煤泥干燥技术在邢台矿选煤厂的应用研究
Research on the Application of Coal Slime Drying Technology in the Coal Preparation Plant of Xingtai Mine
高伟 GAO Wei
（冀中能源股份有限公司邢台矿选煤厂，邢台 054026）
（The Coal Preparation Plant of Jizhong Energy Resources Co.，Ltd. Xingtai Mine，Xingtai 054026，China）
摘要：本文介绍了邢台煤矿选煤厂煤泥干燥工艺和设备，阐述了该工艺系统和设备的创新性，在经过适应性调试后取得了初步效果，干燥后产品指标得到有效改善，具有广阔的应用前景和可观的经济效益。
Abstract: This paper introduced the coal slime drying technology and equipment in the coal preparation plant of Xingtai Coal Mine, elaborated the innovative process and equipment of this system. Preliminary results have been achieved after the adaptive debugging. The product index has been effectively improved after drying, so this technology has broad application prospects and considerable economic benefits.
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关键词 ：煤泥；干燥机；煤泥干燥技术；煤泥干燥系统；褐煤提质
Key words: coal slime；drying machine；coal slime drying technology；coal slime drying system；lignite mention mass
中图分类号：TK2文献标识码：A文章编号：1006-4311（2015）20-0132-02
1概述
邢台矿选煤厂隶属冀中能源股份有限公司邢台矿，1973年12月投产，原设计原煤处理能力0.6Mt/a，后经多次改造，2009年增加了1套入洗能力150万t/年的B系统，2010年对原有A系统进行改造，两套系统年入洗能力达到3.45Mt，工艺为：50～1mm脱泥无压三产品重介旋流器分选/1～0.25mm粗煤泥分选机分选/0.25～0mm浮选/尾煤压滤回收工艺。
随着原煤入洗量的增加，伴随着邢台煤矿矿井的延伸，煤泥的产量逐年增多，目前我厂每年采用压滤机回收的压滤煤泥约18万吨，现全部地销民用，销售市场狭窄且受季节影响严重，尤其在销售淡季，由于受煤泥场地限制，直接制约了生产的正常进行，此外煤泥在雨水季遇水易流失，春秋季煤尘飞扬，严重影响了厂区环境。
为了充分开发利用尾煤泥资源，拓宽煤泥用途，经过深入、细致的市场调研，2012年一种国内首创的新型煤泥传导式间接干燥工艺和设备在邢台矿选煤厂投入运行。该系统于2012年1月份进行调试，系统内关键设备经过一系列适应性的优化改造后，系统最终实现持续稳定的运转，达到预期要求。
2煤泥干燥技术方案介绍
邢台矿选煤厂压滤煤泥发热量与中煤发热量相当，产量稳定，通过与中煤掺配完全可以满足电厂的需求，但需要解决的主要问题是煤泥的干燥脱水，以方便存储和运输。
经过对目前国内广泛应用的煤泥处理技术的调研，邢台矿选煤厂干燥系统采用间接干燥技术，确定利用选煤厂原跳汰车间作为干燥车间，公司矸石热电厂过热蒸汽做热源，采用国内首创、国际先进的煤泥干燥新工艺和新设备对煤泥进行传导式干燥，形成了一套完善、经济、环保的可规模化生产的煤泥干燥系统。
2.1 干燥系统主体干燥设备选择
干燥装置选用RD多层、多级、多效干燥装置，是在原空心桨叶式干燥机的基础上，开发出的大型传导加热干燥装置，整套装置移植了空心桨叶干燥机干燥物料的成熟技术，另配套高位混料技术，多效蒸发节能技术，通过多层结构将三种技术融合在一起，同时实现了传导加热干燥机的大型化制造。
干燥机构造及工作原理：本干燥机以蒸汽作为加热介质，热介质分别导入干燥机桨叶轴内腔和壳体夹套层以传导加热的方式对物料进行加热干燥；被干燥的湿物料由布料螺旋连续均匀地送入干燥装置内。通过桨叶的转动使物料翻转搅拌不断更新加热介面，使物料表面的水分蒸发。同时，物料随叶片轴的旋转向出料口方向输送，在输送中继续搅拌，使物料中渗出的水分继续蒸发。最后，干燥均匀的合格产品由出料口排出。
2.2 煤泥干燥工艺流程介绍
煤泥干燥系统根据用途可划分为三个子系统：煤泥压滤系统、煤泥输送系统、蒸汽系统、蒸发湿气系统。工艺流程见图1所示。
2.3 主要技术创新点
①在国内首次成功开发了压滤煤泥间接干燥工业化应用系统，实现了压滤煤泥洁净化利用，变废为宝，不仅彻底解决了压滤煤泥产品对环境的污染，而且大幅度提高了产品附加值。②研发了适合压滤煤泥特性、利用电厂过热蒸汽作为热源的传导式箱型干燥装置及其压滤煤泥搅拌缓存、输送、混合工艺系统。③将煤泥压滤系统与煤泥干燥系统巧妙结合到一起，按照煤流方向，垂直布置，极大地节省占地、厂房体积及投资。④以新型的间接传导式干燥工艺及设备替代目前国内普遍使用的滚筒式直接干燥工艺及设备，以解决滚筒式干燥工艺带来的环境污染问题。⑤采用集中控制方式，对输送设备及干燥装置实行变频控制，可实现远程对系统内各项参数的的实时调节，可实现干燥产品水分实时调节。⑥干燥产品直接落到带式输送机，与洗混煤混合后，通过多次转载送入洗混煤仓，与洗混煤掺混在一起混合储存。
3项目初步效果
煤泥干燥开始进行调试以来，对影响系统运行的关键环节和设备进行了适应性改造后，系统处理能力逐步上升，10月份后基本达到设计能力。2012年11月份，系统共计运转463小时，快开压滤机卸料次数为802次，消耗蒸汽344393m3，平均蒸汽压力为0.86MPa，干燥后产品平均水分为11.23%。按照快开压滤机一次压滤煤泥10t计算，11月份共计干燥煤泥8020t，单台干燥机小时处理量为8020÷463÷2=8.66吨。
自2012年11月份以来，系统运转平稳，处理能力保持稳定。以下为2012年11月-2013年3月，系统运转记录如表1所示。
从表1可看出：五个月干燥机单台处理量为8.64t/h，干燥产品水分平均为11.65%，蒸汽耗量平均每月316400m3，系统运转平稳。
4干燥前后产品特性质量分析
系统干燥后煤泥通过产品皮带转载与洗煤厂主系统洗混煤混合入仓后，作为动力煤供电厂发电，为此对干燥前后产品质量进行了检测，见表2。
从表2可以看出干燥前后煤泥水分平均相差16.10%，干燥后产品发热量提升4.41MJ/kg，说明经过干燥后，产品水分得到有效降低，产品热值得到有效提升，产品发热量能够满足电厂需求。
表3为干燥产品与洗混煤相关参数对比。
从表3可看出，干燥后产品灰分、发热量均与洗混煤相当，水分略低于洗混煤，说明干燥后产品与洗混煤混合储存不会对洗混煤质量造成影响。同时根据干燥系统运行后对洗混煤仓的监控表明，混合存储后，洗混煤仓未出现堵仓现象。
5应用前景
5.1 压滤煤泥干燥
随着机械化开采程度的提高，伴随着矿井的延伸，煤泥的产量会逐年增多，该技术的实施不仅可实现高效益、大批量回收煤泥的目的，彻底解决煤泥产品对矿区环境所造成的二次污染问题，真正实现了节能、环保，可在煤泥干燥领域进行有效推广。
5.2 褐煤的干燥提质
褐煤是一种高挥发分、高水分、高灰分、低热值、低灰熔点、污染重且利用率相对较低的资源。此煤泥干燥系统对褐煤干燥具有效率高、处理量大、占地面积小、安全无污染等突出特点，并利用该系统对褐煤进行了工业性干燥试验，已经取得了有益的数据，完全可以推广到褐煤的干燥领域，对我国褐煤未来干燥提供了一种潜在的有效解决途径。
6结束语
邢台矿选煤厂煤泥干燥系统通过不断的对系统工艺、操作参数进行针对性研究，系统各项参数均达到设计要求，系统运行稳定，且能够实现工业化大批量的生产。经统计，该系统双台干燥机运转可实现处理尾煤泥16吨/小时以上，年预计可干燥煤泥约9万吨，干燥前煤泥水分按26%计算，干燥后煤泥按11.23%（11月份统计数据），能生产干燥产品9×（100-（26-11.23））÷100=7.67万吨，煤泥经干燥后的煤泥含水率降到10%左右，成细小颗粒散状产品可实现连续、均匀掺入中煤，形成市场适用范围广、污染小、便于运输储存、利润高的新混煤，成为企业新的经济增长点。
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参考文献：
[1]谢广元，张明旭，等.选矿学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2001.
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[3]潘永康，王喜忠.现代干燥技术[M].北京：化学工业出版社，1998：117-119.