大型选煤厂洗中煤深度脱水工艺的研究与应用

大型选煤厂洗中煤深度脱水工艺的研究与应用

齐立国

新矿内蒙古能源有限责任公司洗煤分公司内蒙古鄂尔多斯市017000

摘要：大型选煤厂生产管理更要精打细算，同样一个指标的稍许偏差，带来的数量效应是巨大的。本文论述了中心洗煤厂通过对洗中煤深度脱水工艺改造实践研究，洗中煤水分降到7%以下，有力升了市场竞争优势，提高了洗中煤售价，并解决了冬季冻车、地面结冰影响行车安全等问题，经济效益显著。

关键词：大型选煤厂；动力煤；洗中煤；深度脱水；工艺研究

1概述

动力煤从广义上来讲，凡是以发电、机车推进、锅炉燃烧等为目的，产生动力而使用的煤炭都属于动力用煤，简称动力煤。动力煤主要包括:褐煤、长焰煤、不粘结煤、贫煤、气煤、少量的无烟煤。从商品煤来说，主要包括:洗混煤、洗中煤、粉煤、末煤等。

洗中煤是选煤厂选出的灰分高于精煤而低于煤矸石的产品。一般炼焦用煤、化工用煤、出口用煤及某些特殊用煤的原煤，都要预先送选煤厂洗选。在重力选煤过程中的中间产物称洗中煤。我国洗中煤的挥发分Vdaf约在25%～40%范围内，水分Mt根据脱水程度而异，一般在10%～15%，灰分Ad则较高，一般为30%～40%，有的高达50%。由于送选的原煤质量都较好，故洗中煤的发热量多为中等水平，一般Qnet,ar=15000～21000kJ/kg（约3500cal/g～5000cal/g）。洗中煤由于灰分高，结渣的倾向较大。

我国洗中煤的产量约为原煤产量的7%～8%，大多数为电站锅炉所燃用。因此，洗中煤在动力燃料中占有相当重要的地位，研究其燃烧特性也是一项重要工作。

2背景情况

中心选煤厂位于鄂尔多斯上海庙能源化工基地焦化园区内，隶属于新汶矿业集团内蒙古能源有限责任公司，规划设计规模为10.0Mt/a，一期设计规模为3.0Mt/a的位置，该中心选煤厂入选麻黄、黑梁、横山堡矿井原煤，并考虑部分外来煤。目前投产的一期工程设计洗选能力300万吨/年，二期工程设计洗选能力400万吨/年，年洗选能力合计700万吨，三期工程（300万吨/年）视后续矿井建设规划及时补套。

中心洗煤厂采用国际先进选煤工艺：50-1.0mm采用有压两产品重介旋流器主再选；1.0-0.25mm粗煤泥采用TBS分选机分选；0.25-0mm采用浮选柱+精煤压滤机回收；浮选尾煤采用浓缩+压滤回收工艺。主要洗选产品为粘结指数高、质量稳定的1/3焦煤和气肥煤。

洗中煤来源于再洗旋流器底流（中煤）和TBS底流（TBS尾矿）两部分。通过生产实践，中心洗煤厂历年洗中煤产率一直保持20%左右（如图1），占商品煤很大一个比重。洗中煤质量直接影响其市场价值，关系企业经济效益。

中煤通过脱水脱介筛进入离心机进一步脱水后进入产品皮带，TBS底流先由分级旋流器浓缩后再通过高频筛脱水直接进入产品皮带，与中煤混合进入产品仓。混合后的洗中煤水分Mt在13%左右，灰分Ad为37%左右，发热量只有13500J/g左右。据测算，每增加1%的全水分，煤的发热量就会降低293～335J/g[1]。

图1中心洗煤厂历年洗中煤产率

高水分影响了洗中煤质量，降低了市场竞争优势，严重制约了洗中煤的及时发运，减少了市场占有率；而且高水分还给其冬季装卸和机械加工（如破碎、筛分等）造成很大困难，造成冻车现象，给公司和洗煤厂带来了较大的经济损失和不好的社会影响，降低其生产效率[2]。所以研究降低洗中煤水分对公司和洗煤厂的发展具有重要意义。

3工艺研究

3.1指标分析

对洗中煤组份进行分析，中煤水分通过离心机脱水能控制在6%以下，TBS尾矿通过高频筛脱水水分在19%左右，TBS尾矿水分高是严重影响洗中煤质量的直接原因。

3.2设备参数分析

洗中煤脱水设备实际入料量和单台最大处理量如表1所示。通过对洗中煤各组份脱水设备处理量及实际入料量分析，中煤脱水脱介筛和中煤离心机实际处理量远未达到额定负荷，有很大的余量空间。一期再选中煤脱水脱介筛负荷比（实际入料量与最大处理量的比，下同）为29%，二期再选中煤脱水脱介筛负荷比为10%；一期中煤离心机负荷比为40%，二期中煤离心机负荷比为29%。

表1洗中煤脱水设备匹配表3.3工艺选择

中心洗煤厂主要生产设备工艺布置为：四楼为旋流器和磁选机层，三楼和二楼为脱介脱水层。TBS尾矿粒级组成为0.25～1.0mm粗煤泥，通过对设备参数和厂房设备布置研究分析，可将TBS尾矿旋流器底流直接引入再选中煤脱水脱介筛末端（稀介段），与中煤混合脱水进入中煤离心机，充分脱水后进入产品皮带。离心机离心液回收至煤泥桶进入煤泥系统。

改造前洗中煤脱水工艺流程如图2所示。

改造后洗中煤脱水工艺流程如图3所示。

图2改造前洗中煤脱水工艺流程图

图3改造后洗中煤脱水工艺流程图

4实施效果

洗中煤深度脱水工程实施之后，脱水效果显著。通过在洗中煤产品皮带采样测定，洗中煤最终水分为7%左右，大幅度减少了洗中煤仓下水，基本解决了冬季冻车、地面结冰影响行车安全等问题。

洗中煤水分的降低使其发热量提高了2010J/g左右，同时每年也为客户减少无效运输8.4万吨左右，有力提升了市场竞争优势，提高了洗中煤售价，为开拓市场占有率提供了先决条件。

改造后，一、二期停开4台高频筛，每年节约材料费用50余万元。

5结语

综上所述，通过充分利用大型设备负载余量空间，优化脱水工艺，解决了洗中煤水分偏高影响销售和发运等问题，具有非常强的实用性，为选煤厂带来了十分客观的经济效益，并对部分寒冷地区更具有十分重要的借鉴意义。该工艺仍然存在一定的不足，对煤泥水系统、介质回收系统的影响还需深入的研究，提出更加合理的方法，进而使选煤厂洗中煤脱水工程得到进一步发展，带来更大的经济效益。

参考文献：

[1]陈清如刘炯天.中国洁净煤.徐州：中国矿业大学出版社，2009.

[2]陈乔.选煤总厂洗中煤深度脱水工艺的设计与应用[J].江西煤炭科技，2014（2）：I66-167.

作者简介：齐立国（1984-），男，内蒙古兴安盟人，助理工程师，注册安全工程师，新矿内蒙古能源有限责任公司洗煤分公司，E-mail:qiliguowm@163.com