無煙末煤洗選工藝節(jié)能減排研究

時(shí)間:2022-10-15 03:09:47

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無煙末煤洗選工藝節(jié)能減排研究

寺河礦選煤廠主要生產(chǎn)系統(tǒng)包括一期、二期系統(tǒng),原煤洗選能力為1500萬t/a,其中一期1000萬t/a,二期500萬t/a,二期主廠房無末煤洗選系統(tǒng)。生產(chǎn)工藝采用塊煤重介質(zhì)淺槽分選機(jī)分選、末煤重介質(zhì)旋流器分選、煤泥螺旋分選機(jī)分選的聯(lián)合工藝流程,煤種為無煙煤,主要產(chǎn)品為洗中塊、洗小塊、洗末煤和篩末煤等。由于市場(chǎng)對(duì)篩末煤的質(zhì)量要求提高,需摻配部分洗末煤,導(dǎo)致洗末煤量不能滿足需要,故需在二期預(yù)留場(chǎng)地內(nèi)增加末煤系統(tǒng),系統(tǒng)處理能力650t/h。而原一期生產(chǎn)系統(tǒng)末煤(小于13mm)采用1.4mm濕法脫泥后分選,生產(chǎn)工藝復(fù)雜,進(jìn)入濃縮池的煤泥量增大,生產(chǎn)用水量隨之增大,煤泥水系統(tǒng)不能滿足生產(chǎn)要求。隨著環(huán)保要求的不斷提高,因?yàn)槊耗嗔6燃?xì)、水分高、粘度大、利用價(jià)值低、運(yùn)輸不便、綜合利用難度大,因此,煤炭生產(chǎn)系統(tǒng)更應(yīng)該從源頭著手,降低水耗、電耗,減少煤泥排放量,提高產(chǎn)品回收率,提高資源利用效率。

1原末煤分選工藝

原工藝系統(tǒng)采用1.4mm濕法脫泥,篩上物通過重介質(zhì)旋流器分選為精煤和矸石,篩下物經(jīng)過濃縮分級(jí)進(jìn)入螺旋分選機(jī)分選為末精煤和末矸石,濃縮分級(jí)的溢流進(jìn)入濃縮池,改造前具體工藝流程如圖1所示。

2新增洗末分選工藝選擇

為創(chuàng)新優(yōu)化工藝,適應(yīng)節(jié)能減排的環(huán)保新要求,探索適應(yīng)新形式下的新選煤工藝特點(diǎn)。經(jīng)分析本礦13mm篩分資料(表1)可以看出,原煤中末煤(小于13mm)、粉煤(小于3mm)含量都比較高,且小于0.5mm原生煤泥灰分升高,說明矸石硬度比煤小,末原煤水分小于7.0%。從浮沉資料(表2)可以看出,各粒級(jí)煤泥灰分高于該粒級(jí)平均水平,說明矸石有泥化現(xiàn)象。且3~0.5mm粒級(jí)中次生煤泥大幅度增加,因此,應(yīng)盡量減少粉煤入洗量,以降低煤泥水系統(tǒng)規(guī)模,減輕煤泥水處理壓力,從而提升原煤回收率?;诔趶埡Y的大量成功應(yīng)用案例,本廠大膽嘗試使用弛張篩篩分13mm以下末煤產(chǎn)品,并提前采取煤樣,做工業(yè)應(yīng)用分析,從篩分資料(表3)可以看出,弛張篩篩分效率足以滿足本礦無煙末煤篩分需求。為降低粉煤泥化現(xiàn)象,減少煤泥排放,同時(shí)也減少外用水量,確定選用3mm弛張篩干法脫粉工藝。大于3mm篩上物通過重介質(zhì)旋流器分選為精煤和矸石,小于3mm篩下物直接成為篩末煤產(chǎn)品。具體如圖2所示。

3工藝對(duì)比及節(jié)能減排分析

對(duì)比新舊末煤入洗工藝,新末煤入洗工藝極大的被簡(jiǎn)化。主要分為三大部分:①簡(jiǎn)化省掉了末原煤篩的篩下煤泥水處理環(huán)節(jié)。由于干法脫粉后,不加噴水和脫水環(huán)節(jié)。而弛張篩篩分后篩上與合格介質(zhì)預(yù)濕、混合后通過重介質(zhì)旋流器分選出精煤、矸石,篩下物通過刮板轉(zhuǎn)載直接成為篩末煤產(chǎn)品,也避免了末矸石泥化、次生煤泥對(duì)后續(xù)系統(tǒng)的污染;②簡(jiǎn)化省掉了末煤泥的螺旋分選機(jī)分選環(huán)節(jié)。由于干法篩分后,末煤煤泥水系統(tǒng)只存在磁選機(jī)回收濃介后的溢流尾礦,原有的螺旋分選機(jī)再回收末煤泥已沒有存在意義,無端增加洗選成本,故在新末煤系統(tǒng)中,可通過煤泥脫水系統(tǒng)直接回收溢流尾礦;③完全簡(jiǎn)化省掉末煤煤泥水處理環(huán)節(jié)。重介質(zhì)旋流器分選出精煤和矸石,經(jīng)脫水脫介的稀介質(zhì)通過磁選機(jī)回收后的溢流尾礦可通過管道直接引至塊煤,與塊煤系統(tǒng)磁選機(jī)溢流尾礦合并一起處理,再通過塊煤旋流器濃縮分級(jí)+弧形篩+高頻篩脫水回收,則末煤的煤泥水處理將完全省掉。對(duì)比一期工藝系統(tǒng),同條件下,無煙煤新入洗工藝可節(jié)省設(shè)備近10臺(tái),加之附屬的管路、桶、溜槽等若干,系統(tǒng)簡(jiǎn)化近1/2。對(duì)新舊工藝對(duì)比計(jì)算,極大節(jié)省洗選成本,其中每年可節(jié)約電量228萬kW•h。通過干法脫粉,提前脫除粉煤,減少不必要入洗,可直接減少煤泥的產(chǎn)生量,減輕系統(tǒng)尤其是煤泥水系統(tǒng)的負(fù)擔(dān),同時(shí)減少的煤泥轉(zhuǎn)化為末煤銷售,也提高了資源的回收率。在新末煤系統(tǒng)投運(yùn)后,經(jīng)統(tǒng)計(jì)對(duì)比數(shù)據(jù),生產(chǎn)洗末煤產(chǎn)生的煤泥減少量達(dá)到60%以上,按每年生產(chǎn)160萬t末煤產(chǎn)品計(jì)算,則每年可減少煤泥總量約26.67萬t。具體見表4。結(jié)合月原煤入洗量數(shù)據(jù)可得出,原工藝入洗噸末原煤產(chǎn)生煤泥為158.2kg,新工藝入洗噸末原煤產(chǎn)生煤泥為49.8kg,煤泥量減少達(dá)到60%以上。同時(shí)減少的煤泥轉(zhuǎn)化成了末煤產(chǎn)品,按照末煤價(jià)格490元/t,煤泥140元/t計(jì)算,則每年可提高效益26.67萬t×350=9334.5萬元。煤泥量的減少,也意味著生產(chǎn)用水量的減少,由表4可看出每年可減少煤泥26.67萬t,減少的煤泥是由弛張篩提前脫出成為篩末產(chǎn)品,兩者的水分差值,也就是減少的用水量;同時(shí)該工藝也省掉了粗煤泥的螺旋分選機(jī)分選環(huán)節(jié),原螺旋分選機(jī)的精煤也部分提前轉(zhuǎn)化為篩末產(chǎn)品,同樣可算出這部分工藝減少的用水量,而本廠生產(chǎn)煤泥水分22%,螺旋分選機(jī)末煤泥水分16%,篩末煤水分7%,可算出年減少生產(chǎn)用水量為26.67萬t×15%+18.4萬t×9%=5.66萬t。

4結(jié)語

為適應(yīng)新形式下環(huán)保要求,本礦敢于創(chuàng)新,積極探索新工藝、新對(duì)策。該工藝流程的成功實(shí)踐與應(yīng)用,不僅為本礦節(jié)省了洗選成本,降低了水電耗,增加了末煤回收率,提高了經(jīng)濟(jì)效益,也為無煙煤末煤入洗工藝探索出一套更加成熟的經(jīng)驗(yàn)道路。

作者:原利兵 樊俊寧 單位:晉煤集團(tuán)