一种低阶煤复配捕收剂的配比方法及系统

本发明涉及绿色选煤，尤其涉及一种低阶煤复配捕收剂的配比方法及系统。

背景技术：

1、低阶煤主要包括褐煤、长焰煤、弱黏煤和不粘煤，占我国煤炭储量的50%以上。在低阶煤的洗选、加工或运输过程中产生的粒度小于0.5mm的细粒煤泥称为低阶煤煤泥，低阶煤煤泥因具有疏水性差、粒度细、比表面积大等特性，处理难度较大。浮选作为绿色选煤技术的重要手段，可有效实现细粒低阶煤煤泥的降灰提质，将其转化为可以利用资源。

2、由于低阶煤煤泥表面含氧官能团含量高，形成的表面水化膜较厚，常规烃类油捕收剂难以在其表面有效铺展，导致浮选药剂消耗量极大。以柴油为捕收剂时，吨煤泥耗量常达8kg以上，有的甚至高达50kg，既增加了成本，又消耗了不可再生资源。基于含氧官能团类药剂（如羧酸、酯、酮、醛等）对低阶煤泥的选择性吸附作用，现有采用由烃类油与多种含氧极性有机物复配而成的低阶煤浮选捕收剂，能将吨煤泥药剂耗量降低至0.6-3.0kg，大幅提升了浮选经济性且提高精煤产率，减少固废污染，符合绿色选煤理念。

3、然而，复配捕收剂浮选技术作为绿色选煤技术的重要环节，其工艺稳定性仍是大规模工业应用面临的瓶颈。复配表面活性剂类捕收剂的吸附由表面活性剂与煤表面之间的静电与氢键作用、药剂长链对煤表面极性基团的覆盖作用、不同捕收剂组分之间的协同作用共同实现。低阶煤煤质波动大是行业普遍难题，不同矿区甚至同一矿区不同批次的低阶煤煤泥，在灰分含量、表面含氧官能团种类及组成占比上都存在显著差异，造成其对复配捕收剂各类组分的响应特性也不相同。现有浮选装置中，复配捕收剂添加多为人工配比或单因素调节，缺乏实时感知与闭环响应机制，当煤质波动时，复配捕收剂的调整完全依赖人工经验和手动操作，存在滞后性和精度偏差，且无法实现复配捕收剂组分与煤样表面特征的最优匹配，导致浮选效率下降或药剂浪费，使得复配捕收剂浮选技术在大规模工业应用时使用受限。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种低阶煤复配捕收剂的配比方法及系统，用以解决现有复配捕收剂配方固定、对煤质波动适应性差和人工操作精度低的问题之一。

2、本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

3、本发明提供了一种低阶煤复配捕收剂的配比方法，包括：

4、s1：检测入料矿浆的矿浆浓度c和入料灰分af；

5、s2：建立“f（af，c）-p_final”前馈控制模型，得到复配捕收剂的初始目标组分配比向量p_final；

6、s3：持续检测精煤灰分a_conc和尾煤灰分a_tail。

7、进一步地，所述步骤s2包括：

8、s21：入料灰分等级和矿浆浓度等级的基础划分规则设置；

9、s22：设置各捕收剂组分配比的优选范围；

10、s23：计算初始目标组分配比向量p_final；

11、s24：按照p_final中各捕收剂组分配比进行复配捕收剂配置。

12、进一步地，所述步骤s23包括：

13、s231：采用梯形模糊隶属度函数计算af对各等级的隶属度；

14、s232：通过带有滞回区间的规则判定矿浆浓度c的等级level_c；

15、s233：设置并计算组分综合倾向系数向量k。

16、进一步地，所述步骤s233包括：

17、s2331：设置不同入料灰分等级和矿浆浓度等级下各捕收剂组分倾向系数基准表。

18、进一步地，所述步骤s233还包括：

19、s2332：根据矿浆浓度等级level_c查表得到不同af对应的倾向系数向量。

20、进一步地，所述步骤s233还包括：

21、s2333：根据步骤s231得到的入料灰分隶属度向量，通过将不同af对应的倾向系数向量与入料灰分隶属度向量进行加权平均得到综合组分倾向系数向量k。

22、进一步地，所述入料灰分等级包括高灰h级、中灰m级和低灰l级。

23、进一步地，所述矿浆浓度等级包括低浓度和中高浓度。

24、本发明还提供了一种低阶煤复配捕收剂的配比系统，用于对上述配比方法进行实施，包括入料煤质在线检测单元、精煤/尾煤在线灰分检测单元和智能主控单元。

25、进一步地，所述入料煤质在线检测单元包括入料矿浆浓度计和入料在线灰分仪；所述精煤/尾煤在线灰分检测单元包括精煤在线灰分仪和尾煤在线灰分仪；所述智能主控单元包括工业级可编程逻辑控制器和工控机。

26、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

27、1.本发明的低阶煤复配捕收剂的配比方法，依据入料灰分和矿浆浓度的实时数据建立前馈控制模型，通过前馈控制模型将入料煤质的变化与捕收剂组分的配比建立映射关系，在面对入料煤质波动时，自动调整复配捕收剂组分配比，提高了各捕收剂组分配比对实际入料煤质的适应性。

28、2.本发明的低阶煤复配捕收剂的配比方法，通过采用梯形模糊隶属度函数计算入料灰分af对各等级的隶属度，以及通过带有滞回区间的规则判定矿浆浓度c的等级，降低了实际入料灰分值和矿浆浓度值的跳变影响，从而提高了智能主控单元进行配比的稳定性。

29、3.本发明的低阶煤复配捕收剂的配比系统，通过智能主控单元实现自动运算获取多种捕收剂组分的配比值，减少了人工干预和操作产生的误差，降低了复配捕收剂的浪费。

30、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的内容中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过文字以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

1.一种低阶煤复配捕收剂的配比方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的低阶煤复配捕收剂的配比方法，其特征在于，所述步骤s2包括：

3.根据权利要求2所述的低阶煤复配捕收剂的配比方法，其特征在于，所述步骤s23包括：

4.根据权利要求3所述的低阶煤复配捕收剂的配比方法，其特征在于，所述步骤s233包括：

5.根据权利要求4所述的低阶煤复配捕收剂的配比方法，其特征在于，所述步骤s233还包括：

6.根据权利要求5所述的低阶煤复配捕收剂的配比方法，其特征在于，所述步骤s233还包括：

7.根据权利要求2-6任一项所述的低阶煤复配捕收剂的配比方法，其特征在于，所述入料灰分等级包括高灰h级、中灰m级和低灰l级。

8.根据权利要求2-6任一项所述的低阶煤复配捕收剂的配比方法，其特征在于，所述矿浆浓度等级包括低浓度和中高浓度。

9.一种低阶煤复配捕收剂的配比系统，其特征在于，用于对权利要求1-8中任一所述方法进行实施，包括入料煤质在线检测单元（1）、精煤/尾煤在线灰分检测单元（4）和智能主控单元（5）。

10.根据权利要求9所述的低阶煤复配捕收剂的配比系统，其特征在于，所述入料煤质在线检测单元（1）包括入料矿浆浓度计（11）和入料在线灰分仪（12）；所述精煤/尾煤在线灰分检测单元（4）包括精煤在线灰分仪（41）和尾煤在线灰分仪（42）；所述智能主控单元（5）包括工业级可编程逻辑控制器和工控机。