我国的“大气污染法”及“两控区”政策的出台,对各种燃煤的质量提出了更高的要求,动力煤的洗选将是选煤业发展的主要方向。动力煤洗选的比例会有较大增长,不仅是块煤的入选量增加,而且入选的粒度下限也会降低。随着入选量的增加及入选下限的降低,煤泥的量将要成倍地增加。目前动力煤选煤厂的煤泥回收工艺将很难适应这种发展。
1 现有动力煤洗选煤泥回收工艺的分析
我国的动力煤选煤厂主要以入选块煤为主,全部入选只有少数几个露天矿选煤厂。选煤工艺多为块煤跳汰或重介单一的选煤方法,个别全重介一次分选,煤泥基本都是直接回收。煤泥的回收工艺如图1、图2、图3所示的煤泥回收系统。

图1 煤泥回收系统1

图2 煤泥回收系统2

图3 煤泥回收系统3
图1为捞坑(角锥池)分级+0.5 mm(0.5~6 mm或0.5~13 mm)离心机(或配合脱水筛)回收,-0.5 mm进浓缩机,底流去压滤机(或配合高频筛)回收,溢流做循环水。
图2为筛子分级+0.5 mm(0.5~6 mm或0.5~13 mm)离心机回收,-0.5 mm筛下水泵送至旋流器分级(浓缩)+0.5 mm筛子二次回收,-0.5 mm与旋流器溢流汇合去浓缩机,底流去压滤机回收,溢流做循环水。
图3为重介选时的筛子脱介,+0.5 mm(0.5~6 mm或0.5~13 mm)离心机回收,-0.5 mm经磁选后去浓缩机,底流去压滤机或过滤机(或配合高频筛)回收,溢流做循环水。
上述煤泥回收工艺大多都是在入选块煤时所采用的工艺,由于入选的是块煤,其煤泥的含量相对来说是比较少的,主要是筛分效率不高而带进系统的部分煤泥及分选过程中所产生的次生煤泥。回收的煤泥在大部分选煤厂被掺入末煤,也有部分选煤厂是就地销售。考虑到动力煤入选比例的增加,洗选下限的降低,动力煤选煤厂煤泥量的增加是惊人的。以新集选煤厂为例,该厂仅入选+13 mm块煤时的煤泥量占入选量不到10%,由于市场的需求,加大了入选量。不但入选下限降低到10 mm,还掺入了部分末原煤入选,结果煤泥量大增,占入选量的26%以上。造成煤泥回收系统无法适应。在煤泥量增大的情况下,上述的工艺就存在着很多问题:①煤泥量大,回收系统无法适应,需增设庞大的煤泥回收设施;②回收煤泥的水分太高,掺入产品不能满足市场要求;③压滤的煤泥掺入产品用户不能接受。
平朔安太堡矿选煤厂是全部入选的动力煤选煤厂,采用的是全重介工艺,由于全部入选煤泥回收设施就特别庞大,采用盘式真空过滤机回收煤泥,效果不错,但煤泥的水分较高,因产品水分满足不了用户要求,回收的煤泥还要采用干燥机进行降水,整个系统既复杂又耗能。
为了解决上述问题,业内人士也在不断努力,如大柳塔选煤厂采用加压过滤机回收煤泥,效果不错,但投入太高。
2 细煤离心机
能够最大限度地回收煤泥,并使其水分达到较低的状态,掺入产品能满足用户要求,是很不容易的。最近出现的澳大利亚约汉劳雷公司FC1200细煤离心机,在满足其工艺条件下,能够回收0.25 mm 以上的全部物料,同时0.25~0.10 mm之间物料的回收率可达60%~70%,产品的水分可以控制在16%以下。
在新集矿区使用该设备的技术谈判中,给出的入料粒度组成如表1、表2,按表中粒度组成及相应的入料条件,该设备的技术保证值分别为:表1的粒度组成时,处理量>50 t/h,水分<12.5%,0.25~0.10 mm之间物料的回收率可达60%~70%;表2的粒度组成时,处理量>30 t/h,水分<15.5%,0.25~0.10 mm之间物料的回收率可达60%~70%。
表1 6~0 mm粒度级组成
| 粒度/mm | 产率/% | 累计产率/% |
| 6~3 | 15.39 | 15.39 |
| 3~0.500 | 38.85 | 54.24 |
| 0.500~0.450 | 2.82 | 57.06 |
| 0.450~0.250 | 12.89 | 69.95 |
| 0.250~0.125 | 18.45 | 88.40 |
| 0.125~0.075 | 5.41 | 93.81 |
| 0.075~0.044 | 4.03 | 97.84 |
| -0.044 | 2.16 | 100.00 |
| 合计 | 100.00 |
|
|
| 粒度/mm | 产率/% | 累计产率/% |
| +0.450 | 13.80 | 13.8 |
| 0.45~0.30 | 18.90 | 32.7 |
| 0.30~0.20 | 8.50 | 41.2 |
| 0.20~0.150 | 9.60 | 50.8 |
| 0.15~0.125 | 6.60 | 57.4 |
| 0.125~0.105 | 2.40 | 59.8 |
| 0.105~0.097 | 5.80 | 65.6 |
| 0.097~0.074 | 6.10 | 71.7 |
| -0.074 | 28.30 | 100.0 |
| 合计 | 100.00 |
新集一矿选煤厂实际使用情况:入料为旋流器底流,详见表3。 表3 旋流器底流小筛分试验报告 |
| 粒级/mm | 重量/g | 产率/% | 灰分/% |
| 0.5~0.45 | 71.30 | 35.81 | 13.38 |
| 0.45~0.28 | 62.30 | 31.29 | 17.65 |
| 0.28~0.125 | 30.30 | 15.22 | 19.24 |
| 0.125~0.076 | 20.10 | 10.10 | 50.71 |
| -0.076 | 15.10 | 7.58 | 56.00 |
| 合 计 | 199.10 | 100.00 | 22.61 |
在上述入料情况下,细煤离心机产品水分为16.04%,带料运转24 h之后产品水分基本控制在15%左右。 在同一种入料性质条件下,对比粗煤泥回收筛产品与细煤离心机产品的小筛分见表4。 表4 粗煤泥筛分产品与细煤离心机产品粒度组成对照表 |
| 粒 级 /网目 |
粗煤泥筛分产品 | 细煤离心机产品 | ||
| 重量/t | 产率/% | 重量/t | 产率/% | |
| -60 | 229 | 77.10 | 167 | 55.85 |
| 60~80 | 25 | 8.42 | 34 | 11.37 |
| 80~100 | 20 | 6.73 | 36 | 12.04 |
| 100~120 | 7 | 2.36 | 16 | 5.35 |
| 120~140 | 3 | 1.01 | 7 | 2.35 |
| 140~160 | 3 | 1.01 | 10 | 3.34 |
| 160~200 | 3 | 1.01 | 9 | 3.01 |
| +200 | 3 | 2.36 | 20 | 6.69 |
| 合 计 | 7 | 100.00 | 299 | 100.00 |
|
对比后可看出:细煤离心机产品中-60网目(0.3 mm)含量为44.15%,比粗煤泥回收筛中-60网目含量22.90%高出21.25%。说明细煤离心机对-60网目以下粒级的效果明显优于粗煤泥回收筛。而且对极细粒级也有一定回收能力。这样无疑增加了粗煤泥的回收量。 表5 细煤离心机使用前、后各项指标对比 |
| 序号 | 技术指标 | 使用前 | 使用后 |
| 1 | 精煤回收率/% | 51.06(1~8月) | 55.67(9~10月) |
| 2 | 压滤煤泥回收率/% | 15.39(1~8月) | 13.84(9~10月) |
| 3 | 日入选能力/t.d-1 | 3 600 | 4 400 |
| 4 | 粗煤泥水分/% | 18.64 | 15.08 |
| 5 | 粗煤泥量/t.h-1 | 36~38 | 44~48 |
通过对比分析: (1)由于增加了粗煤泥的回收量,约8 t/h掺入到精煤产品中去,相应提高了精煤回收率,经计算扣除由于入选煤质变好使精煤回收率增加因素外,可提高回收率1.7%~2.0%。 (2)由于减少了压滤煤泥回收率,在压滤能力一定的条件下,相应就可增加入选煤量,约800 t/d。使全年处理能力由原来100万t扩大到130万t。 (3)产品水分也有明显降低,改善了精煤产品的质量。细煤离心机的使用显示出作为粗煤泥回收作业设备的良好效果,回收粒度下限低,处理能力大,脱水效果好,设备与工艺简单,营运费用低,收效大。对解决动力煤选煤厂煤泥回收工艺有一定的突破。 3 建议采用的煤泥回收工艺 动力煤选煤厂采用细煤离心机,可使工艺系统大大简化,减少很多环节和设备。建议动力煤洗选煤泥回收工艺采用如图4所示的系统(跳汰分选)。
图4 跳汰分选的工艺流程 该工艺系统具有以下特点: 4 结 语 采用图4的工艺系统,取代了选煤厂传统的煤泥水处理中的角锥池、斗子捞坑、末煤离心机,减少了压滤机的台数,最大限度地回收了煤泥,易实现煤泥厂内回收洗水闭路循环。由于简化了工艺,减少了设备,大大降低了动力煤选煤厂的建设投资。因而提高了产品的回收率,降低了加工费用,从而增加了选煤厂的经济效益。该工艺的推广使用将产生较大的经济效益和社会效益。 作者简介 尚爱民 1961年生,高级工程师,国投新集能源股份有限公司副总工程师。1983年毕业于淮南矿业学院选煤专业,从事选煤设计工作多年,现从事选煤及煤综合利用技术管理工作,主持完成的马家沟矿选煤厂设计获原煤炭工业部优秀设计一等奖。地址:安徽省淮南市,邮码:232171。 作者单位:国投新集能源股份有限公司 |
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