超低灰精煤制備工藝設(shè)計

超低灰精煤制備工藝設(shè)計中國煤化工網(wǎng)2008-05-2612下一頁摘要：論述了超低灰精煤制備的主要工藝環(huán)節(jié)（細粒級磨礦、微泡浮選、壓濾脫水和干燥脫水）的工藝特點、設(shè)備選型和應(yīng)注意的事項。介紹了這些工藝環(huán)節(jié)的半工業(yè)試驗和生產(chǎn)中的技術(shù)參數(shù)和結(jié)果，闡明該項技術(shù)可能的發(fā)展方向和應(yīng)用前景預(yù)測。關(guān)鍵詞：超低灰精煤；超純煤；微泡浮選；液中造粒；干燥壓濾機超低灰精煤可以直接做為高檔民用燃料（壁爐和燒烤）、橡膠和塑料工業(yè)的添加劑及固體潤滑劑等。該項技術(shù)也是生產(chǎn)精細水煤漿、煤化油、煤基活性炭、人造石墨、高純度炭化硅、煤電池等工業(yè)項目的基礎(chǔ)技術(shù)。內(nèi)蒙古、山西（大同X東北地區(qū)、山東等地已開始該項技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，已有幾座超低灰精煤制備工程項目投入生產(chǎn)。我公司參與設(shè)計的內(nèi)蒙古太西煤集團活性炭制備（包括超低灰精煤制備）項目已被內(nèi)蒙古自治區(qū)定為高科技開發(fā)項目，并申報了國家級高新技術(shù)開發(fā)項目。項目在設(shè)計階段，就有大量國內(nèi)外客商前去定貨，目前已投產(chǎn)近半年，運行正常，效益良好。國外對超低灰精煤制備技術(shù)非常重視，目前仍在技術(shù)保密階段，因而只有少數(shù)幾個國家擁有生產(chǎn)高檔活性炭（醫(yī)療和飲用水處理）的技術(shù)，超低灰精煤制備技術(shù)是其中的一項關(guān)鍵技術(shù)。而我國目前大多數(shù)生產(chǎn)廠家僅能生產(chǎn)附加值低的低擋產(chǎn)品，且生產(chǎn)規(guī)模小，市場競爭激烈。隨著人民生活水平的不斷提高，可以預(yù)計今后無論國內(nèi)外，煤基活性炭的需求量會非常大，且該產(chǎn)品附加值高，符合國家關(guān)于支持環(huán)保和煤炭深加工的產(chǎn)業(yè)政策，為較理想的煤炭深加工項目。1概述由于對超低灰精煤的定義不統(tǒng)一，暫按經(jīng)過洗選加工后灰分小于2%，且硫、磷、砷等有害物質(zhì)均為特低級別的產(chǎn)品煤稱為超低灰精煤。如洗選加工后灰分小于0.5%，則稱為超純煤。內(nèi)蒙古太西煤集團下屬的拖利溝礦和古拉本礦2、3號煤層的原煤灰分一般為5%，煤的基元灰分低，這是由于該煤層成煤環(huán)境造成的，在世界范圍內(nèi)都是罕見的。同時，其低灰精煤回收率高，當精煤灰分為2%時，精煤回收率為65%；當精煤灰分為0.5%時，精煤回收率也可接近40%。雖生產(chǎn)工藝復(fù)雜、能耗高，但噸煤產(chǎn)品可增值2000元以上。該生產(chǎn)工藝包括以下關(guān)鍵技術(shù)：①細粒級磨礦的工作原理、安全性、節(jié)能及設(shè)備的性價比；②超低灰精煤分選方法及工藝參數(shù)的確定；③細粒級精煤脫水工藝流程的設(shè)計；④干燥系統(tǒng)的熱工和流體力學(xué)計算及安全性。其中，微泡浮選和液中造粒技術(shù)是世界公認的21世紀選煤行業(yè)重點發(fā)展分選技術(shù)。通過廣泛收集有關(guān)資料，充分利用國內(nèi)設(shè)備生產(chǎn)廠家、科研院所、高校的技術(shù)力量，對關(guān)鍵技

術(shù)均進行了深入的研究和半工業(yè)性試驗。2細粒級磨礦原料煤粒度<50mm，處理能力為10?15t/h，灰分Ad<4.5%，在工藝設(shè)計中應(yīng)綜合考慮破碎、磨礦、超純煤單體解離和活性炭制備要求等因素。磨煤產(chǎn)品的粒度選定為：-200目占95%。由于-200目物料為爆炸主體，物料含水量為2%以下，安全性對于干法磨礦至關(guān)重要。干法磨礦工藝參數(shù)必須通過半工業(yè)性試驗確定。煤的可磨性一般決定于煤的韌性、彈性、破碎特性和強度。煤的可磨性與煤種、變質(zhì)程度等因素有關(guān)。（1） 國內(nèi)磨煤設(shè)備選型多為一段球磨機進行粗磨，二段振動球磨機或振動棒磨機進行細磨。工藝均較為成熟可靠，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，設(shè)備維修量小，產(chǎn)品粒級分布均勻，但設(shè)備一次性投資大，占地面積大，噪音大，能耗高?，F(xiàn)場反映，大型號的振動球磨機或振動棒磨機配件故障率較高。（2）國外選型多為長筒球磨機（或管磨機），采用一段磨礦出最終產(chǎn)品的工藝，工藝及設(shè)備均較為成熟可靠，系統(tǒng)簡潔，設(shè)備維修量小，管理簡便，但設(shè)備一次性投資和能耗高。（3） 當生產(chǎn)能力較小時多采用雷蒙磨干法處理，設(shè)備價格低，維修費用低，但磨礦產(chǎn)品的處理能力小，環(huán)保和安全性一般。（4） 磨煤設(shè)備如轉(zhuǎn)速過高，則機械磨損嚴重，揚塵加劇；轉(zhuǎn)速過低，則設(shè)備處理能力較低。柱磨機也為干法磨煤，其轉(zhuǎn)速選取200r/min；動、定子不接觸，增加了設(shè)備的安全性；磨煤效率和安全性強于雷蒙磨，能耗為球磨機的1/3,但設(shè)備價格較雷蒙磨高。綜合考慮，柱磨機是比較合適的磨煤設(shè)備。3微泡浮選⑴原煤灰分Ad<5。％，粒度為-200目占95%。要求浮選精煤灰分Ad<2.0%。對于如此細粒的物料和產(chǎn)品煤灰分，有關(guān)浮選工藝的設(shè)計資料較少。除了必須具備原料煤基元灰分低以外，工藝過程還必須保證分選精度高、回收率高才可能有經(jīng)濟效益。（2） 浮選柱為中國礦業(yè)大學(xué)最新研制的浮選設(shè)備，較適用于細粒煤的浮選，分選精度高、產(chǎn)品回收率高，且經(jīng)過多次的半工業(yè)性實驗，浮選柱內(nèi)礦漿濃度要求50g/L，浮選精煤濃度達到150g/L。太西煤集團已利用微泡浮選柱進行了工業(yè)性實驗，精煤灰分達到1.4%?1.8%，取得了良好的實驗效果。（3） 工業(yè)生產(chǎn)的實踐也證明采用微泡浮選柱生產(chǎn)超低灰精煤是一種成功的工藝，該設(shè)備分選精度高、對煤質(zhì)變化的適應(yīng)性強、操作簡單；在分選過程中氣泡與煤接觸的機會多，因而回收率較高。低礦漿濃度、微泡浮選的原理特別適宜對粒度細、可浮性好的超低灰精煤進行分選。4壓濾脫水浮選精煤濃度為150g/L，粒度為-200目占95%。要求濾餅水分Mt<24%，以利于減少后續(xù)干燥作業(yè)的脫水量，降低總的精煤脫水費用。對于如此細粒的物料，在以前的設(shè)計中未

遇見過，因而必須經(jīng)過半工業(yè)性實驗來分析和確認。（1） 精煤壓濾機?？赏ㄟ^提高入料壓力、延長壓濾時間、加隔膜壓榨、反吹風(fēng)等手段降低濾餅水分，水分一般為21%?24%。該設(shè)備價格較低，生產(chǎn)費用低。缺點是間斷工作，處理能力較小。（2） 加壓過濾機。半工業(yè)性實驗表明處理能力可達到1t/（h.m2），水分為17%?19%，工作間斷時間短，大大減小了設(shè)備的瞬時量，自動化程度高。但需配備空壓機，設(shè)備體積大、占地面積大、設(shè)備價格較高，對于生產(chǎn)能力較大的項目更為適合。（3） 干燥壓濾機。具有壓濾機和干燥機的功能，處理能力小，配套環(huán)節(jié)較多，但產(chǎn)品水分可調(diào)，對于處理超低灰精煤各項經(jīng)濟指標和技術(shù)指標均較好。在太西煤集團超低灰精煤制備系統(tǒng)的生產(chǎn)實踐中也得到了驗證。綜上所述，對于處理能力較小的項目，采用干燥壓濾機是一種較為經(jīng)濟、可靠的選擇。5干燥脫水壓濾機濾餅水分Mt<24%，粒度為-200目占95%，要求干燥產(chǎn)品水分Mt<10%。煤泥干燥脫水的方法可分為滾筒干燥（內(nèi)熱、外熱、換熱器、惰性氣體保護）、散落式（跌落、振動、沸騰）、噴霧干燥、流化床干燥等工藝。工藝設(shè)計和設(shè)備選型中應(yīng)著重注意：局部物料過熱、設(shè)備密封、廢氣結(jié)露、反污染、安全生產(chǎn)等因素，特別是安全生產(chǎn)在設(shè)計中應(yīng)給予足夠的重視。該設(shè)備投資較大，生產(chǎn)費用高，但生產(chǎn)技術(shù)較為成熟，處理能力大。故對于規(guī)模較大的項目，采用滾筒干燥是目前較為適宜的方法。6其他（1）干法磨煤雖能耗較低，但環(huán)保和安全性相對較差，且需增加調(diào)漿環(huán)節(jié)。但目前國內(nèi)尚無合適的濕法磨煤設(shè)備，需進一步研究和開發(fā)。（2）深入了解液中造粒技術(shù)，簡化超低灰精煤制備工藝系統(tǒng)。根據(jù)目前對該工藝的認識，超低灰精煤及活性炭制備工藝與采用液中造粒技術(shù)后的制備各工藝環(huán)節(jié)的生產(chǎn)成本和投資見表1。該項技術(shù)一旦應(yīng)用成功，可大大減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)和加工費用，將是超低灰精煤制備技術(shù)的一次飛躍。表1各工藝環(huán)節(jié)的生產(chǎn)成本和投資比較表超低灰精煤及噸煤生產(chǎn)投資活性炭制備工成本超低灰精煤及噸煤生產(chǎn)投資活性炭制備工成本/估算/藝元.t-l萬元采用液中造粒技術(shù)后的制備工藝噸煤生產(chǎn)成本/元-t-1投資估算/萬元閉路磨煤11.530閉路磨煤11.530調(diào)漿410調(diào)漿410浮選11.555浮選精煤緩沖池15壓濾脫水24170緩沖倉5干燥12142風(fēng)力輸送310拿捏造粒11215液中造粒3060炭粒硬化8炭粒振動篩脫水38蒸汽打孔45蒸汽打孔845成品包裝515成品包裝515合計184500合計61.5168對超低灰精煤制備過程中二次污染應(yīng)給予足夠重視，如浮選過程中應(yīng)對循環(huán)水進行二次凈化，干燥滾筒干燥介質(zhì)的凈化處理，干燥后的運輸和包裝等。通過對太西煤進行浮選試驗，當精煤灰分為0.5%時，其實驗室精煤回收率接近40%。故利用太西煤生產(chǎn)超純煤在技術(shù)和經(jīng)濟上均是可行的。超純煤的各項工藝性能均大大優(yōu)于超低灰精煤，其生產(chǎn)技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域還需進一步研究和摸索。7結(jié)論超低灰精煤的工業(yè)化生產(chǎn)填補了國內(nèi)生產(chǎn)高品質(zhì)商品煤的空白，使太西煤這一寶貴的稀缺煤種得以更加合理、有效的利用。為我國發(fā)展精細水煤漿