1.1 Aperçu de l'usine de préparation du charbon
L'usine de préparation du charbon de Longquan, appartenant à la société Taiyuan Coal Gasification, est une installation à double système de grande envergure, d'une capacité nominale de 5 millions de tonnes par an. Elle produit principalement du charbon à coke et prend également en compte la production de charbon thermique. Le système de traitement des fines grossières représente 5 % de la production totale de charbon brut et possède une capacité de traitement horaire de 56,82 tonnes.
1.2 Processus de tri
Le processus de préparation du charbon dans la conception de l'usine de préparation du charbon est le suivant : après que le charbon brut a été déschlaminé et tamisé (le tamis de déschlaminage est de 1 mm), les particules de 50 à 1 mm sont séparées par un cyclone à trois produits lourd-moyen sans pression et déschlaminage, les particules grossières de 1 à 0,25 mm sont séparées par un TBS, et les particules fines de charbon inférieures à 0,25 mm sont récupérées par épaississement et filtration sous forme de charbon moyen.
2.1 Procédé de séparation et de récupération des boues grossières avant transformation technique
Le procédé de séparation et de récupération des boues grossières avant transformation technique à l'usine de préparation du charbon de Longquan est le suivant : concentration par cyclone + séparation par TBS + concentration par cyclone + déschlammage et déshydratation par tamisage à arc + déshydratation par centrifugation. Le procédé détaillé est illustré à la figure 1.
Figure 1. Diagramme de flux du procédé de séparation des boues grossières avant transformation technologique
2.2 Il y a un problème
Le tableau 1 présente les résultats des essais de tamisage du matériau entrant et du matériau passant au-dessus du tamis courbe lors de l'utilisation de ce dernier pour le tri et le classement du surplus de concentré TBS avant transformation technique. La comparaison des résultats montre que la différence de teneur en cendres entre le matériau entrant et le matériau passant au-dessus du tamis est inférieure à 5 %, ce qui indique une faible efficacité de tamisage du tamis courbe et un effet de réduction des cendres extrêmement limité.
Tableau 1 Données des tests de criblage du tamis à arc avant la transformation technologique
L'usine de préparation du charbon de Longquan présente une teneur élevée en cendres, d'importantes quantités de boues de gangue, une forte teneur en cendres internes, un faible rendement en concentré et une quantité importante de produits intermédiaires. Par conséquent, en pratique, la conception initiale du procédé de séparation et de récupération des fines grossières présente principalement les problèmes suivants :
Le procédé initial utilise un tamis en arc de cercle à faible efficacité pour couper les particules grossières et les boues, et déshydrater le surplus de concentré TBS. En raison de la forte présence de gangue dans le charbon brut et de la teneur élevée en fines particules riches en cendres, il en résulte inévitablement : le tamis en arc de cercle retient une grande quantité de fines particules riches en cendres, ce qui entraîne une teneur élevée en cendres du charbon grossier et propre ; le tamis en acier inoxydable à fentes larges s'use facilement, ce qui provoque le passage d'une grande quantité de fines grossières pauvres en cendres et la perte de charbon grossier et propre. Par ailleurs, le tamis doit être remplacé fréquemment.
3.1 Plan de transformation technologique
Afin d'améliorer le taux de récupération du charbon propre et la rentabilité, l'usine de préparation du charbon de Longquan s'est associée à Anhui Fangyuan Plastic Co., Ltd. pour moderniser son système de séparation des fines grossières. Après une phase de test concluante, elle a adopté directement les solutions d'Anhui Fangyuan Plastic Co., Ltd. pour une production à haut rendement. Le crible haute fréquence laminé FY-HVS-1500, offrant un excellent pouvoir désensablant, remplace le crible courbe pour une découpe et un criblage efficaces des effluents de la centrale TBS.
3.2 Structure et principe de fonctionnement de l'écran haute fréquence laminé FY-HVS-1500.
Le tamis à haute fréquence Fangyuan FY-HVS-1500 est un équipement mécanique qui utilise la vibration à haute fréquence de la surface de tamisage et la gravité du matériau pour le classer selon sa granulométrie. Sa structure se compose principalement d'un distributeur, d'un alimentateur, de cadres de tamisage supérieur et inférieur, d'un moteur de vibration à haute fréquence, d'une trémie de récupération du produit sur le tamis, d'un réservoir de récupération du produit sous le tamis, d'un châssis et d'une plateforme de support. Le principe de fonctionnement du tamiseur est illustré à la figure 2. Ses principales caractéristiques et avantages sont les suivants.
Figure 3 Site de criblage du charbon empilé
L'usine de préparation du charbon de Longquan présente une teneur élevée en cendres, d'importantes quantités de boues de gangue, une forte teneur en cendres internes, un faible rendement en concentré et une quantité importante de produits intermédiaires. Par conséquent, en pratique, la conception initiale du procédé de séparation et de récupération des fines grossières présente principalement les problèmes suivants :
Le procédé initial utilise un tamis en arc de cercle à faible efficacité pour couper les particules grossières et les boues, et déshydrater le surplus de concentré TBS. En raison de la forte présence de gangue dans le charbon brut et de la teneur élevée en fines particules riches en cendres, il en résulte inévitablement : le tamis en arc de cercle retient une grande quantité de fines particules riches en cendres, ce qui entraîne une teneur élevée en cendres du charbon grossier et propre ; le tamis en acier inoxydable à fentes larges s'use facilement, ce qui provoque le passage d'une grande quantité de fines grossières pauvres en cendres et la perte de charbon grossier et propre. Par ailleurs, le tamis doit être remplacé fréquemment.
3.1 Plan de transformation technologique
Afin d'améliorer le taux de récupération du charbon propre et la rentabilité, l'usine de préparation du charbon de Longquan s'est associée à Anhui Fangyuan Plastic Co., Ltd. pour moderniser son système de séparation des fines grossières. Après une phase de test concluante, elle a adopté directement les solutions d'Anhui Fangyuan Plastic Co., Ltd. pour une production à haut rendement. Le crible haute fréquence laminé FY-HVS-1500, offrant un excellent pouvoir désensablant, remplace le crible courbe pour une découpe et un criblage efficaces des effluents de la centrale TBS.
3.2 Structure et principe de fonctionnement de l'écran haute fréquence laminé FY-HVS-1500
Le tamis à haute fréquence Fangyuan FY-HVS-1500 est un équipement mécanique qui utilise la vibration à haute fréquence de la surface de tamisage et la gravité du matériau pour le classer selon sa granulométrie. Sa structure se compose principalement d'un distributeur, d'un alimentateur, de cadres de tamisage supérieur et inférieur, d'un moteur de vibration à haute fréquence, d'une trémie de récupération du produit sur le tamis, d'un réservoir de récupération du produit sous le tamis, d'un châssis et d'une plateforme de support. Le principe de fonctionnement du tamiseur est illustré à la figure 2. Ses principales caractéristiques et avantages sont les suivants.
Figure 4 Équipé d'un écran fin en polyuréthane renforcé de fibres carrées et rondes
L'usine de préparation du charbon de Longquan a optimisé le procédé de séparation et de classification des fines grossières. Elle utilise désormais des tamis à haute fréquence laminés, à haut rendement et à granulométrie performante, en remplacement des tamis à arc, ce qui permet de réduire la quantité de fines grossières produites. La teneur élevée en cendres et en fines particules permet d'obtenir un charbon propre grossier final dont la teneur en cendres est inférieure à celle requise pour le charbon propre total. Parallèlement, le problème de l'encrassement sous le tamis a été efficacement résolu. Les essais menés sur le terrain ont démontré que la teneur en cendres de la suspension de charbon sous le tamis est passée de moins de 55 % à plus de 65 %, et que le rendement du tamis a augmenté d'environ 5 % par rapport au tamis à arc. La rentabilité de l'usine s'en est trouvée considérablement améliorée.
Date de publication : 23 mars 2021