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5 洗水闭路循环
进行洗水闭路循环、煤泥厂内回收,是消除煤泥水排放厂外、侵占农田并防止污染环境的一项有力措施。
5.1选煤厂洗水闭路循环的三级标准
选煤厂洗水闭路循环的三级标准是为了防止环境污染、节约用水、提高分选效果、增加经济效益和社会效益而制定的。
(1) 一级标准 一级标准要求煤泥全部在室内由机械回收,洗水动态平衡,不向厂区外排放水,水重复利用率在90%以上,单位补充水量小于0.15m3/(t 入洗原料煤)。设有缓冲水池或浓缩机也可用煤泥沉淀池代替,贮存缓冲水或事故排放水),并有完备的回水系统。设备的冷却水自成闭路,少量可进入补水系统。洗水浓度小于50g/L,入洗原料煤量达到核定能力的70%以上。
(2) 二级标准 二级标准要求煤泥全部在厂内由机械回收,室内回收的煤泥量不少于总量的50%,机械化沉淀池应有完备的回水系统,洗水实现动态平衡,不向厂区外排放。水重复利用率在 90%以上,单位补充水量小于 0.20m3/(t 入洗原料煤)。洗水浓度小于 80g/L,年入洗原料煤量达到核定能力的50%以上。 (3) 三级标准 三级标准要求煤泥全部在厂区内回收。沉淀池、尾矿坝等沉淀澄清设施有完备的回水系统。水重复利用率在 90%以上,单位补充水量小于 0.25m3/(t 入洗原料煤)。排放水有固定排放口,并设有明显的排放口标志、污水水量计量装置和污水采样装置。洗水浓度小于 100g/L。
5.2 实现洗水闭路循环的途径
实现选煤厂洗水闭路循环是煤泥水管理的最终目标。合理的煤泥水流程为选煤厂实现洗水闭路循环提供了技术保证,但要最终实现这一目标还面临着十分艰巨的任务,就是要达到洗水平衡。这里既有有复杂的技术问题又有细致的生产管理工作。可见,选煤厂的煤泥水系统是问题最多、最难解决的环节。不少选煤厂生产不正常,其问题都出在煤泥水处理环节上。其原因有两点,一是管理不善;二是设备不配套。为了实现这一工作任务,必须做好下列各项工作。
(1) 提高管理水平,建立洗水管理规章制度,加强洗水管理,减少清水用量,使水量平衡。
① 人人关心洗水平衡工作,设专人管理,清水计量—洗水闭路循环顾名思义就是所有煤泥水经处理后全部循环使用。这个循环中的关键是洗水平衡。洗水闭路循环涉及工艺过程是每一个环节,因而洗水平衡就涉及到有关作业的每个人。可见做好洗水平衡工作的前提是人人都做洗水平衡工作,充分认识其重要性。为了加强洗水管理,选煤厂应派专人管理洗水,并应对清水进行计量,做到用水
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心中有数。及时掌握洗水变化规律,做出适当调整,适应原煤可选性变化以及原煤中含泥量变化等的要求。
②严格控制补充水量,保持洗水平衡。在正常的煤泥水循环中,水的损失主要是洗选后产品带走的水分和过程中自然蒸发的水分。例如,入洗一百吨2%水分的原煤,如果选后产品平均水分为12%,则产品带走水量约为11 吨左右,自然蒸发的量则更少。可见,洗选过程中损失水量是很有限的。这个损失量还随原煤水分、入洗量而变化。只有严格控制补充水量使其不超过损失量才能保持洗水平衡。当然这个所谓平衡只是暂时的、相对的。管理工作的任务就是在不平衡中找平衡。而且主要是通过控制补充水来保持这一平衡。关于这方面的工作有: a.补充清水的地点应慎重选择—有效地利用有限的补加清水认识到补加清水是有限的,就意味着在整个工艺过程中不能任意加清水。也就是说,有限的补加清水只能加在最需要的地方,如脱泥筛和脱水筛上。尤其是末精脱泥筛,在回收的粗煤泥中,通常均带有相当数量的高灰细泥,为了保证精煤灰分,降低高灰细泥对精煤的污染,应加部分清水对其进行喷洗。只有在产品带走水量多、清水有余量时,才可用到其他作业。要严格禁止用清水冲刷地板。
b.尽量用澄清的循环水做工艺用水,循环水要作为主要的工艺用水,不论是块煤喷水,给煤机喷水或溜槽冲水都必需使用循环水。为此,必须保证循环水的质量,不但水质要清,还得不含杂物,以免堵塞管子或喷眼,而影响工作。 c.减少各作业用水量—尽量减少各作业用水量,包括循环水和清水的用量,以便降低系统中各设备按矿浆体积计算的单位负荷,减少各作业的流动水量,方便洗水的管理。
d.加强洗水管理—各处滴水或冲刷地板的废水,或检修、事故放水均应管理好,应集中设立杂水池作缓冲。经充分澄清处理后,其底流和溢流分别送到有关作业进行处理。
e.在正常工作时,各水池的水位均应保护在低水位,留出足够容积以承受停车时各设备,如定压水箱(管)、跳汰机,管道等的动态水量,避免由此引起的循环水流失。
f.冷却水应作到局部循环。可因地制宜地建立冷却水池,分片使用,这样既 有利于设备工作安全,也有利于水的管理。
g.根据实际需要决定用途—设一足够容量的循环水缓冲池,以缓冲生产中水量的波动,杜绝由此引的循环水流失。通常,再选物料中含泥量较少,可以使用浓度较高的循环水,而将浓度低的循环水留给主选,以提高主选的分选效果。分级入选时,块煤可应用高浓度的循环水,末煤则应用低浓度的循环水。 h.各作业之间的配合—各作业之间应互相衔接配合,要有全局观点。在正常
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工作时,各水池的水位均应保护在低水位,留出足够容积以承受停车时各设备,如定压水箱(管)、跳汰机,管道等的动态水量,避免由此引起的循环水流失。根据循环水缓冲池的水位添加补充水,保证有效地控制补加水量。
(2) 设备能力满足需要。选煤厂的浓缩、澄清和煤泥回收设备,包括脱泥筛、过滤、压滤等设备的处理能力,应满足现有生产的需要。很多选煤厂洗水不能闭路,煤泥未能实现厂内回收,其原因在于厂内某些设备处理能力不足。例如,如果过滤设备处理能力不足,大量煤泥在浮选、过滤作业中进行循环,会使浮选机的实际处理能力降低;对于使用浓缩浮选的选煤厂,其结果则会导致浓缩机溢流水浓度急剧增高。浓缩机的溢流水是水洗作业最主要的水源,由于浓度过高,严重恶化了分选效果。为了保证生产过程正常进行,补救的办法是大量补加清水,结果造成向厂外排放煤泥,污染环境,并使洗水不能达到平衡。因此,首先在设计上对这些环节应予以高度重视,充分考虑原煤性质,如原生煤泥量、次生煤泥量和煤泥的粒度等,保证这些环节有足够的处理能力,不至于造成浪费,使各环节能够正常工作,为后续作业提供有利的生产条件。其次,在上述设备能力不足的情况下,应努力提高操作管理水平,并在条件允许的情况下,对设备能力进行配套。
(3) 加强斗箱、溜槽、管道、水门等的检查和维修,消除漏水,漏煤现象。设置负标高集水池,收集和处理事故放水、滴漏水、扫地水等污水,防止其流失和泛滥。
(4) 努力作好浮选尾煤的回收利用是洗水闭路循环的重要组成部分。最后,为实现洗水闭路、煤泥厂内回收,应解决煤泥销路的问题。除外销外,可以考虑在厂内或矿内进行综合利用,以消除煤泥堆积,促使煤泥采用机械回收,保证回收浮选尾煤中的洗水全部返回复用。综上所述,实现选煤厂洗水闭路循环除应采取必要的技术措施外,工作的重点仍是加强技术管理。
5.3 实现洗水闭路循环的效益
(1)选煤厂经过煤泥水系统改造后,精煤回收1 t 精煤按 260 元计算,年增加收入182万元 。
(2)实现了洗水闭路循环 ,达到了国家环保要率比原来提高了3 % ,每年多回收精煤7000 t ,每年节约排污费用20万元 。
(3)改造后节约用水10.8万t ,以每1 t水2元计算 ,节约用水费用约22万元 。 (4) 污水改造增加了用电负荷 ,全年多支出电费约9. 6万元 。
(5) 改造后,每年需增加材料配件费用约5万元。改造后每年增加的利润为 : 182 + 20 + 22 - 9. 6 - 5 = 209. 4 (万元)
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6 展望煤泥水发展去向
许多选煤厂目前由于规模、资金、管理等因素, 存在洗煤水外排、循环水利用率低等问题。无论从保护环境还是节约煤炭及水资源的角度, 这些洗煤厂均应从根本上改变目前洗煤废水的处理利用现状, 因地制宜地选择合乎实际的处理利用工艺。随着焦化行业向着具有一定规模焦化生产方向发展趋势,煤炭洗选也应向规模化、系统化、现代及高效的管理水平方向发展,使煤炭加工业走上确保经济、环境协调统一的可持续发展之路。
(1)原煤入选比率将不断扩大。不仅要提高国有重点煤矿的洗选比率,而且更要大力发展地方煤矿的洗选加工。选煤规模要与洗精煤的需求结合,炼焦煤的选煤规模要与冶金、化工等对焦煤的要求相结合,动力煤的选煤规模要与电力和工业窑炉等要求相结合。
(2) 厂型和设备向大型化、工艺简化发展。中国300 万吨以上的大型选煤厂绝大多数是80 年代以来建设的,90年代建设和投产的选煤厂皆为400 万吨、600 万吨和1 200万吨的厂型,今后也将向大型化发展。与此相适应,设备也将向高效、大型化发展,并简化工艺系统,减少重复配置同功能设备及作业环节,尽量形成单一设备的作业系统,以降低基建投资和生产成本,提高处理能力和功效,并向着定型设计、标准设计方向发展。
(3)生产自动化程度将越来越高。目前,中国选煤厂的自动化属于局部生产系统自动化的较多,如跳汰机床层自动控制、重悬浮液密度自动测量与调控、浮选工艺参数自动检测与控制等,只有少数厂实现了全厂主要生产系统计算机自动化和全厂设备集中控制、数据采集和工业电视监视。因此,进一步推广选煤厂自动化成果,发展全厂生产系统自动化,是今后的发展方向。
(4)发展深度加工,开发洁净煤技术。洁净煤技术是包括开采、加工、燃烧、利用和环保等全系统的综合技术的总称,旨在提高煤炭利用效率,杜绝环境污染,煤炭洗选加工是开发洁净煤技术的重要和首要环节,其重点在于主攻细粒级和极细材级煤的精选,开发生产超纯煤技术和脱除杂质、脱硫技术,特别是脱除有机硫的技术,更是当前开发洁净煤技术的关键。
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7 结论
本文结合对煤泥水处理的理论了解和陶一矿洗煤厂的现场实践,并通过资料的收集、整理和理论分析研究了洗煤厂在生产过程中煤泥水的处理及洗水闭路循环,对于洗煤厂以后进行煤泥水的处理具有重要的理论和现实意义。通过分析研究,本文主要结论如下:
(1)根据收集和整理的研究资料来看煤泥水已成为煤炭工业的主要污染源和煤炭损失源之一。煤泥水的处理与回用不仅对环境保护具有重要意义,同时具有显著的经济效益和社会效益。
(2)煤泥水没有完全循环的主要原因是:第一、我国有相当一部分原煤遇水易于泥化,产生的煤泥水浓度高,处理难度大。虽然选煤厂设有煤泥水处理系统,但处理效果不理想,没有达到回用洗煤的要求,因此,只能直接排放。第二、一些小型选煤厂的煤泥水处理工艺不完善。 煤泥水处理系统投资和生产费用大,直接经济效益低,因此,一些小型选煤厂仅采用重力浓缩或重力沉淀等简单工艺处理煤泥水,处理水质难以得到保证。
(3)我国煤泥水的研究重点应着重研究高泥化和高浓度煤泥水处理技术以及如何提高现有设备的煤泥水处理效率和质量。