开发低成本深度洗选动力煤新工艺.pdf

收稿日期2001 - 07 - 09 洁 净 煤 技 术 开发低成本深度洗选动力煤新工艺 谈建德 大屯煤电公司选煤厂,江苏 徐州221611 [摘 要] 为提高煤炭利用效率,加强环境保护,发展洁净煤技术,提高洁净煤比重, 发展洗选动力煤产业是其重要措施。而发展洗选动力煤产业要开发低成 本深度洗选技术。据此提出利用气流分级技术开发脱粉入洗选煤工艺。 [关键词] 洁净煤;选煤;动力煤;环境保护 [中图分类号] TD921 .5 [文献标识码] B [文章编号] 10032608320010320001203 0 引 言 我国煤炭消耗量近几年约11亿t ,动力 煤用量约占煤炭消耗量的70 ,而入洗后使 用的仅占15 左右,其燃烧过程中产生大量 粉尘和二氧化硫等,成为影响人类生存环境 的主要污染源。实践表明,选煤技术是一种 经济、 实用的降灰、 脱硫技术。因此加快发展 动力煤洗选技术将会很快 “实现提高优质煤 和洁净煤比重”,是确保 “十五” 期间实现这一 能源发展目标的重要措施之一。尤其是每年 用量约5亿多吨的燃煤电厂用煤的洗选。 我国选洗动力煤已有较长的历史,但以 往发展不如选洗炼焦煤那样重视。炼焦煤的 灰分含量影响焦炭灰分,从而影响钢铁产量; 炼焦煤的硫分含量影响钢铁质量。而钢铁是 国民经济的民脉,因此选洗炼焦煤一直受到 重视,尤其是国家的重视,在相关政策上有所 体现。动力煤则不然,因为动力煤的选洗是 以保护环境为目的的,对煤炭企业而言,选洗 动力煤会提高煤炭企业的加工成本;对用户 来说,燃用动力精煤将提高燃煤成本,从而影 响企业的利润。国家在相关政策上未能足够 地体现鼓励发展选洗和使用动力精煤,而且 在有些方面还加以了限制。如 煤炭工业选 煤厂设计规范MT5007 - 94“第51112条 化工、 气化及动力煤,应根据煤质特征、 用 户要求和经济效益进行洗选加工,分选深度 宜为13mm” [1]。这就使得动力煤的选洗方 面与炼焦煤的选洗方面相比,不管从入选比 例上还是技术发展上都存在着相当大差距。 1 洗动力煤现状 111 能力 到 “九五” 末,我国动力煤选煤厂约为 101个,入洗能力约为15721万t ,入洗量约 9896万t ,入洗比例约15 。这说明两个问 题一是入洗能力低;二是洗煤厂能力利用率 低,从而引起入洗比例低。其主要原因是一 定程度上选煤的工艺与技术在洗动力煤时没 有独特的长处。 112 工艺和设备 选煤目前普遍采用重介、 跳汰水介质选 煤方法。原煤中小于015mm物料和重介、 跳 汰洗煤过程产生的煤泥用浮选法选煤或脱水 后回收。通常炼焦煤选煤厂设置浮选工艺, 而动力煤选煤厂则不设,且一般把分选粒度 下限定为13mm。其原因一方面是浮选工艺 及煤泥水系统的投资与生产成本远比重介、 跳汰高,炼焦煤与动力煤相比是较紧缺资源, 炼焦精煤有较高的比价,这就使炼焦煤选煤 厂有较好的投资效益,而动力煤选煤厂则不 12001年第3期 江 苏 煤 炭 然。另一方面,在水介质洗煤过程中,有一种 排除不可燃物矸石,又增加了不可燃物水的 现象。洗动力煤的目的是提高发热量,且用 发热量计价,原煤经洗选,排除不可燃物矸石 后,提高了发热量,但有可能增加了水,影响 发热量的提高。洗煤过程中有脱水作业,粒 度越大,脱水越容易、 彻底,通常按大于 13mm、13～015mm、 小于015mm三个级别 进行脱水。目前这三个级别的含水量分别 为小于6 、 小于9 、 大于25 。也就是 说,影响洗动力煤产品发热量的主要原因在 于产品的小粒度含量及其水分。由此,为了 提高洗动力煤效益,不得不限定入洗粒度下 限。 限定洗动力煤入洗粒度下限可通过用筛 分机进行洗前分级得以实现。筛分机具有较 好分级效果的分级粒度是13mm。这是入洗 粒度下限一般设定在13 mm的原因之一。 这一限定对洗动力煤取得较好的经济效益起 到重要作用。但它严重地影响了原煤的入洗 比例,影响了煤炭的洁净利用。 为实现煤炭入洗比例及煤炭洁净利用比 重的提高,现设想开发一种低成本深度洗选 动力煤新工艺 脱粉入洗。 2 脱粉入洗 211 原煤脱粉入洗的技术支持 所谓脱粉入洗,是指在进入水介质洗煤 前预先分出小于3mm的煤后再入洗。 以往的原煤分级大都采用振动筛分机 械,所要求的分级粒度越小,其筛孔要求越 小,但筛孔越小,筛孔堵塞就越严重,这就限 制了振动筛分机械的有效分级粒度。而最近 几年发展起来的气流分级技术可使分级粒度 达到微细颗粒,中国矿业大学杨国华博士将 这一技术引用到煤炭分级,并开发了潮湿煤 炭细粒分级技术 振动流化床分级机组。 且已应用于生产,实现3mm、01125mm煤炭 的分级[2]。 振动流化床分级机组构成如图1所示。 11VFB分级器;21 细粒分离器; 31 旋风除尘器;41 除尘器;51 引风机;61 循环风机; 71 给料机;81 缓冲仓 图1 振动流化床气力分级机组构成图 振动流化床气力分级机组由振动流化床 VFB分级器、 细粒分离器、 旋风除尘器、 循 环风机、 旋风除尘器或布袋除尘器、 引风机及 管道等组成。其工作原理是煤炭连续从振 动流化床分级器进料端给入,一定压力的空 气从下部送入,并从上端抽出,在振动力和气 力作用下,颗粒上下翻腾、 碰撞,使粘结在一 起的煤团快速分散,粘于块煤表面的煤粉快 速脱落,煤粉与块煤充分分离后,细颗粒随气 流带出并由细粒分离器和除尘器收集成细粒 产物;粗颗粒从分级器的入料端沿振动的布 风板快速移向出料端排出,成为粗粒产物。 从图1可以看出,振动流化床气力分级 机组分出3个产物,因此可进行3个产物的 不同组合,实现不同的分级要求。由于其分 级是细颗粒通过上升气流的夹带分离出来, 所以调节气流速度即可调节分级粒度,在这 里分级粒度的调整在一定范围内变得很容 易。从而使得它能够实现筛分机所做不到的 小于6mm分级,如3mm、0. 5mm、 甚至0. 125 mm分级。对于3mm分级,煤炭水分小于 9. 5 时,分级效率高达80～90 。 2. 2 工艺思路 影响洗选动力煤成本是煤泥浮选,影响 分级粒度深度是原煤有效的分级粒度。然 而,振动流化床分级机组在生产中成功地实 2谈建德 开发低成本深度洗选动力煤新工艺 2001年第3期 现01125mm与3mm煤炭的分级,且分级粒 度在一定范围内可以调节,因此可将其移植 到洗选动力煤工艺中来,用其进行原煤 015mm分级。将振动流化床分级机组应用 到洗选动力煤,进行原煤015mm分级,一方 面可以避开高成本的浮选工艺,充分发挥重 介、 跳汰选煤较低成本的优势;另一方面既可 以将洗选动力煤的粒度下限降到015mm ,又 可以避免大量高水分煤泥进入产品而影响发 热量。 低成本深度洗选动力煤的工艺流程特点 主要表现在原煤准备车间增设一个振动流 化床 气 力 分 级 机 组 工 序。即 在 以 往 的 50mm、13mm分级后,将小于13mm的物料 再送 入振动流化 床 气 力 分 级 机 组 进 行 015mm分级,振动流化床VFB分级器排出 的粗物料与大于13mm的物料混合去洗煤; 细粒分离器与除尘器排出的粉煤,即小于 015mm的煤,根据市场需求确定作为一种产 品还是与洗精煤混合。 3 结 语 1振动流化床气力分级机组尽管已在 北京大安山煤矿实现3mm、0. 125mm煤炭 分级,并取得显著经济效益,但机组100t/ h 的处理能力推广到大型选煤厂还偏小,其吨 煤耗电接近1kw仍属偏大,因此仍需进行机 组大型化与机组配置优化的研究、 开发。 2振动流化床气力分级机组应用到洗 选动力煤中,既可以大幅度降低分选粒度下 限,又可以保持简单的煤泥水流程,有利于扩 展选煤厂生产规模,提高规模生产效益,将促 进洗选动力煤事业的发展。 3低成本深度洗选动力煤工艺的开发, 有利于我国1亿t左右的选煤闲置能力的利 用,有利于煤炭入洗比例的提高,有利于煤炭 洁净利用比重的提高。如果将每年5亿多吨 电煤通过洗选加工后燃烧,将对我国环境保 护工作起到极为重要的作用。 4要实现提高煤炭洁净利用比重的目 标,必须发展洗动力煤产业;发展洗动力煤产 业必须修改现有的相关政策,在政策上对洗 动力煤、 使用动力精煤给予支持。 [参 考 文 献] [1] MT5007 - 941 煤炭工业选煤厂设计规范 [M].北京煤炭工业出版社, 19941 [2] 杨国华 1 潮湿煤炭振动流化床分级技术及其 应用[M] ,2001. 欢 迎 订 阅2002年 江 苏 煤 炭 杂 志 江苏煤炭 杂志现由江苏省煤炭学会主办,创刊于1976年,国内统一刊号CN 3221205/ TD ,国际标准刊号 ISSN 100326083 ,广告经营许可证号3203004000004。 本刊主要报导国内外煤炭工业的各类信息和发展动态,以及矿山安全、 高压水射流、 环 境保护、 建筑与基础工程、 企业管理等方面的新技术、 新产品、 新材料、 新工艺。1996 年本刊被评为全国优秀科技期刊和江苏省优秀期刊,1999年又被评为第三届江苏省 优秀期刊,在国内煤炭行业享有良好声誉,是中国煤炭信息库的重要信息源之一。杂 志每季末25日出版,每期定价4元,全年4期订价合计20元含邮寄费。热情欢迎 各界新老朋友前来订阅。联系电话57579002532 江苏煤炭 编辑部 32001年第3期 江 苏 煤 炭