加壓過濾機(jī)和板框壓濾機(jī)聯(lián)合工藝在塔山選煤廠
細(xì)粒煤泥處理中的應(yīng)用
賈懷軍
(同煤集團(tuán)大地選煤工程有限責(zé)任公司,山西 大同 037000)
摘要:通過對(duì)塔山選煤廠煤泥處理滯后的問題進(jìn)行研究,改造了原有的加壓過濾機(jī)處理煤泥的工藝,使用加壓過濾機(jī)和板框壓濾機(jī)的聯(lián)合工藝來處理細(xì)粒煤泥,并且根據(jù)煤質(zhì)變化調(diào)整了加藥制度,不但使煤泥處理量加大,而且降低了洗水濃度,取得了良好效果。
關(guān)鍵詞:煤泥處理系統(tǒng);存在問題; 加壓過濾機(jī);板框壓濾機(jī);加藥制度;改造效果;
1、概述
塔山選煤廠是同煤大唐塔山煤礦配套項(xiàng)目,由約翰芬雷公司總承包建設(shè),于2003年11月開工建設(shè), 2006年4月開始試運(yùn)轉(zhuǎn),2008年12月通過驗(yàn)收。是一座設(shè)計(jì)能力15Mt/a的礦井型動(dòng)力煤選煤廠,服務(wù)年限120年。該廠采用分級(jí)入選工藝,150~13mm塊煤重介淺槽分選;13-1.5mm末煤三產(chǎn)品重介旋流器分選;1.5-0.2mm粗煤泥進(jìn)入煤泥分選機(jī)分選;<0.2mm細(xì)煤泥由加壓過濾機(jī)回收,主要產(chǎn)品有精煤和中煤兩個(gè)產(chǎn)品,副產(chǎn)品有高嶺巖、矸石。精煤主要用于動(dòng)力發(fā)電,中煤用于綜合利用電廠燃料,矸石和高嶺巖分別供給園區(qū)內(nèi)建材磚廠和高嶺巖加工廠作為原料。
2010年3月以來,隨著塔山煤礦開采年限的增加,原煤煤質(zhì)發(fā)生了變化,煤泥量及煤泥中細(xì)顆粒含量也隨之增加。導(dǎo)致選煤廠煤泥系統(tǒng)處理相對(duì)滯后,使煤泥在濃縮池中大量積聚,且煤泥沉降速度變慢,濃縮機(jī)溢流固體物含量增多。曾采用摻入部分粗顆粒以提高加壓過濾機(jī)處理能力的做法,但此法卻造成系統(tǒng)跑粗。煤泥水系統(tǒng)的問題可影響到全選煤廠的整個(gè)洗選系統(tǒng),可導(dǎo)致介質(zhì)消耗增加,管路堵塞,介質(zhì)密度不穩(wěn)定,加壓過濾機(jī)處理量降低、洗選產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)不穩(wěn)定等諸多問題。而加壓過濾機(jī)的處理量降低,煤泥不能及時(shí)處理,煤泥在濃縮池中大量積聚,反過來又影響加壓過濾機(jī)的入料濃度,從而形成一種惡性循環(huán),嚴(yán)重影響了選煤廠的正常生產(chǎn),進(jìn)而制約塔山礦礦井的生產(chǎn)。基于以上原因,塔山選煤廠對(duì)煤泥處理系統(tǒng)進(jìn)行了工藝改造,并對(duì)煤泥系統(tǒng)的加藥制度做出了調(diào)整。
2、煤泥處理系統(tǒng)工藝改造
塔山選煤廠采用的是HBF-120/10加壓過濾機(jī),加壓過濾機(jī)的入料粒度應(yīng)有一個(gè)合理的級(jí)配,如果細(xì)顆粒含量太高,會(huì)影響加壓過濾機(jī)的過濾效果,在實(shí)際生產(chǎn)中,隨采煤機(jī)械化程度增高,導(dǎo)致塔山選煤廠煤泥中細(xì)顆粒含量逐漸增大,從而導(dǎo)致加壓過濾機(jī)處理滯后,在耙式濃縮機(jī)4#耙架積聚,使得耙架放不下,從而形成煤墻,致使物料進(jìn)不了中心攪拌。由于煤泥中極細(xì)粒級(jí)含量太高,使每臺(tái)加壓過濾機(jī)實(shí)際處理能力由正常時(shí)的75t/h降低到35t/h。通過調(diào)整分級(jí)旋流器上料壓力而摻入粗顆粒,以期提高加壓過濾機(jī)處理能力,濾餅厚度層有所改善,每臺(tái)過濾機(jī)壓煤泥板數(shù)由6~8板/15min,增大到10~11板/15min,但循環(huán)水中仍存在大量細(xì)顆粒。將加壓過濾機(jī)使用的濾布由原來的120目換成80目,使濾布篩孔尺寸由0.125mm加大至0.180mm。濾餅厚度雖有所增加,但加壓過濾機(jī)濾液中細(xì)顆增多?;谶@種情況,最終決定采用加壓過濾機(jī)和板框壓濾機(jī)聯(lián)合工藝流程。
與改造前工藝流程(圖1)相比,改造后工藝流程(圖2)具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)、采用加壓過濾機(jī)和板框壓濾機(jī)聯(lián)合工藝可大大提高了選煤廠的煤泥處理能力,避免了煤泥積聚,處理滯后的現(xiàn)象。
(2)、增加了煤泥系統(tǒng)工藝的靈活性。當(dāng)有跑粗事故發(fā)生時(shí),為避免出現(xiàn)加壓過濾機(jī)壓主軸事故的發(fā)生,可單獨(dú)使用板框壓濾機(jī)處理煤泥;當(dāng)對(duì)煤泥水分要求較高時(shí),可單獨(dú)使用加壓過濾機(jī)處理煤泥,降低精煤水分。
(3)、采用加壓過濾機(jī)和板框壓濾機(jī)聯(lián)合工藝,可有效降低細(xì)煤泥在循環(huán)水中的積聚,降低循環(huán)水的濃度。
圖1 改造前煤泥處理流程圖圖 2 改造后加壓過濾機(jī)和板框聯(lián)合工藝流程圖
為了增加煤泥處理量,把加壓過濾機(jī)使用的濾布由原來的120網(wǎng)目換成80網(wǎng)目,即濾布濾網(wǎng)孔徑由0.125mm加大至0.180mm,這樣加壓過濾機(jī)的處理量就有大幅度提高,但是也帶來一個(gè)問題就是篩孔尺寸增大,加壓過濾機(jī)產(chǎn)生的濾液中細(xì)顆粒多,沉降速度變慢,因此需要調(diào)整加藥制度 。
3、加藥制度的調(diào)整
針對(duì)煤泥水不沉降的問題,塔山選煤廠對(duì)煤泥水進(jìn)行了分析,通過多次煤泥水沉降試驗(yàn),最后選定了一種方案,即先加聚合氯化鋁凝聚劑(簡(jiǎn)稱PAC,通常也稱作聚鋁,它是介于ALCL3 和AL(OH)3 之間的一種水溶性無機(jī)高分子聚合物,是一種顏色呈黃色或淡黃色、深褐色、深灰色樹脂狀固體,有較強(qiáng)的架橋吸咐性能,在水解過程中,伴隨發(fā)生凝聚,吸附和沉淀等物理化學(xué)過程)對(duì)煤泥進(jìn)行聚合,然后再使用聚丙烯酰胺(簡(jiǎn)稱PAM,由丙烯酰胺單體聚合而成,是一種水溶性線型高分子物質(zhì)為白色粉末,易溶于水,幾乎不溶于苯,乙醚、酯類、丙酮等一般有機(jī)溶劑,其水溶液幾近透明的粘稠液體,屬非危險(xiǎn)品,無毒、無腐蝕性,能使懸浮物質(zhì)通過電中和與架橋吸附作用達(dá)到絮凝)對(duì)煤泥實(shí)現(xiàn)沉降,由此達(dá)到煤泥水快速沉降的目的。
在使用聚鋁和聚丙烯酰胺做沉降試驗(yàn)時(shí),取18組旋流器溢流做試驗(yàn)用煤泥水,觀察到只加聚鋁時(shí),煤泥水中的細(xì)微顆粒迅速靠攏,沉降速度慢,而在此基礎(chǔ)上添加聚丙烯酰胺,煤泥沉降速度加快,單個(gè)絮團(tuán)增大,結(jié)合緊密,利于加壓過濾機(jī)形成濾餅,澄清水水質(zhì)好。當(dāng)不加聚鋁,只加聚丙烯酰胺時(shí),沉降速度明顯較前者慢,單個(gè)絮團(tuán)較小,結(jié)合不夠緊密,不利于加壓過濾機(jī)的成餅,澄清水相對(duì)前者也稍差,并含有部分細(xì)微顆粒。
因此采取以下方案:在主洗車間五層處設(shè)攪拌桶,先將聚鋁加入攪拌桶,攪拌達(dá)到規(guī)定濃度后,再加入旋流器溢流回濃縮池的管道內(nèi),原有加聚丙烯酰胺加藥點(diǎn)不變。
調(diào)整加藥制度后,煤泥沉降速度加快,沉降效果變好,循環(huán)水的濃度降低,對(duì)選煤廠的各個(gè)工藝環(huán)節(jié)產(chǎn)生了良好的促進(jìn)作用。
4、改造效果
(1) 煤泥系統(tǒng)改造完成后,隨著煤泥處理量的提高,選煤廠的系統(tǒng)也趨于正常,入洗量恢復(fù)到煤泥處理系統(tǒng)出現(xiàn)問題之前甚至略有增加,每年可增加近億元的利潤(rùn)。
(2) 煤泥系統(tǒng)改造完成后,澄清水也變得非常清,大大降低了介質(zhì)消耗,介耗由2kg/t煤降至1.5kg/t,按每月入洗原煤100萬t,鐵粉價(jià)格垵860元/t計(jì)算,每年可節(jié)約成本約500萬元。
(3)煤泥系統(tǒng)改造后,選煤廠的生產(chǎn)逐漸趨于正常。與改進(jìn)前相比,入洗量明顯增加,改前日入洗量為50000噸左右,(煤泥較多時(shí),日入選量?jī)H30000噸),改后可配合礦井產(chǎn)量至日入洗60000噸。改造后,每月可多入洗原煤30萬t,增加近百萬元的利潤(rùn)。
(4) 改造后,濃縮機(jī)壓耙、壓大軸的次數(shù)大為減少,降低了事故率。從而節(jié)省了大量人力和物力。