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探析煤泥水处理的新技术及发展趋势

更新时间:2022-09-06 10:34 落影

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摘要:随着电厂环境保护和资源节约要求的提高,电厂煤泥水处理的要求也随之提高,选取经济合理的处理方式显得尤为必要。综合煤泥水处理技术的进步、生产成本、处理能力和效果及现场用水需求变动等因素,通过对现有煤泥水系统进行配套改进,简化流程,优化方式,实现质量效益最大化。

关键词:煤泥水;工艺流程;改进;优化

近年来,国内大多数燃煤电厂的输煤系统栈桥、地面都普遍采用水冲洗的方式,输煤皮带机头部喷淋抑尘设施和沿线除尘设施也需要大量的水,冲洗过后的污水中包含有大量的悬浮物、煤泥和泥砂,由于煤炭自身有疏水性,废水中的大量微小煤粉在水中比较稳定,此外一些超细的煤粉悬浮在水中,即使静置相当长的时间也很难自然沉降。如果对此类废水直接进行排放会造成环境污染和水资源浪费,可通过煤泥水处理系统得到符合回用标准的回用水再次利用。某厂输煤系统分为锅炉供煤和化工供煤两部分,整个系统运行时间相对较长,对现场的安全环保要求较高,产生的现场冲洗废水较多。某厂含煤废水主要为输煤系统地面冲洗产生的废水,其排放特点是排放周期、排放量变化不大。经过长期的运行,某厂原设计采用污泥脱水机对煤泥水进行分离,由于受煤泥浓度影响较大,脱泥效率低,无法满足生产需要,现已逐渐退出煤泥水处理工艺领域,同时原设计调节水池积累的污泥难于清理,制约产水,必须对煤泥水处理工艺进行改进与优化,以满足实际生产需求。

1 煤泥水的处理内容

煤泥水的处理主要是指煤炭在分选加工过程中产生的介质用水的处理技术。由于煤炭的分选加工绝大多数是以水或水的混合物作为分选介质的,因此,煤泥水处理与煤炭的洗选加工密切相关,其主要任务就是实现煤泥全部厂内回收、洗水闭路循环,实现节能减排的目的。田庄选煤厂煤泥水由五部分组成:原煤湿法分级和脱泥的筛下水;块煤脱介筛稀介质回收净化后的煤泥水;末煤脱介筛稀介质回收净化后的煤泥水;离心脱水机的离心液;重介车间跑冒滴漏和卫生清扫的煤泥水。煤泥水处理主要包括几个方面内容:

1.1 煤泥的分选、回收、脱水作业

煤泥的分选、回收、脱水是煤泥水处理中最主要的任务和内容。对炼焦精煤选煤厂而言,尽可能多地的从煤泥水中把中低灰分精煤固体颗粒分离出来,加以充分回收利用,并尽可能降低煤泥产品所含水分,实现精煤产率最大化。

1.2 煤泥水的分级作业

煤泥是由各种粒度组成的混合粒群,其中的粗粒和细粒在许多性质上差别很大。在重介选煤厂中,煤大于0.5mm粒级全部进入末原煤系统,小于0.5mm粒级全部进入浮选系统。

1.3 煤泥水的浓缩作业

各种煤泥分选、回收和脱水设备,对入料的浓度有一定的要求,只有适合的浓度才能满足工艺效果。而煤泥水的浓度,则取决于煤泥水中煤泥量的多少、作业用水量的大小、循环水质的好坏。目前,大多数选煤厂都采用自然沉降浓缩设备,有些还通过添加絮凝剂的办法,强化沉降,提高浓缩效果。在浓缩设备中,从容器底部少量排出的是浓缩的煤浆,从容器上部大量流走的是溢流水。

1.4 煤泥水的澄清作业

循环水作为分选和辅助用水,其质量主要表现为循环水的固体含量、固体粒度和灰分。当循环水中含有过多的煤泥颗粒,尤其是高灰、细泥颗粒时,会严重影响分选、回收和脱水效果。为保证循环水的洁净,必须设置煤泥水澄清作业。

1.5 煤泥产品的加工利用

煤泥是由細微粒煤、粉状矸石和水组成的黏稠物,具有粒度细、灰分高、水分大、热值低、黏结性强、内聚力大等特点,正是这些特点限制了煤泥的使用。而大量的煤泥若处理不当,不仅造成资源的浪费,而且会严重影响周围环境。因此,对煤泥的加工利用成为各个选煤厂面临一个现实而亟需解决的课题。

2 煤泥水处理的探索与实践

田庄选煤厂建厂40年来一直在进行煤泥水处理方面探索和实践,不断取得新成果。根据煤泥水的组成特点和处理内容要求,田庄选煤厂主要采取以下几方面的技术措施和管理方案。

2.1 优化改造粗煤泥分级系统

1989年建设了角锥沉淀池和分级旋流器组合的粗煤泥分选系统,代替原斗子捞坑的粗煤泥分选系统。针对粗煤泥分选系统存在的系统复杂、处理能力不足、效率低、能耗高的问题,2008年开始对粗煤泥分选车间进行优化改造。一是利用6台φ550mm旋流器代替原12台φ500mm,每台对应一台脱泥筛,入料采取一台泵对一台旋流器,从而形成6个子系统,简化了系统,减少了设备运行,提高了分级效率;二是角锥沉淀池予以保留,仍然作为第一步分级作业,但是对角锥沉淀池6台泵电机进行变频改造,节电效果显著;三是在粗煤泥车间设置一个工段控制室和一个现场PLC站,实现了控制室集中控制,提高了自动化水平。

2.2 采取直接浮选工艺

2001年4月开始实行直接浮选工艺。直接浮选是指重选过程产生的煤泥水经水力分级设备控制入浮粒度上限后,不经浓缩直接输送到浮选作业。其优点是,重选和浮选作业的同步进行,有利于提高生产效率;降低了重选分选下限和浮选入浮浓度,可改善细粒级和细泥的选择性,也便于及时检测浮选精煤灰分以指导精煤生产,提高精煤质量和产率;在全厂原煤处理量均衡的条件下浮选入料流量、入浮煤浆浓度和粒度组成基本穩定,消除了循环水中携带细泥的现象,避免了煤泥反复在洗水循环中大量泥化,做到清水选煤,实现煤泥水的闭路循环和全部煤泥厂内回收。

2.3 成功研制双流态微泡浮选机

随着煤炭开采深度的增加和综采机械化程度的提高,田庄选煤厂入选原煤煤质逐年下滑,灰分明显增高,尤其是难选煤、细粒煤比例大幅度增加,造成分选效率差、产率低、质量不稳定等问题,给精煤生产带来很大困难。为解决这一难题,田庄选煤厂经过十年的艰苦努力,开发研制出“双流态微泡浮选机”,2007年获得国家专利和国家科技发明二等奖。

2.4 加强浮选精煤脱水

针对入选原煤中小于0.5mm粒级含量越来越多、泥化现象现象日益严重、浮选煤泥脱水比较困难的问题,田庄选煤厂在原有10台PG116/10圆盘真空过滤机(逐步淘汰)的基础上,1997年投资从奥地利引进3台HBF120/10型加压过滤机,2010年又购置了一台国产加压过滤机和4台精煤压滤机,大大提高浮选精煤脱水能力。

3 经验和体会

田庄选煤厂经过40年的不断探索和大胆实践,在煤泥水处理方面取得了一些成绩,也有较为深刻的教训,所有这些都值得加以总结,以便扬长避短,持续改进和优化。主要体会有以下几点:

(1)分选粒度控制是做好煤泥水处理的前提。煤泥水处理的粒度控制是煤泥水处理的第一道工序,也是最主要的工序之一,直接制约着后续工序的正常进行,特别是对煤泥的分选产品的数量和质量起关键性作用,并对全厂精煤产品产率和质量产生重要影响。田庄选煤厂目前使用的煤泥水粒度控制系统是角锥沉淀池和分级旋流器组合的粗煤泥分选系统。

(2)直接浮选、浓缩过滤是做好煤泥水处理的关键。许多选煤厂实践都证明了直接浮选和浓缩过滤工艺对实现煤泥水闭路循环非常有利,是煤泥水处理中浮选和过滤方面一项根本性的改革。实行直接浮选以后,循环水的来源单一,便于有效控制循环水的水质,简化了煤泥水处理系统,有利于煤泥水闭路循环。而实行浓缩过滤后取得了滤饼水分降低、脱饼率100%、一台过滤机顶两台过滤机的效果。但是浓缩过滤中的消泡问题还有待解决。

结语

综上所述,煤泥水处理作为电厂输煤单元必不可少的环节,对其处理过程的工艺进行有效改进,可以大幅度提高煤泥分离效率,提高水资源回收利用率,煤泥处置流程更加合理便捷,提升了整个煤泥水处理系统运行稳定性,取得了较好的经济效益。

来源:矿机之家

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