福建省水煤浆研发与生产应用示范基地水煤浆厂设计实践

第1期煤质技术011年1月福建省水煤浆研发与生产应用示范基地水煤浆厂设计实践段清兵12,张胜局1·2,段静2,何国锋1,2(1.国家水煤浆工程技术研究中心,北京1000132.煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院,北京100013)摘要:福建省水煤浆研发与生产应用示范基地水煤浆厂是以神华水煤浆专用煤(属低阶烟煤)和印染废水为原料,采用低阶煤制高浓度水煤浆工艺生产的水煤浆产品,可供水煤浆锅炉使用并配套蒸汽余压发电工程。该项目的建成授产,证明了神华环保水煤浆制备和燃烧技术的成熟性和可靠性,拓宽了水煤浆行业原料的选择范围,降低了生产成本,为我国印染行业污废综合利用、节能减排起到积极的示范作用关键词:水煤浆;低阶烟煤;制浆工艺;设计实践中图分类号:TQ534.4文献标识码:B文章编号:1007-7677(2011)01-0053-03Discussion on the design practice of coal slurry plants d andproduction demonstration base in Fujian provinceDUAN Qing-bing, ZHANG Sheng-ju, DUAN Jing, HE Guo-feng(1. National Engtneering Research Center of Coal Water Slurry, Beijing 100013, china2. Beijing Research Institute of Coal Chemistry, China Coal Research Institute, Beijing 100013, China)Abstract: Shenhua coal (a low rank bituminous coal) and dyeing waste-water were used as raw materials in the coal slurry plant ofr&dand production demonstration base in Fujian province. The high-concentration coal water slurry products, prepared from thelow rank coal could be used in the Cws boiler and to support the assorted residual pressure steam power generation projects. Theconstruction and operation of this project approved that the preparation and combustion technology of shenhua environmentalcoal- water slurry was mature and reliable. The project, which broadened the range of optional raw materials in Cws industry anddecreased the production costs, played a positive role during the utilization of printing and dyeing industry waste-waterKey words: coal water slurry: low rank bituminous coal; pulping technology; design practice1项目概况质、成浆性、技术经济等方面的综合考量,决定选择神华水煤浆专用煤为原料。特别是煤源能稳定供福建省石狮市清远印染发展有限公司为高档织应、煤质优良、运输条件方便和经济成本低等方面物面料印染及整理加工的生产企业,原有6台散煤均具有极大的优势锅炉(总供汽能力为100t/h)在满负荷运行状态为保证水煤浆灰熔融性满足燃烧要求,以神华下不能满足生产用汽需求,另外每天产生碱性印染榆家梁煤为主原料煤,以神华保德煤为配原料煤构污水6000t和蒸汽凝结水3000t,此部分污水通成神华水煤浆专用煤,两者配比为3:1,神华水过自备污水厂简单处理后排至市政污水处理厂煤浆专用煤基本性质分析见表1。出于环境保护和满足企业日益增长对热负荷需表1神华水煤浆专用煤的基本性质分析要,以及进一步降低生产成本的目的,该公可决定M,/M,/ Ad/ Vat/ S4/ Qgr./ ST/HGI建设以印染废水为生产用水的50万t/a的水煤浆生产厂和配套蒸汽余压发电工程的污废综合利用项11.46.3310.5536.670.352896131059目,该L程2008年被福建省发改委定为福建省水2.2制浆工艺的选择煤浆研发与生产应用示范基」抽华怛性的问题,煤炭科学研究中国煤化工2原料煤和制浆工艺的选择总院高浓度水煤浆工艺新CNMH(地将“多破少磨2.1原料煤的选择和“分级研磨”的理念成功地融入到制浆工艺中根据项目建设地理位置,经过对原料煤源、煤用棒磨替代球磨,并辅以超细磨,与常规球磨工艺53第1期煤质技术2011年1月相比,磨煤电耗大幅降低30%以上,从而可降低剂,成浆浓度可提高3~5个百分点,是水煤浆制生产成本20%以上。加之配合新开发的高效添加备技术的一项重大突破水分散剂稳定剂破碎高浓度磨矿搅拌缓冲高剪切处理滤浆处理均质熟化产品中浓度细磨水图1低阶烟煤制高浓度水煤浆工艺流程目前,该工艺技术先后已经在汕头桂宇水煤浆良好的技术基础。厂、东莞电力燃料公司水煤浆厂、杭州新源水煤浆根据低阶煤制高浓度水煤浆工艺要求综合考虑江苏神华德瑞新能源公司得到推广应用,总设原料煤的性质、破碎机可适应的排料粒度、破碎产计规模达千万吨。自2008年3月分别投入运行以品的储存的各工艺环节。为此,破碎系统釆用新型来,经近3年的实际生产结果表明,工艺系统配置立式破碎机,可将出料粒度控制在不大于3mm占合理、生产参数调整灵活、粒度级配控制容易、设80%以上。与传统制浆工艺中要求在13mm以下备运行稳定、制浆电耗低等特点。生产实践结果证相比,破碎产品的粒度上限显著降低,致使磨矿功明,不但实现以神华煤为代表的低阶煤可制取高浓耗随之降低,此举即“已破代磨”的理念。度水煤浆的目标成为现实,而且提高了神华环保型根据生产能力要求,50万t/a破碎系统选择的水煤浆在市场中的竞争力和影响力破碎机主要技术参数如下2.3水煤浆产品质型号:LXWP2000型细粒破碎机;水煤浆浓度:(65±1)%;入料粒度:≤50mm;水煤浆黏度(25℃,100S1):(1200±200)出料粒度:≤3mm占80%以上;mPa·s;破碎能力:80t/h水煤浆稳定性(无硬沉淀):≥60d。电机功率:185kW;神华煤水煤浆是高浓度、低黏度、稳定性较数量:2台,一用一备。高,能够完全满足用户对高质量水煤浆的使用要求。3.2水煤浆制备系统3.2.1制浆系统工艺环节的确定3生产工艺环节的设置按照低阶煤制高浓度水煤浆工艺技术特点,并该工程生产工艺设计共分为4个系统,即原料结合用户对水煤浆产品质量要求,该项目主要工艺煤储存和破碎系统、水煤浆制备系统、药剂的配制控制环节确定如下。和添加系统、水煤浆储存和输送系统3。)根据水煤浆产量和质量(浓度、黏度、粒3.1原料煤储存和破碎系统度等)要求设定煤量、细浆、水量、分散剂量和稳生产所需原料煤通过轮船由天津港运至石狮市定剂量。为了获得稳定的水煤浆产品质量,需要严鸿山镇梅林港码头,再经汽车运输到水煤浆制浆厂。格控制磨机的运行工况和上述各给料量考虑到码头原料煤的储存能力、并且码头距离水煤(2)为除去混入水煤浆中的铁屑、粗粒物料和浆厂距离较近等因素,该水煤浆厂内仅设置2个方纤维状物料等杂物,需要在调浆工艺过程中,设置型储煤仓(总储量1400t),用以调节码头至水煤除杂和滤浆装置。浆厂的原料煤运输,保证生产用煤的实时需求。(3)为了使水煤浆具有一定的稳定性,需设置为提高制浆效果和减少磨矿功耗,对给入磨机稳中国煤化工产情况,灵活地的原料煤,不仅要求将其破碎到小于一定粒度,而进CNMHG且希望破碎后煤的粒度分布具有较高的堆积效率,4)哎置咼罗切处埋环节,对水煤浆进行适当以有利于从磨矿一开始就为高浓度水煤浆制备奠定地高速剪切处理,可明显增强水煤浆的触变性能和第煤质技术2011年1月屈服应力,从而进一步改善水煤浆的流变性和提高搅拌均匀后用泵送入制浆车间各加药点。稳定剂干水煤浆的稳定性。粉的溶解则需要称重后,加入稳定剂稀释桶内并加(5)经过高剪切处理的煤浆还需进行均质、熟一定量的水,经过搅拌均匀后用泵送入制浆车间化。适当强度和一定时间的搅拌、剪切,可以加速各加药点。煤浆的熟化。在随后的静置储存期内保持其流变性3.4水煤浆储存和输送系统的相对稳定,在质量上获得相对的均一性。为了解决制浆生产能力与产品用户需求的不均3.2.2制浆系统主要设备的选择衡问题,水煤浆厂内设置储浆罐。储浆量的大小主综合考量该项目市场需求、设备的处理能力要取决于产品用户每日需求量、用户距离、运输设工艺系统可调节性等因素,50万t/a规模的制浆系施的周转期等因素统由2个25万t/a生产线组成。在该项目的工业场地设立2座容量为3000m3制浆原料煤的哈氏可磨性指数(HGI)为50储浆罐,并在罐体安装立式搅拌器,用于机械搅拌60,对破碎到3mm以下的原料媒经试验室磨机的防止水煤浆产生硬沉淀。在储浆罐内还装有液位试验验证,并综合以往同类工程磨机选型及设备实计,用于指示浆面高度。储浆罐旁建一装车泵房,际运行情况等因素分析,该工程选择的粗、细磨机内设螺杆泵,用于送往锅炉车间和为外运水煤浆槽型号分别为车装浆(1)粗磨机主要规格参数规格:Φ3.4m×5.8m;4生产辅助工程入料粒度:≤3mm占80%以上4.1废浆、废水处理处理能力:41.67t/h;在正常生产过程中没有废浆产生,仅在开、停主电动机:YR5608,N=900kW,电压:10kV车期间和事故状态下会产生少量废浆。浓度大于辅助电机:Y225M8,N=22kW;50%的不合格废浆送入废浆桶,在生产正常后,再最大装棒量:85t;逐步掺入合格浆屮加以回收;对于浓度低于50%数量:2台(2台磨机对称布置)的不合格浆和清洗管道、泵、厂房地面等产生的煤(2)细磨机主要规格参数泥水,量少时利用废浆系统加以回收,遇较集中量型号:CYM5000C;大时排至废浆沉淀池,经澄清处理达标后的水回收电机功率:N=250kW;泥由泵清理后,返回生产系统。该厂设有入料粒度:40pm~50m完善的废浆、废水处理设施,可以确保废浆、废水出料粒度:<15m;不外排,达到零排放。磨矿浓度:45%~55%4.2生产、生活用水处理处理能力:5t/h~7t/h该项目所用生产水为企业印染生产排出的工业数量:2台(2台磨机对称布置)。废水,其他生产用水(喷雾除尘、冲洗地面用水32.3制浆车间的布置和消防用水均来自市政管网。生产废水全部进入沉2套25万t/a制浆生产线所需厂房面积为淀池,然后返回生产系统再利用,确保废水不外47m×50m,2条生产线对称布置。在空间布置排;生活污、废水排至该系统外的废水处理系统统上,尽量利用平面错开的方式,磨机等主要设备布处理。置在十分平整的基底上,上方设电动双梁桥式起重4.3生产技术检查机,能够起吊所有大设备,便于设备的检修和维为了指导生产操作,保证水煤浆产品的数量护,并且大幅度减少了土建工程量、节约投资成本。质量指标合格和稳定,制浆生产过程的技术检查采3.3药剂的配制和添加系统用在检测相结合的方式。在制浆生产主要分散剂和稳定剂溶液的调配和给药,分别由2套环节中国煤化工表。在线检测的系统完成。每套系统均包括搅拌桶、添加剂泵及定参数CNMH位等。此外,对量给药装置等。分散剂经定容桶计量后,给入分散水煤浆的浓度、流变性、黏度及稳定性需进行离线剂稀释桶,然后按照设定浓度加入相应的水。经过(下转第61页)第1期煤质技术2011年1月(2)税后利润:918.33万元原本由尾煤泥系统处理的中矸磁选机尾矿因其7.4投资回收期灰分低,单体解离效果良好,且新浮选机处理量浮选系统技改工程总投资为200万元。大,技术性能先进,浮选效果好,所以将其经浮选(1)税前:5.23个月(包括建设期3个月)。机处理,以提高可燃体的回收率是可行的(2)税后:5.61个月(包括建设期3个月)。参考文献:8结语[1]吴大为,淳游选煤技术[M].徐州:中国矿业大学资兴选煤厂浮选系统的技术改造项目取得了预出版社,2004期的效果,F]CA8-4型喷射式浮选机和KXGZ快速[2]周少雷,高效选煤新技术与新设备[M].徐州:中国矿业大学出版社,2008.自动压滤机联合处理煤泥水工艺是目前国内较先进的工艺,也是与资兴选煤厂重介系统完全配套的工作者简介:唐小荣(1968-),男,南永州人,工程师,现任艺。技改使得原浮选系统存在的问题得到了彻底的湖南省资兴焦电殷份有限公司选煤分厂厂长。解决,并实现了提高精煤产率,降低生产成本,增加效益的目标。(收稿日期:2010-11-17)(上接第55页金1070万元。检测,以作为在线仪表校正的依据和指导生产、向用户提供水煤浆产品质量指标的正式依据。制浆厂6结语设有化验室,主要承担对原料煤的媒质和水煤浆的该示范基地水煤浆厂是以神华水煤浆专用煤化验分析、检测工作。(属低阶煤)和印染废水为原料,采用低阶煤制高4.4电源及供电方式浓度水煤浆工艺技术生产环保水煤浆,供水煤浆锅根据《水煤浆工程设计规范》要求,该项目按炉使用并配套蒸汽余压发电的工程二级负荷设计,所需两回10kV电源分别引自公该项目的建成投产,再次证明了神华环保水煤变电站10kV不同母线段,正常时两回电源同时工浆制备和燃烧技术的成熟性和可靠性,不但拓宽了作,当一回故障时,另一回可担负全部负荷的供水煤浆行业原料的选择范围、降低生产成本,而且电,电源距水煤浆厂约1km。为我国印染行业污废综合利用、节能减排起到积极5技术经济的示范作用。5.1工作制度和劳动定员參考文献:工作制度。年工作6000h,每日工作时间为[1]神华煤制水煤浆特性研究及工业试验课题研究报告24h,3班连续生产。[R],煤炭科学研究总院国家水煤浆工程技术研究中根据前述设置的系统环节、生产工艺和技术装心,2006,8.备、工作制度、生产组织形式等,按巡视和固定结[2]高效节能水煤浆制备工艺及关犍设备的研究报告合的方式进行岗位排定,水煤浆厂达到50万t/a[R].煤炭科学研究总院国家水煤浆工程技术研究中设计生产能力时所需要的全部生产和管理人员预计心,2008,12[3]石狮市清远印染发展有限公司水煤浆厂初步设计说明为51人书[R],煤炭科学研究总院,2009,4.5.2概算投资概算投资系指达到50万t/a生产规模时,建作者简介:投清兵(1978-),男,山乐委安人,硕士,主要从设期间需要的建设投资和生产初期需要的铺底流动事水煤浆工程和技术研究方面工作。先后负秀完成了6项国家行业资金。最终确定概算投资6988万元,其中地面建更点中国煤化工筑工程费1226万元,设备购置3153万元,安装专利,在国内核心期刊CNMHG工程费730万元,工程建设其他费用369万元,预备费328万元,建设期利息112万元,铺底流动资(收稿日期:2010-11-30)