选煤厂尾煤压滤处理系统改造

引言

选煤厂仅从资源有效利用与改善循环水质量的角度出发,进行煤泥水处理。随着防止环境污染条例的实施,迫使选煤厂必须从防止环境污染的角度来解决煤泥水处理问题。GB8979-1988《污水综合排放标准》规定:选煤厂的最低允许水循环利用率,老厂为85%,新建和改扩建厂为90%;外排煤泥水中悬浮物质量浓度的最高允许值,老厂为400mg/L,新建和改扩建厂为300mg/L。因此,选煤厂必须从工艺生产和环境保护方面解决煤泥水处理问题。煤泥水处理的原则是煤泥厂内回收、煤泥水闭路循环、废水达标排放。

尾煤处理系统现状

目前、矿选煤厂煤泥水固体物料包括选煤厂生产生活污泥、净化水厂污泥和浮选尾煤,2007年全年占原煤的10103%,原煤入选量约1000t/h,考虑生产不均衡系数115倍,则尾煤固体物料为100～150t/h。采用加压过滤机(处理量30～40,滤液循环复用)煤泥沉淀池(处理量6～5)压滤机(处理量～5),滤液部分循环复用)联合工艺对尾煤回收,但煤泥沉淀池仍不堪重负,特别是加压过滤机,压滤机开机率低时,造成大量煤泥水直接排到矿外,环境污染严重、经济损失大、浪费清水资源,该工艺不能实现选煤厂内尾煤回收及煤泥水的闭路循环。

尾煤处理系统改造

工艺技术要求技术改造的目标是煤泥水完全闭路循环,杜绝生产废水外排,节约清水资源,工艺上实现尾煤选煤厂内回收,产品结构最优化和经济效益最大化。范各庄矿选煤厂尾煤处理系统及煤泥水闭路循环改造工艺流程所示,图中虚线为涉及改造方案的参考部分。

尾煤处理系统改造的工艺技术方案

工艺改造方案在选煤厂新厂房内,安装一台同型号加压过滤机;取消煤泥沉淀池(或保留最后一级,事故放水备用);停用现有压滤机(或保留处理事故放水);在选煤厂主厂房内,新安装5台隔膜压滤机3台;选煤厂生产生活污水和水厂污水转排到浓缩机,在厂内单元循环;煤泥水全部厂内回收处理,完全实现煤泥水闭路循环。

工艺技术路线采用加压过滤机(2台、处理量60～80t/h,掺入末中煤,滤液循环复用)—取消煤泥沉淀池(或备用)—压滤机(3台、处理量40～70t/h,滤液全部循环复用)的联合工艺,进行尾煤脱水回收。

技术关键

1)取消煤泥沉淀池和现有压滤车间(或部分保留,以备处理事故放水),煤泥水全部选煤厂内回收,煤泥水完全闭路循环。

2)加压过滤机至少保证一台正常运行。

3)考虑煤泥产品的运输及掺混技术因素,选煤厂内板框压滤机产品水分保证值20%～23%。

4)板框压滤机产品,可以掺入部分末矸石,形成新的低热值煤炭产品。

5)板框压滤机产品,作为单独产品,要新建一条皮带走廊,在现有工艺条件下,专运煤泥产品(也可掺入部分末矸石)到精煤池东南侧,可以就地装火车和汽车。

生产工艺技术要求

板框压滤机单台处理能力30～40t/h,产品水分20%～23%;2开1备,连续生产,加压过滤机1台运行时,开3台;满足选煤厂和水厂连续生产的要求;滤液全部返回循环复用,实现煤泥水闭路循环,循环水质量满足选煤生产要求(固体质量浓度低于5L);杜绝废水排放。该方案新安一台加压过滤机,对入料煤泥水及滤液转排系统需要进行设计改造,配套的压风机、动力配电及自动控制等,均要满足生产工艺要求。主厂房内新安压滤机系统工程,包括旧设备的拆除、楼板空洞复原处理、配套的产品运输转载、动力配电及自动控制等,均要满足生产工艺要求。

配套的公司清水系统闭环控制改造研究方案

1)清水系统现状。范各庄矿业公司矿井清水系统由水厂和选煤厂清水泵房组成,净化水厂将清水输送到选煤厂清水泵房的3个水仓,清水泵房再将清水分3路供应用水点,用水点包括矿井生产生活用水、选煤厂生产生活用水和消防用水。

2)存在问题。目前由于没有自动控制功能,造成清水资源浪费。水厂开路向选煤厂清水仓供水,水仓水多时跑溢流直接排到矿外;清水泵房开路向选煤厂主房供应生产生活清水,水多时通过溢流进入循环水。

3)主要研究项目。范各庄矿业公司清水系统闭环控制,实现按需自动供水技术,杜绝清水浪费。同时,选煤厂补入的清水量等于产品带走的水量,是实现煤泥水闭路循环,废水零排放的强制性技术指标。因此,实现选煤厂按需供水是煤泥水闭路循环改造的必要条件,必须对公司清水系统进行闭环控制进行研究并应用。

4)项目主要内容。在水厂与选煤厂清水仓之间、选煤厂清水泵房与选煤用清水之间,设液位自动控制装置,进行闭环控制,在保障矿井生产生活用水的前提下,达到按需供应分配用水量,杜绝清水浪费。

5)项目工艺技术路线。

①水厂供水→清水泵房,按清水泵房水仓液位供水,闭环控制,实现自动按需供水。

②选煤厂主厂房清水仓→清水泵房生产清水泵,按主厂房清水仓液位供水,闭环控制,实现自动按需供水。

6)项目技术关键。通过对清水系统进行闭环控制研究与应用,实现按需自动供水技术,技术关键在于利用计算机自动控制系统。

煤泥水闭路循环系统改造工程效益分析

1)调整产品结构,合理利用煤炭资源。生产实践证明,加压过滤机处理浮选尾煤技术效益十分显著:

①调整产品结构,实现尾煤变末中煤。

②实现部分煤泥厂内回收,单元煤泥水闭路循环。

③按末中煤300元/t,尾煤160元/t,考虑运行成本,净利润100元/t,小时处理能力35t/台,年生产350d,每天运行14h,2台同时运行系数取018,则投入1年增加纯利润2744万元。

④完成尾煤脱水产品27144万t,月均约22867t。

2)煤泥水闭路循环,节约清水资源。当前选煤吨煤水耗约01375m3/t(国家设计参考标准为煤泥水开路017m3/t)。煤泥水闭路循环后,水耗保证值01175m3/t,最低01125m3/t,按年入选原煤450万t计算,则每年可节约生产清水90～11215万m3,平均每天(按350d/a)节约水2571～3214m3,增加经济效益3149～3250万元。

3)杜绝废水排放,减少企业排污成本。由于选煤厂补充清水全部来自净化水厂,矿井地下水排到水厂,经处理输送到选煤厂,再转排到矿外,每吨水的运行成本(电费、水处理费、排污费和设备磨损维修费等)约为415元/m3,则公司每年可节约排污成本405～506万元。

4)社会效益分析。取消煤泥沉淀池,停用当前的压滤机,调整矿井工业广场布局,释放土地资源;杜绝污水排放,利于环境保护,节约宝贵的地下淡水资源。通过对范各庄选煤厂煤泥水处理系统以及公司清水供需系统中存在的工艺技术难题进行研究与探索,提出系统技术创新方案。方案实施后,将产生显著的经济效益和社会效益,大幅提升选煤厂技术水平,并可提高企业自主创新能力。