煤泥低温间接干燥技术在新河选煤厂的应用

韩 峰 汪才飞

（山东能源淄矿集团山东博选矿物资源技术开发有限公司，山东 济宁 272000）

新河选煤厂设计产能120 万t，采用“无压三产品旋流器分选-粗煤泥旋流器分级浓缩-细煤泥浓缩压滤”生产工艺。主要选煤工艺为+60 mm 粒级煤重介浅槽分选，-60 mm 粒级煤采用无压三产品重介旋流器分选，1～0.25 mm 粗煤泥采用TBS 分选+叠层筛回收，-0.25 mm 煤泥浓缩压滤、干燥回收。

选煤厂每年产生煤泥近18 万t，堆放于煤场大棚，占地面积大，煤泥粒度细，粘性高，装车运输困难，而且存在部分过干煤泥，容易形成扬尘，对环保造成压力。湿煤泥水分高，热值较低，利用价值小，经济效益较低。煤泥作为选煤厂生产运行中必不可少的副产品，如何将煤泥最大程度洁净资源化利用，成为行业内亟待解决的难题。煤泥低温间接干燥技术提高了煤泥附加值，将煤泥变废为宝，可以取得一定的经济效益和环保效益[1-2]。

1 煤泥干燥技术研究现状

目前选煤厂应用的煤泥干燥技术主要有高温烟气干燥技术和低温蒸汽干燥技术。

高温烟气干燥技术通常利用热风炉作为热源，可产生 500～700 ℃的高温烟气，其与湿煤泥直接接触，使煤泥中的水分蒸发，干燥后的煤泥经卸料器排出。高温烟气干燥技术热效率高，单位处理能力大，但同时存在局部受热不均导致爆炸的可能性，安全系数相对较低[3-4]。

低温蒸汽干燥技术利用电厂余热蒸汽作为传热介质，通过蒸汽列管与湿煤泥间接接触进行质热交换，将湿煤泥达到所控水分。蒸汽温度一般不超过250 ℃，减少了煤泥自燃或爆炸的风险，安全性能高。利用电厂蒸汽余热进行干燥，一方面可节约能源，另一方面换热后的蒸汽冷凝成水后可循环利用，资源利用率高[5-6]。

两种煤泥干燥技术优缺点对比见表1。

表1 两种常用煤泥干燥技术对比

2 煤泥干燥工艺流程

干燥车间由2 套处理量为23 t/h 的煤泥低温间接干燥系统组成，入料湿煤泥水分为25%左右，干燥后产品水分在15%以下。主要设备为回转式蒸汽列管干燥机，直径3.2 m，长28 m，总换热面积2320 m2，专用于中低水分煤泥的干燥和造粒。

煤泥低温间接干燥系统主要由上料和给料系统、干燥机、干煤泥输送系统和除尘、除湿余热利用系统组成。来自电厂的余热蒸汽与湿煤泥通过干燥滚筒内的蒸汽列管完成质热交换，物料经热交换后达到所控水分状态，尾气经引风机、湿式除尘器两级除尘后排入车间循环水池。煤泥干燥后经煤泥收集皮带运输落地或由去往电厂运输皮带运输，用于电厂发电。工艺流程如图1。

图1 煤泥低温间接干燥工艺示意图

2.1 上料和给料

上料和给料系统主要由煤泥上料输送机、接料缓存仓、螺旋给料机等设备设施构成。压滤煤泥经煤泥转载皮带和煤泥上料皮带进入接料缓存仓，实现湿煤泥的输送与缓存，进一步经溜槽送入给料、喂料装置，通过可调节的定量喂料机构，将湿煤泥在密闭状态下送入干燥机。

2.2 干燥

干燥主要设备为回转式蒸汽列管干燥机（剖面结构如图2[7]）。干燥机主要由筒体、托辊、挡轮装置、传动装置、出料箱、蒸汽旋转接头及金属软管等组成，干燥机内部具有132 根换热列管，单台设备总换热面积可达1160 m2，主要设备参数见表2。

表2 蒸汽列管干燥机规格和技术参数

图2 蒸汽列管干燥机剖面结构示意图

压滤煤泥经输送设备进入干燥机前端，由导料板进入回转筒体内，物料滑向筒体深处。由于机体有倾角并作回转运动，使物料呈螺旋状通过筒体，并与筒体内部蒸汽列管200 ℃热蒸汽进行热交换，合格物料经出料装置排出，蒸汽的运动方向与煤泥呈逆向，热载气的运动方向与煤泥也呈逆向。干燥过程全封闭，实现节能环保、超净排放。

2.3 干煤泥输送

干燥后的煤泥经干燥机卸料口进入508 煤泥收集皮带，一方面经过510 产品皮带可以直接输送至封闭式煤场大棚，在煤场大棚可实现干煤泥的储存和装车运输工作；另一方面在510 皮带机头加设分煤器和溜槽，通过远程控制分煤器开关，干煤泥可通过溜槽运送至113 转载皮带，再经地下皮带直接输送至电厂。

2.4 除尘、除湿和余热利用

列管干燥机筒体内通过负压引风机形成微负压环境，煤泥在干燥过程中蒸发脱除的水分及挥发的固体颗粒进入尾气管路，经湿式除尘器除尘达标后排放至大气中，除尘过程中产生的煤泥水返回至浓缩池进行浓缩、压滤处理。蒸汽在汽室内被均匀分配各蒸汽列管内，换热后冷凝水回流人汽室，经旋转接头排出列管干燥机，收集后返回电厂再次利用。蒸汽中的不凝缩气体通过每根列管端部的金属软管排至干燥机入料端的一环形总管中，由疏水箱排放。

3 运行效果

煤泥干燥项目正式运行以来，运转情况较好，生产稳定性高，故障率较低，小时处理量最高可达46 t，干燥后产品水分在15%以下，发热量平均增加3.53 MJ/kg。干燥后产品呈球状，直径在13～18 mm，有效解决了湿煤泥粘度大、易粘结、难运输、易污染环境等难题。

表3 煤泥干燥前后的技术指标

4 经济效益

以2020 年全年平均运行数据核算，煤泥干燥系统经济效益分析如表4 所示。根据湿煤泥干燥前后的水分差异进行产量计算，每吨湿煤泥干燥后可得到0.872 t 干煤泥，即干燥产率为87.2%，以每年湿煤泥产量为18 万t 计算，每年干燥煤泥量为18×87.2%=15.70 万t，每年可创造效益为15.70×106=1 664.2 万元，具有良好的经济效益。

表4 经济效益分析表

5 结语

煤泥低温间接干燥项目利用电厂余热进行煤泥干燥，有利于资源可持续利用，提高了能源利用效率，蒸汽温度低，安全性能高，且干燥成本低。煤泥干燥项目的建设有效解决了湿煤泥堆放、运输和储存的环保难题，具有良好的环保效益。湿煤泥经过干燥后销售，每年可增加经济效益1 664.2 万元。