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褐煤洗选加工的特点及应注意的问题牛焱中煤国际工程集团重庆设计研究院,重庆 400016 摘要根据对国内大、中型褐煤选煤厂生产状况的考察,介绍了入洗褐煤及其洗选加工工艺的特点,指出了褐煤洗选加工中应注意的一些问题。关键词褐煤;洗选加工;特点;问题中图分类号TD91 文献标识码A 文章编号10052839720050520017203 褐煤是一种变质程度较低,而挥发分和内在水分又较高的煤种,具有遇空气容易风化、遇水又容易泥化的特性。由于这些特点,其分选加工大多不能达到较好的效果。国内褐煤选煤厂的设计建设始于20世纪60年代,第一座褐煤选煤厂为 1967年5月在内蒙古平庄矿务局建成投产的西露天矿选煤厂 10 170Mt/ a。另外,在我国东北还有伊敏河 3 10Mt/ a、霍林河 20 10Mt/ a等近十座褐煤选煤厂。 1 我国入洗褐煤的主要特点褐煤选煤厂的原料煤一般直接由露天矿集运胶带输送机或大型矿车运送到选煤厂受煤系统。入洗原煤煤质有如下特点一是块大。二是多数褐煤泥化十分严重,特别是遇水后,泥质煤迅速泥化,大大增加了洗水中的煤泥含量。从现场资料看,浮沉煤泥灰分一般在70 左右。这也是褐煤加工时与其他煤种的不同之处。三是原料煤矸石受开采因素影响较大,特别是煤层上部的剥离层开采时,会直接增加矸石含量。四是褐煤变质程收稿日期2005203216 作者简介牛焱1960 , 男,重庆人,1982年毕业于中国矿业大学选矿工程专业,工学学士,中煤国际工程集团重庆设计研究院高级工程师,电话023 - 66326552。度低,多数为易碎煤,开采或运输环节均易形成细粒级煤,因此,其原生煤泥含量有时大于30 。五是褐煤挥发分高,开采后长时间置于露天,极易氧化燃烧。从上述褐煤的特点看,洗选加工褐煤有其特殊性。从现场生产看,高变质程度的褐煤洗选,是比较适宜的,其产品不仅可用于电厂,也可用于其他行业的动力用煤。但对于相对较低变质程度的褐煤,由于褐煤的易碎性,原生煤泥量大,并且遇水极易泥化,用水作为介质洗选极易造成洗水浓度大,煤泥水处理系统大,使选煤厂投资和加工费用等大大增加。因此,相对较低变质程度的褐煤通过水洗是不适宜的,特别是对于发热量在 10187～12154MJ/ kg的煤,只适宜作电厂用煤, 如洗选会增加很大一笔加工费用,而且相对于原煤增加的销售收入不足以抵消加工成本。 2 国内现有褐煤选煤厂主要工艺特点由于褐煤资源主要分布在内蒙古、吉林和云南等地,加上褐煤煤质的特殊性而不宜远距离外运,目前,褐煤洗选加工厂也主要分布在这些地区。选煤厂主要是这些大型露天煤矿的配套工程,如平庄矿务局的元宝山露天煤矿 500 万t/ a 就有元宝山选矸车间、古山、风水沟、红庙等选煤厂配套工程;西露天煤矿就有西露天选煤厂,这是我国60年代中期建成的第一座褐煤选煤厂,筛 3建立装车数据联网监控系统。网络将装车数据实时上报到厂服务器,在厂办公室可通过厂局域网实时浏览装车模拟动画显示,查询装车历史数据和统计报表。将统计报表以网页的形式在厂局域网上发布,并可通过网络将装车数据上传至上级主管部门。 2005年第5期煤炭加工与综合利用 COAL PROCESSING 产品装车仓的大小也要考虑到这一特点。选煤厂的生产经验表明,褐煤选煤厂应尽量用胶带输送机转运,不宜用刮板输送机,否则会出现 “漂链” 现象,给生产及设备维护带来困难。 312 选煤厂设计应考虑的煤质及工艺问题选煤厂设计时,最需要注意的是褐煤泥化问题,煤泥量可达34 以上,其中浮沉煤泥在10 以上。因此,需要对以下方面加以重视 1核实煤质资料的准确性,煤泥量是否与邻近矿相符。 2建议对次生煤泥量取大值,以保证煤泥水系统的正常运行。 3了解矸石、原煤的泥化特性。一般泥化程度较高的褐煤,其矸石泥化后为高灰分细泥,同时也产生粒度较粗的低灰煤泥;考虑洗水闭路时,在工艺上应采取粗、细粒分别回收的措施,将粗粒煤泥回收后作为产品,细粒高灰部分单独回收后可考虑排弃。 4对于变质程度高的褐煤,块煤的泥化程度较轻,受影响较小,但大多数褐煤具有易泥化的特点。因此,确定加工工艺时,如末煤、块煤能满足市场用户的要求,则应尽量避免洗选。洗选工艺的确定和布置上,都应考虑使各加工环节的时间最短,以减少泥化时间,减少碎裂环节,使产品获得最大的回收率。 5根据现场经验,跳汰机对入洗褐煤的泥化特性适应性较强,既可洗选粗粒级煤,也可混合入选50～0mm级煤。斜轮重介分选机对块煤的分选效果较好,如入洗原煤较湿时,由于选前筛分效率低,进入斜轮的粉煤必然会增多,从而导致悬浮液粘度升高,分离不彻底,选后产品带泥较多,产品质量明显恶化。因此,在准备筛分环节,可采取两种方法。一是加大准备筛分的筛孔尺寸,改善筛分效果;二是采用湿法筛分工艺,进行强化筛分,也有一定效果。干法筛分宜使用滚轴筛、概率筛、螺旋筛和琴弦筛等不易堵筛的筛分机。 6由于各转载环节容易出现粘、堵现象,因此,应尽量采用不易粘连并且耐磨的材料做仓及溜槽衬里,同时加大各溜槽及贮仓的角度。块煤仓不小于30,末煤仓不小于50 。据平庄西露天选煤厂的经验,使用水环式清仓装置,在煤仓壁设 81 煤炭加工与综合利用2005年第5期置水膜,防粘效果明显。 7煤泥水处理回收工艺考虑煤泥量大的特点,应尽量将粗煤泥回收,以减少压滤机使用台数,减少煤泥水处理系统的总投资和生产费用。另外,在冰冻地区,还应特别考虑煤泥外运前的脱水、防冻措施。 8据唐山煤炭研究分院介绍,对于煤泥量大及粘度大的褐煤煤泥,采用加压过滤机回收,具有较好的效果,原因在于该机入料浓度低、处理量大,产品水分可达19 ～21 。 9根据煤质情况,可以进行风选的工业性试验,考虑采用风选方法。但风选只适宜内在水分较低的褐煤。 313 产品褐煤发热量较低,其副产品的热值更低,因此,褐煤洗选不单独排出中煤。目前,矸石、煤泥仅用于烧制建筑材料。而精煤一般用作动力煤, 其综合利用价值较小。对于靠近内蒙古东北部地区的褐煤,由于煤化程度低,发热量一般在10187 ～12154kJ/ kg ,只宜对煤破碎、筛分后,直接运送到电厂使用。对于煤化程度高的褐煤,如西露天煤矿,通过经济分析和用户调查,可以通过洗选以提高褐煤的经济价值。因此,褐煤的洗选与其他煤种一样, 要把选煤厂的经济效益和产品用户作为首要条件考虑。而服务年限应与矿井一致。与较好的煤种相比,由于效益不高,投资回收期相对较长。 4 褐煤洗选加工设备的选择国内目前并无特定的以褐煤加工为目标的褐煤专用洗选加工设备。总的来说,褐煤选煤厂一般为露天煤矿的配套工程。再加上褐煤煤质的特殊性,因此,褐煤加工设备一般应考虑大型化,煤泥水处理应选用对细粒级粘性煤泥有较好回收效果的设备。煤泥回收宜采用加压过滤机以及板框式压滤机,离心脱水机应采用带刮刀的立式刮刀卸料离心脱水机,并且应选用大型化设备。 5 褐煤产品的利用状况褐煤产品主要有洗选产品和非洗选产品。洗选产品主要应用于如下方面 1电厂用煤发热量在11170～12154kJ/ kg 的洗选煤产品。 2陶瓷等燃烧用煤一般使用褐煤块煤或 50～13mm的精煤。 3气化用煤由于气化后的煤气与石油液化气相比热值较低,产气率也不高,应用前景不大。另据介绍,目前,哈尔滨燃气公司用褐煤气化生产的燃气热值约为12154～16172kJ/ m3,而石油气化生产的燃气热值达62170kJ/ m3以上。两者相比,差距较大。其原因主要是受褐煤本身低热值的制约。非洗选产品主要应用范围 1原煤直接送入电厂,但其发热量必须 11170kJ/ kg。 2由于褐煤中含有大量的腐植酸,可以开发腐植酸高效有机肥。 6 结束语尽管目前褐煤的洗选加工比例不是太高,但大力推广洁净煤技术,是煤炭工业发展的必然方向。所以,不断扩大褐煤的洗选加工将是今后的发展趋势。事实上,目前褐煤的洗选加工在技术上并无难度,而加工褐煤主要是针对高变质程度的褐煤的社会效益及经济效益与其他煤种一样, 都与用户的要求有着直接关系。发展褐煤的洗选加工,可提高褐煤的燃烧效率以及减少环境污染等,对我国有着十分重要的现实意义。云南最大煤化工项目奠基云南省有史以来投资最多、规模最大的煤化工建设项目云南煤化工曲靖基地200万t焦化、30万t煤焦油加工项目于2005年6月底在沾益县盘江乡奠基。该项目主要包括400万t/ a选煤装置、200万t/ a炼焦装置、30万t/ a煤焦油加工装置、20万t/ a甲醇装置。项目总投资22亿元,计划2006年底第一座焦炉投产,2007年全面投产,预计投产后年销售收入可达28亿元,年利润可达5亿元。钱伯章 912005年第5期牛焱褐煤洗选加工的特点及应注意的问题