煤泥滾筒干燥技術在趙固一礦選煤廠的應用

李利娟

(河南能源化工集團焦作煤業集團公司 趙固一礦選煤廠，河南 焦作 454100)

河南能源化工集團焦作煤業集團公司趙固一礦選煤廠于2007年10月開工建設，2009年5月正式投產，設計生產能力為2.4 Mt/a，經過后續擴能改造后，現生產能力達到6.0 Mt/a。該廠生產采用塊煤淺槽重介分選機主再選+末煤有壓三產品重介旋流器分選工藝，主要產品有洗末煤、特優洗中塊、二號洗中塊、洗小塊和洗粒煤，副產品有塊中煤、末中煤和煤泥，其中煤泥產品由于灰分高、水分大、熱值低，經濟效益差，尤其是煤泥滯銷季節, 由于受堆放煤泥場地限制,會嚴重制約選煤廠的正常生產[1]。另外, 由于煤泥粘性大、顆粒細、運輸困難，并且在運輸過程中易產生揚塵，還會對周圍環境造成嚴重的污染。為改變這種局面,實現煤炭的綜合利用，將大量的煤泥變廢為寶，經多方考察論證,選煤廠決定利用煤泥干燥技術對煤泥產品進行烘干，生產干燥煤泥產品，以提高社會效益和經濟效益[2]。

1 干燥設備的選擇

目前，煤泥干燥一般選用技術可靠的火力干燥技術，利用經加熱后的高溫空氣對煤泥進行干燥處理。火力干燥所選用的干燥設備主要有兩種，一種是滾筒干燥機，一種是煤泥碎干機。兩種設備比較，滾筒干燥機主要有以下優點：

(1)故障率低。煤泥碎干機有運動部件在高溫下運行，故障率較高，維修困難且工作量大，而滾筒干燥機維護相對比較容易[3]。

(2)產品水分低。煤泥碎干機產品水分約在14%左右,滾筒干燥機的產品水分可達到10%左右。

(3)處理能力大。滾筒干燥機的處理能力一般大于煤泥碎干機。

(4)熱效率高。煤泥碎干機的熱效率和熱穩定性不如滾筒干燥機。

通過比較分析，趙固一礦選煤廠最終選擇滾筒干燥機對煤泥進行干燥處理。

2 煤泥滾筒干燥系統

2.1 滾筒干燥原理

煤泥滾筒干燥系統的核心設備是滾筒干燥機(圖1)。工作時，濕煤泥由螺旋推進器送入滾筒干燥機，然后被大傾角導料板(1區間)導向傾斜揚料板(2區間)，濕煤泥在滾筒內翻滾落下，由高溫煙氣進行干燥；重復灑落干燥幾次后，煤泥達到活動蓖條式翼板段(3區間)，再次被灑落干燥；之后煤泥進入第四區間，將清掃鏈條壓在最下面，又一次被灑落干燥[4]，由圓弧內側的清掃鏈條進行內外清掃；煤泥經多次干燥后到達第五區間，一部分漏下，另一部分繼續被反復提升灑落干燥；當到達第六區間時，成為干燥煤泥，并產生了廢氣；最終，干燥后的煤泥滑落至排料箱排出，干燥過程完成[5]。

1—加熱裝置；2—加料裝置；3—托輪裝置；4—干燥機滾筒；5—傳動裝置；6—擋托輪裝置；7—出料裝置；8—旋風分離器；9—引風機

煤泥滾筒干燥技術優點：①投資少，成本低； ②處理量大，維修量小，使用周期長；③熱利用率高，干燥后的產品水分低； ④對環境污染小；⑤適應性強，物料運輸通暢，不會出現堵塞現象；⑥除塵系統采用旋風除塵和濕式除塵兩道除塵系統，減少了排氣中的微塵，凈化效果好，除塵效率高。

2.2 煤泥干燥系統工藝流程

煤泥干燥系統設備聯系如圖2所示。

圖2 煤泥干燥系統設備聯系圖

壓濾后的濕煤泥(必要時打散)經帶式輸送機運至濕煤泥刮板機內，由進料機推進到滾筒干燥機，經過干燥后的煤泥產品由帶式輸送機轉載運輸至儲煤場儲存。干燥所需的熱源由燃燒爐提供，高溫空氣由引風機引入滾筒干燥機，煙塵經旋風除塵器、濕式除塵器處理后，以水蒸汽的形式排入大氣中；旋風除塵器收集的細粒物料進入產品皮帶。

該煤泥干燥系統具有以下特點：

(1)靈活可靠。系統既可生產濕煤泥，又可生產干燥煤泥;煤泥既可外運，又可地銷, 還可摻入末煤或末中煤中，提高經濟效益。

(2)控制系統多樣。設有就地控制(現場操作)、集中手動控制(遠程單臺啟停操作)、集中自動控制(按流程自動開啟)三種操作方式，生產控制靈活、可靠、適應性強、實用性好。

(3)能耗低。利用變頻器對引風機進行控制[6]。同時，可根據生產量的變化，通過調整風量控制產品水分的高低，以最大限度降低能耗[7]。

(4)污染少。生產過程中的煙氣經旋風除塵器、濕式除塵器處理后，可實現達標排放，對空氣的污染少。

3 存在問題及改進措施

該系統建成投產后，在實際生產過程中出現了一些問題，經過技術人員現場改進，取得了良好的效果。

(1)濕煤泥生產系統的調整。該廠的煤泥壓濾系統是由四臺隔膜壓濾機和三臺快開壓濾機組成，一臺隔膜壓濾機的生產時間為50～55 min，上料時間為10～12 min，當同時開啟生產時卸料時間比較集中，可使煤泥干燥系統煤泥瞬時入料量高達100 t/h，致使干燥設備出現超負荷運轉，無法保證產品質量與生產系統的連續性。為此，選煤廠將四臺隔膜壓濾機的入料時間由原來的集中上料改為依次上料，同時將三臺快開壓濾機的卸料方式由自動改為手動, 卸料時間由原來的2 min左右延長至10～15 min,從而有效控制了壓濾系統的瞬時生產量，將原來的集中生產改為連續不間斷生產，從而確保了產品質量，實現了干燥系統的連續生產。

(2)入料方式的改進。該廠自行制作安裝了煤泥刮板機平煤器，以保證均勻給料,減少入料口堵塞，并在濕煤泥不生產期間，利用鏟車給料、打散機打散的方式，確保了干燥系統的正常運行。

(3)在膠帶輸送機滾筒上安裝活動清掃器。由于生產過程中膠帶輸送機滾筒極易粘煤，會造成膠帶運輸機跑偏[8]，必須停機處理，從而造成生產中斷。安裝活動清掃器后，滾筒上粘附的煤就會被清掃到固定板上，從而避免了影響正常生產。

(4)改造干燥煤泥落煤口。由于原設計的下料口角度存在問題，易使排出的干燥煤泥粘附在溜桶口，需要崗位工不停地清理，工作量較大。經過工程技術人員現場計算，將機尾往后移動30 cm，形成了90°的下煤口，從而避免了堵塞溜桶情況的發生，減輕了崗位工的勞動強度。

4 效益評價

該廠的煤泥干燥系統于 2011年10月開工建設，2012年 7月投入試生產, 經對系統不斷進行改造和完善，現已達到正常、有序地生產，日常兩條生產線一條生產一條備用，運轉良好，日生產干燥煤泥量達到1 200 t左右。生產數據如表1所示。

表1 煤泥干燥系統運行數據

從表1可以看出, 系統運行能夠滿足現場需求, 該廠煤泥處理能力為65～80 t/h, 日生產量達到1 200 t左右，全水分平均降低8.7個百分點, 發熱量可提高1.68 MJ/kg(400 kcal)以上 。

按照2012年當地煤泥價格330元/t,并考慮土建折舊、設備折舊、維修費、人工費、電費、水費、輔助材料、原料費等成本, 生產干燥煤泥的單位成本為356.61元/t。干燥后的產品(水分≤12%)摻入篩末煤或單獨銷售，價格為445.5元/t(發熱量為13.86 MJ/kg)。那么，烘干1 t濕煤泥的凈利潤為445.5×0.9-356.61=44.34元(0.9為濕煤泥烘干后質量損失系數)。

根據選煤廠的工作制度和設備的處理能力，干燥系統年處理濕煤泥量為52.8萬t，故年利潤可達52.8萬t×44.34元/t=2 341.15萬元。該干燥系統的總投資為2 594.96萬元，則投資回收期為1.11年(稅前)，經濟效益良好。

5 結語

趙固一礦選煤廠采用煤泥干燥系統將濕煤泥處理成為粒度≤13 mm、水分≤15%的產品，可使其增值為動力煤，既可單獨銷售，又可與篩末煤摻配外銷，從而實現了煤泥產品高效益、大批量回收目的，為企業帶來了巨大的經濟效益；同時，煤泥干燥后運至儲煤場儲存，可減少煤泥露天堆放造成的環境污染；此外，采用煤泥干燥系統還解決了煤泥不易運輸和滯銷問題。綜上所述，煤泥干燥系統具有良好的經濟效益、社會效益和環境效益。

[1] 張春玲，馬金良，張 林，等. 煤泥干燥技術在大興煤礦選煤廠的應用[J].煤質技術，2009(12).

[2] 張惠林，張志剛，鄒山宏，等. 煤泥干燥系統在循環流化床鍋爐電廠的應用[J].煤質技術，2013(4).

[3] 郭天罡. 兩種煤泥干燥工藝的比較[J].山西科技，2002(4).

[4] 趙家甫，全 紅. 后所煤礦選煤廠煤泥干燥技術[J].煤炭加工與綜合利用，2005(4).

[5] 呂立輝. 煤泥干燥 提高資源利用[J].山西焦煤科技 ，2009(9).

[6] 李合群，文獻才. 煤泥干燥技術在田莊選煤廠的應用研究[J].煤質技術，2010(10).

[7] 李合群，文獻才. 煤泥干燥技術的選型研究與應用[C]//2010年全國選煤學術交流會論文集. 唐山《選煤技術》編輯部，2010.

[8] 王振友. JNG型煤泥滾筒干燥機的應用[J].煤炭加工與綜合利用，2009(3).