韓 峰 汪才飛

（山東能源淄礦集團山東博選礦物資源技術(shù)開發(fā)有限公司，山東 濟寧 272000）

新河選煤廠設(shè)計產(chǎn)能120 萬t，采用“無壓三產(chǎn)品旋流器分選-粗煤泥旋流器分級濃縮-細(xì)煤泥濃縮壓濾”生產(chǎn)工藝。主要選煤工藝為+60 mm 粒級煤重介淺槽分選，-60 mm 粒級煤采用無壓三產(chǎn)品重介旋流器分選，1～0.25 mm 粗煤泥采用TBS 分選+疊層篩回收，-0.25 mm 煤泥濃縮壓濾、干燥回收。

選煤廠每年產(chǎn)生煤泥近18 萬t，堆放于煤場大棚，占地面積大，煤泥粒度細(xì)，粘性高，裝車運輸困難，而且存在部分過干煤泥，容易形成揚塵，對環(huán)保造成壓力。濕煤泥水分高，熱值較低，利用價值小，經(jīng)濟效益較低。煤泥作為選煤廠生產(chǎn)運行中必不可少的副產(chǎn)品，如何將煤泥最大程度潔凈資源化利用，成為行業(yè)內(nèi)亟待解決的難題。煤泥低溫間接干燥技術(shù)提高了煤泥附加值，將煤泥變廢為寶，可以取得一定的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益[1-2]。

1 煤泥干燥技術(shù)研究現(xiàn)狀

目前選煤廠應(yīng)用的煤泥干燥技術(shù)主要有高溫?zé)煔飧稍锛夹g(shù)和低溫蒸汽干燥技術(shù)。

高溫?zé)煔飧稍锛夹g(shù)通常利用熱風(fēng)爐作為熱源，可產(chǎn)生 500～700 ℃的高溫?zé)煔?，其與濕煤泥直接接觸，使煤泥中的水分蒸發(fā)，干燥后的煤泥經(jīng)卸料器排出。高溫?zé)煔飧稍锛夹g(shù)熱效率高，單位處理能力大，但同時存在局部受熱不均導(dǎo)致爆炸的可能性，安全系數(shù)相對較低[3-4]。

低溫蒸汽干燥技術(shù)利用電廠余熱蒸汽作為傳熱介質(zhì)，通過蒸汽列管與濕煤泥間接接觸進行質(zhì)熱交換，將濕煤泥達到所控水分。蒸汽溫度一般不超過250 ℃，減少了煤泥自燃或爆炸的風(fēng)險，安全性能高。利用電廠蒸汽余熱進行干燥，一方面可節(jié)約能源，另一方面換熱后的蒸汽冷凝成水后可循環(huán)利用，資源利用率高[5-6]。

兩種煤泥干燥技術(shù)優(yōu)缺點對比見表1。

表1 兩種常用煤泥干燥技術(shù)對比

2 煤泥干燥工藝流程

干燥車間由2 套處理量為23 t/h 的煤泥低溫間接干燥系統(tǒng)組成，入料濕煤泥水分為25%左右，干燥后產(chǎn)品水分在15%以下。主要設(shè)備為回轉(zhuǎn)式蒸汽列管干燥機，直徑3.2 m，長28 m，總換熱面積2320 m2，專用于中低水分煤泥的干燥和造粒。

煤泥低溫間接干燥系統(tǒng)主要由上料和給料系統(tǒng)、干燥機、干煤泥輸送系統(tǒng)和除塵、除濕余熱利用系統(tǒng)組成。來自電廠的余熱蒸汽與濕煤泥通過干燥滾筒內(nèi)的蒸汽列管完成質(zhì)熱交換，物料經(jīng)熱交換后達到所控水分狀態(tài)，尾氣經(jīng)引風(fēng)機、濕式除塵器兩級除塵后排入車間循環(huán)水池。煤泥干燥后經(jīng)煤泥收集皮帶運輸落地或由去往電廠運輸皮帶運輸，用于電廠發(fā)電。工藝流程如圖1。

圖1 煤泥低溫間接干燥工藝示意圖

2.1 上料和給料

上料和給料系統(tǒng)主要由煤泥上料輸送機、接料緩存?zhèn)}、螺旋給料機等設(shè)備設(shè)施構(gòu)成。壓濾煤泥經(jīng)煤泥轉(zhuǎn)載皮帶和煤泥上料皮帶進入接料緩存?zhèn)}，實現(xiàn)濕煤泥的輸送與緩存，進一步經(jīng)溜槽送入給料、喂料裝置，通過可調(diào)節(jié)的定量喂料機構(gòu)，將濕煤泥在密閉狀態(tài)下送入干燥機。

2.2 干燥

干燥主要設(shè)備為回轉(zhuǎn)式蒸汽列管干燥機（剖面結(jié)構(gòu)如圖2[7]）。干燥機主要由筒體、托輥、擋輪裝置、傳動裝置、出料箱、蒸汽旋轉(zhuǎn)接頭及金屬軟管等組成，干燥機內(nèi)部具有132 根換熱列管，單臺設(shè)備總換熱面積可達1160 m2，主要設(shè)備參數(shù)見表2。

表2 蒸汽列管干燥機規(guī)格和技術(shù)參數(shù)

圖2 蒸汽列管干燥機剖面結(jié)構(gòu)示意圖

壓濾煤泥經(jīng)輸送設(shè)備進入干燥機前端，由導(dǎo)料板進入回轉(zhuǎn)筒體內(nèi)，物料滑向筒體深處。由于機體有傾角并作回轉(zhuǎn)運動，使物料呈螺旋狀通過筒體，并與筒體內(nèi)部蒸汽列管200 ℃熱蒸汽進行熱交換，合格物料經(jīng)出料裝置排出，蒸汽的運動方向與煤泥呈逆向，熱載氣的運動方向與煤泥也呈逆向。干燥過程全封閉，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保、超凈排放。

2.3 干煤泥輸送

干燥后的煤泥經(jīng)干燥機卸料口進入508 煤泥收集皮帶，一方面經(jīng)過510 產(chǎn)品皮帶可以直接輸送至封閉式煤場大棚，在煤場大棚可實現(xiàn)干煤泥的儲存和裝車運輸工作；另一方面在510 皮帶機頭加設(shè)分煤器和溜槽，通過遠(yuǎn)程控制分煤器開關(guān)，干煤泥可通過溜槽運送至113 轉(zhuǎn)載皮帶，再經(jīng)地下皮帶直接輸送至電廠。

2.4 除塵、除濕和余熱利用

列管干燥機筒體內(nèi)通過負(fù)壓引風(fēng)機形成微負(fù)壓環(huán)境，煤泥在干燥過程中蒸發(fā)脫除的水分及揮發(fā)的固體顆粒進入尾氣管路，經(jīng)濕式除塵器除塵達標(biāo)后排放至大氣中，除塵過程中產(chǎn)生的煤泥水返回至濃縮池進行濃縮、壓濾處理。蒸汽在汽室內(nèi)被均勻分配各蒸汽列管內(nèi)，換熱后冷凝水回流人汽室，經(jīng)旋轉(zhuǎn)接頭排出列管干燥機，收集后返回電廠再次利用。蒸汽中的不凝縮氣體通過每根列管端部的金屬軟管排至干燥機入料端的一環(huán)形總管中，由疏水箱排放。

3 運行效果

煤泥干燥項目正式運行以來，運轉(zhuǎn)情況較好，生產(chǎn)穩(wěn)定性高，故障率較低，小時處理量最高可達46 t，干燥后產(chǎn)品水分在15%以下，發(fā)熱量平均增加3.53 MJ/kg。干燥后產(chǎn)品呈球狀，直徑在13～18 mm，有效解決了濕煤泥粘度大、易粘結(jié)、難運輸、易污染環(huán)境等難題。

表3 煤泥干燥前后的技術(shù)指標(biāo)

4 經(jīng)濟效益

以2020 年全年平均運行數(shù)據(jù)核算，煤泥干燥系統(tǒng)經(jīng)濟效益分析如表4 所示。根據(jù)濕煤泥干燥前后的水分差異進行產(chǎn)量計算，每噸濕煤泥干燥后可得到0.872 t 干煤泥，即干燥產(chǎn)率為87.2%，以每年濕煤泥產(chǎn)量為18 萬t 計算，每年干燥煤泥量為18×87.2%=15.70 萬t，每年可創(chuàng)造效益為15.70×106=1 664.2 萬元，具有良好的經(jīng)濟效益。

表4 經(jīng)濟效益分析表

5 結(jié)語

煤泥低溫間接干燥項目利用電廠余熱進行煤泥干燥，有利于資源可持續(xù)利用，提高了能源利用效率，蒸汽溫度低，安全性能高，且干燥成本低。煤泥干燥項目的建設(shè)有效解決了濕煤泥堆放、運輸和儲存的環(huán)保難題，具有良好的環(huán)保效益。濕煤泥經(jīng)過干燥后銷售，每年可增加經(jīng)濟效益1 664.2 萬元。