选煤厂工艺设计及应用范文

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摘要:

分析了唐家会矿选煤厂入洗原煤煤质情况;为了使选煤厂能适应煤质变化及市场需求，以可全级入洗也可部分入洗为标准，设计了块煤重介质浅槽+末煤重介质旋流器+粗煤泥螺旋分选的工艺流程;取得了较好的应用效果。

关键词:

选煤厂;动力煤;工艺设计;应用

煤炭在我国能源消费结构中占有重要地位，但同时煤炭的低效率使用造成的能源和环境等问题日益突出，因此在我国发展洁净煤技术已刻不容缓。为适应市场经济的发展，增强市场的竞争力，鄂尔多斯市华兴能源有限责任公司在建设唐家会煤矿的同时配套建设了唐家会煤矿选煤厂，既符合国家合理利用煤炭资源的产业政策，又可优化企业的产业结构，适应煤炭市场对高质量、多品种产品的要求，增加企业驾驭市场的能力。

1工艺设计路线

1.1入洗原煤煤质分析唐家会矿选煤厂为唐家会煤矿配套工程，规模为15.00Mt/a。唐家会煤矿原煤灰分(Ad)30.42%、水分(Mt)11.75%、发热量(Qnet.ar)17.57MJ/kg。选煤厂入选原煤粒度及浮沉组成见表1、表2。从表1看出:(1)原煤灰分总计为30.42%，属中高灰分煤。13～6mm主导粒度级产率为20.86%;原煤灰分随粒度减小而降低，表明矸石的硬度比煤的硬度偏高。(2)大于50mm粒级含量占全样的30.85%，灰分31.60%，块煤量较多。矸石含量占全样的4.43%，属中含矸煤;小于0.5mm原生煤泥产率为3.88%，含量较低，灰分小于原煤灰分，说明煤比矸石容易破碎。从表2看出:(1)除小于0.5mm外，各粒度级1.3～1.4kg/L密度级均为主导密度级，且基元灰分较高，不易分选出低灰煤;其次为大于2.0kg/L密度级，而且灰分较高，有利于产品降灰;中间密度物含量较少，各粒级可选性比较一致。(2)各粒级中大于2.0kg/L密度级的灰分均大于70%，矸石较纯;利于产品降灰。(3)与本级原煤灰分相比，各粒度级浮沉煤泥灰分均稍高，但占全样产率较低，表明矸石泥化轻微。(4)小于0.5mm粒级的浮沉组成中以1.4～1.5kg/L密度级为主导密度级，且基元灰分较其他粒度级灰分偏低;从1.5～0.5mm浮沉组成可以看出，中间密度物含量较多，粗煤泥属于难选煤。根据煤质分析，唐家会矿原煤具有低硫、低磷、抗碎强度高、热值高、挥发分高、煤质变化较小、煤灰软化温度较高等特点，是良好的民用及动力用煤。唐家会矿选煤厂产品主要供周边电厂。根据电厂对产品煤的质量要求，唐家会矿选煤厂产品指标确定为:混煤:水分(Mt)不大于14%，发热量17.97～22.15MJ/kg;矸石:灰分(Ad)大于70%;压滤煤泥:掺入电煤或晾干后地销。

1.2选煤工艺流程的确定

1.2.1入选方式的确定唐家会矿选煤厂要求产品方案灵活多变。为降低生产成本，在发热量满足要求的情况下，应尽可能减少入洗量。满足这种要求的最佳入洗方式就是分级、分流入洗，根据市场及煤质情况，块煤、末煤、粉煤都既可全部入洗，又可部分入洗，实现块煤、末煤、粉煤无级分选。结合唐家会矿区原煤具有煤层灰分高、夹矸含量大、煤质波动性大等特点，采用分级入洗，当煤质较好或生产普通动力煤产品时，只洗选块煤，末煤可不洗，精煤和末煤分别装仓，产品配煤销售，产品品种多，适应市场能力强。

1.2.2选煤方法的确定从产品方案、可选性分析来看，分选密度为1.8g/cm3左右。从技术角度看，分选块煤时，动筛跳汰选煤方法精煤产品回收率低于重介质选煤方法;分选末煤时，跳汰选煤方法精煤产品回收率远低于重介质选煤方法。对于特大型选煤厂，经济效益相差明显。而重介质选煤方法受煤质可选性变化影响较小，能够适应难选煤的分选，并可以达到理想的分选效果，分选效率较高。对于动力煤选煤厂粗煤泥的分选，可采用工艺简单且分选精度高的螺旋分选机分选。通过对选煤厂产品和技术的分析和论证，确定采用原煤脱泥分级入选，即200～13mm块煤采用重介质浅槽分选，13～1.5mm末煤采用两产品重介质旋流器分选工艺，1.5～0.25mm粒级粗煤泥采用螺旋分选机分选，小于0.25mm细煤泥不洗选直接回收。选煤厂工艺流程见图1。

1.3工艺布置特点选煤工艺流程和设备选型确定后，工艺布置是选煤厂设计水平的高度体现。工艺布置应从生产管理和生产操作的方便性入手，对工艺设备进行系统规划，是选煤工艺灵魂的客观体现。地面工艺布置功能分区明确，煤流顺畅，整体布置紧凑，充分考虑风向、朝向问题，主要建构筑物全部采用东西坐落、南北朝向，充分利用南北朝向房冬暖夏凉的特点，节约能源。厂房布置是选煤工艺设计的重要组成部分，要根据工艺总平面布置、工艺流程图、设备选型资料以及生产经营管理要求等，将厂房和设备综合而合理地在厂房(设施)的平面及剖面上进行布置。随着选煤工艺技术的不断发展，模块式厂房布置成为现阶段厂房工艺布置的潮流和导向，具有以下特点:设备大型化，作业环节单机化，全厂系统化;系统模块化，单层厂房大厅式布置，设备检修方便;布置紧凑，厂房体积小，节省投资。主厂房布置结合工艺布置的总体要求和块、末煤生产系统单独入洗的需要，设备布置结合了“模块选煤厂”及“传统选煤厂”的优点，采用“阶梯状”大跨度的钢筋混凝土框架结构形式，投资省，是美观又实用的新型高效选煤厂。主厂房布置为一联合车间，包括块煤分选系统、末煤分选系统、粗煤泥分选回收系统、煤泥压滤系统等作业。

1.4设计特点选煤厂设计充分考虑各种工艺设备和工艺环节的要求，达到生产系统中各个环节的相互配套和协调，并实现全系统的高效生产。其工艺设计特点:(1)工艺设计先进，对应不同粒度采用先进的分级入选工艺。200～13mm粒级采用重介质浅槽分选机，处理能力大、分选精度高、介耗低;13～1.5mm采用大直径重介质旋流器，是分选该粒级最为有效的工艺;1.5～0.25mm粒级采用螺旋分选机分选，既可有效分选，又可降低全厂介耗，成本低。(2)三种工艺配置合理，可实现全厂分系统布置，为设备选型、简化系统工艺流程提供了条件。(3)三种分选工艺的入料粒级都处于各粒级所采用分选设备的最佳分选范围内，而且每种分选设备的有限分选粒级都可合理交叉，从而满足实际生产煤质变化及用户要求变动的需要。(4)系统配置时，块、末煤系统的生产能力都考虑了一定的富余量，以适应将来生产时块煤分选下限由13mm降低到6mm，末煤系统分选上限由13mm提高到70mm的可行性。(5)设备选型具有技术先进、性能可靠、整体配套、高效低耗、可操作性强的特点，主要设备或其关键部位选择世界知名的选煤设备供货商提供的产品。(6)分选系统按独立的双系统设置，既可独立生产，又可联合使用，系统切换方便，灵活性强。

2工艺应用实践

2.1生产准备矿井原煤煤质发热量15.88～16.72MJ/kg，结合矿井掘进煤生产情况及用户对煤质的要求，选煤厂制定两种生产方案:(1)生产一种混煤(18.81MJ/kg以上)产品时，末煤70%～80%入洗，块煤全入洗，具体入洗比例根据生产煤质而定。(2)生产块煤(20.90MJ/kg以上)和混煤(18.81MJ/kg以上)两种产品时，末煤90%～100%入洗，块煤全入洗。

2.2生产组织根据市场需求，生产组织方案如下:(1)当生产发热量18.81MJ/kg左右混煤时，采取块煤全入洗，末原煤按80%比例进行入洗，混煤商品煤产率47%，平均灰分21.35%;煤泥产率8.9%，平均灰分24.57%。(2)当生产20.90MJ/kg块精煤时，同时要求混煤发热量在18.81MJ/kg左右，采取块、末原煤全入洗，块煤产率17.2%，平均灰分18.10%;混煤产率27.3%，平均灰分21.35%;煤泥产率约为9.0%，平均灰分24.57%。

2.3生产指标唐家会矿选煤厂自2015年3月26日带煤带介试运转以来，截止到2015年10月14日生产调试期间，共计入选原煤641996t，平均灰分38.73%，发热量13.89MJ/kg。其中:入选南山堆放的劣质工程煤224965t，占全部原煤35.04%，平均灰分40.26%，发热量12.97MJ/kg;入选矿井掘进煤417031t，占全部原煤64.96%，平均灰分37.81%，发热量14.30MJ/kg。选煤厂洗选产品:块煤产品24724.2t，占全部比例3.85%，灰分18.90%，发热量21.07MJ/kg;混煤303279.3t，占全部比例47.24%，灰分21.25%，发热量19.40MJ/kg;煤泥61407.6t，占全部比例9.57%，灰分24.95%，水分26.5%，发热量12.73MJ/kg，选煤产品质量稳定，完全满足用户需求。

3结语

采用块煤重介质浅槽+末煤重介质旋流器+粗煤泥螺旋分选的动力煤洗选工艺，使唐家会矿选煤厂既可以实现全部入洗，也可部分入洗，能更好地适应市场需求，节约洗选成本，增加经济效益。该工艺也是目前国内较为广泛使用的动力煤洗选工艺。

参考文献

［1］戴少康．选煤工艺设计实用技术手册［M］．北京:煤炭工业出版社，2010．

［2］谢广元，等．选矿学［M］．徐州:中国矿业大学出版社，2001．

［3］煤炭工业部选煤设计研究院．选煤厂设计手册(工艺部分)［M］．北京:煤炭工业出版社，1978．

［4］匡亚莉．选煤工艺设计与管理(设计篇)［M］．徐州:中国矿业大学出版社，2006．

作者：方庆洲 樊李兴 单位：淮矿西部煤矿投资管理有限公司 山西约翰芬雷华能设计工程有限公司 北京分公司