選煤廠工藝設計及應用范文

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摘要:

分析了唐家會礦選煤廠入洗原煤煤質情況;為了使選煤廠能適應煤質變化及市場需求，以可全級入洗也可部分入洗為標準，設計了塊煤重介質淺槽+末煤重介質旋流器+粗煤泥螺旋分選的工藝流程;取得了較好的應用效果。

關鍵詞:

選煤廠;動力煤;工藝設計;應用

煤炭在我國能源消費結構中占有重要地位，但同時煤炭的低效率使用造成的能源和環境等問題日益突出，因此在我國發展潔凈煤技術已刻不容緩。為適應市場經濟的發展，增強市場的競爭力，鄂爾多斯市華興能源有限責任公司在建設唐家會煤礦的同時配套建設了唐家會煤礦選煤廠，既符合國家合理利用煤炭資源的產業政策，又可優化企業的產業結構，適應煤炭市場對高質量、多品種產品的要求，增加企業駕馭市場的能力。

1工藝設計路線

1.1入洗原煤煤質分析唐家會礦選煤廠為唐家會煤礦配套工程，規模為15.00Mt/a。唐家會煤礦原煤灰分(Ad)30.42%、水分(Mt)11.75%、發熱量(Qnet.ar)17.57MJ/kg。選煤廠入選原煤粒度及浮沉組成見表1、表2。從表1看出:(1)原煤灰分總計為30.42%，屬中高灰分煤。13～6mm主導粒度級產率為20.86%;原煤灰分隨粒度減小而降低，表明矸石的硬度比煤的硬度偏高。(2)大于50mm粒級含量占全樣的30.85%，灰分31.60%，塊煤量較多。矸石含量占全樣的4.43%，屬中含矸煤;小于0.5mm原生煤泥產率為3.88%，含量較低，灰分小于原煤灰分，說明煤比矸石容易破碎。從表2看出:(1)除小于0.5mm外，各粒度級1.3～1.4kg/L密度級均為主導密度級，且基元灰分較高，不易分選出低灰煤;其次為大于2.0kg/L密度級，而且灰分較高，有利于產品降灰;中間密度物含量較少，各粒級可選性比較一致。(2)各粒級中大于2.0kg/L密度級的灰分均大于70%，矸石較純;利于產品降灰。(3)與本級原煤灰分相比，各粒度級浮沉煤泥灰分均稍高，但占全樣產率較低，表明矸石泥化輕微。(4)小于0.5mm粒級的浮沉組成中以1.4～1.5kg/L密度級為主導密度級，且基元灰分較其他粒度級灰分偏低;從1.5～0.5mm浮沉組成可以看出，中間密度物含量較多，粗煤泥屬于難選煤。根據煤質分析，唐家會礦原煤具有低硫、低磷、抗碎強度高、熱值高、揮發分高、煤質變化較小、煤灰軟化溫度較高等特點，是良好的民用及動力用煤。唐家會礦選煤廠產品主要供周邊電廠。根據電廠對產品煤的質量要求，唐家會礦選煤廠產品指標確定為:混煤:水分(Mt)不大于14%，發熱量17.97～22.15MJ/kg;矸石:灰分(Ad)大于70%;壓濾煤泥:摻入電煤或晾干后地銷。

1.2選煤工藝流程的確定

1.2.1入選方式的確定唐家會礦選煤廠要求產品方案靈活多變。為降低生產成本，在發熱量滿足要求的情況下，應盡可能減少入洗量。滿足這種要求的最佳入洗方式就是分級、分流入洗，根據市場及煤質情況，塊煤、末煤、粉煤都既可全部入洗，又可部分入洗，實現塊煤、末煤、粉煤無級分選。結合唐家會礦區原煤具有煤層灰分高、夾矸含量大、煤質波動性大等特點，采用分級入洗，當煤質較好或生產普通動力煤產品時，只洗選塊煤，末煤可不洗，精煤和末煤分別裝倉，產品配煤銷售，產品品種多，適應市場能力強。

1.2.2選煤方法的確定從產品方案、可選性分析來看，分選密度為1.8g/cm3左右。從技術角度看，分選塊煤時，動篩跳汰選煤方法精煤產品回收率低于重介質選煤方法;分選末煤時，跳汰選煤方法精煤產品回收率遠低于重介質選煤方法。對于特大型選煤廠，經濟效益相差明顯。而重介質選煤方法受煤質可選性變化影響較小，能夠適應難選煤的分選，并可以達到理想的分選效果，分選效率較高。對于動力煤選煤廠粗煤泥的分選，可采用工藝簡單且分選精度高的螺旋分選機分選。通過對選煤廠產品和技術的分析和論證，確定采用原煤脫泥分級入選，即200～13mm塊煤采用重介質淺槽分選，13～1.5mm末煤采用兩產品重介質旋流器分選工藝，1.5～0.25mm粒級粗煤泥采用螺旋分選機分選，小于0.25mm細煤泥不洗選直接回收。選煤廠工藝流程見圖1。

1.3工藝布置特點選煤工藝流程和設備選型確定后，工藝布置是選煤廠設計水平的高度體現。工藝布置應從生產管理和生產操作的方便性入手，對工藝設備進行系統規劃，是選煤工藝靈魂的客觀體現。地面工藝布置功能分區明確，煤流順暢，整體布置緊湊，充分考慮風向、朝向問題，主要建構筑物全部采用東西坐落、南北朝向，充分利用南北朝向房冬暖夏涼的特點，節約能源。廠房布置是選煤工藝設計的重要組成部分，要根據工藝總平面布置、工藝流程圖、設備選型資料以及生產經營管理要求等，將廠房和設備綜合而合理地在廠房(設施)的平面及剖面上進行布置。隨著選煤工藝技術的不斷發展，模塊式廠房布置成為現階段廠房工藝布置的潮流和導向，具有以下特點:設備大型化，作業環節單機化，全廠系統化;系統模塊化，單層廠房大廳式布置，設備檢修方便;布置緊湊，廠房體積小，節省投資。主廠房布置結合工藝布置的總體要求和塊、末煤生產系統單獨入洗的需要，設備布置結合了“模塊選煤廠”及“傳統選煤廠”的優點，采用“階梯狀”大跨度的鋼筋混凝土框架結構形式，投資省，是美觀又實用的新型高效選煤廠。主廠房布置為一聯合車間，包括塊煤分選系統、末煤分選系統、粗煤泥分選回收系統、煤泥壓濾系統等作業。

1.4設計特點選煤廠設計充分考慮各種工藝設備和工藝環節的要求，達到生產系統中各個環節的相互配套和協調，并實現全系統的高效生產。其工藝設計特點:(1)工藝設計先進，對應不同粒度采用先進的分級入選工藝。200～13mm粒級采用重介質淺槽分選機，處理能力大、分選精度高、介耗低;13～1.5mm采用大直徑重介質旋流器，是分選該粒級最為有效的工藝;1.5～0.25mm粒級采用螺旋分選機分選，既可有效分選，又可降低全廠介耗，成本低。(2)三種工藝配置合理，可實現全廠分系統布置，為設備選型、簡化系統工藝流程提供了條件。(3)三種分選工藝的入料粒級都處于各粒級所采用分選設備的最佳分選范圍內，而且每種分選設備的有限分選粒級都可合理交叉，從而滿足實際生產煤質變化及用戶要求變動的需要。(4)系統配置時，塊、末煤系統的生產能力都考慮了一定的富余量，以適應將來生產時塊煤分選下限由13mm降低到6mm，末煤系統分選上限由13mm提高到70mm的可行性。(5)設備選型具有技術先進、性能可靠、整體配套、高效低耗、可操作性強的特點，主要設備或其關鍵部位選擇世界知名的選煤設備供貨商提供的產品。(6)分選系統按獨立的雙系統設置，既可獨立生產，又可聯合使用，系統切換方便，靈活性強。

2工藝應用實踐

2.1生產準備礦井原煤煤質發熱量15.88～16.72MJ/kg，結合礦井掘進煤生產情況及用戶對煤質的要求，選煤廠制定兩種生產方案:(1)生產一種混煤(18.81MJ/kg以上)產品時，末煤70%～80%入洗，塊煤全入洗，具體入洗比例根據生產煤質而定。(2)生產塊煤(20.90MJ/kg以上)和混煤(18.81MJ/kg以上)兩種產品時，末煤90%～100%入洗，塊煤全入洗。

2.2生產組織根據市場需求，生產組織方案如下:(1)當生產發熱量18.81MJ/kg左右混煤時，采取塊煤全入洗，末原煤按80%比例進行入洗，混煤商品煤產率47%，平均灰分21.35%;煤泥產率8.9%，平均灰分24.57%。(2)當生產20.90MJ/kg塊精煤時，同時要求混煤發熱量在18.81MJ/kg左右，采取塊、末原煤全入洗，塊煤產率17.2%，平均灰分18.10%;混煤產率27.3%，平均灰分21.35%;煤泥產率約為9.0%，平均灰分24.57%。

2.3生產指標唐家會礦選煤廠自2015年3月26日帶煤帶介試運轉以來，截止到2015年10月14日生產調試期間，共計入選原煤641996t，平均灰分38.73%，發熱量13.89MJ/kg。其中:入選南山堆放的劣質工程煤224965t，占全部原煤35.04%，平均灰分40.26%，發熱量12.97MJ/kg;入選礦井掘進煤417031t，占全部原煤64.96%，平均灰分37.81%，發熱量14.30MJ/kg。選煤廠洗選產品:塊煤產品24724.2t，占全部比例3.85%，灰分18.90%，發熱量21.07MJ/kg;混煤303279.3t，占全部比例47.24%，灰分21.25%，發熱量19.40MJ/kg;煤泥61407.6t，占全部比例9.57%，灰分24.95%，水分26.5%，發熱量12.73MJ/kg，選煤產品質量穩定，完全滿足用戶需求。

3結語

采用塊煤重介質淺槽+末煤重介質旋流器+粗煤泥螺旋分選的動力煤洗選工藝，使唐家會礦選煤廠既可以實現全部入洗，也可部分入洗，能更好地適應市場需求，節約洗選成本，增加經濟效益。該工藝也是目前國內較為廣泛使用的動力煤洗選工藝。

參考文獻

［1］戴少康．選煤工藝設計實用技術手冊［M］．北京:煤炭工業出版社，2010．

［2］謝廣元，等．選礦學［M］．徐州:中國礦業大學出版社，2001．

［3］煤炭工業部選煤設計研究院．選煤廠設計手冊(工藝部分)［M］．北京:煤炭工業出版社，1978．

［4］匡亞莉．選煤工藝設計與管理(設計篇)［M］．徐州:中國礦業大學出版社，2006．

作者：方慶洲 樊李興 單位：淮礦西部煤礦投資管理有限公司 山西約翰芬雷華能設計工程有限公司 北京分公司