泰安机械设备网

当前位置: 首页 >> 机械设备厂家

我国选煤的先天不足确实该治了

2022年04月27日 泰安机械设备网

我国选煤的先天不足确实该“治”了

我国选煤在建设规模、方法种类、人才队伍建设、学术活动开展、高等教育学科建设等方面,均堪称世界第一。但必须清楚地看到,我国煤炭赋存条件相对较差、煤质变化复杂、综合机械化开采对..

我国选煤在建设规模、方法种类、人才队伍建设、学术活动开展、高等教育学科建设等方面,均堪称世界第一。但必须清楚地看到,我国煤炭赋存条件相对较差、煤质变化复杂、综合机械化开采对煤的物理性质影响偏大、市场需求多变性强等因素,往往对选煤工艺路线的确定带来很多难题,必然导致许多选煤厂出现建成之日就是改造之时的现象,有些选煤厂建设时考虑可变因素较多,改造起来相对容易,有些选煤厂由于对煤层煤质、用户、外部环境等因素考虑不周,改造起来难度很大,甚至好的改造方案由于受现有条件影响难以实施,必然造成人力、物力、时间的浪费,此种现象在有些总包项目中显得较为突出,对此应引起必要的重视。

结合国家煤炭清洁高效利用政策的实施,选煤厂“定制式”生产模式将进一步发展,随之带来的是现有选煤厂技术改造项目越来越多。为了实现选煤厂技术改造少投入、多产出,少走弯路,还需要从项目设计、审批、技术论证等方面,做扎实细致的工作,特别是选煤厂设计“先天不足”的弊端需要进一步克服。下面结合某选煤厂增加末煤洗选谈一些看法,供同行参考。

一、项目概况

1、现状

该选煤厂建设规模10.00Mt/a。选煤工艺为:原煤经13mm分级,200~13mm块煤重介浅槽分选,-13mm末煤不分选直接作为产品;粗煤泥采用弧形筛+煤泥离心机脱水回收掺入末煤产品,细煤泥采用浓缩+快开式隔膜压滤机回收。浅槽分选精煤采用双层脱介筛脱介脱水,脱介筛上层筛孔25mm,下层筛孔1.00mm,精煤分为块精煤及末精煤。煤泥采用压滤机回收落地销售。

主要产品为:200-50mm洗大块,Ad≤10.0%,供民用、化肥等;50-25mm洗中块,Ad≤10.0%,供民用、化肥等;25-0mm混煤,供煤化工、电厂及铁路外销。洗后块煤可以破碎后作为煤化工的掺配煤。块煤、末精煤和混煤均可以采用火车和汽车外运。

2、改造的主要内容

增加末煤6mm脱粉环节,实现13-6mm重介旋流器分选。年新增入洗末煤2.50Mt。扩建浓缩及压滤车间等配套工程。

二、项目提出的主要理由

1、满足煤化工对原料煤的质量要求

矿区现有甲醇项目,需要原料煤170万t/a,设计用煤质量为:灰分Ad≤13%,硫分St,d≤1.2%,水分Mt≤18%;达到最佳用煤质量为:9%≤Ad≤11%,0.5%≤St,d≤1%,Mt≤18%。

矿区现有烯烃项目,原料煤用量为300万t/a。设计煤质要求:Ad≤13%,St,d≤1.2%,Mt≤18%;最佳用煤煤质指标为:9%≤Ad≤11%,0.5%≤St,d≤1%,Mt≤18%。

矿区现有煤制油原料煤设计煤质要求:Ad≤18%,St,d≤1.8%,酸碱比为2.8~4.5。最佳煤质指标为:12%≤Ad≤15%,0.5%≤St,d≤1%,Mt≤18%。

2、满足煤化工经济运行的需要

根据烯烃装置实际运行情况,选取装置平稳、满负荷运行期间进行测算,当原料煤日耗煤量9800t时,灰分下降3.68%(Ad由16.59%降低至12.91%),甲醇产量增加160t;原料煤灰分由16.59%降低至15.97%,甲醇产量增加61t;原料煤灰分由15.97%降低至12.91%,甲醇产量增加99t。因此达到煤化工最佳用煤指标,能够提升产品产量,增加煤化工的经济效益。

3、保块增效的需要

矿区块煤销售价格显著高于末煤,由于末煤灰分20%左右,除将25-13mm末精煤配入化工煤外,需将部分块煤破碎掺入。根据块煤粒度不同,价格在490~670元/吨不等,若将其破碎后掺入末煤产品,直接经济损失约为200元/吨。

上述分析认为,适当增加末煤入洗,符合矿区发展实际。

三、煤质特性

1、煤质特性

本井田煤芯煤样煤质主要特征为:较高内在水分(Mad为9%~13%)、特低灰~低灰(Ad为7%~12%)、低硫(St平均小于 0.8%,其中一层煤硫分为2.04%)、中高挥发分(Vdaf为28%~37%)、低热值(低位发热量约4500大卡/kg)、低磷、化学活性强(950℃时对CO2转化率α=81.8%~93.8%)、是良好的火力发电、化工、建材及民用煤。根据《中国煤炭分类》(GB/T5751-2009),为不粘煤。

2、原煤可选性

原煤灰分为19.57%,大于25mm含量30.96%,大于13mm含量44.7%,小于6m占39.20%,小于0.5mm为7.66%,其灰分为25.68%,高于原煤灰分,说明矸石有泥化现象。主要分选对象13-6mm灰分仅为14-15%。

浮沉特征为:小于1.4kg/L密度级含量占79.8%,大于1.8kg/L密度级含量占11.2%,中煤含量很少,当分选密度为1.7kg/L时,理论精煤产率为88.10%,精煤灰分为7.75%,±0.1含量为1.36%,可选性为易选。

四、选煤工艺

1、选煤方法及工艺流程

原有块煤重介浅槽分选方案不变,年新增入洗末煤2.50Mt。结合原煤易碎、矸石易泥化的特点,末煤弛张筛6mm脱粉后,采用无压给料三产品重介旋流器分选,该选煤方法和有压给料相比,可以避免高速旋转的泵对煤的破碎和泥化,充分发挥矸石排料口与原煤入料口相距较近,矸石从旋流器排出的运行线路短,有利于有效减轻矸石的泥化。

工艺流程为:-13mm末原煤进入驰张筛进行6mm干法脱粉,筛上物进入重介分选系统,筛下物直接作为混煤产品,筛下物也可以掺入精煤中作为洗混煤产品。

无压三产品重介旋流器一段溢流经弧形筛和直线筛脱介脱水后,离心机二次脱水后作为精煤产品;二段溢流(中煤)经弧形筛和直线筛脱介脱水后,再经离心机二次脱水后掺入精煤产品,二段底流经弧形筛和直线筛脱介脱水成为矸石产品。

介质回收:精煤和中矸系统的合格介质合并回收,返回系统循环使用;稀介质分开回收磁选,精煤稀介质磁选后,精矿返回系统;中矸脱介产生的稀介质合并磁选后,精矿返回系统;精煤磁选尾矿和中矸磁选尾矿合并去粗煤泥回收系统。

粗煤泥回收:磁选尾矿进入粗煤泥浓缩旋流器,浓缩旋流器底流进入粗煤泥振动弧形筛,回收的粗颗粒用煤泥离心机脱水后掺入洗混煤。浓缩旋流器溢流、弧形筛筛下水以及粗煤泥离心机离心液均进入浓缩压滤系统。

浓缩压滤:煤泥水采用两段浓缩,一段浓缩机的溢流直接去二段浓缩机,一段浓缩机的底流通过弧形筛+煤泥离心机回收掺入精煤;二段浓缩机底流采用压滤机回收,煤泥直接作为产品;压滤机滤液返回二段浓缩机,二段浓缩机的溢流作为循环水使用。

改造后产品为:洗大块(200-50mm),Ad≤10.0%,供民用、化肥等;洗小块(50-25mm),Ad≤10.0%,供民用、化肥等;洗精煤(25-0mm),9%≤Ad≤11%,甲醇原料煤;洗混煤(25-0mm),12%≤Ad≤15%,烯烃和煤制油原料煤;混煤(25-0mm),Ad≤20%,煤化工配煤、动力煤;压滤煤泥供电煤掺配、煤化工锅炉掺烧。

2、关键设备选型及系统布置

关键设备选型:6mm脱粉选用3台30100型单层弛张筛,单台处理能力500t/h;重介旋流器选用一台φ1500/1100型无压三产品重介旋流器、处理能力500~600t/h;新增2台650m2压滤机等设备。新建末煤脱粉及重介旋流器洗煤车间,扩建浓缩车间及压滤车间。

3、项目投资

建设项目估算总投资12446万元,其中:土建工程3311万元、设备购置4937万元、安装工程2133万元、工程建设其他费用1386万元、基本预备费 470万元、建设期贷款利息208万元。

五、对项目建设的主要评价意见

(1)结合现场实际,由于现有4台三层弛张筛和两套6.7m的浅槽在主厂房配套布置,再扩建一套浅槽场地受限制,无法扩大弛张筛面积,实现6mm以上全部进入重介浅槽洗选,因此,单独设置末煤脱粉、无压重介旋流器分选的选煤方法基本合理。系统布置简洁合理,对现有生产影响较小,总体方案合理。

(2)现有块煤系统采用4台驰张筛进行13mm分级,部分筛板为25mm,现有两台进口6.7米槽宽的重介浅槽小时处理量为1340t,年可加工700万t,现有块煤浅槽加工能力发挥仅为设计值的60%左右,因此应该充分发挥现有4台弛张筛的作用,增加加工成本低的现有重介浅槽入洗量,然后再合理确定末煤入洗量,相对更加经济合理。

(3)根据旋流器入料浮沉资料,排出大于1.8kg/L密度级矸石后,理论精煤灰分8.2%。入洗煤的中煤含量很低(占入洗煤的3%左右),选煤厂最终产品不出中煤,三产品旋流器二段物料脱介脱水可供选择有两种,方案一是单独脱介脱水后和精煤混合;方案二是让其和精煤混合后脱介脱水。两者产品结果一样。按照方案一设计,对少量中煤配套选有脱介筛、离心机、磁选机、泵等设备,其缺点是设备选的多、系统布置复杂、厂房体积大、管理复杂、投资相对高,因此按中煤单独脱介脱水设计是不尽合理的方案,应该重新设计。

(4)浓缩机一段底流采用弧形筛+煤泥离心机回收,与国内现有传统的回收工艺不同。由于全厂的粗煤泥已经采用煤泥离心机回收大于0.25mm粒级,进入一段浓缩机的物料粗粒已很少,而沉降离心机可回收0.1mm以上物料。因此,一段底流回收煤泥方案应进行优化。

(5)产品计算应对计算指标加以说明,如筛分效率、分选密度、Ep值、粗煤泥截留粒度等数据。

(6)末煤洗选年增加煤泥24万t(估计计算量偏低),全厂总煤泥量至少50万t, 煤泥水分30%~35%,灰分为30%~35%,如何外运和销售,应进一步落实用户。

(7)由于泥化严重,选煤厂现有主厂房两台大型加压过滤机闲置不用,占用主厂房空间大,如何利用部分设备及厂房空间,缺少方案,如果利用该空间再布置一套重介浅槽系统,增加两套三层弛张筛,也是一个好的方案。

(8)每年约50万吨煤泥,露天堆放,雨雪天气,造成二次煤泥水污染,不符合环保要求,应有相应的环保措施。

六、问题探讨及体会

(1)前几年,重介浅槽选煤比较流行的一种布置方式是将13mm分级筛布置在主厂房脱泥筛上层,有些还采用干、湿合一的筛分系统,即:分级筛出料端1.2m为喷水脱泥段。这种布置相对简洁。但实践证明,调整生产、适应煤质变化的灵活性较差,特别是近几年将香蕉筛改弛张筛,降低浅槽入洗下限,上述布置方案实施起来很困难。

笔者通过调研分析认为,近年来许多大型动力煤选煤厂运行出现的问题,主要是原煤水分、矸石泥化影响13mm分级,筛分设备面积不够,想增加无空间,由此带来的后果是:原设计13mm以上入洗,最后只能改为25mm以上入洗,由于末煤质量不稳定,又要增加末煤重介旋流器系统。这种案例在我国多数矿区多有存在。因此,设置完善的原煤筛分破碎车间,13或6mm分级在原煤筛分破碎车间完成,应该是较好的设计理念,决不可以初期节约的一点投资,为后续生产带来很大的弊端。

(2)关于经济分析的真实性问题:目前有些项目建设,为了增加可行性(可批性),采用降低成本、提高售价的方式,使项目经济可行。本项目评估结论为:税后财务内部收益率为35.95%,超过了基准收益率12%,税后财务净现值为22766万元,大于零,项目具有较大的盈利能力。

但笔者初步分析认为,末原煤灰分19.57%,热值4400大卡/kg,售价285元/t,其中13-6mm粒级灰分仅为14%~15%,末煤洗选后,不含高灰、高水煤泥,综合产品煤灰分14.01%,估计降灰和增水相抵,热值提高约130大卡,按每卡0.08元计,增加售价10.4元,售价应为285+10.4=295.4元/t,扣除增加的吨煤加工费7元,效益状况较差。虽然对本项目的建设是必要的,但是,考虑各种风险、结合下游用户的承受能力,以及提高块煤销售量,进行综合分析比较,科学合理的预测几种经济效益分析结果,供上级部门或者股东决策,应为立项之本。

(3)近年来,动力煤选煤厂增加末煤脱粉入洗的项目较多,在项目设计研究中,在煤炭富集地区,感觉最难以定论的是煤泥如何处理利用,最担忧的是项目投运后有无效益、能否保证正常运行。中国煤炭加工利用协会负责编制的煤炭洗选加工“十三五”指导意见中提出:鼓励煤炭企业在动力煤洗选和选煤厂选前排矸方面,积极优先使用高效的干法选煤技术装备。因此对于动力煤6mm脱粉后,能否采用复合干法分选,选出小矸石,也是值得选煤人研究的问题。据了解目前对干法选煤应用最积极的不是选煤专业人员,而是一些煤矿的采矿、机电和销售人员,此类现象在新疆、蒙东尤为突出。

油橄榄小绿灯精华

黑魔方粉底液

玫瑰锁妆粉底液