塊煤跳汰排矸簡化工藝的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

潘東明

(1．中煤科工集團(tuán)唐山研究院有限公司，河北 唐山 063012；2.河北省煤炭洗選工程技術(shù)研究中心，河北 唐山 063012)

塊煤跳汰排矸是我國動(dòng)力煤分選的主要方法之一。然而，目前大多塊煤跳汰排矸選煤廠在工藝上與混合跳汰工藝區(qū)別不大，這就造成了投資和運(yùn)行成本的增加以及不必要產(chǎn)能浪費(fèi)[1]。實(shí)際上，塊煤跳汰與混合跳汰是有區(qū)別的，這主要是由于塊煤跳汰入選原煤中的細(xì)粒級(jí)含量較少，因而在煤泥水處理和粗煤泥回收環(huán)節(jié)要比混合跳汰簡單得多；其次，塊煤跳汰排矸對(duì)于循環(huán)水濃度的要求不如混合跳汰(或末煤跳汰)那樣嚴(yán)格(混合跳汰循環(huán)水濃度通常在30～50 g/L)[2]。對(duì)于混合跳汰，循環(huán)水濃度過高會(huì)直接影響精煤的灰分，塊煤跳汰排矸則不然，循環(huán)水濃度對(duì)于精煤灰分的影響相對(duì)較小。因此尋求既能滿足生產(chǎn)需要，又能避免不必要的浪費(fèi)的塊煤跳汰排矸簡化工藝是十分必要的。

1 常用粗煤泥回收工藝

針對(duì)前述塊煤跳汰排矸與混煤跳汰的不同，簡化設(shè)計(jì)主要是從粗煤泥回收和循環(huán)水處理兩個(gè)方面進(jìn)行。

目前，跳汰選煤廠常用的粗煤泥回收工藝有弧形篩+煤泥離心機(jī)工藝和濃縮旋流器+高頻篩工藝，也有用數(shù)量較多的高頻篩直接回收粗煤泥的工藝，如圖1所示。至于循環(huán)水的處理，通常采用耙式濃縮機(jī)，將其溢流直接作為循環(huán)水使用。在三種工藝中，與多臺(tái)高頻篩工藝和濃縮旋流器+高頻篩工藝相比，弧形篩+煤泥離心機(jī)工藝優(yōu)點(diǎn)在于小于篩縫0.5～0.7倍的高灰細(xì)泥可透過篩縫進(jìn)入篩下水，進(jìn)而能提高回收的粗煤泥產(chǎn)品質(zhì)量；弧形篩+煤泥離心機(jī)工藝由于采用了煤泥離心機(jī)脫水，因而產(chǎn)品水分可以有一定的保證[3-9]；而多臺(tái)高頻篩工藝不僅占地面積較大，并且產(chǎn)品的水分不好保證。

以上三種回收工藝用于處理混煤跳汰過程中的煤泥水均比較成熟和可靠，但用于塊煤跳汰排矸工藝則均過于繁瑣。

圖1 跳汰選煤廠常用的粗煤泥回收工藝

2 塊煤跳汰排矸工藝簡化

為了簡化塊煤跳汰排矸工藝，可省去常規(guī)的粗煤泥回收工藝，用減小脫水篩篩縫的方法來回收粗煤泥。比如：正常脫水篩篩縫為0.5 mm，簡化工藝后使用0.3 mm篩縫，同時(shí)適當(dāng)增大脫水篩的面積，并將耙式濃縮機(jī)省去，改用深錐濃縮機(jī)，通過選擇合適的藥劑和配比，來保證深錐濃縮機(jī)內(nèi)煤泥水的沉淀效果。簡化后的工藝流程如圖2所示。

簡化后的工藝比常規(guī)工藝簡單很多，這就意味設(shè)備數(shù)量和相互間轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)的減少，進(jìn)而節(jié)約投資和設(shè)備維護(hù)工作量，并且能達(dá)到同樣處理效果。以90萬t廠型為例，預(yù)計(jì)可節(jié)約設(shè)備投資約90萬元，節(jié)約土建投資210萬元左右。

圖2 簡化后的塊煤跳汰排矸工藝

3 工藝簡化后需注意的問題

由于工藝簡化，在實(shí)際生產(chǎn)中，需要在以下幾個(gè)方面進(jìn)行嚴(yán)格控制：

(1)要嚴(yán)格控制入選原煤中<13 mm粒級(jí)末煤的含量。如果進(jìn)入系統(tǒng)的末煤含量過多，會(huì)造成煤泥水濃度的持續(xù)上升，進(jìn)而會(huì)影響分選效果，嚴(yán)重時(shí)可造成深錐濃縮機(jī)壓實(shí)等生產(chǎn)事故的發(fā)生。這就需要在入選前根據(jù)原煤的水分、粒度組成等情況進(jìn)行綜合分析，選擇合適的分級(jí)設(shè)備，必要時(shí)在入選前進(jìn)行二次篩分，以將入選原煤中細(xì)粒級(jí)含量控制在合理的范圍之內(nèi)。

(2)在簡化工藝中，壓濾機(jī)是控制循環(huán)水濃度的關(guān)鍵設(shè)備，若壓濾機(jī)長時(shí)間不工作，循環(huán)水濃度會(huì)持續(xù)增加，因此在生產(chǎn)中要確保壓濾機(jī)的完好。

4 應(yīng)用效果

簡化后的跳汰排矸工藝于2013年11月首次在北京木城澗選煤廠投產(chǎn)使用，至今已經(jīng)正常運(yùn)行兩年多，投產(chǎn)時(shí)跳汰面積為6 m2，后因產(chǎn)量需要擴(kuò)大到9 m2。生產(chǎn)實(shí)踐表明，簡化后的工藝生產(chǎn)運(yùn)行良好，日常生產(chǎn)各環(huán)節(jié)循環(huán)水濃度穩(wěn)定(表1)。

表1 木城澗選煤廠各環(huán)節(jié)水質(zhì)日常監(jiān)測結(jié)果

從表1數(shù)據(jù)可以看出，循環(huán)水的濃度基本穩(wěn)定在30 g/L，完全可以滿足選煤生產(chǎn)的需要，因此證明了該簡化工藝的可行性。

隨著煤炭價(jià)格的持續(xù)走低，煤炭行業(yè)的形勢日趨嚴(yán)峻，簡化生產(chǎn)工藝就意味著建廠投資與生產(chǎn)成本的降低，因此塊煤跳汰排矸工藝的簡化對(duì)于塊煤分選來說具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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