introductory

選煤廠僅從資源有效利用與改善循環(huán)水質(zhì)量的角度出發(fā),進(jìn)行煤泥水處理。隨著防止環(huán)境污染條例的實(shí)施,迫使選煤廠必須從防止環(huán)境污染的角度來(lái)解決煤泥水處理問(wèn)題。GB8979-1988《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定:選煤廠的最低允許水循環(huán)利用率,老廠為85%,新建和改擴(kuò)建廠為90%;外排煤泥水中懸浮物質(zhì)量濃度的最高允許值,老廠為400mg/L,新建和改擴(kuò)建廠為300mg/L。因此,選煤廠必須從工藝生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)方面解決煤泥水處理問(wèn)題。煤泥水處理的原則是煤泥廠內(nèi)回收、煤泥水閉路循環(huán)、廢水達(dá)標(biāo)排放。

尾煤處理系統(tǒng)現(xiàn)狀

目前、礦選煤廠煤泥水固體物料包括選煤廠生產(chǎn)生活污泥、凈化水廠污泥和浮選尾煤,2007年全年占原煤的10103%,原煤入選量約1000t/h,考慮生產(chǎn)不均衡系數(shù)115倍,則尾煤固體物料為100～150t/h。采用加壓過(guò)濾機(jī)(處理量30～40,濾液循環(huán)復(fù)用)煤泥沉淀池(處理量6～5)壓濾機(jī)(處理量～5),濾液部分循環(huán)復(fù)用)聯(lián)合工藝對(duì)尾煤回收,但煤泥沉淀池仍不堪重負(fù),特別是加壓過(guò)濾機(jī),壓濾機(jī)開(kāi)機(jī)率低時(shí),造成大量煤泥水直接排到礦外,環(huán)境污染嚴(yán)重、經(jīng)濟(jì)損失大、浪費(fèi)清水資源,該工藝不能實(shí)現(xiàn)選煤廠內(nèi)尾煤回收及煤泥水的閉路循環(huán)。

尾煤處理系統(tǒng)改造

工藝技術(shù)要求技術(shù)改造的目標(biāo)是煤泥水完全閉路循環(huán),杜絕生產(chǎn)廢水外排,節(jié)約清水資源,工藝上實(shí)現(xiàn)尾煤選煤廠內(nèi)回收,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)最優(yōu)化和經(jīng)濟(jì)效益最大化。范各莊礦選煤廠尾煤處理系統(tǒng)及煤泥水閉路循環(huán)改造工藝流程所示,圖中虛線為涉及改造方案的參考部分。

尾煤處理系統(tǒng)改造的工藝技術(shù)方案

工藝改造方案在選煤廠新廠房?jī)?nèi),安裝一臺(tái)同型號(hào)加壓過(guò)濾機(jī);取消煤泥沉淀池(或保留最后一級(jí),事故放水備用);停用現(xiàn)有壓濾機(jī)(或保留處理事故放水);在選煤廠主廠房?jī)?nèi),新安裝5臺(tái)隔膜壓濾機(jī)3臺(tái);選煤廠生產(chǎn)生活污水和水廠污水轉(zhuǎn)排到濃縮機(jī),在廠內(nèi)單元循環(huán);煤泥水全部廠內(nèi)回收處理,完全實(shí)現(xiàn)煤泥水閉路循環(huán)。

工藝技術(shù)路線采用加壓過(guò)濾機(jī)(2臺(tái)、處理量60～80t/h,摻入末中煤,濾液循環(huán)復(fù)用)—取消煤泥沉淀池(或備用)—壓濾機(jī)(3臺(tái)、處理量40～70t/h,濾液全部循環(huán)復(fù)用)的聯(lián)合工藝,進(jìn)行尾煤脫水回收。

技術(shù)關(guān)鍵

1)取消煤泥沉淀池和現(xiàn)有壓濾車間(或部分保留,以備處理事故放水),煤泥水全部選煤廠內(nèi)回收,煤泥水完全閉路循環(huán)。

2)加壓過(guò)濾機(jī)至少保證一臺(tái)正常運(yùn)行。

3)考慮煤泥產(chǎn)品的運(yùn)輸及摻混技術(shù)因素,選煤廠內(nèi)板框壓濾機(jī)產(chǎn)品水分保證值20%～23%。

4)Plate and frame filter press產(chǎn)品,可以摻入部分末矸石,形成新的低熱值煤炭產(chǎn)品。

5)板框壓濾機(jī)產(chǎn)品,作為單獨(dú)產(chǎn)品,要新建一條皮帶走廊,在現(xiàn)有工藝條件下,專運(yùn)煤泥產(chǎn)品(也可摻入部分末矸石)到精煤池東南側(cè),可以就地裝火車和汽車。

生產(chǎn)工藝技術(shù)要求

板框壓濾機(jī)單臺(tái)處理能力30～40t/h,產(chǎn)品水分20%～23%;2開(kāi)1備,連續(xù)生產(chǎn),加壓過(guò)濾機(jī)1臺(tái)運(yùn)行時(shí),開(kāi)3臺(tái);滿足選煤廠和水廠連續(xù)生產(chǎn)的要求;濾液全部返回循環(huán)復(fù)用,實(shí)現(xiàn)煤泥水閉路循環(huán),循環(huán)水質(zhì)量滿足選煤生產(chǎn)要求(固體質(zhì)量濃度低于5L);杜絕廢水排放。該方案新安一臺(tái)加壓過(guò)濾機(jī),對(duì)入料煤泥水及濾液轉(zhuǎn)排系統(tǒng)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)改造,配套的壓風(fēng)機(jī)、動(dòng)力配電及自動(dòng)控制等,均要滿足生產(chǎn)工藝要求。主廠房?jī)?nèi)新安壓濾機(jī)系統(tǒng)工程,包括舊設(shè)備的拆除、樓板空洞復(fù)原處理、配套的產(chǎn)品運(yùn)輸轉(zhuǎn)載、動(dòng)力配電及自動(dòng)控制等,均要滿足生產(chǎn)工藝要求。

配套的公司清水系統(tǒng)閉環(huán)控制改造研究方案

1)清水系統(tǒng)現(xiàn)狀。范各莊礦業(yè)公司礦井清水系統(tǒng)由水廠和選煤廠清水泵房組成,凈化水廠將清水輸送到選煤廠清水泵房的3個(gè)水倉(cāng),清水泵房再將清水分3路供應(yīng)用水點(diǎn),用水點(diǎn)包括礦井生產(chǎn)生活用水、選煤廠生產(chǎn)生活用水和消防用水。

2)存在問(wèn)題。目前由于沒(méi)有自動(dòng)控制功能,造成清水資源浪費(fèi)。水廠開(kāi)路向選煤廠清水倉(cāng)供水,水倉(cāng)水多時(shí)跑溢流直接排到礦外;清水泵房開(kāi)路向選煤廠主房供應(yīng)生產(chǎn)生活清水,水多時(shí)通過(guò)溢流進(jìn)入循環(huán)水。

3)主要研究項(xiàng)目。范各莊礦業(yè)公司清水系統(tǒng)閉環(huán)控制,實(shí)現(xiàn)按需自動(dòng)供水技術(shù),杜絕清水浪費(fèi)。同時(shí),選煤廠補(bǔ)入的清水量等于產(chǎn)品帶走的水量,是實(shí)現(xiàn)煤泥水閉路循環(huán),廢水零排放的強(qiáng)制性技術(shù)指標(biāo)。因此,實(shí)現(xiàn)選煤廠按需供水是煤泥水閉路循環(huán)改造的必要條件,必須對(duì)公司清水系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)控制進(jìn)行研究并應(yīng)用。

4)項(xiàng)目主要內(nèi)容。在水廠與選煤廠清水倉(cāng)之間、選煤廠清水泵房與選煤用清水之間,設(shè)液位自動(dòng)控制裝置,進(jìn)行閉環(huán)控制,在保障礦井生產(chǎn)生活用水的前提下,達(dá)到按需供應(yīng)分配用水量,杜絕清水浪費(fèi)。

5)項(xiàng)目工藝技術(shù)路線。

①水廠供水→清水泵房,按清水泵房水倉(cāng)液位供水,閉環(huán)控制,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)按需供水。

②選煤廠主廠房清水倉(cāng)→清水泵房生產(chǎn)清水泵,按主廠房清水倉(cāng)液位供水,閉環(huán)控制,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)按需供水。

6)項(xiàng)目技術(shù)關(guān)鍵。通過(guò)對(duì)清水系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)控制研究與應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)按需自動(dòng)供水技術(shù),技術(shù)關(guān)鍵在于利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。

煤泥水閉路循環(huán)系統(tǒng)改造工程效益分析

1)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),合理利用煤炭資源。生產(chǎn)實(shí)踐證明,加壓過(guò)濾機(jī)處理浮選尾煤技術(shù)效益十分顯著:

①調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)尾煤變末中煤。

②實(shí)現(xiàn)部分煤泥廠內(nèi)回收,單元煤泥水閉路循環(huán)。

③按末中煤300元/t,尾煤160元/t,考慮運(yùn)行成本,凈利潤(rùn)100元/t,小時(shí)處理能力35t/臺(tái),年生產(chǎn)350d,每天運(yùn)行14h,2臺(tái)同時(shí)運(yùn)行系數(shù)取018,則投入1年增加純利潤(rùn)2744萬(wàn)元。

④完成尾煤脫水產(chǎn)品27144萬(wàn)t,月均約22867t。

2)煤泥水閉路循環(huán),節(jié)約清水資源。當(dāng)前選煤噸煤水耗約01375m3/t(國(guó)家設(shè)計(jì)參考標(biāo)準(zhǔn)為煤泥水開(kāi)路017m3/t)。煤泥水閉路循環(huán)后,水耗保證值01175m3/t,最低01125m3/t,按年入選原煤450萬(wàn)t計(jì)算,則每年可節(jié)約生產(chǎn)清水90～11215萬(wàn)m3,平均每天(按350d/a)節(jié)約水2571～3214m3,增加經(jīng)濟(jì)效益3149～3250萬(wàn)元。

3)杜絕廢水排放,減少企業(yè)排污成本。由于選煤廠補(bǔ)充清水全部來(lái)自凈化水廠,礦井地下水排到水廠,經(jīng)處理輸送到選煤廠,再轉(zhuǎn)排到礦外,每噸水的運(yùn)行成本(電費(fèi)、水處理費(fèi)、排污費(fèi)和設(shè)備磨損維修費(fèi)等)約為415元/m3,則公司每年可節(jié)約排污成本405～506萬(wàn)元。

4)社會(huì)效益分析。取消煤泥沉淀池,停用當(dāng)前的壓濾機(jī),調(diào)整礦井工業(yè)廣場(chǎng)布局,釋放土地資源;杜絕污水排放,利于環(huán)境保護(hù),節(jié)約寶貴的地下淡水資源。通過(guò)對(duì)范各莊選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)以及公司清水供需系統(tǒng)中存在的工藝技術(shù)難題進(jìn)行研究與探索,提出系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新方案。方案實(shí)施后,將產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,大幅提升選煤廠技術(shù)水平,并可提高企業(yè)自主創(chuàng)新能力。