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WJG旋翼式强制流态化煤泥干燥机在大平矿选煤厂的应用
发布时间：2013-09-12 08:32 来源：未知
随着国内煤炭市场供求关系的变化，高质量的低灰煤在市场上占据着主导地位，从而带动了洗选行业纷纷扩大入洗比率，随之带来了煤泥的大量产出。由于煤泥含水率较高，不利于露天存放，冬季因滞销而影响生产，而且煤泥露天存放对环境所造成的二次污染更为严重。近年来，随着煤炭洗选技术的不断发展，煤泥干燥工艺越来越受到国内更多选煤厂的重视，将压滤后的煤泥饼进一步干燥脱水后出售，不仅可以解决对环境的污染，同时更大程度地延伸了煤炭洗选加工产业链，完善了产品结构，避免了资源浪费，为企业创造了显著的经济效益。
铁法能源公司下属有8个矿井型选煤厂，年入洗量800万t，生产煤种为低变质长焰煤。由于开采原煤中伴生有大量泥页岩，所以在洗选过程中每年约产出近百万吨煤泥。目前主要靠带式和板框压滤机对煤泥脱水，产出的煤泥水分高、粘性大、热值低，销售极为困难。随着入洗量的加大，煤泥生产、销售成为了制约洗煤生产的瓶颈。为了解决这种现状，铁法能源公司于2007年经多方调研和考察，引进了煤泥干燥技术，并在下属的2个矿得到成功应用，收益较好。2008年通过进一步对国内同行业干燥技术的充分调研和考察，本着投资少、建设周期短、占地面积小、成本低、干燥效率高的原则，在大乎矿选煤厂引进了WJG旋翼式强制流态化干燥技术。
1、大平矿选煤厂概述
铁煤集团大平煤矿选煤厂核定生产能力为405万t/a．年产煤泥l2万t（湿基）。主要采用带式和快开板框压滤机对煤泥进行脱水，以实现洗水闭路循环，达到零排放的环保要求。但是，由机械脱水回收的煤泥滤饼水分高、粘度大，给储存、运输和利用带来了诸多困难。因此，及时有效地解决煤泥滤饼再利用问题迫在眉睫。
2、WJG旋翼式干燥技术应用的可行性
2.1 国内煤泥干燥技术与设备
目前，对于煤泥的热能干燥脱水，国内基本采用直接或间接换热方式，较为突出的是转筒式干燥机和带式碎干机，这两种干燥机比较传统，从20世纪50年代就开始使用。随着干燥技术的不断发展，这两种干燥机也在不断改进，发挥了应有的作用。但是由于它们存在换热方式不稳定、热损耗高、处理量低、干燥机体积庞大等问题，因此，这两种干燥机在干燥技术和效率上尚存在没有突破的局限性。
2.2干燥物料的特点
由于上游工艺技术不断发展，使被干燥的物料特性发生了较大变化。尤其天平矿煤泥中高灰细泥含量较高，经压滤脱水后，粘度增大、热固聚性增强，分散难度加大、热传导性能降低，导致质热交换时间增加。物料本身的这种特性，增加了热能干燥脱水的难度，同时也为热能干燥脱水技术提出了更高的要求。
2.3 WJG旋翼式流态化干燥机工作原理和特点
WJG旋翼式强制流态化干燥机早期用于处理城市污泥，近几年成功应用于矿山煤泥的处理。该干燥机可在中、高温（300一800℃）和物料高弥散状态下工作，设备体积小，处理量大。其工作原理是：干燥机底部有两个相向旋转的旋翼，在其作用下，将煤泥抛掷到干燥腔内，弥散的物料与热风充分接触换热。在抛掷过程中降低了煤泥的粘度和加热后的固聚性，同时使煤泥在干燥机腔内充分弥散，以强化煤泥与热风的换热效果，从而提高了煤泥传热效率，缩短了煤泥传质时间。与传统的贴壁式热交换干燥机相比，大大提高了脱水效率，降低了干燥成本。干燥工艺流程如图l所示，该工艺的主要特点如下：①设备结构紧凑，占地面积小，一次性投资少；②质热交换效率高，处理量大；③物料干燥过程中表面更新频率高，质热交换充分，能耗低，蒸发It水消耗热量3 762~4180 MJ；③系统采用先进的PLC可编程控制器控制，自动化程度高，安全可靠；⑤热源形式多样化，可根据现场条件进行选择；⑥由于干燥机的工作原理具有自动将煤泥胶团进行破碎的功能，克服了干燥过程中自然流动不破碎的弊端，干后产品为小于13 mm颗粒。
3、WJG旋翼式干燥系统构成
3.1进料系统
干燥机入料缓冲仓容积达30 1113，可保证入料均匀，以稳定系统工况。仓内有料位探测器，底部有出料螺旋。料位探测器控制煤泥进料输送机并与其自动连锁，底部出料螺旋采取变频定量给料。给料端有煤泥探测装置，监视对干燥机的连续给料情况。探测装置通过PLC与锅炉鼓风机、安全阀门等安全设备连锁。
3.2干燥机主体结构
WJC旋翼式强制流态化干燥机的内部剖面见图2。该机采用三圆结构，通过旋翼的机械运动强制弥散湿泥，使其在不同干燥腔内呈流态化悬浮状，从而与热风充分接触，强化湿泥与热风的传热传质效果。干化过程中旋翼对煤泥起破碎作用，取消了传统煤泥干燥机干燥后需对煤泥进行二次破碎的环节。
干燥机主体是系统中最为关键的设备。煤泥由干燥机一端底部进料，在旋翼作用下向上抛掷，热风由煤泥进料端上方进入，与被抛掷的物料直接接触，物料在旋翼和热风的作用下向前运动，实现质热交换。干燥机内部分为三个工作腔。在第一个腔内，煤泥与高温热风直接接触并迅速升温，一般煤泥温度在45 ~90℃，属于升温干燥段；在第二个腔内，大量的水分被蒸发，此时属于恒速干燥段，为主要干燥段；最后进入第三干燥腔内，此时煤泥的水分蒸发速度降低，煤泥温度开始逐渐上升，属于降速干燥段。煤泥温度不超过90℃，水分降至15%，完成煤泥干燥。
在干燥过程中，热气与物料的作用方式有对流、传导和辐射三种。在煤泥干燥系统中主要采用热风接触式即对流干燥方式，它是一个传质传热的综合过程。对流干燥的传热速率主要与体积给热系数、干燥机换热容积、热风温度和物料温度等有关。
3.3热风炉
热风炉是干燥系统的热源，采用自主设计的三穹多孔配风链务，该炉适用的煤种广泛，节能高效，耐热强度高，使用寿命长。除炉排底部燃烧供风外，在燃烧区反射拱上层设有多孔二次配风，经尾气净化塔净化后的尾气可以由此配入，在满足热能供给的同时，既可降低炉腔内温度，增强炉体使用寿命，又可以充分回收尾气余热，达到节能减排的效果。燃用本厂煤炭供热，可产生33 440 Ml/h的热量，满足了干燥系统的要求。
3.4尾气处理系统
流化气体夹带着煤泥微细颗粒和蒸发的水分离开干燥机，进入旋风分离器进行气一固分离，分离后的气体进入水浴塔。水浴塔采用循环水直接逆流喷射，将气体中的水蒸汽冷却。流态化气体经冷凝后，温度由100℃降至60℃。
尾气净化塔自下向上分为三段，即离心喷淋段、冷凝段、过滤段。离心喷淋段设有雾化喷淋装置，对尾气进行湿法洗尘，同时设计有离心结构，可有效回收携尘污水；冷凝段设有冷凝器，可进一步回收雾化携尘污水；过滤段设有动态焦炭过滤填料，可起到把关净化的效果。
4、工艺特点及参数选择
4.1工艺特点
(1)整个系统可实现集中控制和手动控制，同时可实现车间全景实时可视监控。
(2)将带式或板框压滤脱水后的煤泥滤饼送至煤泥缓冲仓，通过仓下的螺旋输送机将湿煤泥均匀稳定地给入干燥机入料口，干燥后的物料分别通过干燥机下部的闭风排料器和旋风收料器排出，运入装车仓贮存。
(3)干燥机燃料煤由603号胶带运输机直接分流经溜槽注入燃煤缓冲仓，通过炉前给煤装置自动添加至热风炉，燃烧用风由鼓风机提供，灰渣由排渣机注入灰渣仓装车外运。
(4)高温热风在引风机产生的负压作用下，由热风炉经主风管进入干燥机，在干燥机内与煤泥实现充分的质热交换后，经旋风收料器完成气一固分离后，再经过尾气净化系统将净化达标后的空气排出。
(5)尾气净化采用湿法除尘，除尘用水来自洗煤循环水系统，携尘污水返回洗煤浓缩系统。
(6)因干燥系统故障不能及时处理的煤泥暂时注入煤泥贮存仓，既可随时装车外运，又可通过返运刮板运回干燥入料仓干燥。
4.2参数
(1)处理量：蒸发水量不小于6 000 kg/h。折合湿泥量20 t/h（进口煤泥含水率40%，干燥后煤泥含水率15%~18%）。
(2)热能消耗：蒸发每吨水热耗（值）为
4、180 MJ。
(3)各项环境卫生安全指标达到国家标准。
(4)燃料煤发热量：20.48—20.90 MJ/kg。
(5)干燥后物料粒度小于15 mm，限上率小于3%。
(6)热风炉供热能力33 400 MJ/h。
(7)燃料煤消耗：1.2t/h，折合每吨燃料煤干燥湿泥17 t。
(8)干燥机进口温度600~ 800℃，干燥后物料温度小予60℃，进料煤泥温度20℃。
(9)水浴塔除尘需用水量60 rr13／h．扬程50 m。
