選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)工藝流程的改造與優(yōu)化的研究

陶文龍

摘 要：為了降低水資源的消耗量，增加選煤效率，需要對煤泥水處理系統(tǒng)進(jìn)行升級改造。文章針對目前選煤行業(yè)中最常使用的兩種改造方式進(jìn)行論述，通過實(shí)例進(jìn)行分析，對系統(tǒng)改造有了進(jìn)一步了解，為以后選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)改造提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：選煤廠；煤泥水處理系統(tǒng)；改造

中圖分類號：TD946.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）24-0060-02

前言

在選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造與優(yōu)化時，通常來說選擇的改造方法主要有兩種，第一，對選煤工藝進(jìn)行改造，從而降低煤泥水濃度；第二，對煤泥水處理工藝進(jìn)行改造，從而降低煤泥水濃度。

1 通過改造選煤工藝降低煤泥水濃度

某選煤廠的年生產(chǎn)能力是3.0Mt/a，再生產(chǎn)上所使用的工藝是重介無壓三產(chǎn)品旋流器分選、煤泥壓濾回收。改造前煤泥水系統(tǒng)工藝流程，主要工序是煤泥水在旋流器中完成分級與濃縮，底流到粗煤泥回收系統(tǒng)，溢流到濃縮機(jī)。

1.1 存在問題

原有生產(chǎn)工藝中，煤泥沒有分選環(huán)節(jié)，以混合狀態(tài)進(jìn)入到原煤中充當(dāng)動力煤，這就對原煤的質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響，給裝卸車工作加大難度?，F(xiàn)有工藝中粗煤泥灰分較高，這就對產(chǎn)品質(zhì)量造成負(fù)面影響，不能滿足公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求。所以，對煤泥水系統(tǒng)進(jìn)行工藝改造是十分必要的。

1.2 技術(shù)改造方案

通常來說，有兩種辦法能夠增加原煤入選量和煤泥的處理能力。第一，增添設(shè)備，針對入選量的問題配備煤泥回收設(shè)備，這種方法的弊端是精煤損失增加。第二，增加工藝，在工藝上增加浮選環(huán)節(jié)，在增大原煤入選量的基礎(chǔ)上降低精煤損失量。隨著噴吹煤需求量的提升，對于產(chǎn)品質(zhì)量上的要求也愈加嚴(yán)格，某選煤廠擔(dān)任著公司的噴吹煤基地，所以最佳的改造方案是增加浮選系統(tǒng)，既解決了能力欠缺的問題，又滿足了煤泥回收的要求。

經(jīng)改造后的工藝流程，煤泥水經(jīng)過旋流器組，對粗煤泥進(jìn)行回收，之后溢流進(jìn)入浮選系統(tǒng)中，在浮選之后經(jīng)過壓濾工序，脫水得到產(chǎn)品，融入精煤，浮選尾煤在濃縮壓濾之后就得到煤泥。壓濾之后得到的濾液再回流到浮選系統(tǒng)進(jìn)行二次回收，濃縮機(jī)得到的濾液用為循環(huán)水。

1.3 工藝技術(shù)指標(biāo)分析

對煤泥水系統(tǒng)進(jìn)行工藝改造前后的系統(tǒng)指標(biāo)數(shù)據(jù)比對得出，在經(jīng)過改造之后，洗水凈化效果更好，煤泥水系統(tǒng)能力得到有效提升，為系統(tǒng)正常運(yùn)行提供保障；主系統(tǒng)的生產(chǎn)能力增強(qiáng)，滿足與其生產(chǎn)能力要求；精煤生產(chǎn)率得到有效提升；洗水濃度能夠達(dá)到要求，從而使得系統(tǒng)介質(zhì)的消耗量大幅減小。

2 改造煤泥水處理系統(tǒng)工藝流程

某選煤廠屬于礦井型動力煤選煤廠，生產(chǎn)能力達(dá)到0.9Mt/a，工藝核心點(diǎn)是利用分級篩以及動篩跳汰機(jī)來完成原煤的分級工作，保證原煤符合動力煤的要求。全套工藝流程相對較為簡單，具有很強(qiáng)的操作性，其弊端是在煤泥的水處理環(huán)節(jié)中對產(chǎn)品質(zhì)量造成較大的不利影響，需要進(jìn)行工藝改造。

2.1 原煤泥水處理工藝系統(tǒng)分析

在某選煤廠的泥水處理工藝環(huán)節(jié)，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煤泥水在斜板沉淀池內(nèi)進(jìn)行濃縮之后，底流進(jìn)入高頻篩，用來回收粗煤泥顆粒，篩下水回流進(jìn)入沉淀池，沉淀池的溢流通常進(jìn)入到循環(huán)桶中，給跳汰機(jī)充當(dāng)循環(huán)水。

2.2 原煤泥水處理工藝缺陷

縱觀整個煤泥水處理工藝，在高頻篩正常工作的情況下，篩下水會回流到斜板沉淀池中，這就形成了一個死循環(huán)，細(xì)泥會發(fā)生積聚的情況，這就會對跳汰機(jī)的洗水產(chǎn)生不利影響，對分選工作的效果產(chǎn)生不良影響，造成這種情況的原因是工藝流程中缺少細(xì)泥回收設(shè)備，不能對循環(huán)水的濃度進(jìn)行有效控制。在現(xiàn)有工藝中，高頻篩的進(jìn)料濃度需要進(jìn)行提升，此外，斜板沉淀池并沒有發(fā)揮出最大的作用，根據(jù)協(xié)辦沉淀的作用原理來說，對入料方式需要進(jìn)行合理的改造。在整個生產(chǎn)系統(tǒng)中，跳汰機(jī)不能形成閉合的補(bǔ)水、放水循環(huán)路線。主要是因?yàn)榫彌_儲池的容量不足，斜板沉淀池產(chǎn)生的循環(huán)水濃度過高。

2.3 煤泥水處理工藝系統(tǒng)改造方案優(yōu)化及實(shí)施

改造方案優(yōu)化：因?yàn)楦哳l篩的回收作用對煤泥的粒徑有要求，需要大于0.25mm，而壓濾機(jī)的適用煤泥粒徑需要小于0.5mm。因?yàn)榱竭^大的煤泥形成濾餅較為困難，而且還會損害濾布，這就會產(chǎn)生不必要的經(jīng)濟(jì)支出。濾布發(fā)生破損會導(dǎo)致濾液濃度增大，同時濾餅含水量也會上升，對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。所以，對泥煤進(jìn)行回收時候最好采用分級回收的方法，利用高頻篩回收粒徑較大的煤泥，用壓濾機(jī)回收粒徑較小的煤泥。

改造后的工藝流程實(shí)施及分析：通常來說高頻篩的入料濃度相對較低，對其濃度進(jìn)行分析，建議使用直徑為350mm的水力分級旋流器，參照所要處理物料量，最優(yōu)的選擇是兩臺設(shè)備并聯(lián)使用。在完成改造后，斜板沉淀池的底流進(jìn)入旋流器進(jìn)行濃縮工序，煤泥水濃度可超過45%，滿足煤泥進(jìn)入高頻篩的濃度要求，在床層厚度超過80mm，水分介于15%到20%之間，煤泥可以作為商品煤進(jìn)行銷售。粒徑約為0.25mm的煤泥混入斜板沉淀池溢流流入緩沖罐中，加入一定濃度絮凝劑對其進(jìn)行攪拌，完成絮凝沉淀之后，上層清夜流入清水儲池，底流進(jìn)入壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾。緩沖罐底流由入料泵打入壓濾機(jī)中，進(jìn)行壓濾工序，濾餅可作為產(chǎn)品進(jìn)行銷售，濾液流入清水儲池，作為跳汰機(jī)的循環(huán)水。煤泥水處理系統(tǒng)在完成分級處理進(jìn)行回收之后，粒徑大于0.25mm的煤泥通過高頻篩進(jìn)行回收，粒徑小于0.25mm的煤泥在濃縮工序后利用壓濾機(jī)進(jìn)行回收。

2.4 工藝改造成果

達(dá)到粗細(xì)煤泥分級回收的效果，煤泥水處理工藝實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)，煤泥能夠在廠內(nèi)進(jìn)行有效回收。新的工藝系統(tǒng)優(yōu)勢顯著，表現(xiàn)在三個方面：第一，新設(shè)備水力分級旋流器能夠有效提升大粒徑煤泥的回收效果，同時還對原有工藝中的缺陷進(jìn)行完善；第二，工序中使用絮凝劑能夠保證濃縮具有較好的效果，壓濾的入料濃度得到提升，濾布的使用壽命得到延長，減少電能的消耗；第三，對壓濾機(jī)選擇合理，安裝位置科學(xué)，使得洗水實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)。endprint

2.5 工藝改造后效益評價

在某選煤廠完成工藝改造之后，每月煤泥回收量超過300噸，所產(chǎn)生的年產(chǎn)值可達(dá)100萬元。除此之外，洗水在廠內(nèi)處于閉路循環(huán)過程，有效降低水資源消耗量，同時降低工人的勞動量。新系統(tǒng)順利運(yùn)行為降低排污量做出貢獻(xiàn)，環(huán)保部門對污水進(jìn)行采樣檢測，結(jié)果顯示污水的色度、固廢含量都有所降低。

3 煤泥水處理系統(tǒng)工藝流程分析

3.1 原煤中煤泥含量增加的原因

原煤中煤泥含量較大主要包括兩方面原因：第一，原煤煤質(zhì)發(fā)生改變，對于很多選煤廠來說，最初的工藝設(shè)計是按照當(dāng)初的原煤煤質(zhì)完成設(shè)計，但是目前所處理的原煤煤質(zhì)有很多都發(fā)生了改變，這一現(xiàn)象在礦區(qū)型的選煤廠尤為突出；第二，采煤方法發(fā)生改變，隨著科技的發(fā)展，機(jī)械化采煤應(yīng)用越來越廣泛，機(jī)械化程度也在增加，原煤中的煤泥含量顯著上升。

3.2 循環(huán)水濃度升高的原因

造成選煤廠循環(huán)水濃度提升的原因是多方面的，原煤煤質(zhì)和選煤工藝流程都會造成這一現(xiàn)象。主要包括四個方面：第一，煤質(zhì)發(fā)生改變，粒度與原來不同，原煤中煤泥含量顯著升高，其中細(xì)泥含量增加更為明顯，還伴隨有泥化現(xiàn)象；第二，分選工藝系統(tǒng)的影響，具有預(yù)先篩分工序的選煤工藝，篩分情況欠佳，分級效果不理想，沉降作業(yè)面積過小，浮選工序效果較差，脫水工序設(shè)備配置欠缺，煤泥水處理工藝不夠完善；第三，分級、濃縮、脫水及浮選所對應(yīng)的設(shè)備選型欠妥，其中浮選設(shè)備對循環(huán)水濃度的影響最為嚴(yán)重；第四，生產(chǎn)管理不夠完善，尤其對于煤泥水處理工序的管理松懈，例如設(shè)備操作不標(biāo)準(zhǔn)等，都會使得循環(huán)水濃度增大。

3.3 煤泥水處理工藝流程分析

煤泥水處理系統(tǒng)可以歸納為三類流程：濃縮浮選、直接浮選和半直接浮選流程，這三種工藝流程都具有各自的優(yōu)勢。就我國目前情況來看，使用直接浮選工藝的廠子數(shù)量增加，很多選煤廠在對自身工藝進(jìn)行升級改造時候多使用直接浮選替代舊有工藝。通過大量使用證明，濃縮浮選工藝適合用于煤質(zhì)發(fā)生明顯變化并且變化頻率較高，同時細(xì)泥含量較低的選煤廠。直接浮選流程就是煤泥水不需要進(jìn)行濃縮工序，在緩沖之后直接進(jìn)行浮選。浮選之后的尾煤進(jìn)入濃縮工序，通常會在濃縮時侯加入一定量的絮凝劑，最終得到的溢流用作循環(huán)水，底流進(jìn)入壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，廠內(nèi)的煤泥水形成閉路循環(huán)。近年來，我國新設(shè)計的煤選廠所使用的大多是直接浮選工藝，一些傳統(tǒng)的煤選廠也對工藝進(jìn)行直接浮選的改造，節(jié)約資源。任何工藝的選擇都要符合生產(chǎn)要求，直接浮選工藝也要考慮其適用條件，通常來說，這項(xiàng)工藝在煤泥含量較高的選煤廠中較為適用。半直接浮選工藝的溢流水分為兩部分進(jìn)行處理，分別進(jìn)入濃縮機(jī)和浮選工序。這項(xiàng)工藝的靈活性較好，在煤質(zhì)變化明顯的選煤廠非常適用。

4 結(jié)束語

目前，在選煤廠中煤泥水處理系統(tǒng)是工藝的核心部分，煤泥水處理系統(tǒng)是否完善，會對選煤工藝的分選效果產(chǎn)生直接影響，從而對選煤廠的生產(chǎn)情況產(chǎn)生影響。煤泥水處理系統(tǒng)具有良好的處理性能能夠有效降低選煤廠的生產(chǎn)成本，與此同時，煤泥水處理系統(tǒng)完善程度高還能促進(jìn)選煤廠清潔生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)。對煤泥水處理系統(tǒng)進(jìn)行完善，能夠讓煤泥水處于閉路循環(huán)使用中，減小對環(huán)境的污染。

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