众泰煤焦化选煤厂脱水系统优化探索与实践

蒋善勇，张振红，裴健宇

(1.拜城县众泰煤焦化有限公司，新疆 拜城 842300；2.永城煤电控股集团有限公司,河南 永城 476600)

众泰煤焦化选煤厂脱水系统优化探索与实践

蒋善勇1，张振红2，裴健宇1

(1.拜城县众泰煤焦化有限公司，新疆 拜城 842300；2.永城煤电控股集团有限公司,河南 永城 476600)

针对众泰煤焦化选煤厂精煤水分偏高的问题，通过分析煤质特性，查找工艺设计和生产操作中存在的问题，优化工艺与设备，使最终精煤综合水分由17.10%下降至11%以下，取得了良好的经济效益与社会效益。

精煤水分；脱水系统； 粗精煤泥水分; 精煤快开压滤机;浮选精煤水分

1 概述

拜城县众泰煤焦化有限公司选煤厂(以下简称“众泰选煤厂”)位于新疆阿克苏市拜城县重工业园区内，设计能力为1.80 Mt/a,属于群矿型选煤厂，采用无压三产品重介旋流器+煤泥浮选的联合工艺，入选煤种为13#瘦煤和15#焦煤，原料煤分别来自拜城县内音西铁热克煤业有限公司和拜城县众维煤业有限责任公司。近年来,随着采煤机械化程度的提高,该选煤厂入选原煤中煤泥量不断增加[1],导致浮选精煤脱水困难。在实际生产中,拜城县众泰煤焦化有限公司综合精煤水分高达17.10%，严重影响后续焦化生产的正常使用。

精煤水分偏高对焦化生产的影响主要体现在：在通常情况下，配合煤水分每增加1个百分点，立火道温度需上调5～7 ℃，炼焦耗热量增加约30 kJ/kg，结焦时间将延长10～15 min，并且当煤水分过大时，还会增加炼焦耗热量，增加炼焦时间，造成炼焦成本增加，降低焦炭的产量[2]；此外，在装煤初期，由于焦炉炭化室墙面与煤料温差很大，炉墙向煤料迅速传热，而本身温度剧降。煤料水分越大，炭化室墙面温度下降越多；当炉头的炭化室墙面温度降到600 ℃以下时，就会显著地损坏硅砖，从而影响炉体使用寿命。

因此，在现有煤质特性情况下，如何有效降低炼焦精煤综合水分保证正常使用是众泰选煤厂生产中面临的难点问题。

2 问题分析

2.1 入选原煤与精煤产品分析

通过表1和表2数据分析发现：入选原煤<0.5 mm粒度级原生煤泥含量高达25.20%，<1 mm粒度级原生煤泥含量高达45.74%。由于原生煤泥含量高，加上全重介选煤过程中的泥化作用，使精煤产品中<1 mm粒度级占比达52.43%，细粒级含量偏多，产品脱水困难[3]，不仅<0.5 mm粒度级水分较高，而且0.5～1 mm粒级部分水分明显偏高，导致精煤综合水分高达17.10%。

表1 入选原煤粒度组成

表2 精煤产品粒度组成与水分分析结果

2.2 原脱水系统存在问题

原脱水工艺系统流程为：重介旋流器分选出的精煤产品进入精煤弧形筛预脱介后，筛上物进入筛孔为1 mm的精煤脱介筛进一步脱介、脱水，精煤脱介筛的筛前设有分级段，将精煤分为>10 mm粒级精煤，直接进入精煤胶带送至精煤场存放；10～1 mm粒级通过刮板分配到两台精煤离心机进行脱水，之后由精煤胶带送至精煤场。分流的悬浮液、精煤脱介筛的筛下悬浮液进入磁选机回收介质，磁选尾矿进入精煤磁尾桶，由泵打入精煤泥分级浓缩旋流器处理，旋流器底流进入筛孔为0.5 mm精煤泥回收筛回收粗煤泥，筛上物由精煤胶带送至精煤场；精煤泥分级浓缩旋流器溢流与粗煤泥回收筛筛下水进入浮选系统处理，浮选精煤采用4台过滤面积为250 m2的快开压滤机脱水，之后送至精煤场与前两种精煤产品混合为最终精煤产品。

通过对精煤产品粒度组成与水分指标分析可以看出，精煤泥和浮选精煤水分明显偏高，原精煤产品脱水系统存在的主要问题有：一是精煤泥采用高频筛脱水后直接进入精煤产品，由于其水分高达27.20%，产率达21.93%，因此严重影响综合精煤水分；二是实际生产中浮选精煤产率高达30.49%，原设计中精煤快开压滤机处理能力不足，并且由于采用常规程控压滤机操作模式，使浮选精煤水分高达25.5%。该两项综合，使最终精煤产品水分高达17.10%，严重影响精煤产品的销售和正常使用, 可见要有效降低综合精煤水分的关键是如何有效控制<1 mm粒级产品的水分。

3 脱水系统的优化与效果评价

3.1 精煤产品脱水系统的优化

针对原脱水系统存在的问题，通过公司技术人员查阅相关资料[4-10]，借鉴其他选煤厂脱水工艺，了解国内精煤压滤机运行现状，并结合自身特点，经过充分论证后，决定对选煤厂脱水系统进行优化与改造。该项改造委托湖南第一工业设计研究院进行设计，工艺优化的主要内容为：

(1)将精煤泥回收工艺改为精煤磁选机尾矿采用4组φ500 mm的分级浓缩旋流器浓缩分级后，底流进两台粗精煤振动弧形筛脱水，筛上物经煤泥离心机脱水后作为精煤产品送精煤场。

(2)在原有基础上增加两台过滤面积为500 m2的精煤快开压滤机，并且安排机电工程师对原有压滤机程控操作程序进行修改，使压滤机可以分别实现三次压榨和反吹，并且时间可以在0～100 s内自主设置，这样既可以实现不同入料情况下对浮选精煤水分控制的要求，同时也可以有效控制压滤机单次操作时间。

3.2 优化效果评价

通过优化与改造，粗精煤泥水分可以控制在10%以内，浮选精煤水分可以控制在18%以内，综合精煤水分可以控制在11%以内，可使精煤综合水分降低6.10个百分点。按每年生产精煤1.00 Mt计算，该选煤厂每年可节约用水量0.061 Mt，年节约水费约12.20万元,可在一定程度上缓解水源紧张的压力。

同时，由于精煤产品水分的降低，可使后续炼焦生产更加节能和高效。焦炉生产焦炭时需使用回炉煤气进行加热，在一般情况下，配合煤水分每增加1个百分点，立火道温度需上调5～7 ℃，炼焦耗热量增加约30 kJ/kg，结焦时间将延长10～15 min。众泰煤焦化配合煤中自产精煤占总量的70%左右，炼焦配合煤使用量约为84万t/a，炼焦配合煤水分降低4.20个百分点后，每年可节约煤气4 514 660 m3，折合标煤3 612 t，年增煤气销售利润148.98万元。

4 结语

众泰煤焦化公司通过对选煤厂脱水系统进行优化与改造，使压滤机的脱水性能得到明显改善，粗精煤泥的水分大幅降低，综合精煤水分控制到了11%以内，基本满足销售和炼焦生产对精煤水分的要求，每年可节约用水6.10万m3，不仅有效降低了精煤外销时的无效运输费用，提高了产品的市场竞争力，并且取得了良好的经济效益，仅节约煤气新增利润和节水费两项即可达161.18万元/a。

[1] 赵跃民.煤炭资源综合利用手册[M].北京：科学出版社,2004.

[2] 谢广元.选矿学[M].徐州：中国矿业大学出版社,2001.

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Optimization and practical application of the dewatering system at Zhongtai Coking Coal Company Coal Preparation Plant

JIANG Shan-yong1, ZHANG Zhen-hong2, PEI Jian-yu1

(1. Zhongtai Coking Coal Co., Ltd., Baicheng, Xinjiang 842300, China; 2. Yongcheng Coal & Electricity (Group) Co., Ltd., Yongcheng, Henan 476600, China)

The clean coal product produced by ZCCC's coal preparation plant is considerably high in moisture. Following an analysis of the raw coal property, an investigation is made into the existing process design and the problems found in coal cleaning and dewatering operations for optimization of cleaning process and equipment. Though the optimization effort, the composite moisture of the final clean coal product is reduced from 17.10% down to below 11%, bringing about a favourable social and economic benefit for the plant.

moisture of clean coal; dewatering system; moisture of coarse cleaned slime; rapid-open filter press; moisture of flotation concentrate

1001-3571(2016)05-0057-03

TD946.2

B

2016-10-07

10.16447/j.cnki.cpt.2016.05.015

蒋善勇(1981—)，男，重庆市荣昌县人，高级工程师，工学硕士，从事煤炭洗选与焦化生产技术管理工作。

E-mail:jsy19810309@126.com Tel：18699789596

蒋善勇，张振红，裴健宇. 众泰煤焦化选煤厂脱水系统优化探索与实践[J].选煤技术，2016(5)：57-59.