眾泰煤焦化選煤廠脫水系統優化探索與實踐

蔣善勇，張振紅，裴健宇

(1.拜城縣眾泰煤焦化有限公司，新疆 拜城 842300；2.永城煤電控股集團有限公司,河南 永城 476600)

眾泰煤焦化選煤廠脫水系統優化探索與實踐

蔣善勇1，張振紅2，裴健宇1

(1.拜城縣眾泰煤焦化有限公司，新疆 拜城 842300；2.永城煤電控股集團有限公司,河南 永城 476600)

針對眾泰煤焦化選煤廠精煤水分偏高的問題，通過分析煤質特性，查找工藝設計和生產操作中存在的問題，優化工藝與設備，使最終精煤綜合水分由17.10%下降至11%以下，取得了良好的經濟效益與社會效益。

精煤水分；脫水系統； 粗精煤泥水分; 精煤快開壓濾機;浮選精煤水分

1 概述

拜城縣眾泰煤焦化有限公司選煤廠(以下簡稱“眾泰選煤廠”)位于新疆阿克蘇市拜城縣重工業園區內，設計能力為1.80 Mt/a,屬于群礦型選煤廠，采用無壓三產品重介旋流器+煤泥浮選的聯合工藝，入選煤種為13#瘦煤和15#焦煤，原料煤分別來自拜城縣內音西鐵熱克煤業有限公司和拜城縣眾維煤業有限責任公司。近年來,隨著采煤機械化程度的提高,該選煤廠入選原煤中煤泥量不斷增加[1],導致浮選精煤脫水困難。在實際生產中,拜城縣眾泰煤焦化有限公司綜合精煤水分高達17.10%，嚴重影響后續焦化生產的正常使用。

精煤水分偏高對焦化生產的影響主要體現在：在通常情況下，配合煤水分每增加1個百分點，立火道溫度需上調5～7 ℃，煉焦耗熱量增加約30 kJ/kg，結焦時間將延長10～15 min，并且當煤水分過大時，還會增加煉焦耗熱量，增加煉焦時間，造成煉焦成本增加，降低焦炭的產量[2]；此外，在裝煤初期，由于焦爐炭化室墻面與煤料溫差很大，爐墻向煤料迅速傳熱，而本身溫度劇降。煤料水分越大，炭化室墻面溫度下降越多；當爐頭的炭化室墻面溫度降到600 ℃以下時，就會顯著地損壞硅磚，從而影響爐體使用壽命。

因此，在現有煤質特性情況下，如何有效降低煉焦精煤綜合水分保證正常使用是眾泰選煤廠生產中面臨的難點問題。

2 問題分析

2.1 入選原煤與精煤產品分析

通過表1和表2數據分析發現：入選原煤<0.5 mm粒度級原生煤泥含量高達25.20%，<1 mm粒度級原生煤泥含量高達45.74%。由于原生煤泥含量高，加上全重介選煤過程中的泥化作用，使精煤產品中<1 mm粒度級占比達52.43%，細粒級含量偏多，產品脫水困難[3]，不僅<0.5 mm粒度級水分較高，而且0.5～1 mm粒級部分水分明顯偏高，導致精煤綜合水分高達17.10%。

表1 入選原煤粒度組成

表2 精煤產品粒度組成與水分分析結果

2.2 原脫水系統存在問題

原脫水工藝系統流程為：重介旋流器分選出的精煤產品進入精煤弧形篩預脫介后，篩上物進入篩孔為1 mm的精煤脫介篩進一步脫介、脫水，精煤脫介篩的篩前設有分級段，將精煤分為>10 mm粒級精煤，直接進入精煤膠帶送至精煤場存放；10～1 mm粒級通過刮板分配到兩臺精煤離心機進行脫水，之后由精煤膠帶送至精煤場。分流的懸浮液、精煤脫介篩的篩下懸浮液進入磁選機回收介質，磁選尾礦進入精煤磁尾桶，由泵打入精煤泥分級濃縮旋流器處理，旋流器底流進入篩孔為0.5 mm精煤泥回收篩回收粗煤泥，篩上物由精煤膠帶送至精煤場；精煤泥分級濃縮旋流器溢流與粗煤泥回收篩篩下水進入浮選系統處理，浮選精煤采用4臺過濾面積為250 m2的快開壓濾機脫水，之后送至精煤場與前兩種精煤產品混合為最終精煤產品。

通過對精煤產品粒度組成與水分指標分析可以看出，精煤泥和浮選精煤水分明顯偏高，原精煤產品脫水系統存在的主要問題有：一是精煤泥采用高頻篩脫水后直接進入精煤產品，由于其水分高達27.20%，產率達21.93%，因此嚴重影響綜合精煤水分；二是實際生產中浮選精煤產率高達30.49%，原設計中精煤快開壓濾機處理能力不足，并且由于采用常規程控壓濾機操作模式，使浮選精煤水分高達25.5%。該兩項綜合，使最終精煤產品水分高達17.10%，嚴重影響精煤產品的銷售和正常使用, 可見要有效降低綜合精煤水分的關鍵是如何有效控制<1 mm粒級產品的水分。

3 脫水系統的優化與效果評價

3.1 精煤產品脫水系統的優化

針對原脫水系統存在的問題，通過公司技術人員查閱相關資料[4-10]，借鑒其他選煤廠脫水工藝，了解國內精煤壓濾機運行現狀，并結合自身特點，經過充分論證后，決定對選煤廠脫水系統進行優化與改造。該項改造委托湖南第一工業設計研究院進行設計，工藝優化的主要內容為：

(1)將精煤泥回收工藝改為精煤磁選機尾礦采用4組φ500 mm的分級濃縮旋流器濃縮分級后，底流進兩臺粗精煤振動弧形篩脫水，篩上物經煤泥離心機脫水后作為精煤產品送精煤場。

(2)在原有基礎上增加兩臺過濾面積為500 m2的精煤快開壓濾機，并且安排機電工程師對原有壓濾機程控操作程序進行修改，使壓濾機可以分別實現三次壓榨和反吹，并且時間可以在0～100 s內自主設置，這樣既可以實現不同入料情況下對浮選精煤水分控制的要求，同時也可以有效控制壓濾機單次操作時間。

3.2 優化效果評價

通過優化與改造，粗精煤泥水分可以控制在10%以內，浮選精煤水分可以控制在18%以內，綜合精煤水分可以控制在11%以內，可使精煤綜合水分降低6.10個百分點。按每年生產精煤1.00 Mt計算，該選煤廠每年可節約用水量0.061 Mt，年節約水費約12.20萬元,可在一定程度上緩解水源緊張的壓力。

同時，由于精煤產品水分的降低，可使后續煉焦生產更加節能和高效。焦爐生產焦炭時需使用回爐煤氣進行加熱，在一般情況下，配合煤水分每增加1個百分點，立火道溫度需上調5～7 ℃，煉焦耗熱量增加約30 kJ/kg，結焦時間將延長10～15 min。眾泰煤焦化配合煤中自產精煤占總量的70%左右，煉焦配合煤使用量約為84萬t/a，煉焦配合煤水分降低4.20個百分點后，每年可節約煤氣4 514 660 m3，折合標煤3 612 t，年增煤氣銷售利潤148.98萬元。

4 結語

眾泰煤焦化公司通過對選煤廠脫水系統進行優化與改造，使壓濾機的脫水性能得到明顯改善，粗精煤泥的水分大幅降低，綜合精煤水分控制到了11%以內，基本滿足銷售和煉焦生產對精煤水分的要求，每年可節約用水6.10萬m3，不僅有效降低了精煤外銷時的無效運輸費用，提高了產品的市場競爭力，并且取得了良好的經濟效益，僅節約煤氣新增利潤和節水費兩項即可達161.18萬元/a。

[1] 趙躍民.煤炭資源綜合利用手冊[M].北京：科學出版社,2004.

[2] 謝廣元.選礦學[M].徐州：中國礦業大學出版社,2001.

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[4] 張振紅,郭亞軍，楊 明.永煤集團浮選精煤脫水節能降耗途徑的探索與實踐[J].選煤技術,2014(4):45-49.

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[10] 周立峰，陳 彬.XKZ快開壓濾機在浮選精煤脫水中的應用[J].選煤技術,2001(1)：41-43.

Optimization and practical application of the dewatering system at Zhongtai Coking Coal Company Coal Preparation Plant

JIANG Shan-yong1, ZHANG Zhen-hong2, PEI Jian-yu1

(1. Zhongtai Coking Coal Co., Ltd., Baicheng, Xinjiang 842300, China; 2. Yongcheng Coal & Electricity (Group) Co., Ltd., Yongcheng, Henan 476600, China)

The clean coal product produced by ZCCC's coal preparation plant is considerably high in moisture. Following an analysis of the raw coal property, an investigation is made into the existing process design and the problems found in coal cleaning and dewatering operations for optimization of cleaning process and equipment. Though the optimization effort, the composite moisture of the final clean coal product is reduced from 17.10% down to below 11%, bringing about a favourable social and economic benefit for the plant.

moisture of clean coal; dewatering system; moisture of coarse cleaned slime; rapid-open filter press; moisture of flotation concentrate

1001-3571(2016)05-0057-03

TD946.2

B

2016-10-07

10.16447/j.cnki.cpt.2016.05.015

蔣善勇(1981—)，男，重慶市榮昌縣人，高級工程師，工學碩士，從事煤炭洗選與焦化生產技術管理工作。

E-mail:jsy19810309@126.com Tel：18699789596

蔣善勇，張振紅，裴健宇. 眾泰煤焦化選煤廠脫水系統優化探索與實踐[J].選煤技術，2016(5)：57-59.