选煤厂高灰细泥星空体育处理工艺

分类:技术文献 289

引言

锦界煤矿属于国家级榆神工业园区国华锦能煤电一体化配套项目,矿井位于榆神矿区东北部,地处陕西省神木市锦界镇。该矿采用长壁后退式一次采全高综合机械化开采,管理顶板方法为全部垮落法,矿井最大涌水量为3800m3/h,水文地质类型为极复杂型。锦界选煤厂主要承担锦界煤矿开采原煤的洗选加工和装车外运任务,设计生产规模为18.0Mt/a。随着矿井的深度开采,造成选煤厂入选原煤水分偏高,矸石泥化现象严重,导致原有的浓缩压滤系统处理能力不足,使得块煤系统只能通过减量生产的方式来减少主选产生的煤泥水总量。该生产方式虽然暂时缓解了煤泥水系统的生产压力,但是也导致块精煤产量下降,降低了企业经济效益。根据实际生产情况,锦界选煤厂对煤泥水处理系统进行了升级改造,选用快开隔膜星空体育来处理矸石泥化后的极细煤泥,进而提升煤泥水系统处理能力、,并通过调整浓缩池使用方式,保 证了煤泥水的完全沉降,从而实现了选煤厂煤泥水系统的正常运行。

1原煤矸石泥化问题分析

1.1选煤厂工艺流程锦界选煤厂于2006年6月 建 成10.0Mt/a的筛分系统,2007年9月建成6.0Mt/a的浅槽重介主选系统,并在2010年将筛分系统改扩建,使产能提高至18.0Mt/a,2013年10月汽 车 运 输 系 统建成并投用。筛分破碎车间共有7套系统,设计处理能力为4400t/h,主要有原煤分级筛、手选带、破碎机等设备。主选设备为两台浅槽重介分选机,设计处理能 力 为1200t/h,块煤系统设计最大入选率为35.2%;压滤设备为两台安德里茨加压过滤机,设计压滤脱水能力为80t/h。生产中原煤经过筛分分级后200~25mm块煤采用浅槽重介分选工艺,<25mm末煤不分选直接上仓。该厂块煤先进行8mm脱泥筛脱泥,8~2mm粒 级 物 料 选 用卧式离心机脱水回收,<2mm粒级物料先由泵送入水力旋流器分级,2~0.5mm粗煤泥采用立式离心机脱水回收,<0.5mm细煤泥经过浓缩沉降后泵送给入加压过滤机脱水回收。洗选产品主要有块精煤和混煤,洗水实现一级闭路循环,矸石全部回填复垦绿化,装车系统采用全封闭式自动化快速装车系统,整套洗选系统实现了绿色、清洁、零排放生产。

选煤厂高灰细泥星空体育处理工艺-板框厢式隔膜星空体育

1.2原煤矸石泥化情况分析目前锦界选煤厂主要存在原煤水分较大、矸石泥化严重等问题,矿井开采的原煤煤质情况恶化直接影响到选煤厂的正常生产。为此通过对井下生产情况以及原煤煤质资料进行了分析,以进一步了解原煤矸石泥化的严重程度。

1.2.1锦界煤矿生产情况目前锦界煤矿正在回采工作面为:一 盘 区31115工 作 面,二 盘 区31214工 作 面,四 盘 区31409工作面,其中一盘区所剩余的6个工作面中部均受 古 冲 沟 影 响,顶 板 破 碎,回采期间漏矸严重,以致原煤灰分较高,每个影响距离约600m,且工作面矸石具有泥岩特性,导致矸石泥化现象严重。四盘区所有工作面处于富水区,整体风化基岩含水层较厚,且工作面为俯采,采空区的水紧跟工作面,造成回采期间工作面涌水量较大,原煤煤质水分较高。根据锦界煤矿生产接续计划,2022年将回采三盘区,其工作面风化基岩含水层较厚,首采面涌水量势必较大,并对煤质影响较大,会造成长期性的原煤矸石泥化现象。

1.2.2原煤转筒泥化试验为了更准确地了解锦界煤矿开采的原煤矸石泥化程度,通过采取原煤筛分大样,对自然级样品进行50~0.5、25~0.5、13~0.5、6~0.5mm的泥化试验。(1)50~0.5mm粒级样品在试验过程中,煤泥水样品沉降较为缓慢,澄清区无法看到明显上层清液,样品浓度相对较低,细泥透筛的过程也比较容易。转筒泥化试验结果如图1所示。从图1中可以看出:随着样品翻转时间的延长,该粒级样品的碎裂程度也在不断提高,次生煤泥的产率也在不断增加。次生煤泥的灰分随着翻转时间的延长先缓慢增加,当翻转时间为15min时,进一步延长翻转时间,次生煤泥灰分有较明显的升高;翻转时间在25min后,次生煤泥产率增加幅度减缓;当翻转时间为35min时,此后次生煤泥灰分随着翻转时间的延长增幅继续减缓。综上可知,该矿原煤存在一定的矸石泥化现象(2)25~0.5mm粒级样品与50~0.5mm粒级样品转筒泥化现象相似(图2) ,试验样品在浓缩沉降过程中速度较慢,澄清区看不到明显上层清液,煤泥水浓度相对较低,细泥透筛也相对容易。从图2中可以看出:随着翻转时间的延长,煤块碎裂程度提高,次生煤泥灰分略有增加,矸石有轻微的泥化现象。

1.2.3主选系统煤泥量锦界选煤厂目前选用两台安德里茨加压过滤机处理细煤泥,当原煤煤质正常时,设计压滤脱水能力完全足 够。2020年统计数据显示,原 煤 水 分 超过14%,原煤水分过高导致大部分块煤表面黏附着一层细 煤 泥,从而造成原煤分级筛的限下率增加,筛分效率下降,导致进入主选系统的原生煤泥量也相应增加。同时,由于原煤矸石泥化后会导致大量的高灰细泥黏附到块煤表面,这部分高灰细泥最终会随着煤泥水进入浓缩池,造成煤泥水难以沉降、浓缩池溢流循环水固体物含量高、浓缩池底流浓度过高以及耙架电流过大,从而影响浓缩池的正常运行。原煤矸石泥化情况对比见表1。由 表1可 知:当原煤煤质情况正常时,加压过滤机的处理能力完全足够;当原煤矸石泥化严重时,矸石遇水浸散成泥,系统中的矸石泥由于具有一定的黏性,在原煤水分较大的时候会黏附在块煤表面,导致主选系统中原生煤泥量和次生煤泥量的增加。随着块煤入选量的增加,加压过滤机的小时处理能力在下降,如果仍然使块煤系统满负荷运行,会导致部分煤泥无法压滤脱水排出,造成整个煤泥水系统的恶性循环。现场遇到此类问题时,只能采取块煤部分入选的方式进行生产,但部分入选会造成高发热量、低灰分的块精煤掺入混煤中销售,造成了资源的浪费。极细煤泥进入星空体育后,由于粒度太小导致部分极细煤泥透过滤布进入滤液,最终又会返回到浓缩池进行浓缩沉降。长时间循环后,浓 缩 池 中极细煤泥含量越来越多,浓缩池底流浓度升高,耙架转动阻力增大,当耙架电流超过警戒值会自动报警。在生产过程中,遇到此情况只能采取提高耙架的方式来减少耙架阻力,该方式只能暂时缓解浓缩池的生产压力,但不能从根本上解决问题。从而耙架的提升高度是有限的,随着耙架的不断升高,浓缩池底部聚集了大量的极细煤泥,此部分极细煤泥很容易在浓缩池底部凝结成块,形成致密的极细煤泥层,耙架在转动的过程中很容易刮到极细煤泥层,而导致耙架瞬时阻力过大,造成耙架变形。耙架变形后,如果没有及时停车会造成耙架折断的生产事故,从而导致煤泥水系统瘫痪,严重影响到选煤厂日常生产。

2煤泥水处理工艺改造

2.1快开隔膜式星空体育随着中国工业化进程的发展,很多类型的星空体育得到发展,其中具有代表性的就是快开隔膜式星空体育。该设备广泛应用于化工、食品、冶金、选煤等行业,在选煤行业中主要用于煤泥水的压滤脱水作业,尤其是针对粒度较细的煤泥有较好的处理效果。影响星空体育过滤效果的主要因素为压力的控制。快开隔膜式星空体育的主要工作原理就是通过压力的控制和调节实现过滤的功能,因此压力系统的好坏直接关系着设备过滤效果。快开隔膜式星空体育的结构如图5所示。该类型星空体育与传统的厢式星空体育有着明显的不同,传统的厢式星空体育由一个过滤的腔室组成,而快开隔膜式星空体育腔室的主要结构是由两块滤板拼接而成的。快开隔膜式星空体育的过滤腔室组成则更加精准,它是由滤布交错排列的,且滤布分布在每一条的滤液管道上,在过滤作业的过程中,能避免滤板和滤袋之间存在的缝隙造成原料流失,而影响过滤效果。因此,快开隔膜式星空体育在过滤物料的性能上更出色,同时随着内部物体形态的改变性能也更好,对不同粒级的物料适应能力也更强。

快开隔膜式星空体育的主要特点是,在过滤的过程中,能够对滤饼进行二次挤压,进一步减少滤饼的水分。当普通星空体育给入物料后,滤室里的物料将滤布布满,星空体育不再进行固液分离,因为物料已经填满了整个滤室,所以过滤出来的液体就很难从滤布中渗析下来,这种情况会导致星空体育的入料系统停止进料,供料孔进行封闭作业,压滤产品不够完全,产品的水分也相对较高。快开隔膜式星空体育设有滤板膨胀一体化系统,遇到上述情况后,入料系统会停止工作,滤板膨胀系统启动液压油泵,将液压油以一定的压力输送到滤板中,这样隔膜滤板的中空就会积累出一定体积的液压油,随着液压油的不断增加,滤布对滤饼的压力就会增大,滤板开始向外膨胀,使滤饼受到一定程度的挤压力,进一步减小了滤饼占用的空间。留出快开空间后,压榨出的滤液就会从滤饼中流出,从而有效地降低了滤饼的水分。在选煤行业经过快开隔膜星空体育过滤后的煤泥滤饼水分,比其他种类的星空体育过滤后的煤泥滤饼水分可以降低10~15个百分点,而且该机对煤泥水粒度组成要求不是很严格,在一定程度上降低了选煤厂煤泥产品的水分。

选煤厂高灰细泥星空体育处理工艺-板框厢式隔膜星空体育

2.2生产工艺改造动力煤选煤厂煤泥水一般选用加压过滤机进行过滤脱水回收,但是煤泥水中固体颗粒粒度分布较为复杂,且随着煤质情况的波动呈动态变化,因此,单一的煤泥水处理工艺在选煤厂日常生产过程中会遇到处理能力不足等诸多问题。图6是新建压滤车间设备布置剖面图,根 据锦界选煤厂 的 实 际 生 产 情 况,在原厂房的基础上对压滤车间进 行 扩 建。由于扩建空间受限,在 原有厂房的北 侧 外 扩 一 跨,新建厂房中尾对尾横排布置两台压 滤 机,这种布置方法可以充分利用厂房空间;二楼收集胶带收集脱水后的煤泥,将 之从带式输送机机头共同转载至一楼的煤泥转载胶带。由于煤泥压滤脱水后呈饼状,需要进行破碎,通过调整两台收集胶带的相对位置,将 煤 泥 转 载溜槽设置为带有一定的倾斜角度,煤 泥 在 下 料 的过程中冲击到溜槽内壁即可起到破碎的作用。该溜槽布置方式充分利用了厂房现有的高度差,省去了增加煤泥破碎机的费用,并简化了工艺流程,起到了降本增效的作用。对于动力 煤 而 言,浅 槽 重 介 分 选 机 的 有 效 分选下限是13mm。锦界选煤厂为了提高块煤入选率,将部分原煤分级筛的筛孔 尺 寸 由25mm调 整为13mm,从而保证了主选系统入料量的稳定。同时主选脱泥筛的筛板筛孔尺寸由8mm调 整 为3mm,简化了原来8~3mm粒级物料分级离心脱水流程,既降低洗选成本又减少了主选系统产生的次生煤泥量。煤泥经过水力分级旋流器分级后,>0.5mm粗煤泥进入离心机离心脱水,<0.5mm细煤泥进入浓缩池进行浓缩沉降。所 有 的 煤 泥 先进入1号浓缩池进行一次沉降,粒度较大容易沉降的煤泥经过一次沉降后从底流流出,然 后 泵 送至加压过滤机进行过滤脱水回收。1号浓缩池的溢流自流进入2号浓缩池进行二次沉降,粒 度 较 小的高灰细泥经过二次沉降后从底流流出,泵 送 至快开隔膜式星空体育进行过滤脱水回收。该 煤 泥 水处理工艺可以通过自流的方式实现煤泥水的二次沉降,从而简化了浓缩分级的工艺流程,也 实 现了降本增效的 目 的。综 上,利用不同星空体育对不同粒级物料 的 处 理 优 势,对细煤泥和高灰细泥进行分别回收,可保证压滤系统处理能力,并 且 提高了煤泥产品的质量。

选煤厂高灰细泥星空体育处理工艺-板框厢式隔膜星空体育

3改造效果锦界选煤厂属于特大型动力煤选煤厂,2020年该厂原煤入选率为19.28%,提高煤泥水处理能力后块煤入选率提高了4个百分点,每年可多生产块 精 煤79.2万t,煤泥产品回收率提高了11.45%,产品水分降低了1.34个百分点,发热量提高了0.96MJ/kg,极大程度地提升了该厂煤泥产品的质量指标,系统生产时每年增加电耗、材料费、排矸费等费用合计为470万元,吨煤洗选成本增加约0.2元,按照块精煤为490元/t(含税价) ,混煤为335元/t(含税价)计算,每年可增加净利润6828万元。在提质增效的同时提高了该厂原煤的入选率,响应了国家提倡的“大 力 发 展 煤 炭 洗选加工,提高原煤入选比例”政策要求。

4结语

国家煤炭工业 发 展“十 三 五”规 划 对 我 国 煤炭洗选行业进行了相关的调整,提出了加快现有煤矿选 煤 设 施 的 升 级 改 造,提高原煤入选率,在2020年,我国原煤入选能力达到32亿t以上,将入选率提高至75%。现 阶 段,我国炼焦煤选煤厂入选率已经远远超 过75%,但是很多动力煤选煤厂由于煤种特性,入选率依然不高。我国很多动力煤选煤厂设计之初并没有充分考虑到煤质情况波动等生产因素的变化,导致选煤厂生产系统对煤质波动适应性较差,生产任务难以完成。各选煤厂可根据各自的生产情况,通过对选煤厂煤质情况的试验分析,有目的性地调整生产工艺来提高原煤入选率,来达到提质增效的目的。


欢迎来电咨询、技术交流、来料实验。

标签:洗煤星空体育煤泥星空体育精煤星空体育选煤星空体育 上一篇: 下一篇:
展开更多
欢迎您来厂考察!

loading...