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淺談我國動力煤分選技術的發展方向

 引 言
  煤炭是中國的主要能源,在一次能源結構中占75%,而且這樣的態勢直到21世紀初不會改變。然而,大量燃煤已引起嚴重的環境問題,據1997年《中國環境狀況公報》公布,SO2排放總量23.46Mt、煙塵排放總量18.73Mt,其中80%的煙塵和90%的SO2來自燃煤。為了保護環境,實現煤炭工業可持續發展,必須發展潔凈煤技術。選煤是潔凈煤技術的源頭和基礎,是現階段最為成熟,最為經濟的手段,在潔凈煤技術初期,首先要加速發展選煤。
  長期以來,我國選煤廠的建設是以煉焦煤為主,造成占商品煤總量80%的動力煤其入選比例不足10%;動力煤平均灰分達22.4%,其中電廠用煤灰分平均在28%左右。由于動力煤產品結構單一,不能對路供應,煤的利用效率遠遠低于發達國家,不僅造成了能源巨大浪費,而且增加了用煤企業的生產成本,也加劇了環境污染。
  隨著經濟體制改革的深化,煤炭已由長期以來的賣方市場轉為買方市場。冶煉精煤的需求不旺,動力煤用戶,特別是電煤用戶,出于價格考慮又不愿選購洗選產品。結果在一些地區因洗選產品銷路不暢而關停了選煤廠。據統計,本來為數不多的動力煤選煤廠,在1995年的利用率僅有70%。
  我國動力煤選煤廠存在著建設與生產的矛盾。一方面,從宏觀角度出發,必須大力發展動力煤分選,解決燃煤帶來的環境問題;另一方面,從選煤生產實際來看,又未能充分發揮現有選煤廠的生產能力。
  動力煤選煤廠開工不足,主要受當前商品煤市場的制約。用戶不歡迎洗選煤的原因是:
  (1)在計劃經濟時期建設的發電廠,是按原煤或低質煤設計的鍋爐,設計定型后難于改變;
  (2)有些選煤廠的洗末煤水分高;
  (3)價格因素,覺得用洗選煤不合算。
  為了解決動力煤選煤廠建設與生產的矛盾,除了需要國家制定相關政策和法規,正確引導選后優質煤炭產品消費外,選煤行業自身必須大力研究高效新型選煤技術,努力降低生產成本,使選后產品具有市場競爭力。

2 我國選煤技術發展現狀
  中國選煤技術通過自行研究開發和引進已有長足進步,可以說國外傳統的各種選煤工藝、設備,國內均有。自行研制的設備已能滿足年處理能力400萬t/a以下新廠建設和老廠改造的需要。在高效重介質選煤方面,最新研究成功了不脫泥重介質旋流器選煤新工藝、分選煤泥的小直徑重介質旋流器、三產品重介質旋流器、高硫煤全重介洗選脫除無機硫的成套工藝與設備,可獲得較好的脫硫效果和選煤效率,為國內高硫煤的精選提供了一套先進的商業化、產業化工藝流程和配套設備。重介質懸浮液密度自動控制技術基本成熟。在跳汰選煤方面,最新研制成功了復振跳汰機和自動化跳汰機,把原來獨立的控制單元有機結合起來,根據煤質變化動態調整跳汰機主要參數,達到最優化。在干法選煤方面,研制成功了適于干旱地區的復合式干法選煤技術;用水少的動篩跳汰選煤技術業已投入工業化生產。在細粒煤分選方面,XJM—S系列浮選機處理量大、能耗低、分選效果好,最大容積達16m3,可滿足60萬t/a選煤廠浮選單機生產;高選擇性浮選機和浮選柱選煤技術,可有效降低精煤灰分;離心浮選技術的研究已經起步;最新研制的光電式浮選尾礦測灰儀,為實現浮選單機自動化提供了在線檢測的基本手段。在產品脫水方面,大型離心機的工作可靠性得到了進一步提高。處理3~0mm的LLL930×550過濾型離心脫水機投入工業生產,處理量達到20~30t/h。臺,產品水分12%~16%。用于煤泥脫水的沉降過濾離心機產品水分<24%,處理量達25t/h。臺,處理浮選精煤能力可達35t/h。臺,整機易磨損部件的使用壽命在6000~10 000h。200m2精煤壓濾機和60m2加壓過濾機均已研制成功,產品水分在18%~22%,處理量分別達15~20t/h。臺和22~45t/h。臺。

3 動力煤分選技術發展方向
  下個世紀現代化選煤廠的重要技術特征是入料均質化、系統簡單化、操作自動化、設備單機化,以降低選煤成本和保證產品質量穩定;以深度脫硫降灰為目的,研究細粒煤分選工藝、設備及其配套脫水設備。在中國,簡化選煤工藝,降低成本,提高經濟效益,是動力煤分選技術的主攻方向。
3.1 深度干法篩分技術
  當前,我國動力煤選煤工藝可分為兩類。第一類是塊煤選煤廠,即洗塊不洗末,我國多為此類。受篩分技術限制洗選下限高,一般在13mm,雖然流程簡單,但是原煤總體降灰脫硫率偏低,按入廠原煤評價分選效率不高;第二類是全級洗選,降灰脫硫率高,但投資大,生產費用高,我國很少采用。研究高效主選設備和大型、高效、可靠的干法深度篩分技術,從而簡化分選工藝,降低塊煤選煤廠的分選下限,是減少建廠投資、降低電煤水分、提高經濟效益、提高降灰脫硫率的關鍵技術之一。
3.2 提高浮選粒度上限
  現有煉焦煤選煤工藝系統完善,但流程復雜,關鍵制約環節在于浮選。由于現有浮選技術的分選上限為0.5mm,為了保證精煤產率,浮選前的所有煤泥水環節,均以0.5mm作為截留粒度上限,不僅降低了相關設備的處理量,而且直接導致浮選精煤粒度細,脫水困難,可選用的脫水設備類型受到極大限制、處理量低。由此造成建設投資大,生產成本高。如果浮選上限能夠提高到0.7mm或1.0mm,則可大大簡化選煤工藝,不僅可以顯著降低煉焦煤選煤成本,而且會使動力煤全級入選在技術和經濟上均具有可行性,加速提高原煤入選比例。
3.3 細粒煤分選、脫水與煤泥水處理技術
  現代化選煤廠的主選工藝環節并不復雜,我國已能實現1.8Mt/a選煤廠采用單臺跳汰機或兩套重介質旋流器系統即可達到洗選目的。但要靠復雜的煤泥水處理系統為其提高合格的分選介質,保證其分選效果。煤泥水系統承擔了對選后產品的分級、脫水,對主選未分選的煤泥進一步精選、回收,對洗水和外排水的凈化,以保證全廠工藝系統的正常運行。煤泥水系統幾乎覆蓋了整個選煤廠的工藝環節,選煤廠的分選效率、各產品的數質量指標、各環節的技術經濟指標、煤泥水的流失和對環境的污染程度都與所采用的煤泥水處理系統的類型、特點、設備、完善程度及管理水平有很大關系。因此,改善細粒煤的分選效果、提高煤泥水處理的效能、簡化流程、降低建設投資、減少運行成本,是相當一個時期選煤技術的主攻方向。目前,簡化選煤工藝的關鍵在于:①主要設備的簡單化、高效化、自動化;②煤炭干法深度篩分技術。例如3mm分級大型高效設備;③提高浮選粒度上限技術。例如把浮選粒度上限提高到1mm;④選煤各環節設備能力的匹配。例如100萬t/a的選煤廠(或系統)全部實現單機化生產;⑤簡化煤泥水處理系統。

4 結 語
  從系統工程角度出發,開展大中型高效動力煤選煤廠新工藝和設備的研究,簡化選煤工藝,改善選煤廠技術經濟指標,降低選煤廠基建投資和加工成本,產品結構靈活,保證選后產品具有市場競爭力,是加速提高原煤入選比例、發展選煤事業的技術關鍵。

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