煤泥水处理技术与实践摘要:针对选煤厂煤泥水处理内容,结合田庄选煤厂具体实践和探索,就相关技术问题提供了可资借鉴的思路和经验,特别是在优化改造粗煤泥分级系统、采取直接浮选和浓缩过滤工艺、研制双流态微泡浮选机、加强浮选精煤脱水、浮选尾煤的浓缩澄清、煤泥水的闭路循环和煤泥产品的加工利用等方面的做法,有其独到之处。
关键词:选煤煤泥水处理技术经验中图分类号:td94 文献标识码:a 文章编号:1674-098x(2011)07(b)-0098-02煤泥水处理在选煤厂的生产管理中有着极其重要性的作用,是湿法炼焦选煤厂建设中投资最大的系统,也是选煤厂生产、技术和管理中最重要、最复杂、最困难的系统,涉及到选煤生产的各个环节,其运行质量与效果直接影响着选煤厂的经济效益和社会效益。
田庄选煤厂作为我国第一座自行设计和建设的大型全重介选煤厂,在这方面做了大量卓有成效的探索与实践,取得了很好的效果。
本文就此谈点粗浅的看法。
1 煤泥水的处理内容煤泥水的处理主要是指煤炭在分选加工过程中产生的介质用水的处理技术。
由于煤炭的分选加工绝大多数是以水或水的混合物作为分选介质的,因此,煤泥水处理与煤炭的洗选加工密切相关,其主要任务就是实现煤泥全部厂内回收、洗水闭路循环,实现节能减排的目的。
田庄选煤厂煤泥水由五部分组成:原煤湿法分级和脱泥的筛下水;块煤脱介筛稀介质回收净化后的煤泥水;末煤脱介筛稀介质回收净化后的煤泥水;离心脱水机的离心液;重介车间跑冒滴漏和卫生清扫的煤泥水。
煤泥水处理主要包括几个方面内容:1．1 煤泥的分选、回收、脱水作业煤泥的分选、回收、脱水是煤泥水处理中最主要的任务和内容。
对炼焦精煤选煤厂而言,尽可能多地的从煤泥水中把中低灰分精煤固体颗粒分离出来,加以充分回收利用,并尽可能降低煤泥产品所含水分,实现精煤产率最大化。
1．2 煤泥水的分级作业煤泥是由各种粒度组成的混合粒群,其中的粗粒和细粒在许多性质上差别很大。
在重介选煤厂中,煤大于0.5mm粒级全部进入末原煤系统,小于0.5mm粒级全部进入浮选系统。
1．3 煤泥水的浓缩作业各种煤泥分选、回收和脱水设备,对入料的浓度有一定的要求,只有适合的浓度才能满足工艺效果。
而煤泥水的浓度,则取决于煤泥水中煤泥量的多少、作业用水量的大小、循环水质的好坏。
目前,大多数选煤厂都采用自然沉降浓缩设备,有些还通过添加絮凝剂的办法,强化沉降,提高浓缩效果。
在浓缩设备中,从容器底部少量排出的是浓缩的煤浆,从容器上部大量流走的是溢流水。
1．4 煤泥水的澄清作业循环水作为分选和辅助用水,其质量主要表现为循环水的固体含量、固体粒度和灰分。
当循环水中含有过多的煤泥颗粒,尤其是高灰、细泥颗粒时,会严重影响分选、回收和脱水效果。
为保证循环水的洁净,必须设置煤泥水澄清作业。
1．5 煤泥产品的加工利用煤泥是由细微粒煤、粉状矸石和水组成的黏稠物,具有粒度细、灰分高、水分大、热值低、黏结性强、内聚力大等特点,正是这些特点限制了煤泥的使用。
而大量的煤泥若处理不当,不仅造成资源的浪费,而且会严重影响周围环境。
因此,对煤泥的加工利用成为各个选煤厂面临一个现实而亟需解决的课题。
2 煤泥水处理的探索与实践田庄选煤厂建厂40年来一直在进行煤泥水处理方面探索和实践,不断取得新成果。
根据煤泥水的组成特点和处理内容要求,田庄选煤厂主要采取以下几方面的技术措施和管理方案。
2．1 优化改造粗煤泥分级系统1989年建设了角锥沉淀池和分级旋流器组合的粗煤泥分选系统,代替原斗子捞坑的粗煤泥分选系统。
针对粗煤泥分选系统存在的系统复杂、处理能力不足、效率低、能耗高的问题,2008年开始对粗煤泥分选车间进行优化改造。
一是利用6台φ550mm旋流器代替原12台φ500mm,每台对应一台脱泥筛,入料采取一台泵对一台旋流器,从而形成6个子系统,简化了系统,减少了设备运行,提高了分级效率;二是角锥沉淀池予以保留,仍然作为第一步分级作业,但是对角锥沉淀池6台泵电机进行变频改造,节电效果显著;三是在粗煤泥车间设置一个工段控制室和一个现场plc站,实现了控制室集中控制,提高了自动化水平。
2．2 采取直接浮选工艺2001年4月开始实行直接浮选工艺。
直接浮选是指重选过程产生的煤泥水经水力分级设备控制入浮粒度上限后,不经浓缩直接输送到浮选作业。
其优点是,重选和浮选作业的同步进行,有利于提高生产效率;降低了重选分选下限和浮选入浮浓度,可改善细粒级和细泥的选择性,也便于及时检测浮选精煤灰分以指导精煤生产,提高精煤质量和产率;在全厂原煤处理量均衡的条件下浮选入料流量、入浮煤浆浓度和粒度组成基本稳定,消除了循环水中携带细泥的现象,避免了煤泥反复在洗水循环中大量泥化,做到清水选煤,实现煤泥水的闭路循环和全部煤泥厂内回收。
2．3 成功研制双流态微泡浮选机随着煤炭开采深度的增加和综采机械化程度的提高，田庄选煤厂入选原煤煤质逐年下滑，灰分明显增高，尤其是难选煤、细粒煤比例大幅度增加，造成分选效率差、产率低、质量不稳定等问题，给精煤生产带来很大困难。
为解决这一难题，田庄选煤厂经过十年的艰苦努力，开发研制出“双流态微泡浮选机”， 2007年获得国家专利和国家科技发明二等奖。
2．4 加强浮选精煤脱水针对入选原煤中小于0.5mm粒级含量越来越多、泥化现象现象日益严重、浮选煤泥脱水比较困难的问题,田庄选煤厂在原有10台pg116/10圆盘真空过滤机(逐步淘汰)的基础上,1997年投资从奥地利引进3台hbf120/10型加压过滤机,2010年又购置了一台国产加压过滤机和4台精煤压滤机,大大提高浮选精煤脱水能力。
2．5 浮选尾煤的浓缩、澄清为做好浮选尾煤的浓缩、澄清工作,田庄选煤厂先后三次对系统进行改造。
主要包括三方面:一是对浮选尾煤3台φ30m中心传动耙式浓缩机进行改造,确保浓缩澄清后的溢流水满足生产用水质量要求。
二是将4台xmz500更换为xmz800/2000-u型压滤机,新增3台xmz800/2000-u型压滤机,提高煤泥脱水能力。
三是优化生产系统,将压滤机入料方式改为浓缩底流直接泵入方式,减少给料泵环节;改浓缩机事故时外排水为内部闭路循环,避免废水外排污染环境。
2．6 煤泥水的闭路循环选煤厂的煤泥水流失,不仅会造成资源的浪费,而且会造成环境的污染。
田庄选煤厂一直在进行洗水闭路循环实践,先后两次进行澄清水替代生产清水技术改造。
经过二次澄清处理后的水悬浮物浓度为6.1mg/l达到生产用水水质标准,大大减少了清水消耗,生产用清水量由0.22m3/t降低到改造后0.06m3/t。
2．7 煤泥产品的加工利用随着原煤处理能力的不断提升,田庄选煤厂每年的煤泥量超过50万t,发热量在15mj/kg左右。
为解决这一问题,田庄选煤厂多年来进行了大量不懈的研究和试验,取得了较好的效果。
一是研究开发出煤泥水煤浆,2000年田庄选煤厂与中国矿业大学水煤浆研究中心联合进行煤泥制备水煤浆技术的应用研究,先后通过实验室和工业试验,取得了成功,但是由于高灰水煤浆的附加值低、制浆粒度要求严,以及输送问题等限制了其推广应用。
二是应用煤泥干燥技术制作型煤。
于2007年投资安装了两台nlg2818型滚筒干燥机,同时配套建设了完备的煤泥干燥生产系统,单台干燥机处理能力50t/h,提供就业岗位115个,型煤产品通过火车运往电厂作工业燃料,减少了污染,增加了效益,解决了煤泥这个制约选煤厂生产的难题。
3 经验和体会田庄选煤厂经过40年的不断探索和大胆实践,在煤泥水处理方面取得了一些成绩,也有较为深刻的教训,所有这些都值得加以总结,以便扬长避短,持续改进和优化。
主要体会有以下几点:(1)分选粒度控制是做好煤泥水处理的前提。
煤泥水处理的粒度控制是煤泥水处理的第一道工序,也是最主要的工序之一,直接制约着后续工序的正常进行,特别是对煤泥的分选产品的数量和质量起关键性作用,并对全厂精煤产品产率和质量产生重要影响。
田庄选煤厂目前使用的煤泥水粒度控制系统是角锥沉淀池和分级旋流器组合的粗煤泥分选系统。
(2)直接浮选、浓缩过滤是做好煤泥水处理的关键。
许多选煤厂实践都证明了直接浮选和浓缩过滤工艺对实现煤泥水闭路循环非常有利,是煤泥水处理中浮选和过滤方面一项根本性的改革。
实行直接浮选以后,循环水的来源单一,便于有效控制循环水的水质,简化了煤泥水处理系统,有利于煤泥水闭路循环。
而实行浓缩过滤后取得了滤饼水分降低、脱饼率100%、一台过滤机顶两台过滤机的效果。
但是浓缩过滤中的消泡问题还有待解决。
(3)产品脱水是做好煤泥水处理的重要环节。
产品脱水是降低产品水分,满足用户需要的重要指标,也是做好煤泥水处理,降低生产水耗的重要步骤。
而其中最重要的内容是浮选精煤的脱水和煤泥的脱水工作。
从田庄选煤厂的实际情况看,采用先进可靠的设备至关重要,对浮选精煤脱水而言,真空过滤机、加压过滤机效果都不错,精煤压滤机也可试用,选择这些设备各有利弊。
(4)浓缩和澄清是做好煤泥水处理的保证。
为保证浓缩机溢流水水质,必须做好浓缩机设备的润滑、维护和检修,提高设备的完好率,每班都要检查大齿圈、涡轮包、减速机、压力轴承的润滑和完好情况,减少压耙子和设备意外停车事故。
(5)煤泥水的闭路循环是做好煤泥水处理的目标。
选煤厂的煤泥全部厂内回收、洗水闭路循环已经成为十分重要的环保目标,也是一项硬性指标。
其主要内涵包括几个方面:一是洗水动态平衡,洗水浓度小于50g/l,不向厂区外排水,水重复利用率达90%以上,单位补充水量小于0.15m3/t(原煤);二是设置缓冲水池,并有完备的回水系统;三是年处理原煤量达到核定能力70%以上,全部煤泥实现厂内回收。
(6)煤泥产品回收利用是做好煤泥水处理的方向。
煤泥产品回收利用既是煤泥水处理的一项目标,也是企业一个新的经济增长点。
参考文献[1] 中国煤炭加工利用协会.选煤厂煤泥水处理[m].中国矿业大学出版社.[2] 李合群,高亚平.中国第一座全重介选煤厂的生产实践[m].中国矿业大学出版社.[3] 中国煤炭加工利用协会.选煤实用技术手册[m].中国矿业大学出版社.。