一、技術名稱:煤礦礦井水超磁分離井下處理技術
二、技術所屬領域及適用范圍:煤炭行業 煤礦井下礦井水
三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀
全國礦井水綜合利用率僅為59%,不僅使水中的煤泥資源大量浪費,而且對環境造成污染。我國礦井水處理普遍采用井下沉淀、提升污水上井二次處理工藝技術。礦井水在提升過程中需消耗電能,按照設計要求,噸水百米電耗一般約為0.50kWh/(t·hm),實際運行常高于此值。由于電耗與所提升礦井水的密度直接相關,因此降低礦井水的密度即可節約提升能耗。目前該技術可實現節能量8萬tce/a,CO2減排約21萬t/a。
四、技術內容
1.技術原理
該技術利用永磁技術實現快速分離。首先將不帶磁性的含煤懸浮物賦予磁性,通過超磁分離機進行快速固液分離,凈化礦井水;分離出來的煤泥渣,通過磁種回收循環系統產生低含水率煤泥,經壓濾系統得到的煤泥餅直接升井。
2.關鍵技術
(1)磁種材料選擇。根據粒徑、分散性、比重、比表面積、磁性能、絮凝性能、價格等選擇合適的磁性材料作為磁種,用于非磁性懸浮物的分離;
(2)混凝系統的工藝參數確定。通過投加混凝與絮凝藥劑,使磁種能與非磁性懸浮物緊密結合,便于磁分離。在保證混凝效果的基礎上,獲得最短的混凝時間與絮凝時間,從而使設備小型化;
(3)磁種制備投加回收裝置的研制。該裝置能將磁種定量地、高分散性地投加到混凝箱中,參與反應;同時,又能從超磁分離機中分離出的煤泥渣中提取磁種,將磁粉盡可能地回收重復使用;
(4)超磁分離機設計。該分離機的分離性能優于冶金行業用的磁盤機,使分離后出水的懸浮物小于25mg/l,以便達到高的水質要求,并能處理大流量污水,體積緊湊;
(5)合理的井下處理成套工藝設計。包括磁絮凝系統、磁分離系統、藥劑制備投加系統和污泥壓濾系統,具有短流程、大流量泥水分離特點,可直接將污染后的礦井水處理成為潔凈的礦井水和煤泥餅。
3.工藝流程
該技術的工藝流程見圖1。
五、主要技術指標
主要適用于直徑為0.2mm-0.3mm以下煤粉的提取和回收。
1.SS≤25mg/l;
2.COD≤50mg/l;
3.石油類油≤5mg/l;
4.PH:6-9;
5.煤泥含水率≤30%。
六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀
該技術2010年7月通過四川省科技廳組織的成果鑒定,綜合技術水平達到國際先進!俺欧蛛x技術在礦井水井下處理中的應用”于2012年10月通過中國煤炭工業協會成果鑒定,并在山東新巨龍能源公司龍固煤礦810m礦井水處理工程、山東新汶礦業集團協莊煤礦300m礦井水處理工程、山東新汶礦業集團趙官煤礦471m礦井水處理工程等進行了實際應用。
七、典型應用案例
應用單位:山東新汶礦業集團協莊煤礦
技術提供單位:四川環能德美科技股份有限公司
節能改造情況:節能改造前,分別由井下四個水倉向地面排放,漳村煤礦井下四個水倉,每年至少清挖一次,每個水倉清挖需45天左右,人工清挖水倉效率低且存在一定安全隱患,同時需要大量人員、材料的投入。排水泵百米噸水電耗為0.506kwh。節能改造內容:取消井下沉淀池,直接將礦井水引入超磁分離處理系統,實現泥水分離,清水上井,泥餅直接隨原煤皮帶輸送系統升井。主要設備為超磁分離機、磁種循環回收設備、污泥脫水設備。
節能效果:工程運行后,礦井水抽出地面的噸水電耗明顯降低,節約了電費;產生的潔凈礦井水可直接回用,節約水資源開采費;減少了污水排放,節約了排污費;由于礦井水質提高,減少了對井下排水泵的腐蝕,節約了水泵維修、更換費用;煤泥水經處理后進入水倉,基本沒有污泥沉淀,水質清澈;煤泥高效回收產生收入并節約了井下沉淀池清倉所需的人力物力。節能2280tce/年。經濟效益:節能技改投資額600萬元,建設期1年,年產生經濟效益401.21萬元。投資回收期1.5年。
八、推廣前景和節能減排潛力
預計未來5年,該技術在行業內的推廣潛力達到12%,總投資額12.54億元,年節能能力48萬tce/a,二氧化碳減排能力126萬tCO2/a。
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