环保节能的水煤浆生产工艺

1现有水煤浆生产工艺中存在的问题

1.1采用低灰混煤、精煤制浆的备料工序

原料煤经定量给煤机给煤，输送机运输和转载，除铁器除铁，斗式提升机提升给入破碎机破碎到＜10mm粒度，再经斗式提升机提升送入转载输送带机进入缓冲仓，再由计量输送带机送到螺旋给料机，同时加水和分散剂，调整到要求的浓度，送到球磨机制浆。由于破碎机为干破作业，对原料煤水分要求较低，水分越低产量越高。不同水分的滕南精煤破碎实验结果见表1。一般浆厂所用的易制浆末煤(末煤价格相对较低)水分在10%左右，难制浆末煤水分在15%左右(内水高)，水分高会影响破碎的产量。水分低的煤用铲车运煤给煤、振动给煤机给煤、输送带机、斗式提升机转运的落煤点和破碎过程中都会产生大量的煤尘，必须增加除尘设备，且除尘效果难以达到理想程度。

1.2采用浮选精煤或煤泥制浆的备料工序

选择浮选精煤(粒度＜0.5mm，灰分＜11%，水分＜30%)和煤泥(粒度＜0.5mm，灰分＜25%，水分＜28%)做制浆原料，球磨机产量高(入料粒度＜8mm煤的2.5～3倍)，加工费低，制浆成本低，产品质量容易达标，因此，有条件的制浆厂会优先采用这类煤做原料。但是，现有的浮选精煤、煤泥备料工艺存在2个难以解决的问题。1)浮选精煤、煤泥的粒度细，水分高，黏性大，压滤脱水后的煤泥块大，较密实，易堵仓、碰仓，没有合适的煤泥定量给煤设备。所以，现有做法是用铲车将预设定量的煤泥，按规定时间送入双轴搅拌机或搅拌桶，同时加水、药(按时间计量法)，将大块煤泥搅碎，再送入强力搅拌桶搅拌成浆，经除杂筛除杂后用泵送入球磨机制浆。工艺原料计量不准确，水煤浆浓度波动大，影响最终产品质量。2)经压滤后的煤泥块较密实，搅拌成浆较困难，特别是冬天煤泥冻块更难搅开，工艺产量低，耗电量大。

1.3配煤生产

1)从原料煤就近采购和降低制浆成本出发，配煤生产很有必要。例如，神木原煤灰分低(＜6%)，硫分低(＜0.4%)，但灰融熔性变形温度低(＜1200℃)，成浆性差(制浆浓度＜62%);滕南煤泥灰分较高(＜25%)，硫分较高(＜0.6%～1.0%)，但灰融熔性变形温度高(＞1350℃)，易制浆(制浆浓度可达70%)。上述2种煤虽然价格较低，但单独制浆都达不到水煤浆质量指标要求。而按一定比例配煤制浆既可降低原料成本，又可优化水煤浆质量指标。2)现有备料工序配煤比较困难。现有备料工序的干破不能配入煤泥(水分大)，煤泥备料系统又不能配混煤(粒度较大)。要想配煤生产只能同时开2条备料系统。因球磨机能力所限，2条备料系统的负荷都较低，电耗较高，人工强度大。当然，也可单开备料系统生产，然后按比例配浆，这样浆厂的均质罐要设计的足够大。所以，现有备料工序想要实现混煤和煤泥配煤生产系统比较复杂，耗电大，煤尘大。

2新型环保节能的水煤浆生产工艺及应用

针对现有制浆工艺存在的问题，经过几年的研究和实验，开发了一种同时适应混煤、煤泥、配煤等所有品种的水煤浆生产备料工序和3台专用设备，形成新型环保节能的水煤浆生产工艺。该工艺的主要特征是将现有备料工序中的混煤、精煤的干破(水分＜15%)改为湿破(水分＞28%);将浮精、煤泥备料工序的搅拌成浆改为破碎成浆，如图2所示。

2.1工艺介绍

1)用混煤制浆时，首先将煤堆洒水润湿后，铲车在运煤、倒煤时不产生扬尘。将煤倒入缓冲仓(专用设备1:破拱、双辊齿给料缓冲仓，如图3所示)后，通过调整仓底对开闸板来调节给煤量(不开给煤机)，再经定量带式输送机计量并送入配料搅拌桶内混煤溜槽(专用设备2:配料搅拌桶，如图4所示)，同时加入水和分散剂，桶内溜槽设置有永磁铁块除铁，然后将煤送入成浆破碎机(专用设备3:成浆破碎机，如图5所示)破碎。2)用煤泥、配煤(混煤和煤泥在煤场已配好)制浆时，先打开缓冲仓和备料搅拌桶内混煤溜槽底闸，用双辊齿给煤机调节给煤量，将煤给入定量输送带机(若有碰仓，则开启破拱装置)，经计量后送入配料搅拌桶，同时加入水和分散剂，通过桶内的入料溜槽将煤给到桶底部，将煤泥块搅碎，含有小块煤泥和块煤的煤浆从溢流口给入成浆破碎机。煤中的铁器沉入桶底需定期清理，溢流口设有闸阀，破碎机停用时要关闭闸阀。备料工序可根据来煤品种设多台成浆破碎机，当用煤泥制浆时，可开小功率成浆破碎机;当用混煤配煤制浆时可开大功率成浆破碎机，以利节电。3)成浆破碎机可以将煤块破碎到3mm以下，将煤泥块破碎成浆，煤浆可自流到入料缓冲搅拌桶，再用计量螺杆泵按设定的产量给入磨机制浆。为了适应湿法破碎，成浆破碎机是在现有锤式破碎机的基础上进行了结构上的改进，主要包括:①增加了主轴密封装置;②由上下两体机壳改为一体机壳;③增加了篦板面积，并将整体篦板改为单篦条组合螺丝压紧篦板;④设计了双向进料口，不改变进料方向就可使转子顺逆方向运转，有利延长锤头使用时间;⑤上盖设较大的检修口，便于更换锤头和事故处理。4)由于采用了湿破，配料工序可以接纳不同的原料煤品种，提高原料煤的水分，解决了运输和破碎中的扬尘问题。湿破还降低了磨机入料粒度上限，提高了制浆产量，降低了制浆电耗。表2为采用1.83m×8m球磨机制浆时2种工艺在设备台数、装机容量和电耗的比较。从表2中数据也可以看出，环保节能水煤浆生产工艺在适应不同煤制浆，与现有工艺比较，备料工序简单，使用设备台数减少，装机容量降低，节约占地，减少投资，并且不产生煤尘，体现了环保、节能、降低工程投资和运行成本等优势。

2.2环保节能水煤浆生产工艺的应用

2012年9月，本工艺首次用于江西蓝谷南昌分公司建设的50～150kt/a(6000h/a)制浆生产线，生产了15000t水煤浆产品供给武汉、南昌客户，在25、6t/h蒸汽锅炉上使用，产品质量完全符合客户要求。入厂有代表性的原料煤品种、指标和水煤浆产品质量见表3、表4。在本工艺设计过程中，还增加了1台高压清水泵，用于煤堆的洒水降尘、车间地面清洗，设备事故处理供水，产生的污水经集水坑返回生产系统，实现了水煤浆生产工艺系统的环保节能。

3结语

1)本生产工艺主要是对现有工艺备料工序进行改进，通过3台专用设备的开发应用，实现了各种粒度的原料煤(混煤、煤泥、配煤)在一条生产线上完成配料工序，具有显著的环保、节能、投资低和占地面积小等优点。2)已用本工艺建成了一条生产线，实践证明该工艺是可行的。环保节能型水煤浆生产工艺已经得到工业化应用的验证。3)由于技术力量所限，有些问题有待进一步研究:一是用于湿破的破碎机的技术参数和选型需要优化;二是应深入研究破碎粒度与球磨机产量的关系，以便确定合理的球磨机入料粒度。

作者：李树梓 张毅 曹振华 孙宁山 姚峰 栗坤 单位：山东枣庄矿业集团 江西蓝谷新能源科技有限公司 山东福源节能环保工程有限公司