煤泥无量化及其工艺应用分析

吴涛

淮北矿业集团 淮北选煤厂  安徽淮北  235000

摘要：随着国家环境保护法律法规不断完善，环保意识不断增强，客户对产品质量的要求不断提高，同时作为传统能源行业更应在降低能源消耗、提高资源综合利用上不断进行试验与探索。如何降低煤泥量、提高煤泥热值是解决煤泥在综合利用过程中迫在眉睫的难题。在煤价下滑、买方主导煤炭市场的情况下，煤泥干燥效益并不明显。研究煤泥无量化、实现资源最大化利用，是选煤企业创造效益的热点之一。

关键词：煤泥无量化；能源消耗；资源综合利用

一、实施背景

随着国家环境保护法律法规不断完善，环保意识不断增强，客户对产品质量的要求不断提高，同时作为传统能源行业更应在降低能源消耗、提高资源综合利用上不断进行试验与探索。因此如何降低煤泥量、提高煤泥热值是解决煤泥在综合利用过程中迫在眉睫的难题。

淮北矿业集团公司下属各选煤厂煤泥水分较大，热值较低，燃烧效率较差，造成销售价格较低；此外，煤泥地销依然存在分成，也影响了集团公司的经济效益。根据集团公司统一安排，淮北选煤厂积极进行煤泥无量化技术改造，通过采用新型高压隔膜压滤机将煤泥水分降至16%~18%，并均质化掺入商品煤进行销售，消除了选煤厂煤泥地销，提高整体经济效益。

二、景津（超）高压隔膜压滤机简介

景津XMAGZF650/2000-U型超高压隔膜压滤机能有效降低煤泥产品水分，该实用新型专利名称：高压压榨液压压紧机械螺旋锁紧压滤机，专利号：ZL 2014 2 0371262.4。景津高压压榨液压压紧机械螺旋锁紧压滤机在现有传统压滤机的一次入料、压滤脱水的基础上，采用了3.0MPa高压水二次压榨的专有技术，能够有效将煤泥产品水分从22%~24%降低至16%~18%，同时该压滤机使用专有高压压榨机械螺旋锁紧装置，能有效保证压滤机高压工况下的安全系数。

超高压隔膜压滤机采用机、电、液一体化设计制造，拉板电机采用变频电机，结构合理、操作简单、维护方便、安全可靠。该系列压滤机能够实现滤板压紧、过滤、反吹、滤饼洗涤，滤板松开，卸料等各道工序的自动化控制（以上功能可根据具体工艺要求进行增减）。本机还可以配置隔膜板，过滤后通过水压或气压改变滤室容积，对滤饼进行压榨，进一步降低滤饼含水率。厢式滤板为增强聚丙烯模压而成，隔膜滤板为增强聚丙烯模压热合而成，具有国际领先水平。

三、应用情况

淮北选煤厂宿州分厂桃园厂、祁南厂、朱仙庄厂入洗的矿原煤具有细泥含量大，原煤易泥化的特点，尾煤泥处理设备采用景津KZG650/2000-U型快隔膜压滤机，对压滤机入料进行采样试验可以看到（表1），-0.045mm粒度级含量达到91.45%，滤饼水分在21%~23%之间，滤饼粘湿，很难破碎掺配。

粒度（mm）	质量（g）	产率（%）	灰分（%）
0.5	0	0	0
0.045-0.5	10	8.55	12.05
-0.045	107	91.45	56.38
合计	117	100	52.59

表1：压滤机入料粒度组成

引进景津XMAGZF650/2000-U型超高压隔膜压滤机，将之与淮北选煤厂在用的几种压滤机参数进行对比（表2），与传统的快开式隔膜压滤机相对比，超高压隔膜压滤机过滤面积与原压滤机保持一致，压榨压力达到3.0MPa。

项目	快开隔膜压滤机 （KZG650/2000-U）	超高压隔膜压滤机 （XMAGZF650/2000-U）	单室入料空气穿流压滤机(HMZG490/1500-U )
过滤面积（m2）	650	650	490
配板数量（块）	91	91	119
滤板尺寸（mm）	2000	2000	1500
滤腔厚度（mm）	40	35	35
角吹风（s）	/	50	180-600
反吹风（s）	/	20	50
压榨压力（MPa）	/	≤3.0	1.0-1.2
用途	尾煤泥用	尾煤泥用	精煤用

表2：几种压滤机的参数对比

    超高压压滤机安装完毕后，对其参数设定及效果进行了持续的跟踪试验（表3）。压榨压力分别由1.4MPa提高到2.4MPa，压榨时间2100s，最低水分为17.17%，比老式压滤机最低水分21.4%下降了4.23%，降幅达19.77%。

序号	超高压压滤机水分						老式压滤机 水分(%)
	压榨压力（MPa）	压榨时间（s）	水分(%)			平均
			头	中	尾
1	1.4	2100	17.6	17	18	17.5	22.8
2	2	2100	17.2	18.9	18	18.03	23.2
3	2.4	2100	16.8	18.9	17.8	17.83	23.3
4	2.4	2100	17.1	17.5	16.9	17.17	21.4

表3：新老压滤机滤饼水分

在修订压榨水泵的工作状态，对压榨时间进行调整后，采用3.0MPa 的极限压力进行压榨，得到的滤饼水分又有所下降（表4），同时取样化验了滤饼的发热量，可以看出，超高压压滤机在调整到合适的参数时，最低水分可以达到14.27%，较老式压滤机最低水分20.9%下降了6.63%，降幅31.72%，通过滤饼水分的降低，发热量提高了200～400大卡（表5）。老式快开压滤机能否卸料的条件是通过入料泵的自我压榨，滤饼完全成型才能卸料，超高压压滤机的入料时间可以根据生产需要合理的选择。经过超高压压榨后的滤饼，具有较高的硬度，通过自由落体机械碰撞能够实现自我破碎，辅以煤泥破碎机加强破碎，可以破碎到需要的粒度。

序号	超高压压滤机							老式压滤机
	入料时间（s）	压榨压力（MPa）	压榨时间（s）	水分(%)			平均	入料时间（s）	水分(%)
				头	中	尾	（%）
1	3200	2.4	1000	14.6	15.7	14.5	14.93	5200	22.8
2	3400	3	1000	14.1	14.5	14.2	14.27	5700	20.9
3	3053	3	800	17.2	17.2	17.4	17.27	5100	22.5
4	3276	2	1200	18.2	18.6	18.5	18.43	7620	25.2
5	2820	3	1000	14.7	15.2	15.5	15.13	6500	22.4

表4：调整后的超高压压滤机水分

机号	入料浓度（g·L-1）	入料时间（s）	压榨压力（MPa）	压榨时间（s）	水分(%)	灰分（%）	发热量（cal/g）
超高压	643.3	3276	2.0	1000	16.3	61.79	2047
老式压滤机	643.3	5220	/	/	21.8	59.98	1963

表5：压滤机滤饼发热量对比

四、煤泥无量化工艺应用展望

煤泥无量化工艺的应用对于淮北选煤厂而言其效益及其投资回报比均较为突出，主要有以下几个方面：

1.提高煤泥产品热值、提升产品市场竞争力；

2.避免煤泥地销分成，提升经济效益；

3.水分降低后的煤泥产品可以经破碎掺入商品煤，提升经济效益；

4.消灭煤泥产品，减轻环保压力；

5.提升集团公司对煤炭的清洁高效利用水平，符合绿色矿山、节能高效、降低碳排放的政策导向，增强企业在市场上的竞争力。

综上，煤泥无量化工艺实现了“煤泥落地无量化、商品煤产量最大化、水资源利用节约化、经济效益显著化”的效果，具有在淮北乃至全国类似选煤厂推广的价值。

参考文献：

[1]谢广元，等。选矿学[M]。徐州：中国矿业大学出版社，2002。

[2]张明旭，等。煤泥水处理[M]。徐州：中国矿业大学出版社，2000。

[3]李明。通过煤泥干燥技术实现低质煤泥的综合利用[C],中国煤炭加工利用协会-煤炭工业节能减排与循环经济发展论文集，2012.6:328-331。

作者简介：吴涛，1986年7月出生，本科学历，工学学位，工程师，淮北矿业集团淮北选

煤厂宿州分厂祁南厂生产副厂长。