动力煤选煤厂工艺设计探讨范文

1筛分资料校正

由于无法提供生产大样，根据设计规范可参考邻近矿井实际生产煤样资料。将军庙东部相邻的西黑山矿区西黑山一号煤矿与大井南井田距离比较近(相距约60km)。经过资料对比分析，参照西黑山一号小煤矿的筛分浮沉资料进行设计。预测的大井南一、二号矿井的两矿原煤综合平均灰分为15.69%、比西黑山煤矿原煤灰分低3.73%，，鉴于两者采煤方法有差异，综采放顶开采还有顶板窜矸现象，采用调矸法进行灰分校正。校正后的原煤筛分组成表见表1。具体做法是:先将原资料去矸后校正至煤芯煤样灰分，再把矸石分配进去。考虑到大井南一、二号井田顶、底板及夹矸岩性以炭质泥岩、高炭泥岩为主，顶板窜矸量的合理分配原则是将窜矸以不同分配率分别进入各粒级原煤中，底板、夹矸的分配原则也类似。由表1可知:①原煤灰分为15.69%，属低灰煤;②+50mm粒级其中可见矸石含量为3.47%，为高含矸量煤;③+5mm粒级块煤灰分比－25mm高5.94%，可见矸石主要存在于+25mm级块煤中。

2选煤工艺确定

2.1产品方向与定位产品主要为不粘煤，具有特低～低灰、特低～低硫、中高挥发分、高热值、中等可磨～极易磨，较低软化温度灰、有害元素含量低、弱结渣等特点，是良好的动力用煤和气化用煤，可供电厂、民用或化工厂等。

2.2产品方案选煤厂产品用户为煤制天然气项目，对煤质的要求下:①混块煤:粒度80mm～6mm，灰分Ad为8.0%～20%，供化工园碎煤制气使用;②粉煤:粒度≤6mm，灰分Ad为8.0%～20%，部分供化工园粉煤制气使用，部分供化工园燃料煤。

2.3分选粒度上下限对于非炼焦煤选煤厂来说，在满足产品要求的情况下，应该尽量减少末煤的入洗量，以简化系统，降低工程建设投资和加工成本。由于产品方案粒度上限为80mm，最终产品必须破碎至80mm以下。可先分选再破碎或先破碎再分选，两种方案进行对比如下:1)先分选再破碎。入洗上限高(可达150mm～300mm)，破碎量及破碎能耗较低。优点:①可有效降低次生煤泥及矸石粉量;②避免次生矸石粉影响末煤质量;③混块煤、粉煤质量均能有效控制;④降低煤泥水处理系统负荷。缺点:多一道破碎工艺环节。2)先破碎再分选。入洗上限低(80mm)，破碎量及能耗略高。优点:一次破碎，工艺环节较简单。缺点:①增加次生煤泥及矸石粉量;②次生煤泥和矸石易影响末煤质量;③粉煤产品质量难以控制;④煤泥水处理系统负荷较高。混块煤产品比列两者基本相同。从稳定产品质量方面来考虑，选用先分选再破碎方案，块煤经排矸后破碎至80mm以下得到最终产品。从二号矿井前20年预测原煤灰分可知，二矿的原煤灰分最高时可达26.17%，此阶段对应的一矿灰分为13.28%，两矿的综合灰分也达到最高为19.99%。其对应的各粒级原煤质量见表2。从表2可以看出，当二矿原煤达到高灰时，混块煤和粉煤均需分选排矸才能满足用户要求。但两矿原煤经过混配，前20年两矿原煤综合灰分最高19.99%时，－6mm粉煤灰分为16.46%，满足粉煤制气原料要求，因此粉煤不需洗选。25～6mm级综合灰分为17.65%，满足混块煤制气原料用煤要求，因此25～6mm级小块煤也可不洗选。由于50～25mm、+50mm粒级块煤灰分在24%以上，造成+6mm原煤综合灰分为21.69%，不经排矸则不能满足混块煤制气原料用煤要求。综合分析后推荐分选下限为25mm，对块煤进行分选满足用户要求，－25mm末煤不洗选。

2.4选煤方法结合该区的煤质分析和产品结构要求，确定选煤的原则工艺为:25mm分级，块煤分选，末煤不分选。

2.4.1块煤分选方法块煤分选常用的方法是动筛排矸和重介质浅槽分选。动筛跳汰机用于大块煤排矸，具有工艺简单，用水量少，生产成本低的优点。但其有效分选精度低于重介浅槽分选机，存在矸石带精煤现象。且动筛跳汰机分选上限为300mm，有效分选下限为50mm，不能满足分选下限25mm的要求［3］。重介浅槽分选机是专用于处理块煤的高效分选设备，与动筛跳汰机相比，重介质浅槽具有以下优点［4］:①分选精度高，产品回收率高，对煤质可选性波动有很强的适应性;②单台设备通过能力大;③分选上限高、分选粒度宽(200(150)～13(6)mm);④有效分选时间短，次生煤泥量低，最大程度地减轻矸石泥化程度，为煤泥回收创造条件;⑤自动化程度高，悬浮液密度可自动调节。综合以上的比较，选用重介质浅槽选煤方法。

2.4.26mm粉煤筛分和煤泥回收工艺要求生产－6mm粉煤产品，并且末煤不洗选;为了降低煤泥水处理的负荷，必须采用干法筛分措施将原煤的粉煤分离出来。目前对于水分较高、粘湿细粒煤干法筛分，常用的香蕉筛、博后筛都难以取得较好的筛分效果，弛张筛为单一驱动产生双重振动，浮动筛框带动弹性筛面作弛张运动，传递给物料50g的加速度，在淮南矿业和山西晋城原煤筛分系统改造升级中取得良好的效果，不堵塞筛缝，筛分效率高，6mm筛分效率可达80%左右。为了提高块煤的分选效果，利用块煤脱泥筛(筛孔为6mm)对+25mm块煤的进行脱泥，对于湿法粉煤脱水，采用“直线振动筛+末煤离心机”的脱水工艺。选煤工艺采用块煤洗选、末煤不洗的工艺，煤泥量相对较少，采用粗、细煤泥分段回收工艺。粗煤泥采用分级旋流器、弧形筛和煤泥离心机串联回收工艺，细煤泥采用成熟的“浓缩机+快开隔膜压滤机”回收工艺。作为一个大型动力选煤厂，在设计过程中还应充分考虑系统的灵活性，以适应将来生产中煤质和市场情况的变化，系统的灵活性体会在以下几个方面:①一号、二号矿井的原煤分仓储存，可以保证混洗比例，同时也有单独洗选二号矿井(一号矿井灰分较低时)的功能;②150～25mm块煤可实现洗选或旁路，原煤不入洗，经过筛分破碎后生产混块煤、粉煤。块煤洗选，－25mm末煤不洗选生产混块煤、粉煤、煤泥。同时预留有末煤洗选的功能;③150～25mm块煤还可部分入洗，达到混块煤无极调灰的目的;④压滤煤泥可以经煤泥破碎机破碎后均匀掺入粉煤产品，也可落地晾晒后作为燃料煤使用。

3结语

在大型动力选煤厂设计过程中，工艺设计是灵魂和方向，要注意以下几个方面:作为设计的源头，煤质资料分析和校正至关重要，原煤灰分的预测要结合矿井规划的排产表和勘探报告的钻孔资料详细分析;灰分校正过程中，尤其对于新建矿，资料代表性的选择和校正十分重要，影响后续的工艺和设备的选择，校正过程中要结合采煤工艺和地质特征对粒度和灰分进行相应调整。对于动力煤选煤厂，在满足产品的要求下，应尽量降低末煤的入选量，分选粒度依据产品结构和煤质分析来确定;分选方法选择中，块煤重介质浅槽分选处理量大，分选精度高、设备可靠适应选煤厂的大型化;末煤干法筛分随着煤炭深度筛分技术发展和应用，弛张筛筛分已崭露头角;在设计过程中要充分考虑系统的灵活性，适应煤质和产品结构的变化。

作者：刘凯 鲁和德 陈文刊 欧阳增裕 单位：晋城煤业集团 寺河矿选煤厂 德国优格玛工业技术有限公司 中煤科工集团 武汉设计研究院有限公司