试析煤泥浮选工艺技术的现状与发展方向论文_高丽媛,刘文军

试析煤泥浮选工艺技术的现状与发展方向论文_高丽媛,刘文军

内蒙古科技大学 内蒙古自治区包头市 014010

摘要:随着国家经济的发展,我国的科技水平也得到了迅速的发展,尤其是浮选技术,在处理细粒级煤(<0.5mm)中浮选是最有效的办法之一。在煤泥浮选过程中,由于自身的特点在建立动态模型以及设计控制策略的时候都给浮选带来了很大的困难。本文通过分析浮选工艺参数控制技术的现状以及我国浮选控制技术面临的问题探讨了我国的煤泥浮选工艺参数控制的发展方向。

关键词:煤泥;浮选;现状;发展方向

一、引言

在处理细粒级煤(<0.5mm)中浮选是最有效的办法之一。浮选是一个非常复杂的物理化学过程,它是在固、液、气三者中完成的,所以对浮选工艺效果产生影响的因素有很多,而且在这些因素之间也存在着耦合现象,加大了它们的作用机理繁杂性。此外浮选过程不具备线性特点,药剂添加量和浮选精煤灰分之间、入浮浓度和产品灰分之间等都存在着明显的非线性关系。另一方面,浮选属于一种大时滞系统,需要花费十几分钟物料才可以完成全部的过程,调整工艺参数的步伐滞后于干扰变化。在煤泥浮选过程中,由于自身的特点在建立动态模型以及设计控制策略的时候都给浮选带来了很大的困难。

二、浮选工艺参数控制技术现状

2.1国外浮选控制技术现状

国外的煤泥浮选工艺要比国内先进,因为国外的传感器技术和计算机技术发展都比较先进,所以国外煤泥浮选过程的控制要比国内出现的早,技术水平也比较高。澳大利亚、美国和德国在这个领域里技术水平处于领先地位,这三个国家不断的提高自身技术不再局限于定值控制,研发了在线测灰装置的优化控制,在控制策略方面由模糊逻辑控制逐渐取代了PID控制。

2.2国内浮选控制技术现状

和国外的技术相比,我国的煤泥浮选工艺参数的自动控制发展比较慢。我们国家目前还没有研发出煤浆测灰仪,所以我国的技术还存在于定值控制的水平上。我国对浮选工艺参数的控制采用的都是定值控制方式,使用PID控制算法进行调节。对浮选工艺采用定值控制可以有效的减少浮选药剂耗量、增加精煤的回收量,但是只能依靠工作人员的经验和实验来确定入浮浓度设定值、流量设定值以及每吨干煤泥药耗及配比,缺乏科学的理论推导方法,此外由于煤厂的煤质具有差异以及使用的浮选药剂也有不同,所以控制量也存着不同。目前需要研究的主要课题就是:设定值在煤质的变化和环境的改变下如何进行确定以获得最佳的浮选效果,但是截至目前还没有得出这种结论。

三、我国浮选控制技术面临的问题

和国外技术相比,我国的选煤厂浮选技术和浮选自动控制水平还存着明显的差距。我国的煤泥浮选工艺参数过程控制已经经历了十多年的发展,选煤厂凡是取得了“现代化选煤厂”名号的都设置了浮选自动控制。尽管有很多的选煤厂实现了浮选自动化,但是在实际使用的时候其效果并不能使人满意:可靠性差,使用寿命短。

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目前在控制装置、检测元件和执行机构等方面我国的浮选控制系统发展比较落后,急需更新和提高。当前的煤泥浮选控制系统在加药装置方面通常使用电磁阀和齿轮泵,但是经过实践之后发现它的效果和可靠性都非常的差,但是在化工行业对于微流量药剂的计算和控制出现了精密计量泵,其使用效果比较好。因为对液位的调整缺乏根据,所以我国对煤浆液位控制的应用比较少,另外,要研发新型的执行装置,因为在现场中不论是手动的还是自动的都使升降尾煤闸板的电动执行机构很难正常运行。当时的软硬件技术条件都非常的有限,所以之前研发的浮选工艺参数控制系统的可靠性比较差。

有数据表明,我国的煤泥浮选控制技术和国外相比产生差距的主要原因体现在两个方面,即传感器(主要是煤浆测灰仪)和控制策略。在同位素测灰方面我国的研究已经非常深入,从20世纪70年代发展至今,我国生产了大量的测灰仪,但是这些产品大多是离线式,煤样测量是非常有限的,只能测量原煤或者最终的精煤。

四、煤泥浮选工艺参数控制的发展方向

控制系统的技术水平除了依靠计算机的结构和检测仪器的技术之外,还取决于其控制策略,经典控制策略和以模型为基础的现代控制策略是我国煤泥浮选控制策略经历的两个阶段,但是它们要求控制对象要有精确的数学模型。

对浮选指标的工艺参数产生影响的因素有很多,而且变量的检测工作也非常的复杂。对于浮选操作来说要做到各工艺参数之间的配合是比较困难的,而这也是提高回收率的关键技术。截至目前,还没有一个可以完整准确的反映出浮选过程的数学模型,以模型为基础的现代控制策略设计的控制系统通常无法实现理想中的效果,甚至不能使用,所以要在浮选控制中引进人工智能。

在浮选控制方面虽然国外已经研发出了模糊逻辑这种先进的技术来实现人工智能,但是依然没有办法获得更深的技术资料。在我国以人工智能为基础的计算机控制已经被运用到了诸多领域之中,但是选煤行业的工艺过程控制还没有使用。

结语

综上所述,随着国家经济的发展,我国的科技水平也得到了迅速的发展,尤其是浮选技术,在处理细粒级煤(<0.5mm)中浮选是最有效的办法之一。浮选是一个非常复杂的物理化学过程,它是在固、液、气三者中完成的,所以在研究浮选技术的时候要考虑多方面的因素,认清它们之间的交叉作用,以打造最优的浮选条件,最终实现最佳的分选效果。和国外技术相比,我国的选煤厂浮选技术和浮选自动控制水平还存着明显的差距,有数据表明,我国的煤泥浮选控制技术和国外相比产生差距的主要原因体现在两个方面,即传感器(主要是煤浆测灰仪)和控制策略。在设计和研究浮选设备和工艺的时候一定要符合国家节能减排和低碳经济的要求,要让浮选技术朝着更加高效、更加环保的方向发展。

参考文献:

[1]帖呈,张权,李峰.新型阳离子聚丙烯酰胺P(AM-DAC)絮凝剂对煤泥浮选的试验研究[J].价值工程,2017

[2]吉晓潇.选矿厂浮选过程自动加药控制系统的研究[D].西安建筑科技大学,2016

[3]宋万利.超声波技术在煤泥浮选中的应用浅谈[J].科技创新与应用,2012

作者简介:高丽媛,女,内蒙古包头人,本科

论文作者:高丽媛,刘文军

论文发表刊物:《基层建设》2017年第32期

论文发表时间:2018/1/24

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