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选煤厂选煤工艺设计探析

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摘要:针对选煤厂选煤工艺开展分析研究,结合具体工程实际,对动力煤选煤厂工艺设计的思路与方法进行剖析,总结工艺设计中应当关注的重点,希望能够为其他选煤厂相关工艺的确定提供一定的理论指导。

关键词:选煤厂;选煤工艺;重介质选煤;煤泥水处理

0引言

选煤厂作为原煤产出后进一步深化利用的重要环节,对于煤炭资源的深化利用和中国煤炭产业的持续发展有积极意义。对于选煤厂而言,选煤工艺是其灵魂所在,不仅决定了选煤厂的生产方式、成本与工艺,更直接决定了产品的最终特性[1-2]。因此在选煤厂的工艺设计上,企业必须结合原煤特征和用户需求及自身设备规模等多个方面,真正实现工艺先进、科学、合理,从而拥有充分的前瞻性,为未来发展奠定良好的基础。

1选煤厂工艺流程设计

选煤厂选煤工艺流程的设计上首先应明确选择原则与方式,通常包含下述内容:a)选择同原煤性质相匹配且技术可靠、稳定、有效的选煤方法与分选作业环节,这就要求针对原煤煤质资料的分析必须始终贯穿于整个工艺环节中;b)作业环节布设必须合理,有效避免重复性环节;c)煤、水、介质流程设置简单、高效,尽可能规避不良闭路;d)有效分选出满足用户使用要求的各种规格的产品;e)在保障产品质量的同时,尽可能提升精煤产率,实现经济效益和社会效益的最大化[3-4]。A选煤厂为典型的动力煤选煤厂,原煤处理设计值为12Mt/a,选煤厂主要产品有三种分别为:直径50mm~200mm的大块产品;直径25mm~50mm的中块产品;直径0mm~25mm的混煤产品。针对该选煤厂所使用原煤特征,其洗选工艺应当重点侧重三个环节:a)原煤分级。由于选煤厂所用原煤水分含量高,煤质软,原煤分级将是整个工艺设计中的重点之一。参照当地其他选煤厂实践经验,所用原煤分级筛为高振幅多段圆运动博后筛,其对该地区原煤的分级有良好的适用性;b)重介分选系统。选煤厂所处矿区原煤内部灰分含量较低,原煤通过初步洗选排矸流程,其灰分便可缩减至15%以下。但是,矿区各主要可采煤层的伪顶、伪底及局部夹矸岩性均为易泥化的岩层,因此在选煤方法的设计上应注重降低此生煤泥量。基于此,该选煤厂选用重介质浅槽分选机进行分选作业;c)煤泥水系统。煤泥水系统是确保选煤厂高效运转的重要环节,同时也是制约选煤厂能力发挥的关键环节,尤其是入选原煤存在较重泥化现象的选煤厂更应对其高度重视。A洗煤厂针对这一问题,考虑自身原煤泥化现象突出的实际情况,分析确定自身煤泥水系统选用两段浓缩、两段回收的工艺。该工艺的本质是借助第一段浓缩设备与粗煤泥脱水设备实现对直径小于0.45mm的煤泥进行最大化回收,同时大幅降低压滤机入料量,确保该工艺固液分离彻底,从而实现煤泥水循环过程的良性化,达成低浓度或清水洗水的目标[5]。综合上述设计分析,A选煤厂选煤工艺应为:13mm~200mm块煤选用重介浅槽分选、0mm~13mm末煤不分选的工艺。煤泥的回收采用两段回收,一段为沉降离心机脱水回收;二段为压滤机回收。

2选煤工艺主要设备分选原则

设备选型与计算为选煤厂工艺设计的核心环节之一,其对选煤厂建成后的运行状况有直接影响。在设备选型中应遵循下述几点原则:a)设备型号及台数的选择必须同所设计选煤厂厂型相配套,优选技术可靠、运行稳定、高效低能、处理量适宜的设备型号,尽可能降低各环节所用设备台数,增加并行运行系统数量[6-7];b)设备类型选择应当同矿区煤质特征相吻合,并最大化满足不同客户的不同质量需求;c)全厂设备的选择应尽量选取同系列、同类型的产品,以便后期设备维护管理,方便及时补充设备零部件,实现设备运行持续进行;d)不同环节的处理能力与不均衡系数应结合洗煤厂具体状况,在参照国家《选煤工程设计规范》的基础上加以确定。同时,考虑到煤泥水系统对整个洗煤厂处理能力的影响,应当在设计时预留部分富裕能力,为后期扩建奠定基础。

3工艺布设

在确定选煤厂工艺流程与主要工艺设备后,工艺布置便成为选煤厂设计水准高低的主要评判标准。在工艺设置上,工厂应当以便于生产管理与作业操作为基础着手点,确保整体配合上的高效性。

3.1地面工艺布置

工艺的总体布设应当在主要生产建筑物构建完备的基础上开展。在煤流走向的设计上应便于原煤入洗并满足产品结构要求的相关规定,遵循简洁、顺畅的基础原则,尽可能减少中转环节,实现少占地的工艺布设目标。与此同时,在整体设计上,还应充分考量选煤厂未来发展需求,以工艺总体平面布设为核心开展工业场地平面布置,确保厂区功能划分清楚、明确。

3.2厂房设置

参照工艺平面布设及工艺流程设计,在便于日常管理的原则下进行主体厂房布置。伴随选煤工艺技术持续发展,模块化厂房成为厂房布置的主流技术,其主要特点为:作业环节单一化、设备大型化、系统模块化、全厂规模化,不仅整体布设格局紧凑,同时占地小,投资成本低。A选煤厂主体厂房布设在结合工艺设置和后期系统扩建需求的基础上,采用模块化厂房布设工艺,全厂划分为原煤分级、重介质分选与粗细煤泥回收三个模块,其中重介质洗选又进一步细化分三个小模块,每个模块洗煤能力为4Mt/a。

4结语

选煤厂作为原煤产出后的重要工序,是实现煤炭深层次高效利用的重要环节。选煤工作作为选煤厂运行的关键核心,其设置的合理与否对整体运行效益有至关重要的影响。鉴于此,选煤厂的选煤工艺设计上必须充分结合所在区域原煤特点与客户使用需求,并在此基础上全面分析工艺技术,从而选出最为适宜的洗选工艺,为企业的良性发展奠定基础。

参考文献:

[1]申瑞红.四粒级选煤工艺在邯郸洗选厂的应用[J].洁净煤技术,2012(6):11-15.

[2]朱科强,付继辉.重介质选煤工艺浅谈[J].化学工程与装备,2013(4):118-120.

[3]白景启,邢玉梅,陈艳春.三产品重介质选煤工艺在唐山春澳选煤厂的应用[J].洁净煤技术,2013(3):26-29.

[4]张瑞文,张信龙,王成江,等.霍尔辛赫选煤厂选煤工艺设计[J].洁净煤技术,2013(4):4-7.

[5]张鹏,陈建中,沈丽娟,等.选煤厂选煤工艺设计探讨[J].煤炭工程,2006(12):25-27.

[6]孟丽诚.汾西矿业选煤产品结构与工艺优化研究[D].北京:中国矿业大学,2016.

[7]孔令同,韩慧智,徐宏祥.山西省选煤工艺的研究与思考[J].洁净煤技术,2010(1):21-24.

作者:王石 单位:山西煤炭进出口集团有限公司煤业公司

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