2.2 Thí nghi m xác đ nh t c đ dịng khí t o xung t i ưu C ñ nh ñi u ki n thí nghi m khác cịn t c đ t o xung b ng khí thay đ i l n lư t là: 20; 25; 30; 35; 40 45mm/s T k t qu thí nghi m ch n t c đ dịng khí t o xung t i ưu n than C m Ph Hà Tu l n lư t 30mm/s 25mm/s K t qu thí nghi m giá tr t i ưu cho b ng 5.27 5.28 5.3.2.3 Thí nghi m n liên t c K t qu thí nghi m cho b ng 5.27 5.28 5.3.2.4 Thí nghi m xác ñ nh nh hư ng c a d u thông ð tránh hi n tư ng n i h c c a mùn sét trình t o xung b ng khí ti n hành thí nghi m v i chi phí d u thơng giá tr sau: 0; 25; 50; 75; 100 125g/t T k t qu thí nghi m ch n chi phí d u thơng t i ưu n than Hà Tu C m Ph l n lư t là: 50g/t 75g/t thu ho ch, ñ tro th c thu than s ch n than Hà Tu C m Ph l n lư t là: 69,43%; 24,69%; 92,36% 85,1; 14,77%; 97,38% Như v y, d u thơng làm thay ñ i ñáng k hi u qu n, ñ c bi t s n ph m ñá th i có đ tro r t cao 20 B ng 5.27: K t qu thí nghi m n than Hà Tu ch ñ t i ưu b sung thêm trình t o xung b ng nư c khí Ch đ T o xung b ng khí n Than s ch ðá th i γ t, % A t, % εt, % γ ñ, % Añ,% εñ, % Liên t c 66,10 25,10 87,95 33,90 79,99 12,05 Gián ño n 66,42 24,75 88,54 33,58 80,75 11,46 T o xung b ng nư c Liên t c 67,18 24,5 89,3 32,82 81,49 10,7 Gián ño n 67,6 23,21 91,89 32,4 85,86 8,11 B ng 5.28: K t qu thí nghi m n than C m Ph ch ñ t i ưu b sung thêm trình t o xung b ng nư c khí Ch đ T o xung b ng khí n Than s ch ðá th i γ t, % Liên t c Gián ño n A t, % εt, % γ ñ, % Añ,% εñ, % 84 15,98 95,26 16 78,05 4,74 84,36 14,9 96,4 15,64 82,87 3,6 T o xung b ng nư c Liên t c 83,29 15,55 94,54 16,71 75,69 5,46 Gián ño n 83,78 14,8 96,12 16,22 82,23 3,88 5.4 Nh n xét Sau nghiên c u nh hư ng c a trình t o xung b ng nư c khí nh n th y: hi u qu n than c p h t 0,1 – 3mm máy n cao hơn, s n ph m than s ch đá th i c a q trình n ñư c c i thi n r t nhi u c v thu ho ch l n ñ tro so v i q trình n khơng t o xung 21 K t lu n ki n ngh K t lu n Hi n nay, s n lư ng khai thác than hàng năm c a m than vùng Qu ng Ninh ngày tăng m ph i khai thác xu ng sâu ðã làm cho lư ng than than cám – 6mm ch t lư ng x u sinh trình khai thác ngày nhi u, lo i than có giá tr kinh t th p khó tiêu th Vì v y đ nâng cao giá tr kinh t c a lo i than tránh lãng phí tài ngun, lo i than c n ph i ñư c ñưa qua khâu n ñ nâng cao ch t lư ng T k t qu nghiên c u cho th y, than c p h t m n vùng Qu ng Ninh có th n t t thi t b n t ng sôi, m u than m Hà Tu vùng C m Ph c h t 0,1 – 3mm ch n m t l n thi t b n t ng sơi thu đư c k t qu n kh quan Khi n than Hà Tu ñ tro ban ñ u 43,75% ñã thu ñư c s n ph m than s ch có đ tro t 20 – 25% v i m c th c thu than s ch ñ t x p x 80% ñ tro ñá th i 80%, ñ i v i than vùng C m Ph ñ tro ban ñ u 25,48% ñã thu ñư c s n ph m than s ch có đ tro t 13 – 17% v i m c th c thu ñ t x p x 90% ñ tro ñá th i ñ t 75% ð thu h i t i ña h t than vào s n ph m tràn c a máy n t ng sơi, t c đ dịng nư c t o t ng sơi c n thi t q trình n có th xác đ nh theo cơng th c sau: L  U = kU t sin θ(1 − φ) n  cos θ + sin θ  z  Trong đó: - k = 0,65 – 0,78, giá tr trung bình là: ktb = 0,71; - n = 4,22 – 4,85, giá tr trung bình là: ntb = 4,54 T c đ dịng nư c t o t ng sôi c n ch n cho trì l p t ng sơi ch đ n ñ nh, ñ ng th i ph i th ng ñư c t c ñ l ng ñ ng c a h t l n có t tr ng nh Khi c h t l n nh t than ñưa n l n ho c c n t n thu t i ña than s ch nên ch n t c đ dịng nư c t o t ng sôi cao so v i n than c h t nh ho c c n l y than s ch ch t lư ng cao 22 Trong q trình thí nghi m nh n th y t c đ dịng nư c t o t ng sôi t i ưu n m kho ng (25-35)Dmaxmm/s (Dmax, mm) Thông s c u t o quan tr ng c a thi t b RC trình n than t s L/z, thông s nh hư ng tr c ti p ñ n su t c a thi t b ch t lư ng c a s n ph m ð l y than s ch ch t lư ng cao ho c kích thư c h t l n nh t than ñưa n nh nên dùng chi u dài t m nghiêng phía (L) dài ð t n thu t i ña than s ch ho c than đưa n có kích thư c l n nên dùng t m nghiêng phía có chi u dài ng n Kho ng cách gi a t m nghiêng (z) cịn nh hư ng đ n ch đ dịng ch y c a dịng nư c kênh nghiêng Theo k t qu thí nghi m có th ch n: L = (200-300)Dmaxmm; z = (10-20)Dmaxmm L/z = 12 – 24 cho trình n than c h t 0,1-3mm Góc nghiêng c a t m nghiêng làm thay ñ i ñáng k ch t lư ng c a s n ph m n, nh hư ng ñ n quãng ñư ng th i gian rơi c a h t ñ n b m t t m nghiêng Góc nghiêng th p h t l ng xu ng b m t t m nghiêng nhi u hơn, s n ph m than s ch có ñ tro th p m t mát than s ch vào ñá th i l n ñó s n ph m ñá th i có ñ tro th p Ngư c l i, góc nghiêng t m nghiêng m t tác d ng l ng đ ng Theo k t qu thí nghi m góc nghiêng thích h p cho q trình n than c p h t m n 700 Quá trình t o xung b ng nư c ho c khí c i thi n đáng k hi u qu n c a thi t b , ñ c bi t làm tăng ch t lư ng ñá th i C th n than Hà Tu C m Ph v n thu ñư c than s ch có ch t lư ng tương t q trình n khơng t o xung, th c thu than s ch ñ t 90% ñ tro ñá th i 80% Q trình t o xung b ng khí cho ch t lư ng than s ch th p m t chút so v i trình t o xung b ng nư c, song làm gi m đáng k chi phí nư c q trình n Như c m c a q trình t o xung b ng khí x y hi n tư ng n i h c c a slam làm gi m ch t lư ng c a than s ch 23 ð kh c ph c c m này, q trình c p b t khí nên cho thêm m t lư ng nh d u thông Thi t b n t ng sơi r t phù h p đ n than c p h t 0,1-3mm vùng Qu ng Ninh, c n ti n hành nghiên c u quy mô l n đ có th áp d ng vào th c t n than Vi t Nam Ki n ngh Ti p t c nghiên c u nh hư ng c a lư ng mùn than (c p -0,2mm) ñ n hi u qu n than thi t b n t ng sôi s có m t c a có tác d ng làm tăng đ nh t c a mơi trư ng, t o l p huy n phù t sinh, làm gi m t c ñ l ng ñ ng c a h t làm tăng kích thư c h t l n nh t than ñưa n C n nghiên c u m r ng gi i h n c a than ñưa n ñ n 6mm ho c l n n a ñ phù h p v i ñi u ki n c th t i Vi t Nam Trư c m t c n nghiên c u nh hư ng c a mùn than ñ n hi u qu n than thi t b n t ng sôi m r ng c p h t ñưa n ñ n 6mm Sau ñó ti n hành nghiên c u n quy mơ bán cơng nghi p cơng nghi p, đ có th s m áp d ng thi t b vào th c t n than t i Vi t Nam Danh m c cơng trình công b c a tác gi Ph m Văn Lu n (2008), Thi t b n t ng sơi, m t phương pháp m i đ x lý than c p h t m n, T p chí Công nghi p M , s Nguy n Hoàng Sơn, Ph m Văn Lu n (2009), Nghiên c u n m t s m u than m n c p h t 0,1 – mm thi t b n t ng sơi phịng thí nghi m, T p chí Cơng nghi p M , s Ph m Văn Lu n (2009), ðánh giá hi u qu n c a thi t b n t ng sôi qua thông s sai s gi i, T p chí Cơng nghi p M , s Pham Van Luan, Nguyen Hoang Son, Pham Huu Giang, (2010), Beneficiation of fine coal containing high ash in hatu coal mine by 24 fluidized bed separator, Proceedings of advanced mining for sustainable development, International mining conference Halong 23 – 25 sep 2010 Ph m Văn Lu n nnk (2010), Nghiên c u nh hư ng dịng nư c t o xung đ n hi u qu n than c p h t -3mm thi t b n t ng sôi, H i ngh khoa h c l n th 19 Trư ng ð i h c M - ð a ch t Ph m Văn Lu n nnk (2011), Nghiên c u ch đ cơng ngh n than c p h t 0,1 – 3mm thi t b n t ng sơi, T p chí Công Nghi p M , s Ph m Văn Lu n nnk (2011), Nghiên c u nh hư ng c a trình t o xung b ng nư c khí đ n hi u qu n than c p h t m n thi t b n t ng sôi, T p chí Cơng Nghi p M , s Ph m Văn Lu n nnk (2011), Nghiên c u nh hư ng c a d u thông d u h a ñ n hi u qu n than c p 0,1 – 3mm thi t b n t ng sôi d ng t m nghiêng (RC), T p chí Cơng Nghi p M , s