煤泥两段浓缩两段回收在龙泉选煤厂的应用

陈 辉

(太原煤炭气化(集团)有限责任公司 选煤分公司，山西 太原 030024 )

龙泉选煤厂隶属于太原煤气化龙泉能源发展有限公司，位于山西省中部的娄烦县境内，是设计能力为5.00 Mt/a大型炼焦煤选煤厂，由大地工程开发(集团)有限公司承建，2014年元月投产。分选工艺为：50～1 mm粒级原煤采用无压三产品重介质旋流器分选；1～0.25 mm粗煤泥采用TBS分选；<0.25 mm细煤泥采用压滤机回收。龙泉选煤厂入选原煤具有以下特点：原煤内灰高，密度<1.4 g/cm3的原煤灰分为11%～12%；中煤产率高，在原煤三级浮沉试验中，中煤产率为49%。分选密度为1.39 g/cm3时，δ±0.1含量>40%，属于极难选煤；矸石泥化现象严重，长期采用凝聚剂与絮凝剂联合使用的混凝煤泥水处理工艺。

1 原有煤泥脱水系统存在问题

龙泉选煤厂实际中煤产率>60%,中煤销售收益所占比例大。中煤作为动力煤销售，收到基低位发热量是其重要的定价指标，而水分对收到基低位发热量有较大影响，水分越高发热量越低。因此需要降低中煤水分，提高低位发热量，增加综合经济效益。龙泉选煤厂的中煤由块中煤(50～1 mm)、末中煤(1～0.25 mm)、煤泥(<0.25 mm)三部分组成。其中,末中煤由高频筛脱水，水分为20%，占原煤产率约为10%；煤泥由压滤机脱水，水分为23%，占原煤产率约为8%；块中煤由卧式振动离心机脱水，水分为9%，占原煤产率约为42%；综合中煤产品水分为12.7%。因此，降低中煤里细粒级物料水分可以有效降低综合中煤的水分。

原有煤泥处理系统工艺为：原煤经筛缝为1 mm的脱泥筛预先脱泥，筛下煤泥水与精煤磁尾混合，混合后的煤泥水通过分级旋流器分级，溢流去厂外浓缩机入料缓冲池，底流进TBS分选。TBS精矿通过TBS精矿分级旋流器浓缩后，底流经弧形筛、煤泥离心机脱水后落入精煤皮带；溢流、弧形筛筛下水和离心液去厂外浓缩机入料缓冲池。TBS尾矿和中矸磁尾经过TBS尾矿分级旋流器浓缩后，底流经高频筛脱水落入中煤皮带；溢流、高频筛筛下水去厂外浓缩机入料缓冲池。浓缩机入料缓冲池中的煤泥水流入2#浓缩机及3#浓缩机，两台浓缩机底流采用压滤机回收，溢流作为循环水。技改前煤泥分选及脱水系统原则流程如图1所示。

图1 技改前煤泥分选及脱水系统原则流程图

2 煤泥脱水系统技术改造方案

龙泉选煤厂目前入选原煤为7#煤，原煤泥化严重，致使分选出的末中煤难以通过高频筛进一步降低水分，压滤机脱水回收的煤泥水分也无下降空间。龙泉选煤厂在设计时已经建有备用浓缩机和预留沉降过滤式离心机安装位置，煤泥回收可灵活改为两段浓缩两段回收工艺，即一段浓缩机底流由沉降过滤式离心机脱水回收；溢流进入二段浓缩机，其底流再由压滤机回收，溢流作为循环水使用。这种煤泥联合脱水回收工艺是将沉降过滤式离心机作为细粒级煤中偏粗部分物料的脱水设备，发挥沉降过滤式离心机产品水分低物料松散、处理能力大的特点[1-2]；更细粒级煤泥由压滤机来处理，实现洗水闭路循环，这样可以在降低细粒物料水分的同时减少压滤机的作业量。这种联合脱水工艺在唐山国华建设的选煤厂中有着广泛的应用[3]。

2.1 技术改造工艺流程

浓缩机入料缓冲池中的煤泥水进入一段1#浓缩机，一段浓缩机底流和TBS尾矿分级旋流器底流去截粗振动弧形筛(筛孔尺寸为1 mm)，一段浓缩机溢流进入2#和3#浓缩机；截粗振动弧形筛筛上物掺入末中煤产品，筛下煤泥水进入沉降过滤式离心机脱水；二段浓缩机底流由压滤机回收煤泥，溢流作为循环水使用。压滤机的滤液与沉降过滤式离心机的离心液返回一段浓缩机。TBS尾矿分级旋流器底流粗颗粒掺入沉降过滤式离心机入料，可有效降低细粒级特别是<0.045 mm粒级所占比例，极大改善沉降离心机脱水效果。技改后煤泥分选及脱水系统原则流程图如图2所示。

图2 技改后煤泥分选及脱水系统原则流程图

2.2 技术改造后工艺系统的特点

沉降过滤式离心机作为一种新型煤泥高效脱水设备，若要取得良好的使用效果，需要做到设备与脱水工艺的有机结合。根据设备入料粒度要求,入料粒度上限应控制在1 mm,须配套振动弧形筛截粗除杂，防止过滤段筛网破损[4-5]。若入料中<0.045 mm粒级含量超过40%，产品水分和离心液浓度迅速增加，固体产率和脱水效率明显下降[6-8]。鉴于沉降过滤式离心机在脱水工艺中的特点，进行了分级脱水实践，采用沉降过滤式离心机与压滤机的联合脱水工艺，必要时也可进行入料掺粗,改善入料粒度组成，以提高沉降过滤式离心机的脱水效果[9-10]。

该联合脱水工艺特点是把沉降过滤式离心机和压滤机各自优势有机的结合起来，发挥沉降过滤式离心机产品水分低、物料松散、处理能力大的优势；细粒级煤泥由压滤机处理，确保最终固液分离及洗水闭路循环。相比较压滤机单独脱水回收煤泥工艺，联合脱水工艺实现了部分偏粗物料松散，改善了中煤产品结构，有益于产品均质化，减少了滤饼结块对中煤发热量和销售的影响,深得用户认可[11-12]。

3 改造效果

2017年3月开始系统改造，双系统各新增一台唐山森普矿山装备有限公司生产的LWZ1400×2000AⅡ型沉降过滤式离心机，改造后由沉降过滤式离心机脱水的末中煤水分为15.0%，占原煤产率升至13.5%；中煤泥由压滤脱水，水分为23%，占原煤产率降至为4.5%；块中煤水分和产率不变。中煤产品水分为11.40%，相比技改前中煤水分下降1.3%，低位发热量Qnet,ar为20.14 MJ/kg，较技改前增加了420 kJ/kg左右，取得了较好的经济效果。

4 结语

煤泥水通过水力分级后，粗细不同的煤泥水采用两段浓缩两段回收的煤泥水处理工艺，选用不同的脱水回收设备，可经济合理地实现煤泥高效回收。选用LWZ型沉降过滤式离心机与一段浓缩机配合，实现了细粒煤泥水分低且物料松散，掺入混煤易均质化，增加低位发热量；入料通过适度掺粗，物料脱水效果更佳。另外，压滤系统处理量的减少，也降低了药剂消耗，对洗水深度澄清有积极作用。