泊江海子选煤厂压滤煤泥降水研究与实践

赵海峰，张文东，孙 亮

(1.泊江海子煤矿，内蒙古 鄂尔多斯017000；2.淮矿芬雷公司 泊江海子选煤厂，内蒙古 鄂尔多斯017000)

泊江海子选煤厂位于内蒙古西部地区，2011年4月18日开工建设，2016年12月1日联合试运转。该选煤厂设计能力为10 Mt/a，选煤工艺为：200～13 mm粒级块煤采用浅槽重介分选机分选，13～1.5 mm粒级末煤采用有压两产品重介质旋流器分选，1.5～0 mm粒级煤泥采用浓缩分级旋流器回收，煤泥水采用两段浓缩两段回收工艺处理。入选原煤为低中灰、低硫、中高挥发分、高发热量的不粘煤，还含有少量长焰煤，洗选加工后可作为优质动力煤，也可作为气化用煤。该选煤厂压滤煤泥水分在35%以上，当原煤发热量在18.84 MJ/kg以上时，压滤煤泥被掺入洗选产品销售；当原煤发热量在18.84 MJ/kg以下时，压滤煤泥被单独销售。由于压滤煤泥水分过高，严重影响掺配产品的质量，进而影响洗选产品的销售。此外，由于当地冬季温度很低，煤泥易被冻结成块，不利于后续装卸和运输等处理。因此，必须采取合理的技术措施，降低压滤煤泥水分。

1 煤泥水处理原则流程

该选煤厂煤泥水采用一段浓缩+二段浓缩+净化浓缩方式(图1)处理，一段浓缩机底流采用振动弧形筛截粗，振动弧形筛的筛上物采用4台LWZ1400×2000型沉降过滤离心脱水机回收；二段浓缩机和净化浓缩机的底流采用4台KZG600/2000-U型高效快开式隔膜压滤机(以下简称KZG600/2000-U型快开压滤机)回收，其滤液作为循环水[1-3]。沉降过滤离心脱水机回收的煤泥和粗煤泥一起作为普通动力煤的配煤，快开压滤机回收的煤泥直接落地，也可以通过刮板输送机掺入精煤。

图1 泊江海子选煤厂煤泥水处理原则流程Fig.1 Basic flowsheet of the plant′s coal slurry treatment system

2 KZG600/2000-U型快开压滤机

2.1 工作过程

在压滤机工作时，液压站将所有的滤板压紧(在活动头板与固定尾板之间)，相邻滤板之间形成滤室。当物料从尾板、头板或中间等入料端孔以一定压力给入后，不断填充所有滤室直至填满；在压滤过程开始后，煤泥水借助入料压力进行固液分离，大于筛网尺寸的固体颗粒留在滤室，其中的水和小于筛网尺寸的固体颗粒透过筛网，并沿滤板上的泄水沟排出成为滤液[4-6]；紧贴筛网的物料形成物料层，剩余水分只有透过致密的物料层和筛网才能成为滤液，此时绝大部分煤泥留在滤室内；经过一段时间的带压入料后，滤室内煤泥的水分大部分被排出，不再有滤液流出，此时脱水过程完成。一般来说，脱水开始时滤液浓度较大，后期滤液浓度极低，甚至接近于清水[7-8]。

2.2 结构参数与优化

根据KZG600/2000-U型快开压滤机工作过程和生产现场煤泥脱水需要，结合煤泥脱水效果影响因素分析，对快开压滤机的滤板厚度和滤室深度[9-10]进行优化。设备结构优化前后的技术参数见表1。

表1 快开压滤机结构优化前后的技术参数

注：增长量是指优化后的量减去优化前的量。

3 优化效果

3.1 生产效果

2017年6月4—11日，泊江海子选煤厂对快开压滤机结构优化前后的压滤煤泥主要指标进行了对比分析。在正常生产条件下，当入料浓度在500 g/L左右，入料时间为15 min时，压滤煤泥的主要指标检测结果见表2。

表2 2017年6月4—11日压滤煤泥主要指标检测结果Table 2 The major indices of the cake products recorded in June 4-11 2017 %

在煤泥处理系统运行正常的条件下，泊江海子选煤厂分别于2017年11月14日、11月24日再次对压滤煤泥的主要指标进行检测，两次检测结果见表3。

表3 压滤煤泥主要指标检测结果Table 3 Main indices of cake products before and after structural optimization of filter press %

由表2、表3可知：快开压滤机结构优化后所产煤泥水分更低，其水分下降1.60个百分点，发热量上升0.51 MJ/kg，说明优化效果较好。在入料浓度较低时，压滤机脱水效果较差；当入料浓度在600 g/L以上时，在压榨时间相同时，设备优化前后煤泥水分相差不大。综合考虑，入料浓度在400～500 g/L之间时，压滤煤泥指标较好。

在对KZG600/2000-U快开压滤机的有关参数优化后，滤布损坏几率降低，过滤时间减少，设备处理能力增加，生产效果明显好转。

3.2 经济效益

当原煤发热量在18.84 MJ/kg以上，生产发热量在20.51 MJ/kg以上的商品煤时，综合产率在85%以上；煤泥产率在3%左右，发热量为12.56 MJ/kg；将煤泥掺入洗选煤后，商品煤发热量为20.26 MJ/kg，完全满足客户要求。当原煤发热量在16.74 MJ/kg左右，生产发热量为18.84 MJ/kg的商品煤时，综合产率仅在60%左右；煤泥产率为4%，发热量为10.05 MJ/kg；将煤泥掺入洗选煤，商品煤发热量为18.28 MJ/kg，比要求的发热量至少低0.42 MJ/kg。因此可知，当原煤发热量在18.84 MJ/kg以上，将煤泥掺入洗选煤销售可行。

泊江海子选煤厂原煤处理能力为10 Mt/a，按照煤泥产率4%计算，每年的煤泥产量为40万t。按照煤泥发热量每提高4.185 kJ/kg，销售价格增加0.04元计算，在煤泥水分降低1.60个百分点时，其发热量提高约0.50 MJ/kg，则吨商品煤销售价格提高约4.80元，每年创造的经济效益为192万元。

4 结语

由于洗选煤泥的外在水分高、粒度细、发热量较低，综合质量较差，在内蒙古西部地区单独销售几乎没有销路。如果将煤泥堆放在场地内，则会占用大量场地；如果不能及时将其转运出去，则直接影响矿井生产。通过对KZG600/2000-U快开压滤机的有关参数优化，将煤泥水分降到一定程度，其发热量得到提高，不但有利于煤泥单独销售，而且可将煤泥直接掺入其他产品销售，从而减少煤泥落地、转运等环节，避免了其对环境造成的污染，并节约了大量人力和物力，为企业创造了一定经济效益。参考文献：

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