240万吨年洗精煤选煤厂项目可行性研究报告.docx
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240万吨年洗精煤选煤厂项目可行性研究报告
240万吨/年洗精煤选煤厂项目
可行性研究报告
1.1项目背景
某煤业有限公司拟建一座240万吨/年洗精煤选煤厂，选煤方法为跳汰——浮选，委托天地科技股份有限公司唐山分公司承担可行性研究和设计任务。
选煤洁净煤技术的重要组成部分，是国家产业政策鼓励发展的重点领域之一。
煤炭工业发展“十一五”规划提出“积极发展煤炭洗选加工，优化产品结构，提高产品质量”。
根据《煤炭行业“十一五”发展规划》，“十一五”期间我国原煤入洗率由目前的33%提高到50%。
“十一五”将建设或改扩建一批洗煤厂，年入选原煤能力将达到15-16亿吨，入洗原煤达到12.5-13.0亿吨，入选比重将达到50%。
炼焦煤全部入洗，动力煤入洗达到40%以上。
到2020年入选比重将达到70%。
选煤技术水平，包括选煤工艺、选煤设备、选煤效率，接近或超过世界选煤发达国家，使我国从选煤大国迈向世界选煤强国行列。
煤炭经洗选可显著提高燃烧效率，大大减少污染物排放，入洗1亿吨原煤可减少燃煤排放的二氧化硫100-150万吨，成本仅为烟气洗涤脱硫的1/10。
发展先进的煤炭洗选技术，实现深度降灰脱硫是世界各国竞相发展的洁净的煤技术。
目前发达国家需要洗选的原煤已100%入洗。
改革开放以来，我国煤炭洗选有了长足的发展，2006年全国原煤入洗率已达到33%；国内基本能够设计、制造年处理能力400万吨以下不同厂型、不同煤质、不同洗选工艺的选煤设备及相应的控制系统。
根据2006年统计的资料，在我国选煤方法中，按能力统计跳汰占40%，重介占42.3%，浮选占10.7%，其他占7%。
先进高效和经济实用的选煤技术一直是人们追求的目标。
虽然选煤技术的发展仍趋于多元化，但工艺系统的简单化、基建投资的最小化、经济效益的最大化将是主要趋势。
今后我国选煤厂建设厂型趋向大型化、全场高度自动化。
在选煤方法上，随着原煤可选性逐渐变得难选，重介选将占主导地位，但跳汰选仍是易选煤的首选方法，其他洗煤方法将会在特定条件下合理应用。
跳汰选煤具有工艺简单、运行成本低、分选效果好、投资少等优点。
在各种选煤方法中，当煤的可选性适宜时，应优先采用。
鉴于本厂入洗原煤主要来源于青海天峻、江仓等地区的易选煤，故采用投资和运行费用较低的跳汰选煤方法。
1.2编制依据及范围
1.2.1编制依据
1）《某煤业有限公司240万吨/年选煤厂工程设计委托书》。
2）参考当地选煤厂原煤特性资料和实际生产指标。
3）选煤厂工业场地平面图及工程地质条件资料。
1.2.2项目范围
依据委托书要求，本项目范围包括：
原煤储煤场和受煤系统；原煤准备车间；主厂房和浓缩车间；厂内生产运输及产品存储系统；供配电及集中控制系统。
1.3可行性研究概要
设计原则：
1）合理确定产品结构和选煤方法，充分发挥投资效益；
2）选用技术先、进工作可靠、性价比高的设备；
3）选择适合本厂的集控和监控设施；
4）工艺布置简洁顺畅，设备操作和维修方便，生产安全可靠；
5）地面布局合理、紧凑、便于施工，有利于生产；
6）重视环境保护，环保工程配套，措施落实；
7）建筑物和构筑物合理，经济实用，外形美观。
1.3.1煤源及煤质
入洗原煤来自青海天峻、江仓等地区的炼焦主、配煤，铁路、公路运输。
原煤灰分在10%-20%，精煤产率在60%-80%.
1.3.2建设规模与工作制度
选煤厂入洗能力为2.4Mt/a。
根据《煤炭洗选工程设计规范》》（GB50539-2005）,选煤厂工作制度每年工作330天，每天工作16小时计算，即每年生产时间为5280小时，每小时入洗原煤454吨。
1.3.3厂址
厂址利用公司征用的青海省某县红河湾工业园区土地。
1.3.4建厂条件
某煤业有限公司是位于青海省某县红河湾工业园区的民营股份制企业，主营洗精煤、焦炭及化工产品的生产与销售等业务，交通便利，水源、电源充足、资源丰富。
1.3.5选煤工艺
采用跳汰—浮选联合工艺，煤泥水直接浮选，尾煤浓缩压滤，洗水闭路循环。
精煤产品用于冶金炼焦配煤，中煤和矸石作为动力煤和沸腾炉燃料，尾煤民用或作建材原料。
1.3.6经济评价
洗煤厂固定资产投资估算为5000万元。
其中：
土建工程为2480.35万元，设备购置费1709.80万元，安装工程467.69万元，工程预备费为166.50万元，其他费用175.86万元，吨煤固定资产投资18.82元，铺底流动资金3768万元计算。
设备总装机功率1954.1KW,吨煤耗电功率为5.19kwh。
生产功效为49.18t/工，吨煤加工费为11.41元。
此项目实施后，正常年份增加利润3089万元/年；上缴所得税后年净增收益2070万元；建设投资税后财务内部收益率为5.53%；税后投资（含3768万元铺底流动资金）回收期为7.45年（含建设期1年）。
财务分析表明，本项目投资税后财务内部受益率大于行业基准收益率，从评价结果看，该项目是可行的。
本项目在技术和经济方面都是可行的，建议尽早立项实施。
2选煤工艺
2.1选煤厂规模与工作制度
选煤厂设计规模为原煤入洗能力为2.4Mt/a。
工作制度为330天/年，16小时/天生产，日入洗原煤为7272吨，小时入洗原煤为454吨。
2.2原煤来源与产品要求
入洗原煤来自青海天峻、江仓等地区的炼焦主、配煤，铁路、公路运输。
原煤灰分在10%-20%，精煤产率在60%-80%.具有较好的可选性。
根据生产经验，跳汰选煤方法能够满足要求。
由于原料煤来源广泛，要求选煤工艺流程具有良好的适应性。
产品质量要求及用途：
精煤：
灰分≤9%，水分<13%,粒度≤50mm；作为焦化厂炼焦煤。
中煤；灰分≤45-55%；作为动力煤。
2.3原煤可选性
根据委托方提供的原煤资料，入洗原煤粒度组成如表2-1，煤泥粒度如表2-2，原煤密度组成如表2-3，可选性曲线如图2-1
表2-1入洗原煤粒度组成
煤样质量：
37.7Kg，灰分：
10.98%
粒度
产率
灰分
累计产率%
累计灰分%
50-25mm
18.5
46.52
18.5
46.52
25-13mm
11.01
59.86
29.51
51.5
13-6mm
14.89
33.6
44.4
45.5
6-4mm
7.71
34.25
52.11
43.83
4-1mm
21.19
28.08
73.3
39.28
<1mm
26.7
25.34
100
35.56
小记
100
35.56
表2-20.5-0mm煤泥粒度组成
煤样质量：
1066g，灰分25.07
粒度
产率
灰分
累计产率%
累计灰分%
0.5-0.3mm
21.53
23.02
21.53
23.02
0.3-0.2mm
23.09
24.16
44.62
23.61
0.2-0.1mm
18.59
24.08
63.21
23.75
<0.1mm
36.79
27.33
100
25.07
小记
100
25.07
表2-350-0.5mm原煤密度组成
密度级/gcm-3
产率%
灰分
累计
分选密度
±0.1含量
浮物
沉物
产率
灰分
产率
灰分
密度级/gcm-3
±0.1含量
1
2
3
4
5
6
7
8
9
<1.3
36.48
4.62
36.48
4.62
100
30.23
1.3
76.18
1.3-1.4
19.38
9.95
55.86
6.47
63.52
44.94
1.4
40.31
1.4-1.5
10.18
18.75
66.04.
8.36
44.14
60.30
1.5
18.15
1.5-1.6
3.13
29.56
69.17
9.32
33.96
72.75
1.6
7.1
1.6-1.8
4.16
41.1
73.33
11.12
30.83
77.14
1.7
5.67
>1.8
26.67
82.76
100
30.23
26.67
82.76
100
30.23
出入洗原煤粒度表2-1可见：
（1）块煤少、沫煤多，尤其是-6mm粉煤占一半以上，粒度组成越细、设备处理能力越低，因此在设备选型计算时处理能力取较保守的数值。
（2）随着粒度减小灰分降低，-1mm煤泥的灰分最低，说明煤易碎而矸石不易碎。
（3）-1mm煤泥含量为26.7%，采用差值法计算-0.5mm煤泥数量约为18%，煤泥含量高，设计时应注意煤泥水处理系统能力要有余地。
由煤泥组成表2-2可见：
除-0.1mm粒度灰分稍高外，其他各粒级灰分变化并不明显，适合于浮选机分选。
2.4分选方案比较
根据原煤资料，产品要求和原煤的可选性，选择以下4种方案利用中国矿业大学选煤工艺计算包（商用软件），采用近似公式法分别预测产品结构，比较，分析分选效果。
方案一：
三段跳汰；
方案二：
三产品重介
方案三：
两段跳汰；
方案四：
两产品重介。
个方案的参数如2-4，分选结果对比如表2-5.
表2-4分选参数表
方案
分选参数
分选密度
一段
二段
三段
一段
二段
三段
一、三段跳汰
I=0.18
I=0.2
I=0.22
1.77
1.83
1.87
二、三产品重介
EP=0.05
EP=0.06
---
1.63
1.88
---
三、两段跳汰
I=0.18
I=0.22
---
1.73
1.78
---
四、两产品重介
EP=0.05
---
---
1.63
---
---
理论分选密度
1.624
理论产率
70.94
表2-5分选效果对比
方案
精煤
数量
效率%
中煤
矸石
产率%
灰分%
产率%
灰分%
产率%
灰分%
一、三段跳汰
69.47
9.8
97.9
3.14
48.3
27.4
79.96
二、三产品重介
70.1
9.77
98.8
3.22
40.51
26.68
82.74
三、两段跳汰
69.18
9.8
97.5
2.4
42.6
28.42
78.91
四、两产品重介
70.1
9.77
98.8
29.9
78.19
注：
表中各产品产率均为+0.5mm本级的产率，+0.55mm级占原煤的74.8
根据表2-5对比分析各方案的优缺点得出：
方案三为最佳方案，建设和投资生产运行费用低，生产管理和操作简便，设备维护工作量少，适合易选煤分选，并能够适应煤质在一定范围内的变化。
2.5选煤方法与工艺流程
根据原煤特征和产品质量要求，入洗上线为50mm，入洗原煤的粒度范围是50-0mm，可选性属于易选。
通过方案比较，推荐采用跳汰----浮选联合工艺。
根据煤质特征、产品要求，确定的选煤方法及选煤技术现状，以系统可靠，生产灵活、适应性强、工艺简单、运行费用低、效果好为原则，确定了选煤工艺流程如图2-2。
选煤厂工艺流程由以下几个系统组成：
原煤储存与受煤系统→原煤准备系统→主洗分选系统→浮选系统→煤泥水处理系统→产品储运系统。
1）受煤系统：
在原煤储煤场设置二个受煤坑，受煤坑上方设置240*240mm铁篦子，漏斗下安装给煤机，将原煤定量各受煤坑原煤下的胶带输送机，将原煤输送到原煤准备车间。
2）原煤准备系统：
进入本车间的原煤首先进行预先筛分，筛孔的尺寸为50mm。
筛上50mm以上的块煤进入手选带进行检查性手选，人工拣出特大矸石和杂物，然后进入到破碎机破碎到50mm以下，与筛下的-50mm原煤混合进入主厂房的原煤缓冲仓。
原煤在给如预先分级筛前在胶带机头加装除铁器以清除铁器。
3）主洗分选系统：
缓冲仓内原煤经链式给煤机给入跳汰分选出矸石、中煤和精煤三种产品。
矸石、中煤和精煤三种产品、矸石、中煤用斗提机脱水后分别进入各自的产品缓冲仓，在由机动车运至中、矸石储存场地；跳汰机溢流经振动筛进行脱水，分级。
脱水筛筛缝为0.75mm，在排料端设立筛孔为13mm的分级端，13-0.5mm沫精煤经离心机二次脱水后与+13mm块精煤混合作为最终精煤。
筛下煤泥水及沫精煤离心机的离心液经缓冲池泵入旋流器--弧形筛，在脱泥、脱水后与沫精煤一起进入离心机脱水，回收粗煤泥作精煤；沫精筛筛下的水自动流入浮选预处理器（浮选机）浮选煤泥。
4）浮选和煤泥水处理系统：
浮选入料经预处理后进入浮选机分选，经精煤隔膜压滤机进行脱水后作为精煤产品，滤液经滤液泵直接返回浮选入料预处理器，浮选尾矿中加入絮凝剂后进入浓缩机澄清洗水，浓缩机底流泵人尾煤压滤机脱水回收尾煤，溢流作为循环水复用。
压滤机滤液返回浓缩机入料。
主厂房所有滴、漏、溢流水经地漏、地沟汇入集中水池，泵至浓缩机回收固体物料和洗水。
5）产品储运系统：
主厂房内生产出的精煤由胶带运至储煤厂，作为配焦煤，中煤和矸石进入缓冲仓由汽车运至存储场地，尾煤由胶带输送机或铲车运至煤泥存储场地。
2.6流程计算
2.6.1工艺流程计算
根据煤质资料、确定的选煤方法和工艺流程计算，如表2-6所示。
2.6流程计算
2.6.1工艺流程计算
根据煤质资料、确定的选煤方法和工艺流程进行工艺流程计算，如表2-6所示。
表2-6流程计算
作业
作业
编号
指标
丫％
QT/h
Ad％
Mt（％）
w（m'/h）
V（m3ie’
跳汰
选
入料
1
100．00
227.27
28．93
5．00
648．33
排料
精煤（溢流）
2
76．92
174．83
14．76
641．17
中煤
3
5．26
11．95
54．22
12．00
1．63
研石
4
17．82
40.49
82．65
12．00
5.52
固定
筛预
脱水
入料
5
76．92
174．83
14．76
641．17
排料
筛上
6
65.13
148.03
12．89
341．17
筛下
7
11．79
26，80
25．07
300．00
319.14
脱水
分级
入料
8
65．13
148．03
12．89
341．17
排料
筛上＞13
9
12.93
29．39
9.73
6．00
1．88
筛一卜0.75-13
10
31．03
70.53
9.73
18．00
15．48
筛一下一0.75
11
21．17
48.11
19．46
323．82
358.18
离心
脱水
入料
12
38．79
88.16
9.73
18.00
46．97
排料
精煤
13
38．79
88.16
9.73
9.00
8.72
离心液
14
0.00
0．00
38．25
38．25
筛‘卜
水缓
冲池
入料
15
32．96
74．91
21．47
662．07
715．57
排料
底流
16
32．96
74．91
21．47
662．07
715.57
溢流
17
0.00
0．00
0．00
0．00
振动
弧形
筛
入料
18
32．96
74．91
21．47
662．07
715.57
L}1}1
筛上
19
7.76
17.63
9.73
31．49
44．08
1｝卜个寸
筛卜
20
25．20
57．27
25．08
630．58
671，49
浮选
入料
入料
21
25．20
57.27
25．08
753．91
794．82
排料
22
25．20
57．27
25．08
753．91
794．82
浮选
入料
23
25．20
57．27
25．07
753．91
794．'82
排料
精矿
24
17.60
40．01
10．00
138．13
166.71
尾矿
25
7.60
17.26
60．00
615．78
628.11
真空
过滤
机
入料
26
17．60
40．01
10.00
138．13
166．7-L
排料．
精煤
27
17．60
40．01
10.00
27．00
14．80
43．38
滤液
28
0.00
0．00
123．33
lL.7．.）3
浓缩
机
入料
29
7．60
17．26
60．00
654．92
667．2:
排料
底流
;3（）
7.60
17．26
6（）．00
<15，2！
57．5｝
溢流
：
之｝
0．00
0.00
6〔）9，71
609．下｝
压滤
机
入料
：
B
7．60
17．26
6（）．（）（）
15．21
5了．5｝
流程计算中一些关键数据的取值如下：
跳汰用水量2.8m3/t;
进入浮选的煤泥量占原煤25.200ro%,灰分按一0.5mm原生煤泥灰分计算，即25.07%.其中原生煤泥量为18%,次生煤泥量占+0.5mm粒级9%（占原煤7.2%）。
虽然次生煤泥灰分一般取为+0.5mm级原煤灰分，但在实际生产中，中煤和．歼石中的煤泥灰分较高，进入浮选的煤泥灰分低于+0.5mm级灰分，故次生煤泥灰分按原生煤泥灰分计算。
为了计算方便，假设离心机离心液和压滤机滤液中不含固体颗粒，因为在工艺流程中二者均为循环物料，故该假设对计算结果没有影响。
粗煤泥灰分取决于跳汰机的分选下限和粉煤可选性，其数量与跳汰机溢流精煤分级粒度密切相关。
根据现有选煤厂实际情况，分级脱水筛采用0.75mm筛缝时，粗煤泥产率按占+0.5mm级10%计算，粗煤泥回收下限按0.5mm考虑，其灰分取50-0.5mm级（即跳汰精煤）的平均灰分。
2.6.2产品平衡表
根据委托方提供的原煤资料和设计确定的工艺流程计算，跳汰精煤产率为69.47%（占+0.5mm级），浮精产率为70%（占浮选入料），．总精煤产率69.33%；中煤、研石产率分别为5.26%、17.60%,尾煤产率为7.60％。
表2-7产品平衡表见表2-70
产品
数量
灰分
水分
Y
t/h
t／d
IOKt/a
精煤
＞13mm
12．93
29．39
470．22
15.52
9.73
6.00
0．75-13mm
31．03
70.53
1128．53
37．24
9．73
9.0*0
精煤泥
7．76
17.63
282．13
9.31
9．73
9．00
浮精
17．60
40.01
640．17
21．13
10.00
27．00
合计
69．33
157．57
2521．05
83．19
9．80
13．88
中煤
5．26
11．95
191．22
6.31
54．22
12．00
矸石
17．81
40.49
647．90
21．38
82．615
12．00
煤泥
7．60
17．26
276．19
9．1I
60．（）（）
26.00
计算原煤
227．27
:
3636．36
12'.（）．（）0
28．9:
1
2.6.3水量平衡表
表2-8选煤厂水量平衡表单位：
m`/h
选煤过程中用水量
水量
（m3/h
选煤过程中排水项目
·水量
（m3/h）
原煤带入
23.92
产品带
水量
精煤产品带水量
50.78
循环水
主选机用水量
1271.2
中煤产品带水量
3.26
补加清水
53.3
研石产品带水量
11
小计
1348.42
浮选尾煤产品带
水量
12.1
小计
77.14
澄清返
回水
浓缩机溢流水量
1271.2
全部用水量
1348.42
小计
1271.2
排出总水量
1348.42
2.7主要设备选型
依照《煤炭洗选工程设计规范》的有关规定，根据数质量的流程以及生产实践经验确定设备处理能力。
设备选型的原则；
（1）所选设备的型号与台数，应与所设计厂型相匹配，尽量采用大型设备，充分估计到机组间的配合与我厂布置的紧凑，便于生产操作。
（2）所选设备的类型应适合原煤特性和产品质量要求。
（3）优先选用高效率、低能耗、成熟可靠的新产品。
（4）尽可能选用同类型、同系列的设备产品，便于检修和备件的更换。
优先使用具有“兼容性”的系列设备，便于新型设备对老型设备的更换，也便于更新和改扩建。
（5）在设备选用的过程中，贯彻国家当前的技术经济政策，考虑长远计划。
设备采购应考虑性能价格比，切忌一切追求低价格。
不均衡系数的选取参考煤厂设计规范并结合实践经验取值如下：
煤流量取1.15；中煤系统取1.5；矸石系统取1.5；对煤泥水系统水量取1.0。
为确保选煤厂正常生产，本设计以首选高效、先进、技术含量高、操作维护方便的设备为原则，选择质量，性能达到国内一流水平的关键设备。
主要设备为我国成熟的，或近年来引进消化国外技术后开发的设备，技术先进，性能稳定，备用品备件易于解决，同时，为便于售后服务和零配件购置，设备制造厂家在地域上应尽量集中，同类型设备尽可能厂家集中，在上述前提下，各生产环节尽量选用大型单机设备，以降低投资和运行费用。
主要设备选型见表2-9。
煤泥水系统设备按可能的最大数量选型，其它设备适当留有余地，以适应入洗原煤性质的变化。
表2-9主要设备选型表
序
号
设备名称
规格型号
处理能力
t/h,m"/h
入料量
t/h,m'/h
不均衡
系数
计算入料
t/h，m'/h
计算
台数
选用
台数
1
原煤预先分级筛
YK2436
‘
291．6
227
1．15
261
0.90
1
2
分级破碎机
PF800
80
57
1．15
65
0.82
1
3
链式给煤机
LG-36
200-400
227
1．15
261
1．0
1
4
跳汰机
SKT-24（二段）
230-290
227
1．15
261
1．0
1
5
矸石斗式提升机
T4080
70
40
1．50
61
0.9
1
6
中煤斗式提升机
T4060
28
12
1．50
18
0．6
2
7
预脱水固定筛
3400X1800
300
648
1．00
648
2．2
1
8
精煤脱水筛
2Z
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