冀中能源峰峰集团有限公司(以下简称“峰峰集团”)的前身峰峰煤矿，是我国最早开发利用矿区之一，至今已有140多年开采历史，2008年与金能集团联合，组建冀中能源集团，峰峰集团是其最大子公司。现成为集煤炭采选、化工、电力、装备制造、建筑施工、现代物流等多产业综合发展的国有特大型企业。

峰峰集团本部现有六座选煤厂，其中两座是中央型选煤厂，通过调运峰峰集团本部炼焦用煤矿井原煤入洗生产炼焦精煤。其它四座选煤厂为矿井型选煤厂。选煤副产品有中煤、煤泥和矸石。煤泥的主要来源是浮选尾煤，目前的处理方式是通过压滤机压滤，一部分销售给峰峰集团电业分公司，一部分销售给其它电厂，少部分地销给散户，每年煤泥的产量大约有75万吨左右。随着选煤厂工艺技术的日益完善，煤泥灰分进一步提高。目前峰峰集团选煤厂煤泥灰分基本都在60%以上，发热量在1500~2000大卡左右。

1 引言

煤泥是选煤厂洗选加工过程中的副产品，粒度细，堆放于煤泥储料棚，不仅容易结块影响装车运输，而且部分过干煤泥容易造成扬尘污染。由于煤泥比较黏，水分大，装车也比较困难。

由于煤泥发热量低，利用价值范围小，销售上存在一定困难，有时因为积压过多对选煤生产带来一定影响。销售方式基本是依靠汽运，环保要求逐年减少汽运比例直至取消汽运，并且汽车运输也实行标载，大气污染严重时启动预警限制汽车运输车数，用户用量也相应减少，销售困难。用火车运输时，需要从煤泥场地用铲车往火车上端煤，因距离较远，煤泥容易掉落，污染环境；另外，煤泥较黏，火车运输后不好卸车，且冬天湿煤泥容易结冻，对卸车造成更大的困难。

目前煤泥处理已经成为制约选煤厂环保问题的瓶颈，同时也是环保部门重点治理的内容，如何将煤泥进行妥善处理，是需要急迫解决的重要课题。

2 煤泥干燥技术项目建设的必要性

2.1 适应日益严格的环保要求

压滤后的煤泥水分基本在25%左右，由于水分大，火车装卸车困难，铁路在冬季不批煤泥车辆计划，以防发生冻车事故无法卸车，所以集团公司煤泥基本依靠汽车运输，制约因素较多。煤泥直接销售，煤泥晾干场环境较差，煤泥在汽车运输过程中也会有部分煤泥掉落，对环境的污染较大。随着现在环保压力的越来越大，煤泥晾干并直接销售的可能性将越来越小。现已有部分城市禁止压滤煤泥直接出厂，露天堆放。

2.2 提高企业经济效益的要求

煤泥水分大，地销价格较低。如果将煤泥进行干燥，烘干后的煤泥水分(M_t)可降至13.5%以下，发热量(Q_net.ar)提高约750kcal/kg。尾煤干燥后可部分掺入中煤产品，也可以单独销售，大幅提高了产品的质量，提升了产品售价，从而增加企业的经济效益。

2.3 煤炭资源综合利用的要求

对煤泥进行烘干后，拓宽煤泥的用途，将大量的煤泥变废为宝，同时避免煤泥对煤矿周边环境的污染，实现煤炭资源的综合利用，将取得良好的经济和社会效益。

2.4 符合我国的环境保护政策和能源政策

煤炭是我国的主要能源，也是我国环境污染的主要污染源之一。邯郸市位于京津冀大气污染传输通道2+26城市之中，环保监管越来越严，要求也越来越高。近几年来，随着煤炭洗选比例的增加，洗选后煤泥的利用问题，越来越突出。煤泥由于灰分高、水分高、粘性大、颗粒细小、不易运输等特点，其商品价值低，且煤泥在堆积状态下极不稳定，遇水即流失，风干即飞扬，不仅浪费能源，污染环境，而且严重影响煤矿职工及当地居民的健康，甚至制约煤矿企业的正常生产。

因此国家对煤泥综合利用项目出台了一系列的优惠和鼓励政策。对煤泥进行干燥项目，降低煤泥的水分，便于煤泥铁路运输和综合利用，符合国家的一系列政策要求。

综上所述，煤泥干燥项目的建设非常必要，项目建成后将为公司创造巨大的经济效益和社会效益，同时更能符合国家能源及环保产业政策。

3 煤泥干燥技术的研究和选定

3.1 煤泥干燥技术工艺的种类和特点

煤泥的干燥脱水技术大致可分为机械脱水、蒸发脱水和非蒸发脱水三大类，从已应用于煤泥脱水技术和正在开发的煤泥脱水技术来看，机械脱水技术对压滤后的煤泥脱水效果不明显，目前较少使用，蒸发脱水和非蒸发脱水技术值得关注。但非蒸发脱水技术目前仍处于研发阶段，还没有大规模工业化示范。因此本次技术改造重点考虑蒸发脱水。

在蒸发脱水工艺中，我国煤泥干燥技术工艺主要分为高温烟气干燥技术和低温蒸汽干燥技术，虽然高温烟气干燥技术使用较多，但该技术采用高温烟气在回转筒干燥机内对煤泥进行干燥，优点是干燥强度大，处理能力大，运行平稳，维护成本低。缺点是烘干温度在500~700度，操作不当会有煤粉爆炸的危险，干燥尾气量大，含尘量高，很容易造成环境污染，蒸发的煤泥中水分直接排放，对热能资源和水资源造成极大浪费。从安全、环保、节能等方面都不符合目前我国形势的要求。综合考虑峰峰集团煤泥干燥技术采用低温干燥技术。

3.2 低温干燥技术的种类和优缺点比较

用于煤泥低温干化的工艺目前主要有三种，第一种是滚筒式干燥机干燥，第二种是蒸汽列管干燥器干燥，第三种是网带连续低温除湿干化。

3.2.1 滚筒式煤泥干燥机干燥工艺

滚筒式干燥机与其配套设施采用对流质热交换方式，使煤炭干燥的全过程“密封给料、干燥脱水、密封排料”都在一台干燥主机上完成。干燥所用燃料是煤炭或者天然气，由于干燥温度不够再吹入部分煤气助燃达到干燥要求。

该工艺的优点是：设备运转可靠，抗过载能力强。操作简单，热效率高。单台设备处理能力大，最大处理能力可达到100t/台。

缺点是热介质一般由燃煤或燃气锅炉提供，由于环保政策的调整，燃煤锅炉用于干燥已基本无法获得环评，而采用燃气锅炉的话，干燥成本较高，吨煤干燥成本约为80～90元/t；结构复杂，维修费用高；物料成为干后产品的同时烟气成为废气，有部分有机物析出，对环境有一定影响，且治理效果不理想；热容量系数小，热效率低；设备卧式布置，滚筒内容易积聚细粒煤尘，如排放不畅可能爆炸，存在安全隐患。滚筒干燥脱水技术工艺流程见图1。

图1  滚筒干燥脱水技术工艺流程

3.2.2 蒸汽列管干燥器干燥工艺

采用饱和蒸汽为加热介质进行间接加热干燥，其基本原煤为热法干燥。主要设备蒸汽管式干燥机类似回转窑，鼓形体里有一个多管系统，鼓体呈现倾斜状态。煤泥连续不断地从上方送入干燥机管里，当鼓体旋转时，煤不停地输送到出口。水分干燥所需的热量由多管系统内的低压蒸汽提供，低压蒸汽沿着鼓体的轴向进入内部，并迅速向管外表面扩散。和煤一起进入机体内的空气，吸收了水分以后，在除尘器里和干煤粉分离，一部分重新压缩进入干燥机，另一部分就被排入大气。

该工艺的优点是热介质采用高温饱和蒸汽，设备物料与热介质不直接接触，干燥过程更安全、可靠；附加配套设备少，占地面积小，工艺布局紧凑，节约土建费用；能方便的回收换热后的冷凝水，提高热能的利用率；尾气流量小，不易夹带粉尘，同时尾气中湿分的含量可以很高，有利于一些特殊溶剂和尾气中余热的回收，达到节能和环保的双重效果；干燥成本低，吨煤泥干燥成本仅需40～50元/t。

缺点是处理能力较小，单台处理能力15～25t；设备长度长，约为30m，且无法分体运输及安装，设备的运输及安装成本高。蒸汽管式干燥技术工艺流程见图2。

图2  蒸汽管式干燥技术工艺流程

3.2.3 带式低温干化工艺

该工艺的优点是采用热泵热回收技术，密闭式干化模式无任何废热排放。80℃以下低温干化过程，运行安全，无爆炸隐患，无需冲氮运行；干料为颗粒状，无粉尘危险；出料温度低(＜50℃)，无需冷却，直接储存；设备安装简单，安装、调试周期短，设备占地面积小。

缺点是较之滚筒干燥机和低温蒸汽回转干燥机，单台处理量小；为保证低温干化效果，除常规输送转载设备外，入低温干化机前需要增加螺旋挤条机，增加设备接点故而增加故障点。带式低温干化工艺流程见图3。

图3  带式低温干化工艺流程

综合上述三种干燥方式比较，滚筒干燥机干燥工艺由于受环保政策限制不予考虑。蒸汽列管干燥器干燥工艺和带式低温干化工艺都满足生产要求。

3.2.4 低温干燥技术的比较选择

峰峰集团在选煤厂干燥项目技术的选择方面，即充分考虑环保、经济、安全的条件，又结合选煤厂的周围环境和自身条件，选定不同的干燥工艺，初步确定首先在马头选煤厂，邯郸选煤厂开展项目建设，明年逐步向其它选煤厂推广应用。

马头洗选厂毗邻大唐公司马头电厂，相距不到2公里，马头电厂可以提供热源，蒸汽温度≥200°，蒸汽压力≥1.3MPa，小时供气量6~8t，满足干燥项目要求，只需新敷设一根蒸汽管道，在电厂蒸汽管道出口加减压阀，将压力减小到0.4MPa，即可满足生产条件；邯郸洗选厂在主城区，周围没有热电厂，外供热源受到限制，并且环保部门要求条件高。

综合以上因素，峰峰集团经过研究讨论，最终确定了以下煤泥干燥工艺：马头洗选厂采用蒸汽列管干燥工艺，邯郸洗选厂采用网带连续低温除湿干化工艺。

4 煤泥干燥项目的建设原则

峰峰集团煤泥干燥项目改造建设，不改变原有的生产工艺，不改变选煤厂产品结构，项目建设在原有工业场内实施。制定干燥项目的工艺流程积极吸取国内外干燥车间设计的长处，结合当前煤泥干燥技术的发展现状，优化工艺方案，力求做到技术与设备先进、环保、节能、可靠。

5 煤泥干燥项目的应用

目前，峰峰集团已经在邯郸洗选厂、马头洗选厂开始施工建设，明年将在其它选煤厂进行推广应用。煤泥干燥后，可以作为电厂燃料，降低电厂生产成本；可以作为转厂添加剂，提高砖的质量；可以作为水泥厂添加料，改善水泥性能。通过煤泥干燥技术的应用，干燥后的煤泥满足商品煤的质量要求，可直接装车外销，不仅能优化选煤产品结构，实现低质尾煤泥的综合利用，而且满足环保要求，将产生良好的经济效益和社会效益。