引言

選煤廠僅從資源有效利用與改善循環水質量的角度出發,進行煤泥水處理。隨著防止環境污染條例的實施,迫使選煤廠必須從防止環境污染的角度來解決煤泥水處理問題。GB8979-1988《污水綜合排放標準》規定:選煤廠的最低允許水循環利用率,老廠為85%,新建和改擴建廠為90%;外排煤泥水中懸浮物質量濃度的最高允許值,老廠為400mg/L,新建和改擴建廠為300mg/L。因此,選煤廠必須從工藝生產和環境保護方面解決煤泥水處理問題。煤泥水處理的原則是煤泥廠內回收、煤泥水閉路循環、廢水達標排放。

尾煤處理系統現狀

目前、礦選煤廠煤泥水固體物料包括選煤廠生產生活污泥、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,考慮生產不均衡系數115倍,則尾煤固體物料為100～150t/h。采用加壓過濾機(處理量30～40,濾液循環復用)煤泥沉淀池(處理量6～5)壓濾機(處理量～5),濾液部分循環復用)聯合工藝對尾煤回收,但煤泥沉淀池仍不堪重負,特別是加壓過濾機,壓濾機開機率低時,造成大量煤泥水直接排到礦外,環境污染嚴重、經濟損失大、浪費清水資源,該工藝不能實現選煤廠內尾煤回收及煤泥水的閉路循環。

尾煤處理系統改造

工藝技術要求技術改造的目標是煤泥水完全閉路循環,杜絕生產廢水外排,節約清水資源,工藝上實現尾煤選煤廠內回收,產品結構最優化和經濟效益最大化。范各莊礦選煤廠尾煤處理系統及煤泥水閉路循環改造工藝流程所示,圖中虛線為涉及改造方案的參考部分。

尾煤處理系統改造的工藝技術方案

工藝改造方案在選煤廠新廠房內,安裝一臺同型號加壓過濾機;取消煤泥沉淀池(或保留最后一級,事故放水備用);停用現有壓濾機(或保留處理事故放水);在選煤廠主廠房內,新安裝5臺隔膜壓濾機3臺;選煤廠生產生活污水和水廠污水轉排到濃縮機,在廠內單元循環;煤泥水全部廠內回收處理,完全實現煤泥水閉路循環。

工藝技術路線采用加壓過濾機(2臺、處理量60～80t/h,摻入末中煤,濾液循環復用)—取消煤泥沉淀池(或備用)—壓濾機(3臺、處理量40～70t/h,濾液全部循環復用)的聯合工藝,進行尾煤脫水回收。

技術關鍵

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

2)加壓過濾機至少保證一臺正常運行。

3)考慮煤泥產品的運輸及摻混技術因素,選煤廠內板框壓濾機產品水分保證值20%～23%。

4)板框壓濾機產品,可以摻入部分末矸石,形成新的低熱值煤炭產品。

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

生產工藝技術要求

板框壓濾機單臺處理能力30～40t/h,產品水分20%～23%;2開1備,連續生產,加壓過濾機1臺運行時,開3臺;滿足選煤廠和水廠連續生產的要求;濾液全部返回循環復用,實現煤泥水閉路循環,循環水質量滿足選煤生產要求(固體質量濃度低于5L);杜絕廢水排放。該方案新安一臺加壓過濾機,對入料煤泥水及濾液轉排系統需要進行設計改造,配套的壓風機、動力配電及自動控制等,均要滿足生產工藝要求。主廠房內新安壓濾機系統工程,包括舊設備的拆除、樓板空洞復原處理、配套的產品運輸轉載、動力配電及自動控制等,均要滿足生產工藝要求。

配套的公司清水系統閉環控制改造研究方案

1)清水系統現狀。范各莊礦業公司礦井清水系統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個水倉,清水泵房再將清水分3路供應用水點,用水點包括礦井生產生活用水、選煤廠生產生活用水和消防用水。

2)存在問題。目前由于沒有自動控制功能,造成清水資源浪費。水廠開路向選煤廠清水倉供水,水倉水多時跑溢流直接排到礦外;清水泵房開路向選煤廠主房供應生產生活清水,水多時通過溢流進入循環水。

3)主要研究項目。范各莊礦業公司清水系統閉環控制,實現按需自動供水技術,杜絕清水浪費。同時,選煤廠補入的清水量等于產品帶走的水量,是實現煤泥水閉路循環,廢水零排放的強制性技術指標。因此,實現選煤廠按需供水是煤泥水閉路循環改造的必要條件,必須對公司清水系統進行閉環控制進行研究并應用。

4)項目主要內容。在水廠與選煤廠清水倉之間、選煤廠清水泵房與選煤用清水之間,設液位自動控制裝置,進行閉環控制,在保障礦井生產生活用水的前提下,達到按需供應分配用水量,杜絕清水浪費。

5)項目工藝技術路線。

①水廠供水→清水泵房,按清水泵房水倉液位供水,閉環控制,實現自動按需供水。

②選煤廠主廠房清水倉→清水泵房生產清水泵,按主廠房清水倉液位供水,閉環控制,實現自動按需供水。

6)項目技術關鍵。通過對清水系統進行閉環控制研究與應用,實現按需自動供水技術,技術關鍵在于利用計算機自動控制系統。

煤泥水閉路循環系統改造工程效益分析

1)調整產品結構,合理利用煤炭資源。生產實踐證明,加壓過濾機處理浮選尾煤技術效益十分顯著:

①調整產品結構,實現尾煤變末中煤。

②實現部分煤泥廠內回收,單元煤泥水閉路循環。

③按末中煤300元/t,尾煤160元/t,考慮運行成本,凈利潤100元/t,小時處理能力35t/臺,年生產350d,每天運行14h,2臺同時運行系數取018,則投入1年增加純利潤2744萬元。

④完成尾煤脫水產品27144萬t,月均約22867t。

2)煤泥水閉路循環,節約清水資源。當前選煤噸煤水耗約01375m3/t(國家設計參考標準為煤泥水開路017m3/t)。煤泥水閉路循環后,水耗保證值01175m3/t,最低01125m3/t,按年入選原煤450萬t計算,則每年可節約生產清水90～11215萬m3,平均每天(按350d/a)節約水2571～3214m3,增加經濟效益3149～3250萬元。

3)杜絕廢水排放,減少企業排污成本。由于選煤廠補充清水全部來自凈化水廠,礦井地下水排到水廠,經處理輸送到選煤廠,再轉排到礦外,每噸水的運行成本(電費、水處理費、排污費和設備磨損維修費等)約為415元/m3,則公司每年可節約排污成本405～506萬元。

4)社會效益分析。取消煤泥沉淀池,停用當前的壓濾機,調整礦井工業廣場布局,釋放土地資源;杜絕污水排放,利于環境保護,節約寶貴的地下淡水資源。通過對范各莊選煤廠煤泥水處理系統以及公司清水供需系統中存在的工藝技術難題進行研究與探索,提出系統技術創新方案。方案實施后,將產生顯著的經濟效益和社會效益,大幅提升選煤廠技術水平,并可提高企業自主創新能力。