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煤泥减量化问题分析及发展趋势.【新闻】

发布时间:2022年08月05日    点击:[0]人次

煤泥减量化问题分析及发展趋势

煤泥主要指选煤厂生产过程中伴生的副产品,根据选煤工艺不同,分为浮选尾煤和其他煤泥。我国浮选尾煤产率一般占入洗原煤的5%-7%。其他煤泥主要指动力煤选煤厂(无浮选环节)产生的压滤煤..  煤泥主要指选煤厂生产过程中伴生的副产品,根据选煤工艺不同,分为浮选尾煤和其他煤泥。我国浮选尾煤产率一般占入洗原煤的5%-7%。其他煤泥主要指动力煤选煤厂(无浮选环节)产生的压滤煤泥,只有块煤入洗时煤泥产率约占入洗煤总量的7%-10%。由于煤泥粘度大、水分高、热值低,掺入电煤,不仅影响综合产品发热量、增水折吨,而且对火电厂筛分系统极为不利,长距离运输冬季增加冻车皮现象。许多煤企和客户经常因为煤泥问题发生减价、扣吨纠纷,使企业经济效益受到一定影响。为了解决这一问题,有些选煤厂不得不采取煤泥落地晾干或随矸石一起排弃,这样不仅带来环境压力,而且影响产品产量和销售收入。有些企业增加处理能力大的火力干燥系统,煤泥外在水分可控制在15%左右,但配备小型燃烧炉,也不符合环保要求。在煤价下滑、买方主导煤炭市场的情况下,煤泥干燥效益并不明显。因此,研究煤泥减量化、降低生产成本,是煤炭企业创造效益的热点之一。

1/问题分析

从技术角度分析,煤泥减量化生产并非难事,关键是如何合理确定选煤方法和工艺流程。选煤厂应从减少生产系统煤的过粉碎方面考虑,细化工艺布置,并按经济效益最大化原则优化产品结构。结合我国目前选煤厂生产实际,笔者认为,在煤泥减量化方面主要存在以下问题。

(1)盲目追求动力煤全部入洗,过度加工导致煤泥量大。我国煤炭产量约50%用于火力发电,到2020年电煤耗量将占到原煤产量的62%。电厂末煤是否需要全部入洗,要认真分析末煤质量和电厂对煤质的要求,合理确定入洗下限。有些选煤厂在设计过程中,预测原煤灰分后,按灰分校正法,将各粒级灰分调高,造成末煤灰分增高,导致末煤不得不洗的错误结论。有的选煤厂在目标市场不明确的条件下,盲目将动力煤选煤厂按全入洗设计。有些含矸率较高的选煤厂,采用原煤全部破碎到50mm以下,再由两产品重介旋流器洗选,导致占到入洗原煤10%以上的煤泥难以消化。国内不少动力煤选煤厂按块、末煤分别入洗设计,投产后末煤系统基本不开,造成设备闲置和投资浪费。在煤炭富集的陕北、内蒙古等地,不少选煤厂将煤泥随矸石一起排掉,造成资源浪费。

(2)炼焦煤洗煤厂尾煤回收系统工艺不完善,缺乏煤泥减量化的必要措施。炼焦煤选煤厂入洗下限一般到0,普遍设有浮选系统。浮选尾煤粘度大、灰分高,我国选煤厂几乎全部采用压滤机回收,如果浮选尾煤不能就地消纳,必须落地晾干,难以全部利用。目前普遍缺乏对尾煤粒度组成的分析,缺乏分级回收利用的研究。

(3)选煤方法选择不合理,导致次生煤泥量增加。我国煤炭赋存条件较差,煤层含泥质夹矸多,一些老矿区进入深部开采,煤质变差、易碎程度增加;一些变质程度较高的贫煤、贫瘦煤、粉煤量高达25%左右,加上次生煤泥,总煤泥量达到30%以上。有些选煤厂在设计过程中,以业主使用熟练、再洗可开可不开为由,选择有压入料重介旋流器工艺。炼焦煤、喷吹煤有压两产品重介旋流器主再洗,部分煤炭需要两次用泵打入旋流器,不仅系统复杂、能耗高,而且加剧了煤的泥化。煤介用泵两次混打,造成次生煤泥量增加较多。

(4)原煤存储系统设计不尽合理,煤炭易破碎、风化,导致洗选过程中煤泥量增加。煤炭生产企业习惯性希望地面生产系统原煤储存量越大越好,因此,设计的井下煤仓高度大、地面圆筒仓直径大、落差高达50m以上,不仅造成块煤破碎严重,而且煤的抗碎强度降低,导致洗选加工时煤泥量增加,不利于煤泥减量化生产。

2/煤泥减量化发展趋势

随着雾霾天气的加重,国家将环境保护、生态文明建设、煤炭绿色开采、清洁高效利用提到了历史高度。国务院颁布了《大气污染防治行动计划》,其中第四条和第十四条指出:推进煤炭清洁利用。提高原煤入洗比例,新建煤矿应同步建设煤炭洗选设施,现有煤矿要加快建设和改造;到2017年,原煤入选率要达到70%以上。为加强煤质管理,由国家发改委、环保部、商务部、海关总署、国家工商管理总局、国家质检总局六部门制定的《商品煤质量管理暂行规定》(2015年1月1日起实施)要求京津冀及周边地区、长三角、珠三角限制销售和使用灰分不小于16%,硫分不小于1%的散煤。面对我国煤炭产能过剩,需求总量放缓、煤炭价格下滑的严重局面,国务院颁布了《能源发展战略行动计划(年)》,该文件指出:到2020年煤炭消费总量控制在42亿吨左右,煤炭消费比重降到62%以内;积极推进煤炭分级分质梯级利用,加大煤炭洗选比重,建立健全煤炭质量管理体系。

上述国家一系列节能减排的能源新政策,均有关于煤炭洗选加工的相关要求,如何在煤炭洗选加工方面寻求合适的切入点,做到既满足国家对煤炭洗选加工的要求,又能选择合理的工艺流程、使企业效益最大化,笔者从煤泥减量化方面提出一些看法。

(1)增加入洗率是煤炭洗选发展的必然趋势。2014年全国煤炭产量38.7亿吨,筛选率基本达到100%,但入洗率仅达到62%。我国近20亿吨的电煤中除约4亿吨洗中煤外,是否需要洗后供应是一项值得探讨的问题。目前,大型矿井配套建设选煤厂已是政府审批项目的必备条件之一。动力煤块煤入洗也基本形成共识。末煤含矸率很低,收到基低位发热量基本不小于20.90MJ/Kg,可以满足电厂和一般动力用煤要求。有些煤质较差、需要末煤入洗的选煤厂,应通过优化产品结构,合理确定入洗下限,实现脱粉入洗,煤泥量可以减少40%以上。

关于动力末煤脱粉入洗,郑钧笛、朱子祺等进行了论证,共同的结论是,动力末煤脱粉入洗比全部入洗的产品产率高、加工成本低、经济效益好。在过去的几年里,一些动力煤全部入洗的选煤厂,如神华宁煤的红柳选煤厂等补加了脱粉环节,脱粉入洗在淮南、晋城、准格尔等矿区均有应用。

(2)充分发挥重介质浅槽的潜力,扩大块煤入洗量。我国大型以上动力煤选煤厂多数采用块煤重介质浅槽分选工艺,洗选下限一般取13mm,不少厂为25mm以上入洗。浅槽洗选具有处理能力大、系统简单、加工成本低等优势。充分重介质浅槽的洗煤优势,将洗选下限降到6mm,mm洗精煤和筛末煤配煤销售,既保证了煤炭质量,又能有效降低因末煤洗选增加的煤泥量。生产中由于产生的煤泥量少,可以将其直接掺入末煤销售,实现选煤厂产品无泥化生产。

神华集团李家豪煤矿选煤厂原设计采用13mm以上块煤洗选,由于末煤发热量仅为17.556 MJ/Kg,铁路外销困难。该矿煤矸石泥化严重,若末煤全部入洗,煤泥量大,经济效益差。经过科研攻关,反复论证,最终确定采用弛张筛+重介质浅槽工艺洗选大于6mm粒级,入洗量增加15%。采用3090型弛张筛进行6mm分级,处理能力600t/h,干法筛分效率达90%。项目实施后不仅煤泥量增加较少,而且产品质量提高,年创经济效益3000多万元。该科研成果由中国煤炭工业协会鉴定为国际先进水平。

(3)无压入料重介质旋流器是煤泥减量化的有效措施。多年来无压、有压旋流器各有应用。特别是炼焦煤、无烟煤选煤厂,采用有压两产品旋流器主再洗,煤介混合物两次用泵打入旋流器,煤浸水时间相对较长,泥化率增加,不利于煤泥减量化。神华集团曾委托中国煤炭加工利用协会对煤泥减量化进行研究,通过对两淮地区有压、无压工艺的洗选研究发现,有压两产品重介质旋流器主再洗比无压三产品重介质旋流器洗选工艺煤泥量增加%。煤泥量增加,意味着药剂耗量增加、煤泥回收设备增加,生产成本必然增加,对此应引起足够重视。

(4)优化煤泥回收工艺,提高煤泥掺配率。合理的煤泥回收工艺有利于煤泥的减量化。我国目前煤泥回收的工艺流程大致分为两类:一是浓缩+压滤;二是两段浓缩、两段回收,即一段浓缩底流沉降离心机回收粗粒,散状物料直接掺入中煤或末煤,二段底流压滤回收。一般选煤厂设计采用分级旋流器+弧形筛+煤泥离心机回收大于0.25mm的粗煤泥后,直接掺入产品。实际生产中,由于分级旋流器溢流跑粗,弧形筛、离心机筛孔磨损等问题,导致部分粗煤泥进入细煤泥系统,煤泥量必然增加。为了减少压滤煤泥量,建议采用一段浓缩底流沉降离心机回收粗颗粒,散状物料直接掺入中煤或末煤,二段底流压滤回收工艺。沉降离心机回收的粗粒煤泥下限可达0.1mm,并且物料水分低,可直接掺入产品煤,有效减少煤泥量。开滦范各庄选煤厂浮选尾煤就采用该工艺,生产效果良好。

(5)重视细节设计,减少煤泥量。在选煤厂设计中要重视以下环节:一是溜槽缓冲、降低落差;二是减量减少煤泥水泵打循环次数,减少泥化时间;三是尽量不设通过式破碎机,以免不该进入破碎机的煤进破碎机,增加煤的过粉碎;四是尽量不设用推土机回煤的储煤场;五是在工艺设计上防止大块矸石破碎,炼焦煤选煤厂、动力煤旋流器洗选,要增加预排矸系统。

3/加强煤泥就近综合利用研究

(1)结合市场需求和煤价变化趋势,合理确定煤泥干燥工艺,积极开拓无污染干燥技术,积极研究推广瓦斯发电余热干燥、射流干燥、电磁干燥等技术,降低干燥成本,提高经济效益。

(2)结合国家能源局《关于促进低热值煤发电产业健康发展的通知》精神及坑口低热值煤发电项目建设要求,选煤厂要积极配合电厂建设,将收到基低位发热量不小于5.016MJ/Kg的煤矸石、煤泥合理掺配供应电厂。

(3)如果选煤厂合理距离范围内建设以水煤浆为原料的化工项目,应积极推广浓缩机底流直接给入湿法球磨机技术,这样,可以少开或不开选煤厂煤泥回收设备,采用煤化工净化水做洗选补充水,有利于提高煤化工和选煤厂的效益。

4/问题分析

煤泥作为选煤厂的副产品,其量的大小对选煤厂产品数质量、环境保护、节水降耗、经济效益均有一定影响。结合当前煤炭产能过剩、效益下滑和国家要求绿色开采、煤炭清洁高效利用的有关规定,积极推广动力煤末煤脱粉入洗、降低重介质浅槽分选下限、优化煤泥回收工艺、重视煤泥减量化细节设计和管理,具有重要的现实和长远意义。

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