煤泥滾筒干燥技術(shù)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(yè)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(yè)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(chǎn)，設計生產(chǎn)能力為2.4 Mt/a，經(jīng)過后續(xù)擴能改造后，現(xiàn)生產(chǎn)能力達到6.0 Mt/a。該廠生產(chǎn)采用塊煤淺槽重介分選機主再選+末煤有壓三產(chǎn)品重介旋流器分選工藝，主要產(chǎn)品有洗末煤、特優(yōu)洗中塊、二號洗中塊、洗小塊和洗粒煤，副產(chǎn)品有塊中煤、末中煤和煤泥，其中煤泥產(chǎn)品由于灰分高、水分大、熱值低，經(jīng)濟效益差，尤其是煤泥滯銷季節(jié), 由于受堆放煤泥場地限制,會嚴重制約選煤廠的正常生產(chǎn)[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(chǎn)生揚塵，還會對周圍環(huán)境造成嚴重的污染。為改變這種局面,實現(xiàn)煤炭的綜合利用，將大量的煤泥變廢為寶，經(jīng)多方考察論證,選煤廠決定利用煤泥干燥技術(shù)對煤泥產(chǎn)品進行烘干，生產(chǎn)干燥煤泥產(chǎn)品，以提高社會效益和經(jīng)濟效益[2]。

1 干燥設備的選擇

目前，煤泥干燥一般選用技術(shù)可靠的火力干燥技術(shù)，利用經(jīng)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(yōu)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(chǎn)品水分低。煤泥碎干機產(chǎn)品水分約在14%左右,滾筒干燥機的產(chǎn)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(wěn)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(tǒng)

2.1 滾筒干燥原理

煤泥滾筒干燥系統(tǒng)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(qū)間)導向傾斜揚料板(2區(qū)間)，濕煤泥在滾筒內(nèi)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(qū)間)，再次被灑落干燥；之后煤泥進入第四區(qū)間，將清掃鏈條壓在最下面，又一次被灑落干燥[4]，由圓弧內(nèi)側(cè)的清掃鏈條進行內(nèi)外清掃；煤泥經(jīng)多次干燥后到達第五區(qū)間，一部分漏下，另一部分繼續(xù)被反復提升灑落干燥；當?shù)竭_第六區(qū)間時，成為干燥煤泥，并產(chǎn)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(shù)優(yōu)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(chǎn)品水分低； ④對環(huán)境污染小；⑤適應性強，物料運輸通暢，不會出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象；⑥除塵系統(tǒng)采用旋風除塵和濕式除塵兩道除塵系統(tǒng)，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(tǒng)工藝流程

煤泥干燥系統(tǒng)設備聯(lián)系如圖2所示。

圖2 煤泥干燥系統(tǒng)設備聯(lián)系圖

壓濾后的濕煤泥(必要時打散)經(jīng)帶式輸送機運至濕煤泥刮板機內(nèi)，由進料機推進到滾筒干燥機，經(jīng)過干燥后的煤泥產(chǎn)品由帶式輸送機轉(zhuǎn)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(jīng)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(chǎn)品皮帶。

該煤泥干燥系統(tǒng)具有以下特點：

(1)靈活可靠。系統(tǒng)既可生產(chǎn)濕煤泥，又可生產(chǎn)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(jīng)濟效益。

(2)控制系統(tǒng)多樣。設有就地控制(現(xiàn)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(chǎn)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(jù)生產(chǎn)量的變化，通過調(diào)整風量控制產(chǎn)品水分的高低，以最大限度降低能耗[7]。

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

3 存在問題及改進措施

該系統(tǒng)建成投產(chǎn)后，在實際生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了一些問題，經(jīng)過技術(shù)人員現(xiàn)場改進，取得了良好的效果。

(1)濕煤泥生產(chǎn)系統(tǒng)的調(diào)整。該廠的煤泥壓濾系統(tǒng)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(chǎn)時間為50～55 min，上料時間為10～12 min，當同時開啟生產(chǎn)時卸料時間比較集中，可使煤泥干燥系統(tǒng)煤泥瞬時入料量高達100 t/h，致使干燥設備出現(xiàn)超負荷運轉(zhuǎn)，無法保證產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)系統(tǒng)的連續(xù)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(tǒng)的瞬時生產(chǎn)量，將原來的集中生產(chǎn)改為連續(xù)不間斷生產(chǎn)，從而確保了產(chǎn)品質(zhì)量，實現(xiàn)了干燥系統(tǒng)的連續(xù)生產(chǎn)。

(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(chǎn)期間，利用鏟車給料、打散機打散的方式，確保了干燥系統(tǒng)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)。

(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(jīng)過工程技術(shù)人員現(xiàn)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(fā)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(tǒng)于 2011年10月開工建設，2012年 7月投入試生產(chǎn), 經(jīng)對系統(tǒng)不斷進行改造和完善，現(xiàn)已達到正常、有序地生產(chǎn)，日常兩條生產(chǎn)線一條生產(chǎn)一條備用，運轉(zhuǎn)良好，日生產(chǎn)干燥煤泥量達到1 200 t左右。生產(chǎn)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 煤泥干燥系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)

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

按照2012年當?shù)孛耗鄡r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(chǎn)干燥煤泥的單位成本為356.61元/t。干燥后的產(chǎn)品(水分≤12%)摻入篩末煤或單獨銷售，價格為445.5元/t(發(fā)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(zhì)量損失系數(shù))。

根據(jù)選煤廠的工作制度和設備的處理能力，干燥系統(tǒng)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(tǒng)的總投資為2 594.96萬元，則投資回收期為1.11年(稅前)，經(jīng)濟效益良好。

5 結(jié)語

趙固一礦選煤廠采用煤泥干燥系統(tǒng)將濕煤泥處理成為粒度≤13 mm、水分≤15%的產(chǎn)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(xiàn)了煤泥產(chǎn)品高效益、大批量回收目的，為企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)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(huán)境污染；此外，采用煤泥干燥系統(tǒng)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(tǒng)具有良好的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。

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

[2] 張惠林，張志剛，鄒山宏，等. 煤泥干燥系統(tǒng)在循環(huán)流化床鍋爐電廠的應用[J].煤質(zhì)技術(shù)，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(shù)[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(shù)在田莊選煤廠的應用研究[J].煤質(zhì)技術(shù)，2010(10).

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