渦北選煤廠降低水耗的途徑探索

謝保岡 陳沉 趙玉龍

摘要：絕大多數(shù)選煤廠是以水或者其混合物作為洗選介質(zhì)，從環(huán)境保護(hù)和降低成本的角度都需要節(jié)約用水。做好選煤廠節(jié)水工作，不僅節(jié)約了寶貴的水資源，更重要的是可以降低產(chǎn)品煤的水分進(jìn)而減少無(wú)效運(yùn)輸。選煤廠作為一個(gè)獨(dú)立的生產(chǎn)系統(tǒng)，大部分水都是循環(huán)使用，水的損耗主要是由各種產(chǎn)品帶走的水分。本文通過(guò)對(duì)渦北選煤廠水資源利用情況的分析，就如何降低選煤廠水耗提供了一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：選煤廠;水耗;節(jié)水;閉路循環(huán)

1、概述

渦北選煤廠是一座大型的煉焦煤選煤廠，設(shè)計(jì)能力1200萬(wàn)噸/年，為一次設(shè)計(jì)兩期施工，一期生產(chǎn)能力600萬(wàn)噸/年，2012年底投產(chǎn)，現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)量300萬(wàn)噸/年，主要入洗焦煤和肥煤。主洗工藝為：入廠原煤經(jīng)篩分破碎至-50mm以下后，采用無(wú)壓三產(chǎn)品重介旋流器分選，原生煤泥濃縮浮選，煤泥濃縮壓濾回收。

2、渦北選煤廠水資源利用現(xiàn)狀

1）渦北選煤廠主要通過(guò)礦井水、處理過(guò)的生活污水以及部分地表收集雨水向生產(chǎn)系統(tǒng)補(bǔ)水。

2）生活用水、消防用水全部由地下水提供。

3）壓風(fēng)機(jī)等設(shè)備冷卻水自成循環(huán)回路。

4）水泵冷卻水、打掃衛(wèi)生用水、跑冒滴漏的水等通過(guò)集中水池中轉(zhuǎn)后進(jìn)入煤泥沉淀池澄清后重復(fù)使用。

5）煤泥沉淀池單池容積5000m3，采用雙池串聯(lián)方式，大幅提升煤泥水自然沉降效果，經(jīng)濟(jì)高效地向生產(chǎn)系統(tǒng)提供合格的澄清水。

其水路流程如下圖1。

6）從以上圖表可以看出，精煤、中煤、矸石、煤泥等產(chǎn)品經(jīng)洗選后水分變化，是選煤廠消耗水資源的主要途徑。下表1為2017-2019年渦北選煤廠主要產(chǎn)品綜合水耗情況。

3、渦北選煤廠降低水耗的途徑探索

渦北選煤廠主要從降低產(chǎn)品水分、提高水重復(fù)利用率、減少地下水消耗三個(gè)方面探索如何降低水耗。

3.1降低產(chǎn)品水分

1）自2019年底超級(jí)旋流器改造完成以后，為了降低重介精煤水分，渦北選煤廠將每個(gè)系統(tǒng)重介精煤臥式離心機(jī)由兩臺(tái)改為四臺(tái)，重介粉精煤立式離心機(jī)由一臺(tái)改為兩臺(tái)，提高脫水效率。

2）單系統(tǒng)采用兩至三臺(tái)加壓過(guò)濾機(jī)對(duì)浮選精煤脫水。崗位司機(jī)根據(jù)來(lái)料情況及時(shí)調(diào)節(jié)主軸轉(zhuǎn)速、倉(cāng)內(nèi)壓力、排料時(shí)間等參數(shù)，同時(shí)加強(qiáng)加壓過(guò)濾機(jī)的日常保養(yǎng)與檢修，保證濾布的完好。

3）嚴(yán)格控制尾煤濃縮機(jī)循環(huán)水的濃度，渦北選煤廠循環(huán)水濃度均在3g/L以下，盡量減少清水補(bǔ)給。同時(shí)嚴(yán)格控制篩子噴水的開(kāi)度，定期檢查篩子竄料情況，及時(shí)調(diào)頭或更換篩板，保證篩子效果。

4）采用八臺(tái)KZG650-2000型快開(kāi)隔膜壓濾機(jī)處理浮選尾煤，單臺(tái)過(guò)濾面積達(dá)650平方米。針對(duì)不同煤種積極進(jìn)行煤泥水沉降試驗(yàn)，確定最佳藥劑配比，保證壓濾機(jī)入料濃度在500g/L以上。同時(shí)建立定期沖洗濾布制度，防止細(xì)泥堵塞濾布。正常煤泥水分控制在20%左右，如使用壓榨功能，煤泥水分在18%左右。

5）加強(qiáng)生產(chǎn)管理，完善考核制度。綜合近幾年生產(chǎn)指標(biāo)，渦北選煤廠在績(jī)效考核中制定了外運(yùn)精煤、粉精煤、浮選精煤水分考核辦法，另將外運(yùn)水分作為質(zhì)量獎(jiǎng)單獨(dú)考核，提高職工參與產(chǎn)品水分管理的積極性。

上表2為超級(jí)旋流器改造前后外運(yùn)精煤水分對(duì)照表，從表中可以看出，外運(yùn)精煤水分下降約0.3個(gè)百分點(diǎn)。以2019年的綜合產(chǎn)率估計(jì)，年節(jié)約用水約0.6萬(wàn)立方。

3.2提高水重復(fù)利用率

1）生活污水全部復(fù)用

渦北選煤廠自投產(chǎn)以來(lái)，生活污水經(jīng)污水處理站處理后，中水中COD、BOD、大腸桿菌數(shù)、細(xì)菌總數(shù)等指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，滿足復(fù)用水的要求。以廠區(qū)平均每天產(chǎn)生350立方生活污水計(jì)算，年可節(jié)約用水約13萬(wàn)立方。

2）雨水復(fù)用

將廠房周邊、濃縮池周邊的雨水通過(guò)地溝收集至集中水池作為生產(chǎn)系統(tǒng)補(bǔ)水，煤泥場(chǎng)地雨水轉(zhuǎn)排至沉淀池內(nèi)實(shí)現(xiàn)雨污分流。

3）礦井水復(fù)用

將選煤廠旁邊渦北礦的廢水通過(guò)泵轉(zhuǎn)至沉淀池內(nèi)作為生產(chǎn)系統(tǒng)補(bǔ)水復(fù)用，平均每天轉(zhuǎn)排量150～400方，減少地下水補(bǔ)給量，提升水資源利用率。

3.3減少地下水消耗

1）渦北選煤廠在2013年底完成水路工藝系統(tǒng)改造。改造完成后，所有水泵冷卻水不再使用地下清水，改用煤泥沉淀池的澄清水。澄清水濃度小于5g/L，且無(wú)顆粒狀雜質(zhì)，不會(huì)造成管道堵塞等問(wèn)題。廠區(qū)需要用冷卻水的水泵共有36臺(tái)，以每天生產(chǎn)12小時(shí)，全年生產(chǎn)200天計(jì)，年節(jié)約地下水約10萬(wàn)立方。

2）聚丙烯酰胺，氯化鈣的溶解水不再使用地下清水，改用煤泥沉淀池的澄清水。藥劑在溶解過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)絮團(tuán)，不影響藥劑的效果。以年生產(chǎn)300萬(wàn)噸原煤計(jì)，其節(jié)約地下水見(jiàn)下表3。

3）同時(shí)為保證系統(tǒng)的靈活性，當(dāng)原煤水分較大時(shí)，可通過(guò)放煤泥濃縮池中流經(jīng)集中水池中轉(zhuǎn)后進(jìn)入煤泥沉淀池，系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)“脹肚子”的情況。

4、應(yīng)用效果分析

通過(guò)計(jì)算得出渦北選煤廠全年共節(jié)約用水約30萬(wàn)立方米。同時(shí)綜合水耗下降至0.039m3/t原煤。煤泥全部在室內(nèi)由機(jī)械回收，洗水動(dòng)態(tài)平衡，不向廠區(qū)外排放水，水重復(fù)利用率90%以上，洗水濃度小于50g/L，符合選煤廠洗水閉路循環(huán)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

5、經(jīng)濟(jì)效益分析

按照年節(jié)約用水約30萬(wàn)立方米，年節(jié)約水資源費(fèi)、地下水抽采相關(guān)費(fèi)用等至少15萬(wàn)元。

6、社會(huì)效益、環(huán)境保護(hù)效益分析

節(jié)水措施減少了水資源的消耗，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，減少了無(wú)效運(yùn)輸，并在一定程度上減少了冬季凍結(jié)事故的發(fā)生。且污水不外排，全部在生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)用，縮短了下游企業(yè)精煤煉焦時(shí)間，提高了企業(yè)形象，具有較好的社會(huì)效益和環(huán)保效益。

7、結(jié)論

水、介質(zhì)、油、電等均是選煤廠的高消耗資源，節(jié)能降耗的理念深入人心。選煤廠不僅要把握產(chǎn)品的質(zhì)量，更要將節(jié)能減排作為企業(yè)發(fā)展、提高綜合競(jìng)爭(zhēng)力的一項(xiàng)戰(zhàn)略定位。引進(jìn)高效的脫水設(shè)備并做好設(shè)備的保養(yǎng)和維修，同時(shí)優(yōu)化水資源利用工藝，可以最大程度地減少水耗，降低成本。