太原選煤廠尾煤系統(tǒng)改造可行性研究探討

蘇艷芳

(西山煤電股份公司 太原選煤廠，山西　太原　030023)

·試驗研究·

太原選煤廠尾煤系統(tǒng)改造可行性研究探討

蘇艷芳

(西山煤電股份公司 太原選煤廠，山西太原030023)

摘要針對太原選煤廠生產(chǎn)現(xiàn)狀及尾煤系統(tǒng)存在的問題，提出尾煤系統(tǒng)改造方案，通過比較分析，選擇了有利于尾煤系統(tǒng)回收的最佳方案：增加2臺沉降過濾式離心機，可實現(xiàn)尾煤全部回收并能達(dá)到投資回收和經(jīng)濟(jì)效益的最大化，符合環(huán)境保護(hù)的各項要求，使太原選煤廠實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞尾煤；改造；沉降過濾式離心機；環(huán)保；工藝；可行性

1項目背景

1.1　現(xiàn)　狀

西山煤電股份公司太原選煤廠核定生產(chǎn)能力為450萬t/年，生產(chǎn)工藝為原煤脫泥+重介三產(chǎn)品旋流器+粗煤泥干擾床分選+浮選聯(lián)合工藝流程。

太原選煤廠尾礦主要由浮選尾礦和粗煤泥干擾床分選機尾礦兩部分組成。現(xiàn)有尾礦是通過深錐濃縮機濃縮后，底流經(jīng)高頻篩脫水回收；溢流經(jīng)d45 m濃縮池濃縮后通過快開壓濾機脫水回收。脫水后的煤泥水分約為24%.

現(xiàn)有尾礦系統(tǒng)工藝流程示意圖見圖1.

圖1　尾礦系統(tǒng)工藝流程示意圖

1.2　存在問題

1) 煤泥水分高，銷售困難。

2009年至2014年4月，太原選煤廠尾礦進(jìn)行煤泥干燥加工后銷售，但燃煤熱風(fēng)爐加熱煤泥干燥工藝不符合環(huán)保要求，于2014年4月停產(chǎn)，導(dǎo)致煤泥無法干燥。而不經(jīng)干燥的煤泥，水分約為24%，高水分煤泥銷售困難，嚴(yán)重制約了生產(chǎn)。

2) 煤泥不能繼續(xù)公路銷售。

該廠煤泥輸送系統(tǒng)是按照公路銷售方式設(shè)計的獨立系統(tǒng)，與其他運輸環(huán)節(jié)不相連。由于環(huán)保要求停止公路運輸。因此，必須對煤泥輸送系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，與副產(chǎn)品上倉系統(tǒng)相連接，使煤泥能摻入中煤或單獨入裝煤倉進(jìn)行鐵路銷售。

2項目實施可行性

1)在尾礦處理系統(tǒng)中引進(jìn)先進(jìn)高效的沉降過濾式離心機回收粗煤泥，降低尾煤水分指標(biāo)，減少需要干燥的煤泥量。

a) 沉降過濾式離心機適于粗煤泥脫水主體采用新型結(jié)構(gòu)，可靠性高，維修量小，脫水效果好，可將粗粒煤泥水分降至14%左右，滿足銷售要求。

該設(shè)備符合太原選煤廠尾礦的應(yīng)用要求，建議引進(jìn)該設(shè)備，使尾礦粗粒煤泥一次脫水后即可銷售。

b) 太選尾礦煤泥總處理量約為34 t/h，若采用沉降過濾式離心機處理，可有效回收粗粒煤泥14.07 t/h，占尾煤泥總量的41.38%(按廠家提供的理論計算方法計算)，脫水后粗粒煤泥產(chǎn)品水分可控制在14%左右，可直接摻入中煤產(chǎn)品中銷售或單獨銷售。剩余的細(xì)粒煤泥量約19.93 t/h，占總煤泥量的58.62%，通過快開壓濾機回收再經(jīng)干燥后銷售。

使用沉降過濾式離心機處理煤泥后，高水分濕煤泥總量顯著減少，降低了需要干燥的煤泥量，也即降低了煤泥脫水總運行成本。

2) 對煤泥輸送系統(tǒng)進(jìn)行改造，與副產(chǎn)品上倉輸送系統(tǒng)進(jìn)行銜接，使離心機脫水粗煤泥和干燥細(xì)煤泥均可摻入中煤或單獨運輸至裝煤倉，進(jìn)行鐵路銷售，解決煤泥公路停運后的出路問題。

通過對尾礦工藝系統(tǒng)的優(yōu)化改進(jìn)，使約41%的粗煤泥可直接銷售，減少了需要干燥的煤泥量，降低了煤泥脫水總成本；同時使煤泥改進(jìn)為鐵路銷售，解決了煤泥出路困窘制約生產(chǎn)的問題，并提高了煤泥銷售的靈活性及銷售收入。

3煤質(zhì)分析

太原選煤廠浮選尾礦的小篩分試驗結(jié)果見表1.由表1可以看出,太選尾礦中+0.045 mm粒度級占總尾礦量的54.31%，<0.045 mm粒度級占總尾礦量的45.69%. 基本符合沉降過濾式離心機可以處理<0.045 mm粒度級占40%以下的物料的使用要求，建議在尾礦處理系統(tǒng)中引用該設(shè)備進(jìn)行煤泥脫水。太原選煤廠尾礦小篩分試驗結(jié)果見表1.

表1　太原選煤廠尾礦小篩分試驗結(jié)果表

4方案確定

4.1　產(chǎn)品方案

太原選煤廠現(xiàn)有尾煤泥產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為單一品種。改造后，尾煤泥分為沉降過濾式離心機的粗粒煤泥和板框+干燥脫水的細(xì)粒煤泥兩種。可以混合銷售，也可以按比例摻入中煤產(chǎn)品中銷售。

4.2　流程確定

改造后尾礦系統(tǒng)工藝流程示意圖見圖2.

圖2　改造后尾礦系統(tǒng)工藝流程示意圖

4.3　方案比較

沉降過濾式離心機脫水及煤泥輸送系統(tǒng)改造方案的比較。

4.3.1方案一

1) 對尾礦工藝系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，使兩種尾礦分別回收處理。即CSS尾礦直接在主洗車間通過高頻篩脫水回收，進(jìn)入副產(chǎn)品輸送系統(tǒng)中；浮選尾礦在板框車間經(jīng)沉降過濾式離心機和快開壓濾機+干燥兩級脫水回收后也進(jìn)入副產(chǎn)品輸送系統(tǒng)中進(jìn)行鐵路銷售。

2) 增加2臺沉降過濾式離心機及其附屬設(shè)施，安裝在原板框車間東南角，新建獨立平臺安裝離心機。脫水后的粗煤泥直接進(jìn)入原1025皮帶輸送機，轉(zhuǎn)載至副產(chǎn)品運輸系統(tǒng)進(jìn)行鐵路銷售，離心液進(jìn)入+0.00 m集水池，用原1018渣漿泵輸送至d35 m濃縮池；濃縮機底流經(jīng)快開壓濾機+干燥后，也進(jìn)入副產(chǎn)品運輸系統(tǒng)進(jìn)行鐵路銷售。

3) 對尾煤產(chǎn)品運輸系統(tǒng)進(jìn)行改造，新建5條運輸走廊，使經(jīng)沉降過濾式離心機脫水后的粗煤泥和干燥煤泥都能通過轉(zhuǎn)載進(jìn)入副產(chǎn)品運輸系統(tǒng)中，單獨或摻入混煤中上倉儲存進(jìn)行鐵路銷售。

4.3.1.1優(yōu)點

1) 利用板框車間東南角原有空間，安裝離心機及附屬設(shè)施，只需在原廠房內(nèi)建造獨立支撐框架，采暖、供水等都可利用原有設(shè)施，工程量少，投資小。

2) 離心機脫水產(chǎn)品可以直接落在原有1025皮帶輸送機上，離心液進(jìn)入+0.00 m集水池，利用原1018渣漿泵輸送至D35 m濃縮池，不用新增配套設(shè)備，工藝簡單。

3) 尾煤產(chǎn)品轉(zhuǎn)載運輸可以與生產(chǎn)同步進(jìn)行，統(tǒng)籌安排副產(chǎn)品和煤泥的走向。

4.3.1.2缺點

1) 在原有板框車間進(jìn)行改造，土建施工對生產(chǎn)有一定的影響。

2) 離心液需通過渣漿泵泵回d35 m濃縮池，且管路較長。

3) 4#煤泥轉(zhuǎn)載走廊安裝位置處空間狹小，施工難度大。

4.3.2方案二

1) 對尾礦處理工藝進(jìn)行改進(jìn)，兩種尾礦分別回收處理。即CSS尾礦直接在主洗車間通過離心機脫水回收，進(jìn)入副產(chǎn)品輸送系統(tǒng)中；浮選尾礦通過沉降過濾式離心機和快開壓濾機+干燥兩級脫水回收，再進(jìn)入副產(chǎn)品輸送系統(tǒng)中進(jìn)行鐵路銷售。

2) 在現(xiàn)板框車間西側(cè)新建6 500×18 000×13 000廠房安裝2臺沉降過濾式離心機及附屬設(shè)施用于尾礦脫水，新增1條轉(zhuǎn)載皮帶將離心機脫水產(chǎn)品轉(zhuǎn)載到1025皮帶輸送機上，進(jìn)入煤泥輸送系統(tǒng)。

3) 對尾煤產(chǎn)品運輸系統(tǒng)進(jìn)行改造，利用煤泥走廊東側(cè)的精煤棚存放煤泥，并通過新增輸送設(shè)備將精煤棚的煤泥轉(zhuǎn)載到主洗樓中副產(chǎn)品輸送系統(tǒng)中上倉裝火車外運。

4.3.2.1優(yōu)點

1) 新建廠房施工場地與原生產(chǎn)系統(tǒng)分離，施工獨立不影響生產(chǎn)。

2) 離心液可以自流進(jìn)入附近的d35 m濃縮池，管路距離短，易于布置。

4.3.2.2缺點

1) 新建廠房工程量大，投資費用高，還需配套水、電、暖等設(shè)施。

2) 系統(tǒng)配置除離心機及配套設(shè)施外，還需增加1條皮帶輸送機。

3) 輸送系統(tǒng)和副產(chǎn)品系統(tǒng)銜接時，需在主洗廠房內(nèi)新增輸送設(shè)備及通道。主廠房設(shè)施多，空間小，改造難度大。且煤泥輸送需在主洗系統(tǒng)停車時進(jìn)行，生產(chǎn)不同步。

4.3.3方案比較

對方案一和方案二進(jìn)行比較，可以看出：

1) 離心機安裝方案一比方案二工藝簡單。在現(xiàn)有廠房內(nèi)改造可有效利用原有設(shè)施，無需新增配套設(shè)備及設(shè)施。

2) 煤泥輸送系統(tǒng)改造，方案二雖可利用原精煤棚儲煤，但在主洗車間內(nèi)的轉(zhuǎn)載運輸改造難度大。

3) 方案一煤泥脫水生產(chǎn)和運輸可以和主洗生產(chǎn)同步進(jìn)行，靈活性高。

綜上所述，方案一優(yōu)于方案二，因此，選擇方案一。

5效益分析

5.1　經(jīng)濟(jì)效益

太原選煤廠沉降過濾式離心機脫水及煤泥輸送系統(tǒng)改造投資約839.42萬元，年可增加經(jīng)濟(jì)效益約541.40萬元，投資回收期約1.6年。

具體效益分析：沉降過濾式離心機脫水及煤泥輸送系統(tǒng)改造年利潤預(yù)計表見表2.

表2　離心機脫水及煤泥輸送系統(tǒng)改造年利潤預(yù)計表

說明：新增設(shè)備運行總功率297 kW，新增設(shè)備總價格為257.65萬元

投資回收分析：離心機脫水及煤泥輸送系統(tǒng)改造投資回收表見表3.

表3　離心機脫水及煤泥輸送系統(tǒng)改造投資回收表

說明：投資回收期計算：839.42÷541.40≈1.6年

5.2　社會效益

尾煤改造項目實施之后，可實現(xiàn)煤泥不落地；煤泥火車銷售；不再產(chǎn)生污染，改善所在地區(qū)的環(huán)境質(zhì)量，免去因環(huán)境污染產(chǎn)生的環(huán)保罰款及系列糾紛。

6結(jié)束語

沉降過濾式離心機脫水及煤泥輸送系統(tǒng)改造，根據(jù)成本和收益計算，可在短期內(nèi)收回投資，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

通過對尾煤工藝系統(tǒng)的改造，能夠解決選煤廠尾煤系統(tǒng)存在的銷售瓶頸問題，達(dá)到的保護(hù)環(huán)境的目的，實現(xiàn)安全環(huán)保生產(chǎn)。

Feasibility Study on Improvement Tailing System in Taiyuan Coal Preparation Plant

SU Yanfang

AbstractIn view of the production situation and existing problems of tailing system in Taiyuan coal preparation plant,puts forward the improving plan of tailing system, through comparative analysis, chooses the best plan for tailing recovery system that increase 2 sedimentation filtration centrifuge to realize the tail coal recovery and maximize the investment recovery and economic benefits, in accordance with the requirements of environmental protection, and cleaner production in Taiyuan coal preparation plant.

Key wordsTailing;Improvement; Sedimentation filtration centrifuge; Environmental protection; Process; Feasibilitys

中圖分類號：TD926

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1672-0652(2015)08-0011-04

作者簡介：蘇艷芳(1968—)，女，山西襄汾人，1991年畢業(yè)于山東礦業(yè)學(xué)院,工程師，主要從事選煤技術(shù)管理工作(E-mail)luxiqiansx@126.com

收稿日期：2015-07-10