对选煤厂设计的几点看法.pdf

2003年第6期 煤 炭 加 工 与 综 合 利 用 COAL PROCESSING 选煤工艺;洗水闭路;杂物清除;综合利用 中图分类号TD948 文献标识码A 文章编号10052839720030620013203 收稿日期2003209225 作者简介符福存1968 , 男,山东郓城人,1991 年毕业于中国矿业大学,工程硕士,兖矿集团兴隆庄矿 选煤厂副总工程师、 高级工程师,电话0537 - 3871070。 煤炭洗选是国际上公认的实现煤炭高效洁净 利用的首选方案。加快发展选煤技术对于实现煤 炭资源的综合利用,节约能源,减少污染具有重要 作用。而选煤厂设计则是选煤厂投产后能否正常 生产以及能否获得最大经济效益的决定性因素。 计划经济体制下,选煤厂的设计具有明显的指令 性,选煤厂的规模、 品种都由上级下达,用户往往 也是固定的,生产的品种单一。这种情况下设计 的选煤厂不能适应市场经济的要求,其弊端是显 而易见的。在市场经济条件下,选煤厂的设计也 应赋予其时代特色,应围绕 “高效率、 高效益、 高质 量、 多品种” 这个中心,符合清洁生产的要求。只 有这样,才能充分发挥选煤厂的作用,获得最佳的 经济效益和社会效益。下面从现场生产管理的角 度就选煤厂设计谈几点看法。 1 选煤工艺要简单实用、 运行成本低 管理方便是高效运行的前提。在选煤工艺的 选取上要选用先进、 成熟的工艺,力求简单,不可 一味求新。就选煤方法而言,目前最常用、 也是最 为成熟的有跳汰选煤、 重介选煤和浮选。选煤方 法的确定取决于煤的牌号、 可选性、 生产的品种, 还要考虑技术、 经济的合理性以及我国设备制造 的能力和水平。跳汰选煤具有适应性强,处理量 大,工艺简单等特点,目前无论是引进的还是国产 的跳汰机都能达到很高的单机自动化水平,只要 跳汰制度合理,初始带煤调好后,几乎不需要专人 看管。因此,50～0 mm原煤的混合入洗,在选煤 厂产品结构变化不大时,传统的跳汰选煤应列为 首选。切不可盲目模仿某个流程,否则只能造成 投产后的设备闲置和浪费。 湿法选煤要用大量的水,不论原煤分级与否, 产生煤泥水都是必然的,这就要涉及到煤泥水的 处理问题。浮选虽然是目前最有效的煤泥精选的 唯一方法,但是否需要设浮选还是煤泥直接回收, 要依据煤泥的数量、 灰分及销售情况而定。如果 煤泥灰分不高且有效益较好的去处,就应省去成 本较高的浮选,直接回收。如果煤泥量大,又不好 销售,就应该经过浮选,回收精煤。对于炼焦煤选 煤厂,传统设计都设有浮选车间,这从多回收资源 紧缺的炼焦煤来说是有利的,但由于浮选过程产 生的浮选尾矿和含有泡沫的浮选精煤,增加了其 回收脱水的难度和成本,使后续工艺复杂化。 在综采放顶煤开采条件下, 50 mm大块物 料有增加的趋势。对于这部分物料,无论从生产 效率还是从文明生产角度考虑,都应尽可能采取 机械化处理方式。目前动筛跳汰机已经发展成为 处理块煤物料的成熟工艺,它相对于传统的重介 选而言,系统简单,分选效率高,运行费用低,无论 是块煤分选或排矸都已显示出明显的优越性,可 优先选用。另外,对于 50 mm部分物料中的煤 和矸石硬度差别处于较为理想状态时,选用选择 性破碎机会使工艺更为简化。另外,设计也应为 提高选煤厂的控制和自动化水平打好基础。选煤 厂集控及自动化,包括生产过程的监测监控系统, 计算机信息管理系统,工业电视及调度通讯指挥 系统等,其核心是单机自动化和工艺过程自动化, 在设计中要选用先进的、 运转可靠的选煤工艺及 设备,否则高产高效就难以实现。 2 工艺布置要灵活,方便调整产品结构 市场经济需要选煤厂具备多品种开发能力, 以适应各类用户;同时为了追求效益最大化,选煤 厂也有权力优化选择用户,达到自己的经营目标, 这都要依靠选煤厂具有灵活的工艺来实现。在选 煤方法的选取上,重介选煤分选密度调整方便,对 调整产品结构有利;工艺布置上,设计时也应做充 分考虑。配煤是若干单煤种按一定比例掺配起来 的混合煤,是优化产品结构的有效手段。配煤成 本远低于选煤成本,特别是在选煤厂内部实现配 煤,更能发挥选煤厂自身的优势,使配煤工艺大大 简化,有时可能只需要一条转载胶带输送机或溜 槽,就可以方便地实现配煤,灵活地调整产品结 构。因此,在选煤厂设计时可以从配煤的角度考 虑出多品种的方案,为选煤厂的发展打好基础。 对于动力煤选煤厂,洗选粒度的下限根据原煤质 量而定,可以是25 mm、13 mm或6 mm ,随着各粒 级原煤灰分的增加而下降,尽量避免入洗末煤和 煤泥,而直接销售或用做配煤,简化了工艺,增大 了选煤厂的入洗能力,降低了基建投资和加工费 用。在块煤分选系统中,有时增加一台筛子或破 碎机就能解决块煤的品种优化。这需要在设计时 能适当预留出位置,否则一旦需要改变品种结构 时,后期改造的费用会更高。 3 设计时要解决洗水闭路循环问题 随着水资源的紧张和环保要求的日益提高, 用水大户选煤厂实现真正意义上的洗水闭路循环 就成了迫切问题。选煤厂要实现洗水闭路循环必 须具备两个条件一是避免洗水中煤泥积聚;二是 达到洗水平衡。加强日常生产用水的管理,对实 现洗水闭路循环非常重要,但这要建立在良好设 计的基础上。因此,可以说选煤厂设计是一个选 煤厂投产后能否实现洗水闭路循环的关键因素。 1煤泥进入水洗作业越多,洗水闭路循环的 难度越大。因此,首先应按照提前脱除原则,把煤 泥尽可能早的从工艺流程中分离出来。按原煤筛 分浮沉组成,结合本厂产品结构,可以实现13 mm 或6 mm分级,小于13 mm或6 mm不入洗,这 样煤泥水系统就会大大简化。也可以在入洗前脱 泥,减少煤泥在水中的浸泡时间,而直接进入后续 作业处理。 2煤泥水系统工艺粒度的分离要准确。每 一种设备都有其入料粒度要求,超出粒度范围,就 会影响其工作效果,也会破坏后续作业环境,因 此,要选择分级效果好的分级设备,把好工艺粒度 关,严禁超粒物料出现,否则会造成工艺过程的混 乱,影响洗水闭路。 3煤泥的回收净化要彻底。在煤泥水设备 的选型上,要有足够的富余系数能使煤泥在本道 工序得到尽可能的彻底回收,确保不进入后续作 业。目前煤泥的脱水仍是一个难点,虽然煤泥脱 水设备种类较多,有各类压滤机、 过滤机和离心 机,但都有一定的入料条件要求,工艺布置的复杂 性、 处理量及产品水分指标也不同。设备选型要 结合经济实力、 厂型大小和指标要求而定。由于 选煤厂煤泥水中的煤粒经过了长时间的浸泡,沉 降困难,必须采取彻底净化的措施,否则细泥部分 会在循环水中积聚,造成恶性循环,影响浮选效果 和水洗精煤质量。 4 设计中要解决外来杂物的清除问题 由于传统观念的影响,选煤厂设计中除了选 前准备阶段设置检查性手选,拣除铁器、 大木块及 大杂物外,其余环节都不考虑煤中外来杂物的清 除问题。只是在选煤厂投产后,才在入洗主煤流 胶带安装除铁器除去铁杂质以保护设备。但是随 着煤炭用户和用途的扩展,特别是煤炭出口的增 加,煤炭中外来杂物含量已成为影响出口煤炭质 量的重要指标和外商索赔的主要因素。煤炭出口 企业才开始注重煤炭中外来杂物的清除技术。由 于是老厂改造,在现有厂房中设置除杂装置空间 有限,设备布置及安装困难,因而影响到除杂设施 的效率,所以外来杂物清除技术应在选煤厂设计 时就需考虑解决。 41煤炭加工与综合利用2003年第6期 煤中外来杂物可以分为两大类一类是磁性 物;另一类是非磁性物。在煤炭中混入的带有磁 性的杂物可以通过在胶带机的运输过程中用除铁 器吸除。杂物清除的难点在于各类非磁性的软杂 物上。软杂物的种类复杂,形态多样,特性各异。 但它们都轻于精煤或与精煤相当,不易破碎。因 此,仅利用软杂物的某一特性进行清除,效果很 差,必须利用各类软杂物的不同特性和形态,设置 不同形式的多道除杂工序,才能达到较好的效果。 ① 利用大部分软杂物密度小于煤泥水的特性,采 用漂浮的手段,在跳汰机或捞坑实施煤和软杂物 的漂浮分离。② 利用部分软杂物的易缠绕及钩挂 的特性,可以在跳汰机内和转载溜槽设置挂钩,对 这类杂物予以拦截清除。③ 利用长、 大木质及胶 皮类杂物不能透筛的特性,在精煤分级筛或脱水 筛上安装适当孔型的特殊筛板,使不易透筛的软 杂物与煤分离。目前,除杂设计还没有规范可循, 设备都是非标准设备,但除杂技术在国内已经有 了成功的经验可以借鉴。所有这些都应在选煤厂 设计时做充分的考虑。即根据杂物的特性,把除 杂工艺贯穿于选煤工艺的相关具体环节,设计或 预留位置。 5 选煤厂设计要考虑煤炭综合利用 选煤厂是煤炭加工基地,它可以根据不同用 户的需要将煤炭加工成不同质量发热量、 灰分、 水分、 硫分、 粒度等的产品,不但满足了用户的需 要,而且可以综合有效的利用煤炭资源。选煤厂 设计时要根据入选煤炭的特点,合理规划产品结 构,从中确定最佳方案。 水煤浆和型煤已列入煤炭工业 “十五” 发展规 划,是洁净煤技术的重要组成部分。水煤浆要求 煤质稳定,选煤厂有可靠保证。同时结合选煤厂 制造水煤浆和型煤可以利用选煤厂的受煤、 储煤、 铁路及水电供应等许多公用设施,从而减少基建 投资,降低生产成本。 水煤浆是将研磨微细的煤粉与一定比例的 水、 化学添加剂配制而成的一种煤水混合物,制浆 工艺是根据原煤质量、 制浆设备性能及用户对水 煤浆的质量要求制定的。其主要工艺包括原料磨 碎、 添加剂配合、 级配调节控制、 浆体均匀化和输 送储存等技术。选煤厂的煤泥由于粒度细,比表 面积大,脱水困难,含有泡沫的浮选精煤更是如 此,但由于粒度细、 水分适中30 左右 , 正好用 于制造高浓度水煤浆,因此利用煤泥原、 次生煤 泥和浮选精煤制造水煤浆可以简化生产工艺,减 少制浆中的磨矿能耗,降低成本,使水煤浆更具商 业竞争力。若能就地使用,则对煤炭粒度和水煤 浆稳定性要求降低,制浆工艺更为简化。 型煤是用粉煤和一定比例的粘结剂和固硫剂 加工成一定形状和有一定理化特性的块状燃料或 原料,分为工业型煤和民用型煤。其中民用型煤 与散烧原煤相比,燃烧效率提高一倍,一般可节能 20 左右,烟尘和二氧化硫减少40 ～60 ,一氧 化碳减少80 ,具有显著的环保、 节能特性。在 我国广大的中小城镇和农村地区,生活用能依然 以直接燃用原煤或煤泥为主,不仅污染环境,而 且浪费严重,如果能使用型煤,就可以解决这个问 题。选煤厂可以发挥地处中小城镇和农村地区较 近的地理优势,积极开发民用型煤品种和用户,不 仅可以为选煤厂增加效益,而且能改善当地生活 用能的质量。 选煤过程不可避免的要产生废弃物矸石和 煤泥。其实,只要用心去开发市场,完全可以变 废为宝。比如,目前我国的墙体材料中95 是实 心粘土砖,砖瓦企业已成为一个破坏耕地、 消耗能 源的大户,为此,我国制定了一系列限制粘土砖、 发展新型墙体材料的政策,鼓励煤矸石制砖。全 煤矸石一次码烧生产空心砖技术,工艺技术简单, 若能作为选煤厂的配套设计项目,则经济和社会 效益俱佳。所以在选煤厂设计时,除实现洗水闭 路外,对煤泥和矸石要考虑综合利用,少排废物, 力争实现 “零排放” 。 6 结 语 选煤厂设计是其投产后能否更好发挥作用的 关键因素,应围绕优质高效这一中心,贯彻清洁生 产的思想,在工艺的选取上应力求简单实用、 灵活, 选用大型化成熟的设备,实现集控和自动化,为高 产高效打下基础;解决洗水闭路循环,以利于环境 保护和投产后的正常生产;设计中解决外来杂物的 清除问题,提高煤炭外在质量;同时,选煤厂设计应 与煤炭的综合利用相结合,实现品种多元化。 51 2003年第6期符福存对选煤厂设计的几点看法 ● ENG LISH ABSTRACT ● ENG LISH ABSTRACT ● Some Ideas about the Design for Coal Preparation Plant FU Fu2cun Xinglongzhuang Mine,Coal Prep.Plant,Yanzhou Coal Mining Group,Shandong 272102 ,China AbstractFrom the point of production and management , it is discussed that the process of design for coal preparation plant should be established in high quality and efficiency and cleanness production; the technology be simple and practical by choosing experienced facilities and actualizing concentrated control and automatization;theproblem ofclosedwatercircuitand eliminating external impurities be solved;and in connection with Comprehensive utilization of coal , diversification of manufactures also be realized. Keywords design for coal preparation plant ; process of coal preparation; closed water circuit ; eliminating impurities; comprehensive utilization Principle and Application of Dynamic Cross Flow Filter JIANG Jun,et al. Civil cross flow filtration; dynamic filtration; principle; application Discussion about the Reation of Air Dry Coal Preparation Machine SUN He Tangshan Br.Co. ,Tiandi Sc. air dry coal preparation machine; differential oscillator; improving Research of Slurryability of Jixi Coal ZHAO Yin2rong,et al. Sch.Chem. speciality; coal water slurry; fluidity; stability; jixi Research of Making Aluminium Product from Coal Refuse Meng Fan2yong,et al. Sch.Chem.Eng. ,China Univ.of Mininginorganic macromolecule flocculant ; Al2O3; research; development The Analysis of Abstraction Ge from Coal WANGLing,et al. Dep.of Resouce Ge; concentration of Gcrmanium; the abstaction of Ge from coal