鄭強(qiáng)

(山西國(guó)辰建設(shè)工程勘察設(shè)計(jì)有限公司，山西陽(yáng)泉045000)

高效沉浮器在陽(yáng)煤集團(tuán)二礦選煤廠的應(yīng)用

鄭強(qiáng)

(山西國(guó)辰建設(shè)工程勘察設(shè)計(jì)有限公司，山西陽(yáng)泉045000)

針對(duì)陽(yáng)煤集團(tuán)二礦選煤廠生產(chǎn)中煤泥水處理能力不足的問(wèn)題，通過(guò)引進(jìn)高效沉浮器技術(shù)，提高了煤泥水濃縮澄清的效果，原煤分選精度及精煤質(zhì)量的穩(wěn)定性顯著提高。并結(jié)合應(yīng)用陰陽(yáng)離子組合加藥系統(tǒng)，根據(jù)水質(zhì)變化及時(shí)合理調(diào)整藥劑投放量及投放時(shí)機(jī)，確保了水質(zhì)的穩(wěn)定，節(jié)約了藥劑成本，完善了選煤廠洗水閉路循環(huán)工藝，為選煤廠高效可靠運(yùn)行創(chuàng)造了良好條件。

選煤廠;煤泥水;高效沉浮器;自動(dòng)加藥系統(tǒng)

1 項(xiàng)目背景

陽(yáng)煤集團(tuán)二礦選煤廠于1978年投入使用，原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力150萬(wàn)t/年，經(jīng)過(guò)多次技術(shù)改造，2008年設(shè)計(jì)洗選能力達(dá)到810萬(wàn)t/年。該選煤廠采用塊煤重介—末煤跳汰聯(lián)合洗煤工藝，原煤首先通過(guò)篩分破碎形成塊原煤及末原煤，塊原煤進(jìn)入重介車(chē)間洗選或中間轉(zhuǎn)入塊原煤倉(cāng)儲(chǔ)存，末原煤進(jìn)入跳汰車(chē)間洗選。隨著礦井原煤產(chǎn)量的大幅提高，選煤廠各個(gè)系統(tǒng)幾經(jīng)改造，煤泥濃縮部分仍存在缺口。經(jīng)測(cè)算，目前煤泥水的處理缺口為500 m3/h．煤泥水得不到及時(shí)處理，造成循環(huán)水濃度增加，分選密度不易控制，洗選系統(tǒng)分選效率下降，精煤產(chǎn)品污染嚴(yán)重，影響精煤產(chǎn)率。

2 改造方案

2.1 工藝選擇

該選煤廠屬于老廠，各種工業(yè)設(shè)施布置緊湊，此次改造選址在該廠原有1號(hào)事故沉淀池位置(長(zhǎng)30 m×寬10 m)進(jìn)行，加上煤泥堆放區(qū)，寬度僅有15 m，經(jīng)計(jì)算需要選用直徑20 m的濃縮機(jī)，因此，現(xiàn)場(chǎng)布置緊張。經(jīng)過(guò)實(shí)地考察，選用了高效沉浮器技術(shù)工藝，按處理能力為600 m3/h設(shè)計(jì)，可以滿足選煤廠煤泥水處理需求。根據(jù)處理能力和場(chǎng)地選取3組高效沉浮器(長(zhǎng)16 m×寬12 m)，其他配套設(shè)備直徑最大尺寸不超過(guò)6 m可以沿著原沉淀池長(zhǎng)度方向布置。

2.2 工藝流程

煤泥水經(jīng)過(guò)煤泥水混合桶，通過(guò)加藥裝置進(jìn)行第一次加藥，在攪拌機(jī)的作用下，煤泥水和藥液充分混合。煤泥水經(jīng)過(guò)煤泥水混合桶自流到高效沉浮器中，進(jìn)一步分離沉淀，大的顆粒物質(zhì)沉降到下部形成底流濃縮沉淀，水中懸浮的細(xì)小顆粒物質(zhì)(主要是灰分)與氣浮裝置產(chǎn)生的微氣泡結(jié)合浮到液面，形成浮渣，然后通過(guò)刮渣機(jī)和收渣裝置排到槽外;處理出水通過(guò)收水裝置排到循環(huán)水池。底流濃縮沉淀用渣漿泵抽送到濃度調(diào)質(zhì)機(jī)，沉淀煤泥利用濃度調(diào)質(zhì)機(jī)進(jìn)一步壓縮沉淀，濃度調(diào)質(zhì)機(jī)壓縮煤泥的上清液排走，濃縮后的煤泥送入煤泥壓濾車(chē)間。工藝流程圖見(jiàn)圖1．

圖1 工藝流程圖

2.3 主要設(shè)備

此設(shè)計(jì)采用目前國(guó)內(nèi)在煤泥水處理方面處于領(lǐng)先地位的高效沉浮器技術(shù)工藝。設(shè)備是采用了分散顆粒的淺層沉淀理論，并在吸收了國(guó)內(nèi)外多層、多格、斜管沉淀技術(shù)基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)研制的一種高效沉淀裝置。淺層沉淀理論即在平流式或豎流式沉淀池的沉淀區(qū)內(nèi)利用傾斜的平行管或平行管道分割成一系列淺層沉淀層，被處理的和沉降的煤泥在各沉淀淺層中相互運(yùn)動(dòng)并分離。該系統(tǒng)包括煤泥水混合桶、高效沉浮器、加藥系統(tǒng)和濃度調(diào)質(zhì)機(jī)。

1)煤泥水混合桶:煤泥水由其一側(cè)下方進(jìn)入，通過(guò)攪拌裝置攪拌后，從另一側(cè)上方流出，使煤泥水與藥劑得到充分混合。

2)高效沉浮器:是一種將沉降和浮選組合為一體的新型固液分離裝置，分離效率高，出水水質(zhì)好。沉降采用了分散顆粒的淺層沉淀理論，并吸收了國(guó)內(nèi)外多層、多格、斜管沉淀先進(jìn)技術(shù)開(kāi)發(fā)研制的一種高效沉淀裝置。該設(shè)備有以下幾個(gè)特點(diǎn):

a)利用斜管沉淀理論，增大沉淀處理表面負(fù)荷，提高出水水質(zhì);利用污泥濃縮區(qū)濃縮，排泥濃度較高。

b)斜管沉淀槽的主體采用碳鋼材質(zhì)加工而成，外部采用結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋，內(nèi)部采用環(huán)氧煤瀝青防腐。底部設(shè)置固定支座，通過(guò)支座固定在建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上。

c)高濃度廢水經(jīng)進(jìn)水管、進(jìn)水支管小孔調(diào)節(jié)，均勻進(jìn)入沉淀槽，廢水在沉降區(qū)實(shí)現(xiàn)泥水分離，澄清水上升，進(jìn)入浮選區(qū)，浮選后浮渣聚集到水面，清水經(jīng)收水裝置排出，浮渣通過(guò)刮渣裝置和收渣裝置排出。

3)濃度調(diào)質(zhì)機(jī):運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩大，不壓耙，且具有底流濃度大、含固率高、易壓縮等優(yōu)勢(shì)。

4)加藥系統(tǒng)采用陰陽(yáng)離子組合加藥系統(tǒng)，用可編程控制器PLC控制整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行，根據(jù)檢測(cè)出的水質(zhì)，分析應(yīng)投加藥劑，選擇相應(yīng)陽(yáng)離子或陰離子藥劑加藥泵，通過(guò)變頻控制裝置調(diào)節(jié)加藥劑量，達(dá)到調(diào)節(jié)煤泥水的目的。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是:

a)實(shí)現(xiàn)了在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)變化，根據(jù)水質(zhì)變化及時(shí)合理調(diào)整加藥劑量，選擇投加藥劑，確保水質(zhì)穩(wěn)定。

b)可根據(jù)不同廢水處理需求的藥劑種類(lèi)，設(shè)置幾個(gè)組合藥劑攪拌桶、儲(chǔ)藥箱及其它相應(yīng)裝置，設(shè)備適用性強(qiáng)，適用于泥化性煤泥水處理過(guò)程。

2.4 工藝特點(diǎn)

該套系統(tǒng)和傳統(tǒng)的耙式濃縮機(jī)相比具有以下特點(diǎn):

1)該套系統(tǒng)在具備傳統(tǒng)濃縮機(jī)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，克服了傳統(tǒng)提耙式濃縮機(jī)壓耙的缺點(diǎn)。該系統(tǒng)是幾個(gè)單元組合，通過(guò)高效斜管沉淀槽、加藥系統(tǒng)、濃度調(diào)質(zhì)機(jī)等組合達(dá)到良好的沉淀效果，因?yàn)闆](méi)有耙架，不會(huì)出現(xiàn)壓耙事故，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2)傳統(tǒng)的提耙式濃縮機(jī)人工維護(hù)費(fèi)用比較高。該套系統(tǒng)都是PLC全自動(dòng)控制系統(tǒng)。

3)傳統(tǒng)濃縮機(jī)只能去除水中密度較大的固體顆粒，不能去除水中密度比水小的細(xì)泥，細(xì)泥最后形成浮沫聚集在水面或隨水流出，浮沫大量凝聚時(shí)嚴(yán)重影響沉降效果。該系統(tǒng)中的浮選裝置包括氣浮機(jī)和刮渣設(shè)備，能夠去除水中懸浮的細(xì)小顆粒物。浮選的原理是利用水中微小氣泡作為載體黏附水中的細(xì)小懸浮物，使其浮力大于其阻力和重力，從而細(xì)小懸浮物能上升到水的表面，由刮渣設(shè)備刮除，實(shí)現(xiàn)固液分離，去除水中的細(xì)小懸浮物。傳統(tǒng)濃縮機(jī)中，大的顆粒物能夠利用自身的重力沉降，實(shí)現(xiàn)固液分離，但是水中懸浮的細(xì)小顆粒物質(zhì)無(wú)法去除，造成水中懸浮顆粒較多，該高效斜管沉淀系統(tǒng)中的浮選單元裝置能夠很好地解決這一問(wèn)題。

4)由于傳統(tǒng)耙式濃縮機(jī)對(duì)地基的要求較高，因此需對(duì)地基作特殊處理，且濃縮池直徑20 m、深6 m，工程量較大，混凝土澆注需90天。而高效沉浮器系統(tǒng)都是碳鋼結(jié)構(gòu)，只有固定基礎(chǔ)需要土建，設(shè)備安裝最快只需30天。

3 結(jié)語(yǔ)

項(xiàng)目投產(chǎn)后，經(jīng)檢測(cè)，溢流水濃度由原來(lái)的200～ 300 g/L降低到30～50 g/L，底流濃度為400～450 g/L，原煤分選精度及精煤質(zhì)量的穩(wěn)定性顯著提高。生產(chǎn)中引進(jìn)陰陽(yáng)離子組合加藥系統(tǒng)，根據(jù)水質(zhì)變化及時(shí)合理調(diào)整藥劑投放量及投放時(shí)機(jī)，確保了水質(zhì)的穩(wěn)定，節(jié)約了藥劑成本。此次改造進(jìn)一步完善了選煤廠洗水閉路循環(huán)工藝，為選煤廠高效、可靠運(yùn)行創(chuàng)造了良好的條件。

App lication of H igh Efficiency Ups and Downs Device in the Second Mine Coal Preparation Plant of Yangquan Coal Industry Group

ZHENG Qiang

To the question of insufficient slime water processing ability in production of the second mine coal preparation plant of Yangquan Coal Industry Group，introduces the high－efficiency ups and downs device technology to improve the effectof thickening and clarification on slime water and the separation accuracy of raw coal，the stability of clean coal quality．Adjusts the medicament supply and opportunity timely and legitimately according to the change ofwater quality combining with using the addingmedicine system of zwitterion．Ensures the stability of water quality，saves the drug costs，perfects the technology of closed water circuit in coal preparation plant．It creates the good conditions for efficient and reliable operation of coal preparation plant．

Coal preparation plant;Slime water;High－efficiency ups and downs device;Automatic dosing system

TD462

B

1672－0652(2015)09－0016－02

2015－07－21

鄭強(qiáng)(1986—)，男，山西大同人，2010年畢業(yè)于太原理工大學(xué)，助理工程師，主要從事煤炭洗選設(shè)計(jì)工作(E－mail)616596365@qq．com