穿流式壓濾機在選煤廠煤泥回收系統(tǒng)中的應用

萬劉鵬

（西山煤電集團設計院（有限公司）， 山西 太原 030053）

1 項目背景

1.1 改造前工藝現(xiàn)狀

東曲礦選煤廠采用原煤脫泥無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選+粗煤泥TBS分選+煤泥浮選的工藝。入洗原煤屬極難選煤種，泥化程度高、煤泥量大。浮選尾礦經(jīng)一次濃縮后，底流給入主洗車間通過濃縮旋流器+電磁振動篩+高頻篩回收為末中煤，與重介中煤、TBS尾礦形成中煤產(chǎn)品進入中煤倉，在地下運煤通道與原煤摻配后供入電廠。一次濃縮機溢流由二次濃縮機濃縮，底流進入煤泥水壓濾車間脫水后形成煤泥產(chǎn)品。

1.2 存在問題

1）中煤產(chǎn)品水分較高，無法單獨經(jīng)通道拉運至電廠，即使和原煤摻配也經(jīng)常因水分高被電廠停運。該選煤廠中煤由重介中煤、TBS尾礦和尾煤一次濃縮機底流回收的末中煤三部分組成。各部分產(chǎn)率和水分情況見表1。

表1 中煤產(chǎn)品各部分產(chǎn)率及水分

由上表可以看出該選煤廠末中煤水分高（20.1%～24.7%，平均值21.8%）、在中煤中所占比例高達40.70%，使中煤產(chǎn)品水分在11.9%～13.4%間，平均達12.7%。該選煤廠現(xiàn)有工藝可以實現(xiàn)部分細粒煤泥回收，但受限于設備性能，產(chǎn)品水分無法降低。地下中煤倉直徑小、高度大，中煤中水分逐漸滲透至倉底，容易造成放倉困難甚至潰倉，無法單獨拉運，也無法滿足電廠存儲使用要求，必須與原煤摻配拉運。因此該選煤廠中煤拉運量嚴重受限，經(jīng)常造成中煤倉滿無法組織生產(chǎn)。

2）中煤發(fā)熱量低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。該選煤廠生產(chǎn)兩個品種產(chǎn)品，原煤性質(zhì)差異大，中煤熱值不穩(wěn)定，在3 600～4 500 cal/g間波動，平均4 050 cal/g。電廠用煤熱值標準為4 200 cal/g，該選煤廠目前的中煤產(chǎn)品有一部分達不到電廠用煤要求。降低末中煤水分從而降低中煤產(chǎn)品水分可以提高發(fā)熱量，每降低1%水分可提高發(fā)熱量60～80 cal/g。同時該選煤廠煤泥熱值可達4 300 cal/g，售價隨市場波動，造成一定資源浪費。降低煤泥水分后摻入中煤可提高中煤產(chǎn)品熱值，煤泥得到充分利用。

3）煤泥堆存、運輸環(huán)節(jié)存在環(huán)保隱患，制約生產(chǎn)。該選煤廠產(chǎn)生的煤泥由場地堆存，汽運銷售，各環(huán)節(jié)均會對周邊環(huán)境造成污染。隨著環(huán)保要求日益嚴格，對提高煤泥灰分及固體廢棄物處置工作有了明確要求。傳統(tǒng)的儲裝運措施時常受制于政策管控，使該選煤廠的生產(chǎn)組織處于被動局面。

2 設備簡介

單室進料空氣穿流水洗濾餅壓濾機（簡稱：穿流式壓濾機）采用機、電、液一體化設計制造，拉板電機采用變頻電機，結(jié)構(gòu)合理、操作簡單、維護方便、安全可靠。該系列壓濾機能夠?qū)崿F(xiàn)濾板壓緊、過濾、反吹、濾餅風干、濾餅洗滌、濾板松開、卸料等各道工序的自動化控制（以上功能可根據(jù)具體工藝要求進行增減）。同時，還可以配置隔膜板，過濾后通過水壓改變?yōu)V室容積，對濾餅進行壓榨，進一步降低濾餅含水率。濾板采用高性能原材料，使用大噸位智能注塑機一次注塑成型，精度高、密度高。電氣元件和液壓元件使用壽命長，因此該系列單室進料空氣穿流水洗濾餅壓濾機是理想的過濾設備。

壓濾機具體有五大部分組成：機架部分、過濾部分、液壓部分、卸料裝置和電器控制部分，其結(jié)構(gòu)詳見圖1。

圖1 單室進料空氣穿流水洗濾餅廂式程控自動壓濾機結(jié)構(gòu)圖

3 工藝流程確定及優(yōu)化設計

3.1 將原有尾煤回收系統(tǒng)改造為解除系統(tǒng)

該選煤廠三臺一次濃縮機801、802、807用二備一，其中807入料除浮選尾礦、尾煤回收系統(tǒng)溢流與篩下水外，還包括TBS干擾床底流篩下水和煤泥水車間集中水池物料。集中水池入料為全廠打掃衛(wèi)生水，不符合壓濾機入料要求。故新建的壓濾系統(tǒng)在處理末中煤時需設截粗系統(tǒng)，而新的壓濾系統(tǒng)建成后，原尾煤回收系統(tǒng)將失去功用。為減少設備及基建投入，充分發(fā)揮舊系統(tǒng)功能，考慮將尾煤回收系統(tǒng)改造為截粗系統(tǒng)。具體方案如下：

新增設一趟管路，將801、802一次濃縮機底流直接泵入新建壓濾車間處理。807濃縮機可兼作截粗緩沖池，其底流通過現(xiàn)有管路打入改造后的由濃縮旋流器+電磁篩+高頻篩（或離心機）組成的558、559、574三套系統(tǒng)進行截粗。濃縮旋流器溢流、電磁篩篩下水標高較高，可通過管路自流至新建壓濾廠房；高頻篩篩下水標高較低，仍通過原有管路收集至主廠房離心液池，由原轉(zhuǎn)排泵打入801、802一次濃縮池處理。

3.2 尾煤壓濾系統(tǒng)設計

1）原壓濾車間剩余兩臺壓濾機的更新：將910、911煤泥壓濾機更新為穿流式壓濾機，在尾煤壓濾車間預留位置增加一臺穿流式壓濾機，配套入料泵。原壓濾車間供風管路、濾液水管路進行相應改造。完成后 909、910、911、912、913 五臺壓濾機入料為兩級濃縮機底流的混合料，混合比例可通過閥門進行調(diào)節(jié)。

2）新建壓濾系統(tǒng)設計：新建壓濾系統(tǒng)的工藝起點為801、802一次濃縮機和813、816二次濃縮機。兩級濃縮機底流由泵分別打入新建壓濾廠房及原壓濾車間廠房。在新建壓濾廠房，兩級濃縮機底流先進入物料緩沖混合桶，由壓濾機入料泵供入穿流壓濾機進行脫水。濾液水經(jīng)濾液池收集后轉(zhuǎn)排至高壓循環(huán)水池供洗選系統(tǒng)使用。

綜上，結(jié)合截粗系統(tǒng)、原壓濾車間、新建壓濾系統(tǒng)的尾煤壓濾系統(tǒng)工藝流程見圖2。

圖2 改造后該選煤廠尾煤壓濾系統(tǒng)工藝流程圖

4 設備使用情況對比（見表2—下頁表3）

表2 選煤廠原有系統(tǒng)329中煤各項指標

由對比表2、下頁表3得知，原回收系統(tǒng)中末中煤水分在24%左右，329中煤產(chǎn)品整體水分在12.5%左右。采用穿流式壓濾機后，末中煤水分能夠控制在15%以下，比現(xiàn)系統(tǒng)降低約9%左右；329中煤產(chǎn)品整體水分在11%左右，比現(xiàn)系統(tǒng)降低約1.5%。并且，中煤產(chǎn)品的整體熱值也能夠由4 000cal/g提升至4 200 cal/g左右。

采用穿流式壓濾機進行煤泥壓濾試驗，煤泥產(chǎn)品水分降低，將這種情況下的煤泥產(chǎn)品摻入329中煤后，整體產(chǎn)品的水分和發(fā)熱量變化情況見表4。

由試驗數(shù)據(jù)分析可知，采用穿流壓濾機后，細煤泥水分能夠控制在20%以下，發(fā)熱量在4 450 kal/g左右。將這部分煤泥產(chǎn)品摻入到329中煤產(chǎn)品后，整體中煤產(chǎn)品的水分能夠控制在13.0%左右，能夠解決煤泥產(chǎn)品在堆存、運輸環(huán)節(jié)中存在的問題，且混合煤種得水分、熱值都能夠符合電廠用煤要求，穿流壓濾機設備的而成功應用能夠為該選煤廠創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益。

表3 該選煤廠采用穿流式壓濾機后329中煤各項指標

表4 該選煤廠329中煤+使用穿流壓濾機壓濾煤泥產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)

5 結(jié)語

穿流式壓濾機是一種高效、節(jié)能、快速的間歇性操作加壓過濾設備，適用范圍廣、分離效果好、洗滌充分徹底。該設備在選煤廠沒你回收系統(tǒng)中的成功應用，說明穿流式壓濾機能夠有效降低煤泥產(chǎn)品的含水率，提升煤泥產(chǎn)量回收利用率，提高其經(jīng)濟附加值，解決煤泥產(chǎn)品水分偏高，硫分、熱值不穩(wěn)定和儲存運輸受限制等問題，具備廣泛的推廣應用前景，具有十分重要的現(xiàn)實意義和深遠的社會意義。