180万吨洗精煤改扩建项目可行性研究报告_(编辑修改稿)

180万吨洗精煤改扩建项目可行性研究报告_(编辑修改稿)内容摘要：

m，农作 物 一熟。 该地区受地形影响，主导风向为 NE，风向频率为 %，次主导风向为 ENE，风向频率为 %，年静风频率为 %，年平均风 速。 地形、地貌 本县地势东北高，西南低 ，地貌属中山区。 总的地形结构为高山大川与梁 峁 交织，丘陵沟 壑 纵横，形成支离破碎，错综复杂的地貌类 24 型和叶脉状水系分布。 整个地形由东向西倾斜。 东部的 **山大致南北向延伸，海拔在 15002020m 之间，是本区的天然屏障，林草覆盖较好。 西部处于三川河的下游。 建设项目所在地就位于该区域，属侵蚀堆积地貌，海拔在 10001500m，主要发育为 12 级侵蚀堆积阶地和梁 峁 状丘陵，地势平坦，水源丰富，土壤肥沃，几乎全部为农田，是 **县主要产粮区之一。 地理 位置 **县位于 **省中部， **山中段，东临娄烦、交城西与临县毗临 ，北与兴县、岚县接壤，南与离石相连，国土总面积 1429 平方公里， 209国道、 307 省道、太佳线、忻碛线均穿境而过，县、乡、村三级公路网健全，距省城太原仅 210 公里，距 **市所在地的离石仅 80 公里，是衔接 **南北，贯通秦晋两省的枢纽区域。 经济： **自然生态条件良好，空气清新，山青水绿，境内无重污染型企业，特别是在建设生态旅游强县指导下，企业三废排放得到严格控制，全县经济发展走上了可持续发展的道路。 着眼于工业强县，坚持“扶优扶强，有所为有所不为”的原则，大力实施企业改制，开发潜力产品，扶持优势企业，构建起了以 霍州煤电集团 **煤业公司、中盛水泥有限公司、新星冶炼有限公司、印刷厂、远昌生态有限公司五个优势企业为龙头，以民营经济为主体，多种经济共同发展的工业经济格局， **县辖 5 个镇、 2 个乡全县总人口 万人，其中农业人口 万人。 交通运输：县城距省城太原 220 公里，跑离石市 40 公里，距交口 25 火车站 45 公里，境内国道 209 线 (呼市一一北海 )纵贯全县南北， **至交口一级公路奠基开工，年内国庆投入运行，通临县有 109 省道和架梁公路，通交城有开麻公路，出入境公路畅通，四通八达，全县已经实现村村通公路， 3 年内实现村 村通油路。 通讯：近年来， **县通讯事业发展迅速，除普通程控电讯网络外，还有移动通讯、无线寻呼、信息网络、宽带等数字网络业务，完全能够满足项目建设和建成后工作的需要 地质条件 根据临近场地资料，场地地基土对混凝土及混凝土中钢筋无腐蚀性。 **线抗震设防烈度为 6 度，设计基本地震加速度为。 场地不存在液化土。 建筑场地类别为 II 类。 水文 评价区属黄河水系的三川河流域，北川河系本县境内最大河流。 北川河发源于县境最北边的麻地渠，由北向南纵横全县，长 80km，出**镇入离石区，先后与东川河、南川河 汇合成黄河一级支流一一三川河，在柳林县石西乡前焉村住入黄河。 由于北川河长期的冲积作用，在其两岸形成了 5002OOOm 宽的河谷地带。 且北川河所经河谷地带土地面积达 ，是本县的粮食生产基地。 气象 **县气候四季分明，是典型的大陆性气候，主要受西北和东南气 26 流影响，主导风向为西北风，冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨。 最大风速 平均风速 最大积雪厚度 10cm 极端最高气温 ℃ 极端最低气温 ℃ 年平均气温 9℃ 全年平均相对湿度 60% 土壤冻结深度 年日照时数 24872872小时 年平均降水量 450600mm 平均无霜期一般为 170 天 全年主导风向 东北风 秋季 78 月份为雨季，项目建设应做好雨季施工准备。 11 月 15日将进入冬季施工，项目建设应停工或采取冬季施工措施。 公用工程条件 供水 本工程 生产生活用水由 厂 区自备深井供给 ， 深井每小时出水量 30吨， 能够满足项目用水要求。 供配电 本工程生产和生活用电来源于 **变电站 35KV 线路， 埋地引至主厂房高压配电室。 厂 区高、低压系统为单母线分段接线方式，经电缆线 27 路向厂区各配电点及用电设备供电。 运输 本工程原煤和部分精煤运输以汽车运输为主。 28 第 五 章 工艺技术方案及设备选型 工艺技术方案 根据选煤厂设计规范、原煤的变化趋势和目前选煤技术的发展状况，以及充 分利用宝贵的炼焦煤资源，保 证技术的先进性、前瞻性，系统的可靠性，本选煤厂应采用重介质选煤方法。 对四种不同的重介质选煤方法进行对比分析： 重介质旋流器有压入料和无压入料方式的选择 （ 1）无压入料比有压入料分选精度相当或更高。 见表 51。 有压与无压入料重介质旋流器分选效果表 表 51 厂名 南桐 老屋基 临涣 西曲 火铺铺 入料方式 有压两产品 无压三产品 无压三产品 无压三产品 无压三产品 流旋器规格 φ 600（ 一段 ） φ 550（ 二段 ） φ 1400/1000 φ 1200/850 φ 1000/700 φ 1300/920 入料粒度 /mm 30～ 0 80～ O 50～ 0 50～ O 50～ 0 一段 δ P1 ～ ～ Epm1 ～ 二段 δ P2 ～ ～ Epm2 ～ 数量效率 η e/% （ 平均 ） 这是因为无压给料三产品重介质旋流器的一段采用了圆筒型，圆筒型内重悬浮液的速度场和密度场比常用的圆筒一圆锥型（ DSM型）更均匀，无压给料三产品旋流器采用中心给料，只有重产物单向穿越“分离锥面”的运动，而不会产生有压给料旋流器中轻重产物交错穿越“分 29 离锥面”相互干扰的弊端，因而精煤损失较少，分选精度更高。 （ 2）无压给料无需泵送，有利于减少矸石泥化和次生煤泥量，而有压给料则恰恰相反。 （ 3）无压给料无需泵送，电耗相对较低。 （ 4）无压给料相对入料上限较高，因为它不受泵送 流道限制。 （ 5）无压给料工艺环节简单，有利于合理布局。 图 51 两种旋流器中悬浮液密度场密度分布示意图 （ 6）无压给料旋流器的工作介质 —— 重悬浮液密度容易测准，不受原料煤性质 变化的干扰，对实现自动控制非常有利； （ 7）无压给料三产品旋流器与有压给料相比，存在的弱点是：被 30 选物料在进入 旋流器的初始阶段切向速度几乎为零，在旋转悬浮液的带动下，矿粒随着在轴向和径向上的位移，才逐渐增大本身的切向速度，并逐渐接近旋转悬浮液的切向速度。 另外，在进入旋流器的初始阶段，被选物料的润湿程度也不如有压给料旋流器，这种分 选原理上的不足造成无压给料三产品重介质旋流器在研究试验阶段产生了精煤产品中带矸比较严重的现象，但经过采取了加强选前原煤用合格介质悬浮液润湿、加长一段圆筒体长度和减小一段圆筒体安装角度等三项措施后就彻底解决，最终取得精煤带矸基本为零，矸石中精煤损失为零的好结果。 （见表 52）。 图 52 圆筒形旋流器中悬浮液（ 1）和矿粒（ 2）的切线速度在径向上的变化 表 52 老屋基选煤厂三产品重介质旋流器实际生产结果表 密度级 原煤 精煤 中煤 矸石 产率 /% 灰分 /% 产率 /% 灰分 /% 产 率 /% 灰分 /% 产率 /% 灰分 /% ～ 31 贵州月亮田选煤厂先用有压给料三产品重介质旋流器选煤工艺后又改用无 压给料三产品重介质旋流器选煤工艺的经验很有说服力。 他们不仅没有感到“大分流、大补水”，密度控制“困难”问题，而且做到了分选精度提高，精煤产率增加了 ％，矸石灰分由 ％增至 ％。 由于系统简化，节省了厂房体积，结果 在原设计 45万 t／年能力的主厂房内基本完成了 90万 t／年能力的再改造工程， 取得年经济效益达千万元。 两产品和三产品重介质旋流器的选择 （ 1）要求生产三种产品时的选择 当分选炼焦 煤时，因精煤灰分要求较低，大多数情况下必须分选出精煤、中煤和矸石，才能保证精煤和矸石的灰分同时满足要求，采用无压给料三产品重介质旋流器明显地优于采用两段两产品重介质旋流器； ① 用一种低密度悬浮液系统一次生产出合格精煤、中煤和矸石，生产流程和 工艺布置大 大简化、设备和管路减少、改变磨损程度和电耗降低，因而投资、加工成本低； ② 采用改变二段底流口粗调和二段溢流管插入深度微调相结合的方法可有效 的调节二段分选密度，完全满足排弃纯矸石的要求； ③ 有的人试图将两个两产品旋流器中的第二个采用定压漏斗入料方式，这样 虽然减少了一套泵和管路的磨损，但是高低密度悬浮液系统并存的实质并无改变，反而带来了增加厂房高度和体积的弊端。 ④ 三产品旋流器中煤与矸石含量在原煤中超过 1／ 3时，旋流器的 32 处理能力大大 降低的可能性不大，因为旋流器的结构参数是可变的，根据原煤性质和用户需要，调节锥比 就可以满足精煤、中煤和矸石的质、数量要求。 （ 2）要求生产两种产品时的选择 一般来讲，动力煤的分选只需将矸石排除掉即能满足市场对商品煤的质量要 求，如果排矸的分选密度不是太高 （ ／ L），这时采用两产品重介质旋流器分选 较合适。 例如澳大利亚在我国所建的模块式选煤厂，循环悬浮液密度一般约 ／ L。 这种情况仅仅适合轻产物含量高且内在灰分低、中间密度含量少、煤泥量少 的大同侏罗纪原煤。 如果分选密度高于 ／ L，则建议采用无压给料三产品重介 质旋流器，因为： ① 分选密度高时，固体容积浓度大，悬浮液粘度高 ，对细粒物料分选精度影 响大，从而分选精度降低，可能偏差值大，经验公式表示如下： E=179。 δ „„„„„„„„„„ （ 1） 式中： E一 分选可能偏差， kg／ L； δ p— 分选密度， kg／ L。 ② 悬 浮液制备困难，另外，为了保证高密度悬浮液非磁性物含量不超限，选前要脱泥，使工艺流程和工艺布置复杂化； ③ 循环介质密度过高，对设备、管道磨损大，介质泵电耗增大，脱介困难、 介耗高，生产成本增大： ④ 采用无压给料三产品重介质旋流器则可以实现用低密度循环介 33 质完成高密 度排矸任务，避免了上述 3条弊端； ⑤ 采用无压给料三产品旋流器适应市场对产品需求的能力强，有压给料两产 品旋流器则很难做到。 前者可通过对两段旋流器的合理搭配，大大增加调节产品灰分幅度，满足市场多元化的需求，并能排弃纯矸石，减少煤炭资源的损失。 大直径旋流器或小直径旋流器组的 选择 主张采用单台大直径旋流器而不主张采用两台或两台以上的小直径旋流器 组。 采用大直径重介质旋流器的理由如下： （ 1）可减少设备台数、减少占地面积和厂房体积、简化工艺布置、实现工艺环 节单机化、便于自动化控制。 （ 2）可 提 高入料上限、减少堵塞事故、有利于长期稳定正常 生产。 （ 3）分选精度不受旋流器大小影响。 最近进行技术测试的世界最大的 3GDMCl4300／ 1000A型无压给料丁产品重介质旋流器，一其可能偏差 E1值达到 ～ ／ L、 E2=～ ／ L，已成功用于老屋基选煤厂。 （ 4）分选下限也不受旋流器大小影响。 从理论上讲，粒度为 d的煤粒在不同直 径旋流器内只要离心强度相同，其分选效果也应该是相同 的 ，经理论推导可得： 式中８ K—— 流速系数 ； P1一段旋流器悬浮液给入压力， MPa； Dl一一段旋流器直径， m； 式（ 2）说明，只要压力上直径同步增长，中值就能不变，因而分 34 选下限也不会 变。 （ 5）可避免小直径旋流器组并联使用中产生的压力、流量和粒度分配不匀以及 各台旋流器磨损程度不同而带来的整体分选效果降低的问题。 澳大利亚用一台中 1000mm大直径两产品无压给料重介质旋流器代替两台 φ 710mm小直径旋流器 试验结果表明，可能偏差 E值前者优于后者，其精煤产率比后者高出 1个百分点 左右。 （ 6）电耗有所增加，但与带来的整体经济效益相比却是第二位的。 选前脱泥与不脱泥的选择 主张选前不脱泥，因为脱泥的缺点已非常明显： （ 1）选前脱泥增加工艺环节， 工艺布置复杂 ； （ 2）不能发挥重介质旋流器选煤下限低的优势； （ 3）脱下来的煤泥不好处理，增加浮选作业处理量和难度，增加基建投资和费 用，增加精煤损失。 例如，淮南望峰岗选煤厂原生煤泥中各粒级的灰分相差不大，浮选精煤灰分一直降不下来，但在采用不脱泥三产品重介质旋流器分选工艺后，不仅重选而且浮选的效果也得到了明显改善。 无压给料三产品重介质旋流器不脱泥入选配合粗煤泥重介选工艺恰好简单有 效的解决了粗煤泥分选问题。 它是利用旋流器兼有的分级浓缩作用原理，在精煤溢流悬浮液。