動力煤選煤廠工藝設計探討范文

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1篩分資料校正

由于無法提供生產大樣，根據設計規范可參考鄰近礦井實際生產煤樣資料。將軍廟東部相鄰的西黑山礦區西黑山一號煤礦與大井南井田距離比較近(相距約60km)。經過資料對比分析，參照西黑山一號小煤礦的篩分浮沉資料進行設計。預測的大井南一、二號礦井的兩礦原煤綜合平均灰分為15.69%、比西黑山煤礦原煤灰分低3.73%，，鑒于兩者采煤方法有差異，綜采放頂開采還有頂板竄矸現象，采用調矸法進行灰分校正。校正后的原煤篩分組成表見表1。具體做法是:先將原資料去矸后校正至煤芯煤樣灰分，再把矸石分配進去。考慮到大井南一、二號井田頂、底板及夾矸巖性以炭質泥巖、高炭泥巖為主，頂板竄矸量的合理分配原則是將竄矸以不同分配率分別進入各粒級原煤中，底板、夾矸的分配原則也類似。由表1可知:①原煤灰分為15.69%，屬低灰煤;②+50mm粒級其中可見矸石含量為3.47%，為高含矸量煤;③+5mm粒級塊煤灰分比－25mm高5.94%，可見矸石主要存在于+25mm級塊煤中。

2選煤工藝確定

2.1產品方向與定位產品主要為不粘煤，具有特低～低灰、特低～低硫、中高揮發分、高熱值、中等可磨～極易磨，較低軟化溫度灰、有害元素含量低、弱結渣等特點，是良好的動力用煤和氣化用煤，可供電廠、民用或化工廠等。

2.2產品方案選煤廠產品用戶為煤制天然氣項目，對煤質的要求下:①混塊煤:粒度80mm～6mm，灰分Ad為8.0%～20%，供化工園碎煤制氣使用;②粉煤:粒度≤6mm，灰分Ad為8.0%～20%，部分供化工園粉煤制氣使用，部分供化工園燃料煤。

2.3分選粒度上下限對于非煉焦煤選煤廠來說，在滿足產品要求的情況下，應該盡量減少末煤的入洗量，以簡化系統，降低工程建設投資和加工成本。由于產品方案粒度上限為80mm，最終產品必須破碎至80mm以下。可先分選再破碎或先破碎再分選，兩種方案進行對比如下:1)先分選再破碎。入洗上限高(可達150mm～300mm)，破碎量及破碎能耗較低。優點:①可有效降低次生煤泥及矸石粉量;②避免次生矸石粉影響末煤質量;③混塊煤、粉煤質量均能有效控制;④降低煤泥水處理系統負荷。缺點:多一道破碎工藝環節。2)先破碎再分選。入洗上限低(80mm)，破碎量及能耗略高。優點:一次破碎，工藝環節較簡單。缺點:①增加次生煤泥及矸石粉量;②次生煤泥和矸石易影響末煤質量;③粉煤產品質量難以控制;④煤泥水處理系統負荷較高。混塊煤產品比列兩者基本相同。從穩定產品質量方面來考慮，選用先分選再破碎方案，塊煤經排矸后破碎至80mm以下得到最終產品。從二號礦井前20年預測原煤灰分可知，二礦的原煤灰分最高時可達26.17%，此階段對應的一礦灰分為13.28%，兩礦的綜合灰分也達到最高為19.99%。其對應的各粒級原煤質量見表2。從表2可以看出，當二礦原煤達到高灰時，混塊煤和粉煤均需分選排矸才能滿足用戶要求。但兩礦原煤經過混配，前20年兩礦原煤綜合灰分最高19.99%時，－6mm粉煤灰分為16.46%，滿足粉煤制氣原料要求，因此粉煤不需洗選。25～6mm級綜合灰分為17.65%，滿足混塊煤制氣原料用煤要求，因此25～6mm級小塊煤也可不洗選。由于50～25mm、+50mm粒級塊煤灰分在24%以上，造成+6mm原煤綜合灰分為21.69%，不經排矸則不能滿足混塊煤制氣原料用煤要求。綜合分析后推薦分選下限為25mm，對塊煤進行分選滿足用戶要求，－25mm末煤不洗選。

2.4選煤方法結合該區的煤質分析和產品結構要求，確定選煤的原則工藝為:25mm分級，塊煤分選，末煤不分選。

2.4.1塊煤分選方法塊煤分選常用的方法是動篩排矸和重介質淺槽分選。動篩跳汰機用于大塊煤排矸，具有工藝簡單，用水量少，生產成本低的優點。但其有效分選精度低于重介淺槽分選機，存在矸石帶精煤現象。且動篩跳汰機分選上限為300mm，有效分選下限為50mm，不能滿足分選下限25mm的要求［3］。重介淺槽分選機是專用于處理塊煤的高效分選設備，與動篩跳汰機相比，重介質淺槽具有以下優點［4］:①分選精度高，產品回收率高，對煤質可選性波動有很強的適應性;②單臺設備通過能力大;③分選上限高、分選粒度寬(200(150)～13(6)mm);④有效分選時間短，次生煤泥量低，最大程度地減輕矸石泥化程度，為煤泥回收創造條件;⑤自動化程度高，懸浮液密度可自動調節。綜合以上的比較，選用重介質淺槽選煤方法。

2.4.26mm粉煤篩分和煤泥回收工藝要求生產－6mm粉煤產品，并且末煤不洗選;為了降低煤泥水處理的負荷，必須采用干法篩分措施將原煤的粉煤分離出來。目前對于水分較高、粘濕細粒煤干法篩分，常用的香蕉篩、博后篩都難以取得較好的篩分效果，弛張篩為單一驅動產生雙重振動，浮動篩框帶動彈性篩面作弛張運動，傳遞給物料50g的加速度，在淮南礦業和山西晉城原煤篩分系統改造升級中取得良好的效果，不堵塞篩縫，篩分效率高，6mm篩分效率可達80%左右。為了提高塊煤的分選效果，利用塊煤脫泥篩(篩孔為6mm)對+25mm塊煤的進行脫泥，對于濕法粉煤脫水，采用“直線振動篩+末煤離心機”的脫水工藝。選煤工藝采用塊煤洗選、末煤不洗的工藝，煤泥量相對較少，采用粗、細煤泥分段回收工藝。粗煤泥采用分級旋流器、弧形篩和煤泥離心機串聯回收工藝，細煤泥采用成熟的“濃縮機+快開隔膜壓濾機”回收工藝。作為一個大型動力選煤廠，在設計過程中還應充分考慮系統的靈活性，以適應將來生產中煤質和市場情況的變化，系統的靈活性體會在以下幾個方面:①一號、二號礦井的原煤分倉儲存，可以保證混洗比例，同時也有單獨洗選二號礦井(一號礦井灰分較低時)的功能;②150～25mm塊煤可實現洗選或旁路，原煤不入洗，經過篩分破碎后生產混塊煤、粉煤。塊煤洗選，－25mm末煤不洗選生產混塊煤、粉煤、煤泥。同時預留有末煤洗選的功能;③150～25mm塊煤還可部分入洗，達到混塊煤無極調灰的目的;④壓濾煤泥可以經煤泥破碎機破碎后均勻摻入粉煤產品，也可落地晾曬后作為燃料煤使用。

3結語

在大型動力選煤廠設計過程中，工藝設計是靈魂和方向，要注意以下幾個方面:作為設計的源頭，煤質資料分析和校正至關重要，原煤灰分的預測要結合礦井規劃的排產表和勘探報告的鉆孔資料詳細分析;灰分校正過程中，尤其對于新建礦，資料代表性的選擇和校正十分重要，影響后續的工藝和設備的選擇，校正過程中要結合采煤工藝和地質特征對粒度和灰分進行相應調整。對于動力煤選煤廠，在滿足產品的要求下，應盡量降低末煤的入選量，分選粒度依據產品結構和煤質分析來確定;分選方法選擇中，塊煤重介質淺槽分選處理量大，分選精度高、設備可靠適應選煤廠的大型化;末煤干法篩分隨著煤炭深度篩分技術發展和應用，弛張篩篩分已嶄露頭角;在設計過程中要充分考慮系統的靈活性，適應煤質和產品結構的變化。

作者：劉凱 魯和德 陳文刊 歐陽增裕 單位：晉城煤業集團 寺河礦選煤廠 德國優格瑪工業技術有限公司 中煤科工集團 武漢設計研究院有限公司