0、引言
目前，國內(nèi)對煤泥的熱能干燥脫水，基本采用直接或間接換熱方式干燥技術(shù)，較突出的是轉(zhuǎn)筒式干燥烘干機和帶式碎干機。這兩種干燥
烘干機比較傳統(tǒng)，從上世紀五十年代就開始使用，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，這兩種干燥烘干機也在不斷改進，發(fā)揮了它的應(yīng)有作用。但是，由于它們的傳統(tǒng)換熱方式?jīng)Q定，始終表現(xiàn)為干燥效率低、耗能大、溫度高低不穩(wěn)定、熱損耗高、實際產(chǎn)量低；同時干燥烘干機體積龐大，系統(tǒng)占地面積大。因此，上述兩種干燥烘干機對煤泥干燥在技術(shù)和效率上尚存在沒有突破的局限性。
1、煤泥干燥系統(tǒng)建設(shè)的技術(shù)背景
大平煤礦洗煤廠入洗能力為225萬噸／年，年產(chǎn)煤泥約12萬噸。洗煤廠目前采用帶式壓濾機對煤泥進行脫水，實現(xiàn)了“煤泥水閉路循環(huán)”，達到零排放的環(huán)保要求。但是脫水回收的煤泥濾餅水份高、粘度大，給儲存、運輸和及時有效利用等帶來了諸多困難。目前，每天脫水煤泥餅露天堆放，遇水流失，遇風(fēng)飛揚，不僅帶來環(huán)境污染，也造成了資源浪費，同時，堆放場地有限，嚴重的制約了洗煤生產(chǎn)。因此及時有效地解決煤泥濾餅去向問題，保證洗煤廠正常生產(chǎn)，已是迫在眉睫。
按照建設(shè)節(jié)約型社會和大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟戰(zhàn)略，搞好煤炭精深加工，延長煤炭產(chǎn)業(yè)鏈，提高資源性產(chǎn)品的附加值，搞好對煤泥的綜合利用的總體要求。洗煤廠提出了煤泥干燥系統(tǒng)設(shè)計方案，該方案總體設(shè)計思想是通過熱能干燥的方式，將現(xiàn)有的煤泥餅破碎成小于15mm的顆粒狀，水分降低至15%左右，使之變成商品煤，達到提升為優(yōu)良資源，提升價值，實現(xiàn)洗煤廠煤泥處理的二次飛躍一不僅實現(xiàn)了洗煤水零排放的“閉路循環(huán)”，同時又實現(xiàn)了尾煤全部回收作為優(yōu)良資源的再利用，富通新能源生產(chǎn)銷售
顆粒機、
木屑顆粒機、木屑烘干機等生物質(zhì)燃料成型木屑烘干等機械設(shè)備。
2、煤泥干燥系統(tǒng)設(shè)計
2.1項目建設(shè)的工藝方案
該系統(tǒng)工藝流程如圖1所示，由燃燒爐提供熱風(fēng)，熱風(fēng)在引風(fēng)機提供的負壓作用下與濕煤泥同時進入干燥烘干機，經(jīng)熱交換后濕煤泥失去水分成為干燥產(chǎn)品，干燥后，顆粒較小的由旋風(fēng)收料器收集，顆粒較大的由刮板運輸機排出，尾氣經(jīng)過尾氣處理裝置處理后排放。
將帶式壓濾脫水后的煤泥濾餅經(jīng)轉(zhuǎn)載刮板機送至煤泥入料緩沖倉內(nèi)，緩沖倉中的煤泥通過倉下的螺旋輸送機均勻穩(wěn)定地給入干燥烘干機入料口，干燥后的物料分別通過干燥烘干機下部的閉風(fēng)排料器和旋風(fēng)收料器排出，再經(jīng)過干后產(chǎn)品運輸刮板注入裝車倉貯存。燃料煤由603#皮帶運輸線直接分流經(jīng)溜槽注入燃煤緩沖倉，通過爐前給煤裝置自動添加至熱風(fēng)爐，燃燒用風(fēng)由鼓風(fēng)機提供�；以膳旁鼨C注入灰渣倉裝車外運。高溫?zé)犸L(fēng)在引風(fēng)機產(chǎn)生的負壓作用下，由熱風(fēng)爐經(jīng)主風(fēng)管進入干燥烘干機，在干燥烘干機內(nèi)與煤泥實現(xiàn)充分的質(zhì)熱交換后，經(jīng)旋風(fēng)收料器完成氣固分離后再經(jīng)過尾氣凈化系統(tǒng)凈化達標后排至大氣。尾氣凈化采用濕法除塵，除塵用水來自洗煤循環(huán)水系統(tǒng)，攜塵污水返回洗煤濃縮系統(tǒng)。因干燥系統(tǒng)故障不能及時處理的煤泥暫時注入煤泥貯存?zhèn)}。
2.2煤泥干燥設(shè)備的選擇
拋棄傳統(tǒng)轉(zhuǎn)筒式等傳統(tǒng)干燥烘干機采用旋翼式干燥烘干機，該干燥烘干機采用三圓結(jié)構(gòu)，通過旋翼的機械運動強制彌散濕泥，使其在不同干燥腔內(nèi)呈流態(tài)化懸浮狀，從而與熱風(fēng)充分接觸，強化濕泥與熱風(fēng)的傳熱傳質(zhì)效果。干化過程中旋翼對污泥起破碎作用，取消了傳統(tǒng)污泥干燥烘干機干燥后的污泥二次破碎環(huán)節(jié)。煤泥在干燥烘干機內(nèi)停留時間短，熱交換效率高，處理量大，干燥成本低，體積僅為滾筒干燥烘干機的1/2，它是系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的設(shè)備。煤泥由干燥烘干機一端底部進料，在旋翼作用下向上拋擲，熱風(fēng)由煤泥進料同端上方進入干燥烘干機，與被拋擲的物料直接接觸，物料在旋翼和熱風(fēng)的作用下向前運動，實現(xiàn)質(zhì)熱交換。干燥烘干機內(nèi)部分為三個工作腔。在第一個腔內(nèi)，污泥與高溫?zé)犸L(fēng)直接接觸并迅速升溫至濕球溫度，一般污泥溫度在450C~ 50C，屬于升溫干燥段在第二個腔內(nèi)，大量的水分被蒸發(fā)，此時屬于恒速干燥段，為主要干燥段。最后進入第三干燥腔內(nèi)，此時污泥的水分蒸發(fā)速度降低，污泥溫度開始逐漸上升，屬于降速干燥段。煤泥溫度不超過90℃，含水降至15%，完成污泥干燥，其熱能原理如圖2所示。
在干燥設(shè)備中，熱量作用與物料的方式有三種：a對流過程，b傳導(dǎo)過程，c輻射過程。
在煤泥干燥系統(tǒng)中主要采用熱風(fēng)接觸式即對流干燥方式進行，它是一個傳質(zhì)傳熱的綜合過程。對流干燥的傳熱速率主要與體積給熱系數(shù)、干燥烘干機容積、熱風(fēng)溫度、物料溫度等有關(guān)。
旋翼式干燥烘干機的主要工藝特點：
①設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，體積是同規(guī)格傳統(tǒng)設(shè)備的1/2，一次性投資少。
②采用三園結(jié)構(gòu)，通過旋翼的機械運動強制彌散濕泥，使其在不同干燥腔內(nèi)呈流態(tài)化懸浮狀，從而與熱風(fēng)充分接觸，強化濕泥與熱風(fēng)的傳熱傳質(zhì)效果。物料在干燥腔內(nèi)以顆粒狀充分彌散，與干燥介質(zhì)充分接觸從而實現(xiàn)質(zhì)熱交換。質(zhì)熱交換速度快，效率高，產(chǎn)量大，是傳統(tǒng)同規(guī)格設(shè)備的二倍以上。
③物料干燥過程中表面更新頻率高，質(zhì)熱交換充分，能耗低。蒸發(fā)1噸水消耗熱量90~100萬大卡，僅為傳統(tǒng)同規(guī)格設(shè)備的50%左右。
④系統(tǒng)控制自動化程度高，安全可靠。
⑤可采用多種形式熱源對污泥進行干燥。
⑥由該干燥烘干機的工作原理決定，在對干燥過程，具有自動將污泥膠團性破碎功能，克服了污泥干化過程中自然流動不破碎的弊端。干燥后的產(chǎn)品呈<13mm顆粒狀。
3、煤泥干燥系統(tǒng)的應(yīng)用
3.1煤泥干燥系統(tǒng)應(yīng)用過程解決的問題
2009年12月進入投料調(diào)試階段，期間也出現(xiàn)了一些問題，具體如下：
①除渣刮板運輸機頭輪軸因質(zhì)量問題斷2次，重行設(shè)計頭輪，將軸直徑由60mm加粗到80mm，解決了該問題。
②因干燥烘干機內(nèi)部進入刮板運輸機的鏈環(huán)連接螺栓，造成干燥烘干機悶車3次，將煤泥濾餅進入干燥烘干機前的所有工序均加強了去鐵化管理，對刮板運輸機的聯(lián)接螺栓形成了班檢制度。
③引風(fēng)機變頻器額定功率不足，通過協(xié)調(diào)將額定功率為200kw的變頻器更換為額定功率為250kw的變頻器。
④爐排變頻器與現(xiàn)場不匹配，進行了更換。
3.2煤泥干燥系統(tǒng)達到的技術(shù)標準
通過努力這些問題都得到了很好的解決，2010年2月該系統(tǒng)進入正常運行階段，并且體現(xiàn)出良好的效益，2010年該系統(tǒng)達到了較高的技術(shù)標準，對照表如表1所示。
3.3煤泥干燥系統(tǒng)創(chuàng)造的經(jīng)濟效益和社會效益
該套系統(tǒng)201 0年干燥濕煤泥8.3萬噸，生產(chǎn)干煤泥粉5.83萬噸；年產(chǎn)值達到1903萬元，年創(chuàng)造經(jīng)濟效益615萬元，噸尾礦煤泥利潤為74.09元。年蒸發(fā)水量2.47萬噸，年小時平均蒸發(fā)水量7.82噸（年運行3163小時）；年燃料煤（洗粒煤：發(fā)熱量5000卡／克）用量為3000噸，年小時平均消耗燃料煤0.95噸，熱能消耗小于80萬卡／噸水，僅為兄弟單位所使用的滾筒式干燥烘干機的50%。該系統(tǒng)的入料水分適應(yīng)范圍寬（27% -45%），產(chǎn)品水分可控性較強(15%-20%)。實踐證明該系統(tǒng)具有小時蒸發(fā)水量大、小時消耗燃煤低、熱效率高等優(yōu)點。
該項目達到了提高煤泥產(chǎn)品售價增加銷售收入，較少資源浪費，消除煤泥對環(huán)境污染的目的，實現(xiàn)了設(shè)計目標，達到了我廠的各項要求。
4、結(jié)論性見解
該系統(tǒng)自成功進行了工業(yè)性試驗后，近2年的連續(xù)穩(wěn)定運行了表明該干燥系統(tǒng)具備干燥水分含量高、粘度大和高持水性的濕粘煤泥物料的能力。濕粘的煤泥經(jīng)過干燥回收處理后作為煤炭產(chǎn)品銷往電廠，延長了煤炭洗選加工的產(chǎn)業(yè)鏈，為大平礦創(chuàng)獲了可喜的經(jīng)濟效益，同時也徹底解決了大平礦之前煤泥占地堆放造成的“風(fēng)天揚塵，雨天流泥”的環(huán)境污染問題�？傊撁耗喔稍锵到y(tǒng)在大平煤礦的設(shè)計與應(yīng)用取得了圓滿成功。
