風力干法選煤技術在轉龍灣煤礦的應用

剛羅寶，王 洋

(兗礦集團 轉龍灣煤礦，內蒙古 鄂爾多斯 017000)

1 概 述

轉龍灣煤礦選煤廠原設計為500萬t/a，主洗工藝為混合跳汰，產品結構為30～100 mm塊煤、13～30 mm粒級末煤及小于13 mm粒級混煤。2015年，全國煤炭市場持續低迷，煤炭產品綜合價格偏低，但塊煤較同等質量的末煤價格高出50～100元/t。為了盡可能使企業效益最大化，轉龍灣煤礦通過積極調研，決定在原有跳汰選煤廠的基礎上，引進一套由唐山神州機械集團有限公司研制、生產能力為180萬t/a的ZM600干法選煤設備，安裝在原煤倉下，以降低原煤入水后的離解率及原煤進入跳汰選煤廠多次轉載的破碎率，提高塊煤產率。2016年4月24日設備安裝完畢。

2 風力干法選煤原理

采用自生介質(入洗原煤中所含細粒煤)與空氣組成氣固兩相混合介質分選；借助機械振動使分選物料做螺旋翻轉運動，利用振動力和風力的綜合作用造成床層松散和礦粒按密度分層。在不同區段有自生介質(粉煤)與空氣形成的混合介質分選作用(精煤段)，又利用了顆粒相互作用的浮力效應(中煤段)，形成多次分選。

3 風力干法選煤技術特點

(1)不用水。對于干旱缺水地區及冬季嚴寒地區，干法選煤有特殊意義。可避免易泥化矸石帶來的煤泥水難以處理的問題；分選過程不用水，顯著減少了產品煤的外在水分，對間接提高產品煤的發熱量具有重要意義。

(2)投資少。選煤工藝簡單，不需要建廠房，建設投資僅為同等水洗工程項目的1/5～1/10。轉龍灣煤礦風選系統采用BOT投資模式，與生產廠家進行合作，降低了投資風險；借助原有選煤廠的原煤倉及產品裝車系統，節省了投資。

(3)投產快，占地面積少，建設周期短。3個月建成并投產。

(4)產品質量較為穩定。風選塊煤已經獲得用戶的認同。

4 轉龍灣煤礦風選系統工藝流程

干法分選系統工藝流程見圖1。

圖1 轉龍灣煤礦風選系統工藝流程示意

5 設備型號及配置參數

(1)設備型號：ZM600礦物高效分離機；

(2)設備入料粒度：0～80 mm；

(3)入料外在水分：小于9%或物料在床面上能松散；

(4)處理量：400～600 t/h；

(5)設備功率：1 409.68 kW；

(6)分選數量效率不小于90%，矸石帶煤率不超過4%，塊精煤灰分不大于8%；

(7)采用PLC自動控制方式，自動控制系統標配觸摸屏，監控設備運行狀況，并能夠以文字形式清晰描述系統故障。

6 系統運行測試情況

系統調試運行2個月以后，公司組織相關單位對系統各項性能指標進行了測試，結果列于表1。

表1 系統性能指標測試結果

6.1 測試結論

(1)系統處理能力能夠滿足400 t/h。

(2)精煤灰分不大于8%，矸石帶煤率不大于5%，塊精煤含矸率不大于2%，滿足要求。

(3)原煤發熱量為15 458 kJ/kg，分選后末煤發熱量達到20 428 kJ/kg，塊煤發熱量達到23 788 kJ/kg，發熱量提高4 180 kJ/kg以上，達到了提質增效的目的。

(4)原煤中大于30 mm物料占38%以上，去掉矸石后，塊煤產率占入選原煤的20.9%。干選時塊煤破損率低，干選塊煤產率較水洗系統提高8%左右。

(5)分選后的末煤發熱量達到20 064 kJ/kg，可作為“混煤5000”直接銷售，也可以進行摻配銷售。

(6)現場設備、設施配備符合合同規定，安裝符合要求；現場安全、消防設施齊全；所有設備運行正常。

6.2 不足之處

(1)系統受原煤煤質影響較大。

(2)系統開停車時揚塵較大，現場除塵設施有待進一步完善；特別是進入冬季后，現有噴霧除塵措施無法使用，需要進一步加大環境保護措施。

(3)小于80 mm混煤分選時，對小于3 mm的細粒煤分選困難。因原煤受開采條件及噴霧除塵的影響，煤粒和矸石糾結成團，難以將兩者分開，此時風力分選的效果難以保證。

7 與跳汰選煤效益比較

根據轉龍灣煤礦實際情況，從噸煤成本、產品價格等方面，對風力干選及跳汰洗選兩種生產工藝的經濟效益進行綜合比較，結果列于表2。

表2 風力干選與跳汰洗選經濟效益綜合比較

8 結 語

復合干法選煤技術在轉龍灣煤礦使用3 a多來，每個月處理原煤12～15萬t，塊煤率不低于18%，較跳汰選煤廠塊煤率至少高出6%，經濟效益可觀。隨著國家環境保護政策的不斷嚴格，加之風力干選設施的不斷完善，從廠房封閉、除塵噴霧設施等方面加大投入改進后，干法選煤技術的發展前景將更加廣闊。特別是對于一些水資源緊缺地區，具有良好的使用基礎。