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    土城礦選煤廠是盤江精煤股份有限公司下屬的礦區(qū)型大型煉焦煤選煤廠，入洗量3.0 Mt/a(568.18 t/h)，人選原煤牌號(hào)為氣煤、肥煤和1／3焦煤。隨著礦井機(jī)械化采煤程度的提高，礦井原煤質(zhì)量變差，入選原煤灰分逐步提高，煤泥含量大幅增加，導(dǎo)致煤泥水處理難度加大，高灰及細(xì)顆粒煤泥無法回收。以往是將無法干燥回收的尾煤泥直接由汽車運(yùn)到煤泥堆放場，不但要支付煤泥運(yùn)費(fèi)及場地租用費(fèi)，還給周圍環(huán)境造成影響，環(huán)保壓力較大，難以實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán)。為了將污染環(huán)境的尾煤泥回收，變廢為寶，2009年1月，選煤廠引進(jìn)了唐山協(xié)力科技公司的∮3.4×28mMNGG型泥料滾筒干燥烘干機(jī)。該設(shè)備單臺(tái)處理煤泥量為50t/h，人料水分45%～55%，是目前國內(nèi)處理量最大的尾煤泥料滾筒式干燥烘干機(jī)。唐山協(xié)力與土城礦選煤廠共同承擔(dān)了該設(shè)備的安裝、調(diào)試、投產(chǎn)等工作，富通新能源銷售生產(chǎn)木屑顆粒機(jī)、木屑鋸末烘干機(jī)等生物質(zhì)燃料成型、木屑烘干等機(jī)械設(shè)備。
1、環(huán)境保護(hù)方面采取的措施
1.1廢氣、粉塵對環(huán)境的污染
    選煤廠大氣中的污染物主要來自于原煤儲(chǔ)、裝、運(yùn)和原料廠房產(chǎn)生的少量煤塵以及干燥烘干機(jī)排除的廢棄物。在土城礦選煤廠的儲(chǔ)、裝、運(yùn)等環(huán)節(jié)都設(shè)有濕式噴霧消塵裝置，故不構(gòu)成主要污染因素，干燥烘干機(jī)對大氣的污染屬主要監(jiān)控對象。根據(jù)工程分析，2臺(tái)干燥烘干機(jī)的耗煤量為5~8 t/h．燃料煤為中煤（含硫0.16%），每臺(tái)干燥烘干機(jī)的引風(fēng)量為25萬m3/h，2臺(tái)干燥烘干機(jī)產(chǎn)生的廢氣量大約50萬m3/h，煙塵濃度不大于80mg／m3，煙塵產(chǎn)生量為160.90 kg/d，煙氣中的S02濃度為61.4 mg/m3，達(dá)到了《工業(yè)爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
1.2煤泥水閉路循環(huán)
    干燥過程用水中，水膜除塵器噴水可用于除塵、脫水、脫硫，除渣機(jī)爐渣冷卻水和衛(wèi)生沖洗水，實(shí)現(xiàn)了一級(jí)閉路循環(huán)，達(dá)到了廢水閉路循環(huán)，起到了生態(tài)環(huán)保作用。
1.3聲環(huán)境
    干燥運(yùn)行產(chǎn)生的噪音必須達(dá)到環(huán)境影響評(píng)價(jià)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，即噪音到達(dá)最近村落時(shí)低于35dB(A)。土城礦選煤廠的噪音主要是干燥烘干機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的，其噪音為90—95 dB(A)。為了降低噪音，選煤廠采取了有效措施，加設(shè)減震裝置和消音設(shè)備，使噪音控制在85 dB(A)以下，到達(dá)最近保護(hù)村落的噪音低于35 dB(A)，達(dá)到環(huán)境影響評(píng)價(jià)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
1.4  固體廢物
    干燥煤泥產(chǎn)生的爐渣需統(tǒng)一堆放在相對固定安全的地方，也可以返回或輸入干燥煤系統(tǒng)，因爐渣還含有5%一10%未燃盡炭，在不影響產(chǎn)品發(fā)熱量和水分的情況下，可以返回再利用，達(dá)到節(jié)能減排的效果。
2、協(xié)力科技干燥烘干機(jī)的環(huán)保評(píng)定
    為有效減少煙塵含量，干燥烘干機(jī)橫梁式爐排鏈條爐產(chǎn)生的煙氣，在爐膛里就要通過中拱和擋火墻，攔截掉部分粉塵；剩余的廢氣再經(jīng)過高效旋風(fēng)除塵器和水膜除塵設(shè)備（除塵效率95%，脫硫效率85%）后，最后的煙塵通過汽水分離器排人大氣。汽水分離器的特殊結(jié)構(gòu)使排放氣體的煙囪高度達(dá)到了30 m。正常工作狀況下，排放的煙塵濃度為80.45mg/m3，每小時(shí)產(chǎn)生煙塵8.04 kg，S02排放濃度為52.2mg/m3，小時(shí)排放量為5. 22kg。工業(yè)煙塵和S02排放濃度均達(dá)到國家工業(yè)爐窖大氣污染排放二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，干燥烘干機(jī)作業(yè)環(huán)境粉塵濃度為8mg/L，小于10mg/L，達(dá)到國家工業(yè)作業(yè)環(huán)境粉塵二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
    干燥每年產(chǎn)生固體廢物爐渣14400 t，統(tǒng)一堆放在矸石山。固定設(shè)施安全設(shè)計(jì)初期對以上影響環(huán)境的因數(shù)進(jìn)行評(píng)估，投產(chǎn)以后，干燥烘干機(jī)運(yùn)行達(dá)到了環(huán)保要求，實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán)，節(jié)約了水資源，通過對干燥物料的性質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)分析，結(jié)合設(shè)備特點(diǎn)進(jìn)行了專項(xiàng)適應(yīng)性改進(jìn)，在環(huán)保和煤泥回收創(chuàng)造良好經(jīng)濟(jì)效益之間找到了平衡點(diǎn)。
3、干燥烘干機(jī)工藝流程及工作原理
    ∮3.4×28 m泥料滾筒干燥烘干機(jī)工藝流程見圖1，從圖中可以看出，干燥系統(tǒng)的主要功能是降低煤泥水分，達(dá)到摻人中煤銷售的目的，由于本廠入選原煤的灰分在40.5%，屬于高灰分極難選煤，隨著粒度的減小，灰分略有升高，且小于0.10 mm粒級(jí)灰分較高，說明矸石有泥化現(xiàn)象。根據(jù)本廠一次浮選和二次浮選小篩分實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，一次浮選尾礦中，小于0.10 mm粒級(jí)的平均灰分69.16%，屬于高灰細(xì)粒、極難干燥煤泥。
    本廠使用12臺(tái)DY3000型帶式壓濾機(jī)壓榨濃縮機(jī)底流，濾餅水分穩(wěn)定在45%～55%，基本達(dá)到干燥烘干機(jī)42%～45%的入料水分要求。根據(jù)煤泥小篩分結(jié)果，本廠原煤煤泥含量（小于0.5 mm粒級(jí)）約20%，按照600 t/h的入選量，煤泥量為120 t，浮選抽出率在50%，剩余60t，尾煤臥式離心脫水機(jī)回收率30%，剩余干煤泥42 t。干燥出料水分16%一20%,，按20%計(jì)算，每小時(shí)產(chǎn)生52.5 t煤泥，而每臺(tái)干燥烘干機(jī)的處理量為25. 25t，干燥烘干機(jī)處理的煤泥為高灰細(xì)粒，加之凝聚劑和絮凝劑的使用，導(dǎo)致煤泥比較粘。
    由于人料水分偏高，要使干燥烘干機(jī)持續(xù)生產(chǎn)出合格產(chǎn)品，必須保證煤泥均勻穩(wěn)定給料，為此干燥烘干機(jī)采用雙層封閉式刮板給料，即通過刮板從上層將煤泥帶到下層。由于下層的空間有限，多余的煤泥會(huì)滯留在上層，等待刮板輸送機(jī)往復(fù)運(yùn)輸，通過控制固定端入料閘板開啟程度，實(shí)現(xiàn)煤泥的定量給料。煤泥進(jìn)入固定端，通過導(dǎo)料板將煤泥導(dǎo)入旋轉(zhuǎn)端。導(dǎo)料板固定在旋轉(zhuǎn)端上，共有24快，隨著滾筒不斷旋轉(zhuǎn)，將固定端的煤泥均勻?qū)�入旋轉(zhuǎn)滾筒內(nèi)。為了使煤泥獲得最大的熱交換面積，滾筒在前端和中部設(shè)置了兩道破碎板，將煤泥充分破碎，同時(shí)有上千塊的揚(yáng)料板將煤泥不斷的拋向空中，使煤泥在滾筒內(nèi)形成螺旋狀的“煤幕”。利用具有5%傾角的滾筒將頭部物料向尾部運(yùn)行，在∮3.4m、長28m的空間內(nèi)同引風(fēng)機(jī)抽吸過來的熱氣進(jìn)行質(zhì)熱交換，使水分蒸發(fā)，達(dá)到干燥的目的，干燥烘干機(jī)尾部還設(shè)置了刮刀清掃裝置，以防止操作不當(dāng)排出的大塊堵塞下料口。
4、干燥設(shè)備存在的問題及改進(jìn)措施
4.1提高熱效率
    ∮3.4x28m泥料滾筒干燥烘干機(jī)滾筒內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。質(zhì)熱交換效率是干燥烘干機(jī)的一個(gè)重要指標(biāo)，燃料煤在爐排鏈條機(jī)上燃燒，產(chǎn)生的熱量經(jīng)引風(fēng)機(jī)抽入滾筒，與煤泥進(jìn)行熱交換。在使用初期，發(fā)現(xiàn)爐膛溫度過高，超過了l200℃，導(dǎo)致爐膛拱墻被燒壞，而干燥筒入口溫度卻只有650℃左右。經(jīng)測定，爐膛燃燒負(fù)壓也低于標(biāo)準(zhǔn)值，經(jīng)分析，其主要原因是引風(fēng)量不足，測定引風(fēng)機(jī)風(fēng)量為110m3/min，因此，決定加大引風(fēng)機(jī)葉輪，以提高引風(fēng)量，將更多的熱量由爐膛抽出來。經(jīng)計(jì)算，將原引風(fēng)機(jī)葉輪的直徑由2m增加到2.2m，再將滾筒人口處的擋火墻降低0.4m，同時(shí)將旋轉(zhuǎn)滾筒包上玻璃纖維保溫層，以減少熱損失。改造完成后，引風(fēng)量增加至131m3／min，爐膛溫度降至1100℃，而入口溫度增加到730℃，實(shí)現(xiàn)了對爐膛的保護(hù)，同時(shí)提高了熱空氣的利用率，煤泥水分由干燥前的18%降到了干燥后的16%。
4.2提高設(shè)備連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)能力
由于干燥烘干機(jī)在高溫、負(fù)壓條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，若操作失誤或不當(dāng)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如爐膛和導(dǎo)向滾筒內(nèi)部的導(dǎo)料板、活動(dòng)翼板（破碎裝置）等較易發(fā)生變形和開裂，嚴(yán)重影響設(shè)備連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。在使用過程中本廠曾出現(xiàn)因操作不當(dāng)，導(dǎo)致入料口溫度過高，導(dǎo)料板變形后刮擦固定端滾筒，無法正常將煤泥導(dǎo)入旋轉(zhuǎn)滾筒的事故。維修一次耗時(shí)8d左右，其中爐溫冷卻就需要3d。爐膛也曾因燃燒爐溫度過高，而出現(xiàn)耐火磚被燒塌的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了本廠生產(chǎn)，制約了節(jié)能環(huán)保工作。
    經(jīng)分析，造成導(dǎo)料板變形的主要原因是：①導(dǎo)料板過長，刮擦幾率變大，受力后容易產(chǎn)生撓性變形；②煤泥過粘，容易堆積，造成導(dǎo)料板和入料錐體之間間隙過小，旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生擠壓變形；③操作不當(dāng)，導(dǎo)致人口溫度過高，使導(dǎo)料板變形。采取的解決方案如下：
    (1)將導(dǎo)料板長度由2.2 m縮短為1.1 m，同時(shí)在封閉刮板的下料溜槽處加導(dǎo)流槽(1 200×900 mm的鐵板)，將煤泥直接導(dǎo)入被縮短的導(dǎo)料板上方，解決了導(dǎo)料板過長容易產(chǎn)生變形的狀況。改造前，干燥導(dǎo)料板1個(gè)月維修一次，而改造后已連續(xù)運(yùn)行3個(gè)月，仍運(yùn)轉(zhuǎn)良好，大大提高了設(shè)備的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)能力。
    (2)加強(qiáng)帶式壓濾機(jī)的操作和管理，盡量降低水分，在保證壓濾煤泥水分合格的情況下，盡量減少凝聚劑和絮凝劑的使用，降低煤泥的粘度。
    (3)由于爐膛燃燒的溫度主要決定于鼓風(fēng)機(jī)的鼓風(fēng)量，當(dāng)操作人員發(fā)現(xiàn)溫度較高時(shí)要減小鼓風(fēng)量，關(guān)小風(fēng)門或直接關(guān)停鼓風(fēng)機(jī)，但是操作很不方便，溫度不容易控制。為此對鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行了技術(shù)改造，將人口溫度傳感器的信號(hào)和鼓風(fēng)機(jī)啟停控制線路進(jìn)行閉鎖，把溫度傳感器的信號(hào)控制在700~800℃，溫度高于800℃時(shí)鼓風(fēng)停止，低于800℃時(shí)，正常啟動(dòng)，使入口溫度和爐膛溫度實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，避免了爐膛因操作不當(dāng)造成溫度過高而燒壞的現(xiàn)象。
5、強(qiáng)化管理，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)
    在干燥烘干機(jī)的管理過程中，環(huán)境保護(hù)尤其重要。本廠制定了嚴(yán)格的管理措施，嚴(yán)格控制廢氣的排放。
    (1)最大限度降低壓濾煤泥水分，嚴(yán)格控制藥劑的加入量，降低物料的粘度；
    (2)加強(qiáng)操作，控制入料量，嚴(yán)禁出大塊和干灰，制定相應(yīng)的獎(jiǎng)罰措施，保證旋風(fēng)除塵器和水膜除塵器的效果：
    (3)加強(qiáng)對水膜除塵器的控制，嚴(yán)格控制噴淋水量，定期清理噴頭，保持噴水均勻，使汽水分離器出口煙塵為正常的白色霧狀。
6、經(jīng)濟(jì)效益
    投產(chǎn)運(yùn)行后，一個(gè)原班的干燥產(chǎn)品量在800t左右，本廠電煤的價(jià)格400元／t，干燥產(chǎn)值為32萬元/d，1.152億元/a，干燥總功率為1 302.5 kW，每天開機(jī)19 h，年消耗電量890.19萬kW．h，電費(fèi)1 000萬元，干燥年創(chuàng)造產(chǎn)值l億元。除掉原煤成本5 426萬元，本廠兩臺(tái)干燥烘干機(jī)前期投入1050萬元，實(shí)現(xiàn)回收成本，還創(chuàng)造3 500萬利潤的好成績。