煤泥及其利用初探.docx

煤泥及其利用初探.docx

《煤泥及其利用初探.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《煤泥及其利用初探.docx（7页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

煤泥及其利用初探

煤泥及其利用初探

发布时间:

2009-3-3117:

24:

47　　查看:

1014次

　　摘要：

【摘要】较系统地对煤泥进行了分类。

从煤炭加工工艺,选煤厂设计,矿区总体规划和煤泥性质等几方面提出了合理利用煤泥的一些措施、方法。

将煤泥的燃用情况按煤泥水分高低分为3个等级。

提出煤泥高效综合利用的关键是提高规模,实现低含水率煤泥可控制地给入炉堂。

1煤泥的种类

   煤泥泛指煤粉含水形成的半固体物,是煤炭生产过程中的一种产品,根据品种的不同和形成机理的不同,其性质差别非常大,可利用性也有较大差别,大致有如下几种类型。

   1.1　炼焦煤选煤厂的浮选尾煤

   这类煤泥在国外,一般是一种废弃物,其性质与洗选矸石或中煤类似。

因煤质不同,浮选煤泥的品质有较大差别,如淮南的气煤,浮选工艺的抽出率只有30%～40%,这种煤泥灰分比较低,煤质与洗中煤比较接近;平顶山的煤是肥煤或1/3焦,浮选精煤的抽出率可达70%～80%,浮选尾煤的灰分就较高,煤质与洗选矸石接近。

   根据煤泥回收工艺的不同,煤泥的物理性质差别较大。

如用压滤机回收的煤泥,其颗粒分布比较均匀,它的粘性、持水性都比较弱,利于降低水分。

例如平顶山八矿选煤厂的压滤煤泥,在旱季堆放接近半年以后,抓斗抓起时出现扬尘,总含水率已接近10%;另一种是煤泥沉淀池或尾矿场,根据固体颗粒在水中自然沉淀的原理,实现固液分离而产出的煤泥。

这种工艺有粒度分级的功能,粗颗粒易沉淀,大都集中在煤泥水入口附近,细颗粒在中间位置,极细颗粒在末端。

末端煤泥具有高粘性和高持水性,类似江米团,又细又软,晾晒几个月,表面似已干燥,内部含水率几乎不降,这种煤泥是最难处理的。

   1.2　煤水混合物产出的煤泥

   如动力煤洗煤厂的洗选煤泥、煤炭水力输送后产出的煤泥,这种煤泥有的比原煤质量都好,数量少时常常掺到成品煤中。

数量多了,掺掉的只是少数,可能有大量的优质煤泥产出,除要妥善处理外,还会对煤矿的经济效益产生不良影响。

   1.3　矿井排水夹带的煤泥、矸石山浇水冲刷下来的煤泥

   这些煤泥收集起来都属于煤矿的脏杂煤泥,其特点是数量不多,质量不稳定,但一般都比浮选尾煤质量好。

   2煤泥的综合利用

   由于煤泥具有高水分、高粘性、高持水性和低热值等诸多不利条件,很难实现工业应用,长期被电力用户拒之门外,以民用地销为主要出路。

改革开放以来,国民经济有了迅猛的发展,煤炭产量已跃居世界首位,市场形势由卖方市场转为买方市场,加之环保意识的提高,洁净煤的需求迅速增长,煤炭加工的深度和广度都在快速发展,煤泥的产量明显上升,煤泥的综合利用已成为迫切需要解决的问题。

为了较合理地解决煤泥的利用问题,本文提出如下看法。

   2.1　提高煤炭加工工艺水平,最大限度地降低优质煤泥的产出量

   如1.2节所述的煤泥其质量常优于原煤,但因其颗粒太细,在煤炭脱水工艺过程中回收能力不足而留在水中成为煤泥,给下一步利用带来困难,并降低了煤矿企业的经济效益。

加强脱水工艺,根除这种煤泥的产出,相应地增加优质煤炭产品的产量是完全可能的。

美国10年前在煤炭水力输送工程的末端,煤炭脱水工艺中就做到了不出煤泥,同时还做到了污水的零排放。

   2.2　选煤厂、煤泥综合利用电厂同步设计同步建设,进行煤泥产出工艺和煤泥利用的系统工程设计

   炼焦煤选煤厂的跳汰工艺和浮选工艺是有机结合的2个环节,在尾煤没有被利用的情况下,设计的指导思想是:

尾煤是废弃物,凡是能浮选得到的精煤,尽量多抽出。

因此,浮选精煤的灰分必然高于选煤厂精煤产品的灰分,而跳汰精煤的灰分就得低于选厂精煤产品的灰分,两者混合后,满足选煤厂精煤产品的灰分。

   确定煤泥作为工业燃料之后,选煤厂的上述设计指导思想的基础就变了,应该适当降低浮选工艺的精煤抽出率。

这样浮选机的槽数就可以减少,导致浮选机的电耗降低和主厂房的建筑体积缩小,从而降低了选煤厂的工程投资和运行费,同时也相应降低了浮选尾煤的灰分,利于燃烧,对选煤厂和电厂都是有利的。

但是,至今选煤厂与煤泥电厂不是同步设计同步建设的,甚至是2个设计院,各搞各的,就很难满足上述要求,造成不必要的损失,需要统一认识,确定必要的原则或规定。

   2.3　煤炭综合利用应进行矿区总体规划

   根据国家的洁净煤政策,不久的将来,煤矿对外地只供应优质原煤和洗精煤。

中煤、煤泥及洗选矸石都应该在矿区内消耗掉,一般来说中煤用户为坑口电厂,煤泥及洗选矸石属于综合利用对象。

经过初步估算,6ＭＷ中压机组的矸石电厂与25ＭＷ次高压机组的矸石、煤泥混烧电厂相比,单位能耗前者比后者几乎高出一倍,生产成本和单位投资都明显偏高,可见综合利用电厂也应该尽量大型化。

电厂规模取决于低热值燃料总量,煤泥与洗选矸石混烧就增加了低热值燃料总量;另一方面,通过矿区整体规划,适当集中建设也利于电厂规模,实现管理现代化。

   2.4　综合利用的煤泥含水率愈低愈好

   众所周知,煤泥流态化燃烧或煤泥水煤浆燃烧时,水在燃烧过程中没有化学反应,仅起物理变化,参加燃烧过程的水有如下的不利作用。

（1）常温的水成为150℃烟气排放,要带走一批热量,造成无益的热损失。

（2）水的增加,引起烟气量的增加,导致锅炉炉膛及烟道截面的增加,锅炉的钢耗要增加,同时,引风机的功率要增加,导致基建投资建设和运行费的增加。

   （3）燃料水分的增加引起烟气酸露点的提高,增加了尾部受热面低温腐蚀的强度。

   目前已经实现和可实现的煤泥燃料方式,按含水率高低来划分,大致有3个等级:

（1）煤泥水煤浆燃烧,含水率高达40%左右,煤泥本身热值就不高,又加了那么多的水,使得它的热利用价值损失很大,只适宜于对热利用率要求不高的情况下,对质量较优的煤泥的小规模使用。

这种燃烧方式的最大优点是,适用于各种运行中的炉型,稍加改造就可参于辅助燃烧;由于它的流态特性好,易于利用,虽然损失了一些热能,但可以改善煤泥引起的污染和克服现有锅炉低热值燃料的不足。

（2）利用国产设备,将煤泥挤入流化床锅炉结团燃烧,煤泥含水率可降为32%～34%左右,与煤泥水煤浆相比,水分降低近10个百分点,锅炉燃烧效率又很高,热能利用明显改善,已形成规模使用,是国内成规模使用的先例,是一项突破。

但毕竟煤泥的含水仍在30%以上,水引起的热损失仍然是一个不小的数值,不能认为是一种理想的方式。

   （3）更低含水率煤泥的利用。

将煤泥含水率降低到20%左右甚至更低于燃烧,这又比上一种方式降低含水率10多个百分点,效益是显然的,这有两种类型:

   （ａ）引进国外高科技产品,实施低含水率煤泥在封闭状态下可控制地输入流化床锅炉燃烧,主要引进设备是一个系列挤压泵,能满足15%左右含水率的煤泥实施管道输送,不同的输送量、输送距离和提升高度都可以选到合适的泵,这种工艺的突出优点是泵设在选煤厂的煤泥产出点附近,由电厂根据需要控制,电厂内见不到煤泥,消除了煤泥的敞开式中间运输系统。

缺点是价格较贵,因此,不适用于小规模燃烧煤泥的系统。

必须有一定的规模,经过技术经济比较,有一定效益时是一种好办法。

   （ｂ）煤泥用于煤粉炉燃烧。

过去电力部门曾因煤泥进入备煤系统引起事故,一直拒绝燃用选煤厂煤泥,主要是因为混入煤泥的含水率太高,又结成大团,产生问题。

大电厂烧煤泥是不值得的,对于中小型煤粉炉电厂就不然。

改革开放以来,由计划经济向市场经济的转变,特别是国家对煤泥综合利用的鼓励政策,使得中小型煤粉炉燃用煤泥的积极性有所提高,实践证明中小型煤粉锅炉燃用煤泥可以给企业带来利益,例如:

淮南矿务局望风岗选煤厂的煤泥,被江苏某小型煤粉炉电厂大批买走,经人工切块凉晒后进入具有中间贮仓式的制粉系统,供煤粉炉燃用,但是当煤泥水分控制不好时,球磨机内的钢球被煤泥糊住后失去功能,由于有中间煤粉贮存,可以停下球磨机人工清理。

这项清理工作非常艰苦,但由于有经济效益,该电厂曾以煤泥为主要燃料维持较长时间的运行。

平煤集团九矿电厂,目前的规模为1台50ＭＷ凝汽式汽轮发电机组,配1台220Ｔ/ｈ高温高压煤粉炉,由于平煤集团煤泥销售十分困难,积压严重,已直接影响生产,主管部门要求九矿电厂烧煤泥,电厂内有一批对煤泥特性了解的工程技术人员和工人,他们将煤泥晾晒与中煤或原煤进行混合,供电厂燃烧获得成功,现已批量燃用煤泥,根据制粉系统的要求,除了要混合得比较均匀外,混合燃料的含水率不应超过15%。

由于煤炭的挥发分比较高,混合燃料的热值在16.74ＭＪ/ｋｇ以上就可以满足粉炉要求,根据推算,燃用中煤时可利用煤泥30%（重量比）,燃用原煤时可利用煤泥高达50%（重量比）。

显然,这要给电厂的备煤系统带来很多困难,但却为本矿区解决大难题,应该承认这已实现了煤泥的综合利用。

   通过煤粉锅炉燃用煤泥的成功事例,证明了一个不大被人接受的事实,即煤泥是可以通过晾晒,把平均含水率降到20%以下的。

并且随着工艺设备的不断进步,煤泥脱水有了新的发展,引进的和国产的“压气隔膜快速压滤机”已大规模在设计中选用,这种压滤机比普通压滤机生产效率提高3～10倍;其它性能也得到相应改善;用于煤泥压滤,可将煤泥含水率降到20%左右。

最近清华紫光环境工程中心正在开发一种新型无滤网（动态滤栅）的固液分离设备,其实验性能良好,有可能成为一种新的更廉价、更高效的煤泥脱水设备,产出的煤泥含水率可能更低。

总之,随着科学的进步,煤泥脱水工艺所能达到的煤泥含水率将是愈来愈低,这就说明,进一步降低煤泥水分再利用的现实性。

   3　小结和建议

   3.1　小结

（1）综合利用的煤泥,主要针对浮选尾煤,其性质类似洗选矸石。

（2）煤泥综合利用,应重视综合经济效益,利用规模愈大,效益愈好。

   （3）为了形成较大综合利用规模,煤泥、洗选矸石混烧是有效措施之一;此外,通过全面规划,适当集中也是扩大规模的措施。

   （4）煤泥大批量利用,应尽量降低其含水率,尤其不应大量加水。

   （5）中国煤炭产区大都在北方及大西北,气候干燥。

煤泥产出大都采用压滤工艺,其粒度分布均匀,利于通过晾晒进一步降水。

   （6）实践证明,煤泥作为流化床锅炉的燃料,不论水分高低,只要实现可控制地输入炉膛,就能正常高效燃烧。

   可见,实现煤泥高效综合利用的关键是:

既要提高规模,又要实现低含水率煤泥可控制地给入炉膛。

   3.2建议

（1）引进国外适用的先进产品。

低含水率煤泥的管道输送,关键设备是泵,这样的泵,国内没有,显然是一个难题。

即使是发达国家遇到这样的难题,也是首先到国际市场上去找的,只要买得到,比自己开发又快又省,中国引进的成套设备也有这种情况,何况工业基础仍较落后,适当引进是必要的。

据了解,荷兰的一类矿浆泵,能符合需求,已与荷兰的有关单位进行过接触,他们已派员做了详细介绍,这类泵有多种品种,最高能满足15%水分的矿浆输送,不同的输送量、输送距离和提升高度都能选到合适的产品。

（2）充分利用国家对煤泥综合利用的优惠政策,鼓励矿区内中、小型煤粉锅炉混烧煤泥。

   （3）鼓励建设选用较大机组及较高参数的综合利用电厂。

信息来源：

洁净煤技术 原作者：

周焕熊

附：

一：

  由于煤泥具有高水分、高粘性、高持水性和低热值等诸多不利条件，很难实现工业应用，长期被电力用户拒之门外，以民用地销为主要出路。

改革开放以来，国民经济有了迅猛的发展，煤炭产量已跃居世界首位，市场形势也发生了很大变化。

煤炭加工的深度和广度都在快速发展，煤泥的产量明显上升，煤泥的综合利用已成为迫切需要解决的问题。

综合利用的煤泥含水滤愈低愈好，煤泥流态化燃烧或煤泥水煤浆燃烧时，水在燃烧过程中没有化学反应，仅起物理变化，参加燃烧过程的水有如下不利作用。

1）常温的水成为150℃烟气排放，带走一批热量，造成无益的热损失。

2）水的增加，引起烟气量的增加，导致锅炉炉膛及烟道截面与锅炉钢耗的增加，同时，引风机的功率要增加，导致基建投资建设和运行费的增加。

3）燃料水分的增加引起烟气酸露点的提高，增加了尾部受热面低温腐蚀的强度。

目前煤泥燃料方式，按含水率高低来划分，大致有3个等级：

1）煤泥水煤浆燃烧，含水率高达40%左右，煤泥本身热值就不高，又加了那么多的水，使得它的热利用价值损失很大，只适宜于对热利用率要求不高的情况下，对质量较优的煤泥的小规模使用。

2）利用国产设备，将煤泥挤入流化床锅炉结团燃烧，煤泥含水率可降为32%~34%左右，与煤泥水煤浆相比，水分降低近10个百分点，锅炉燃烧效率又很高，热能利用明显改善，已形成规模使用，是国内成规模使用的先例。

但毕竟煤泥的含水仍在30%以上，水引起的热损失仍然是一个不小的数值，不能认为是一种理想的方式。

3）更低含水率煤泥的利用。

将煤泥含水率降低到20%左右甚至更低于燃烧，这又比上一种方式降低含水率10多个百分点，效益是显然的。

过去电力部门曾因煤泥进入备煤系统引起事故，一直拒绝燃用煤泥，主要是因为混入煤泥的含水率太高，又结成大团，产生问题。

但是随着煤泥干燥设备研制成功，这些问题也随之迎刃而解。

这就说明，进一步降低煤泥水分再利用的可行性和现实性。

二：

　　选煤过程中产生的大量煤泥，一般采用压滤的办法将其回收，滤液水返回选煤系统循环利用。

煤泥颗粒较细，水分高，粘性大，不易贮存与运输，而且它遇水即流失，风干即飞扬，是矿区的主要污染源之一。

如何充分利用煤泥资源，解决环境污染问题是全国各选煤厂、生产矿井共同关心的问题。

从1995年开始，煤炭科学院煤化所燃烧室与东庞煤矿合作，在沸腾炉内燃烧高浓度煤泥浆发电，燃烧试验成功，为选煤厂煤泥的综合利用，为彻底解决煤泥出路和环境污染问题开辟了一条新的途径。

同时，为给电厂连续提供质量稳定的高浓度煤泥浆，东庞煤矿选煤厂研究设计了高浓度煤泥浆制备系统。

选煤厂浮选尾煤浓缩机的底流浓度较低，一般在350g／L左右，将浓缩机底流用泵输送到深锥浓缩机处理，进一步浓缩，使其浓度达到580g／L以上，然后再经过成浆和均质化处理，就可用曲杆泵定量输送到电厂锅炉用于燃烧。

　东庞煤矿的煤泥浆不需加稳定剂就有良好的稳定性。

静置24h后，煤泥浆表面产生少量析水，但一经搅拌即恢复原来的成浆性质，静置一个月也不发生煤泥的硬沉淀，说明该煤泥浆便于贮存与运输，为其合理利用和燃烧创造了条件。

   　东庞矿矸石电厂的35t／h锅炉，是无锡锅炉厂生产的VG—35／3．82—M12型循环流化床沸腾炉，布置有倾斜埋管。

在这种锅炉上燃烧煤泥浆，技术要求高，难度大，经过工程技术人员一年半的反复试验、研究和改进，获得了圆满成功。

用低热值煤作为底料与煤泥浆混合燃烧，煤泥浆喷人后能很快燃烧，炉膛火力旺盛，燃烧稳定，锅炉的热效率比原来提高了4％，1t浆可代替0．32t燃料煤，节约的燃料可获得近千万元的收益。

   　煤泥浆制浆与燃烧系统的运行，从根本上解决了煤泥的环境污染问题，煤泥用管道运输，直接送到锅炉燃烧，避免了煤泥的流失与污染，为彻底解决煤泥对环境的污染，改变矿区面貌做出了贡献。

三：

　　山东新汶矿业集团翟镇煤矿开发煤泥项目，取得了可观的经济效益。

　　该矿通过将压滤机回收的煤泥滤饼经压滤车间皮带进入干燥车间，将水分为30％左右的煤泥加工成粒度10毫米左右、水分14％以下的产品，使之增值为商品动力煤，可以单独销售或者与其他煤炭品种配比外销，达到大批量回收和利用煤泥的目的，具有良好的经济效益、环境效益和社会效益。

　　据介绍，该项目一年可“吞进”14万吨低热值煤泥，年可增创效益800万元

来源:

粉煤灰综合利用网资讯中心