煤炭洗選脫硫技術

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(1.焦作煤業(集團)中馬村礦，河南 焦作 454005；2.焦作煤業(集團)開元化工有限責任公司，河南 焦作 454191)

煤炭洗選脫硫技術

胡華斌1，胡芳2

(1.焦作煤業(集團)中馬村礦，河南 焦作 454005；2.焦作煤業(集團)開元化工有限責任公司，河南 焦作 454191)

介紹了各種煤炭脫硫技術，為重介質法、跳汰法、浮選法等多種洗選脫硫方法的聯合提供科學依據。本礦井選煤廠采用該脫硫方法，獲得了不同品種的洗選產品，合理有效利用煤炭資源，大大減少洗選產品燃燒時二氧化硫及其它污染物的排放，保護生態環境，實現了煤炭資源的高效潔凈利用。

煤炭；重介質；跳汰；浮選；二氧化硫

1 脫硫技術

煤炭脫硫技術可以分為燃后脫硫、燃中脫硫和燃前脫硫[9-11]，燃后脫硫(又稱煙道氣脫硫)是在煤炭燃燒后，對燒煤設備排出的氣體進行凈化以降低SO2的排放的脫硫方法；燃中脫硫(又稱爐內脫硫)是在煤炭燃燒過程中，向爐內噴入鈣系固硫劑，使煤炭中的硫轉化成硫酸鹽，后隨爐渣排出的脫硫方法；燃前脫硫是在煤炭燃燒前，采用選煤、水煤漿、型煤、動力煤配煤等技術方法對煤炭進行處理，去除硫分和灰分使其凈化的脫硫方法。燃后脫硫和燃中脫硫事先未脫除煤炭中的硫，只能在燃燒后凈化廢氣或燃燒時化硫為渣而減少SO2的排放，屬于被動控制SO2排放的方法；燃前脫硫利用物理、化學、生物及其組合方法事先脫除煤炭中的硫，使煤炭燃燒時減少或不再產生SO2，屬于主動控制SO2排放的方法[4]。煤炭的燃前脫硫，尤其是選煤脫硫是降低煤炭含硫量的重要途徑。選煤脫硫作為潔凈煤技術的源頭，既能脫硫降灰，又能形成不同質量的煤產品，滿足不同用戶的需要，從而提高熱能的利用率，而且選煤脫硫的費用遠遠低于燃后脫硫和燃中脫硫。選煤脫硫可分為溫和凈化脫硫、生物脫硫、化學脫硫、物理脫硫及其組合脫硫。溫和凈化脫硫都在常壓、溫度相對較低的情況下進行，并且凈化后煤質幾乎不變，如微波輻射法、電化學法、化學法等[9]；生物脫硫(又稱生物催化脫硫)是在常溫常壓下利用專門培養的細菌選擇性的氧化無機硫或有機硫，后用酸洗、瀝濾的方法實現脫硫的一種低能耗脫硫方法，可脫去93%的黃鐵礦以及15%～50%的有機硫，脫硫效率較高，常見的有生物浸出法、生物表面氧化處理法、生物選擇性絮凝法等[3]；浮選脫硫是在技術和經濟上最為可行的化學脫硫方法，利用煤和硫鐵礦表面的親水性或疏水性的差別，采用浮選機或浮選柱作分選設備，通過加入適當的藥劑來達到脫硫目的，脫硫率達53%左右[13]；重力選煤脫硫是物理脫硫的主要方法，煤炭中煤粒的密度一般在1 300～1 800 kg/m3，矸石的密度在1 800～2 200 kg/m3，而黃鐵礦的密度在3 200～3 500 kg/m3[4-5]，重力選煤就是利用三者之間的密度差異，采用跳汰機、水介質旋流器、重介質旋流器或搖床等分選設備，把黃鐵礦和煤矸石從煤炭中去除的一種脫硫技術[14]。選煤脫硫是煤炭潔凈高效化的基礎，本礦井選煤廠采用濕法選煤脫硫，也稱洗選脫硫[15]，選擇了重介質法、跳汰法、浮選法等多種方法聯合選煤脫硫方法，獲得了較為潔凈、高效的煤炭能源。重介質法是利用阿基米德原理，當介質的密度大于煤粒的密度時，煤粒在介質中上浮，反之下沉，將矸石和黃鐵礦等雜質與煤粒分離的重力選煤脫硫方法，該方法具有適應性強、設備簡單、分選效率高等特點[16]。一般重介質旋流器有效分選下限可達0.044 mm，黃鐵礦理論脫硫率可達85%～95%[5]；跳汰法主要用于粗粒精選，可減少礦物的過粉碎，一般跳汰機的分選下限約為 0.5 mm[14]。跳汰法分為風力跳汰法和水力跳汰法[16]，風力跳汰法是在脈動空氣流中分選物料的方法，分選效率較低，適用于極端缺水的地區和對產品的質量要求較低的條件；而水力跳汰法主要指在垂直升降的變速水流中按密度分選物料的方法，具有設備簡單、分選效率高、生產能力大等優點，從而廣泛應用于選煤；浮選法是在氣—液—固三相界面分選礦物的方法，主要用于細粒煤的精選。常規浮選法的選擇性不高而導致黃鐵礦硫的脫除效果差，具體原因可能有：黃鐵礦表面因氧化和電化學腐蝕而產生的疏水性物質不利于黃鐵礦捕收劑浮選，黃鐵礦解離不完全導致一些煤與黃鐵礦連生體的存在，機械夾帶使黃鐵礦微粒被水帶進精煤，非選擇性捕集疏水性顆粒黏附到氣泡上等[5，14]。針對該問題，本礦井選煤廠采用噴射浮選法，使用噴射浮選機改善浮選入料的進料方式，使浮選入料在極短時間內與捕收劑充分接觸，使黃鐵礦得到有效礦化，以提高浮選脫硫效果。

2 洗選工藝

本礦井選煤廠的原煤洗選工藝流程如圖1所示。給煤機將原煤給至Ф100 mm分級篩，分級后手選除去篩上物中的大矸石，再將篩上物破碎至100 mm以下，輸送至塊煤皮帶；篩下物輸送至Ф13 mm分級篩分級，篩上物上塊煤皮帶，篩下物上末煤皮帶。塊煤皮帶物料水洗后進入跳汰機，分選除去矸石，剩余物料通過弧形篩泄水，后進入雙層直線振動篩分級并脫水。雙層直線振動篩上層篩孔為13 mm，下層篩孔為8 mm，8 mm以下的物料經弧形篩泄水后進入離心機，脫水得洗精煤產品；8～13 mm的物料為洗粒煤產品；13 mm以上的物料在重介淺槽中分選，塊中煤經脫介篩脫水后得洗中煤產品；塊精煤經脫介篩脫介后送至雙層分級篩分級。雙層分級篩上層篩孔為25 mm，下層篩孔為13 mm，25 mm以上的物料為優中產品；13～25mm的物料為小塊產品；13 mm以下的物料經弧形篩瀉水，再經離心機脫水后輸送至Ф8 mm分級篩，分級得8 mm的洗精煤產品和8～13 mm的洗粒煤產品。末煤皮帶物料進入三產品重介旋流器分選，后中煤和矸石混合物料先后經脫介篩、離心機脫介脫水后成為末中煤產品；精煤物料經脫介篩脫介后，篩上物經離心機脫水后成為末精煤產品，而篩下物進入浮選機，浮選精煤經加壓過濾機脫水成為末精煤產品；浮選尾煤經耙式濃縮機濃縮后用泵打入箱式壓濾機脫水成為煤泥[17]。在實際過程中，精煤產品產率約72%、灰分低于10%，中煤產品產率約5%、灰分低于35%，煤泥產品產率約10%、灰分低于25%，它們用于不同的燒煤設備，如精煤產品是適合一些專門用途的優質煤、中煤產品是供電廠和工業鍋爐的直接燃料、煤泥產品是民用燃料蜂窩煤的原料等，從而煤炭的利用率增加，顆粒物和SO2等污染物的排放大大減少。

圖1 原煤洗選工藝流程圖

3 結論

本礦井選煤廠采用重介質法、跳汰法、浮選法等多種洗選聯合的脫硫方法，大大減少或清除了煤炭中的灰分、矸石和硫分等雜質，獲得了較為潔凈、高效的洗選產品。因此，煤炭洗選脫硫技術不僅是合理有效用煤的前提，也是減少洗選產品燃燒時SO2及其他污染物排放的最經濟的途徑。

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CoalWashingandDesulfurizationTechniques

HUHua-bin1，HUFang2

(1.Jiaozuo Coal Industry Zhongmacun Mine,Jiaozuo 454005,China；2.Jiaozuo Coal Industry Kaiyuan Chemical Limited Liability Company,Jiaozuo 454191,China)

All kinds of coal desulfurization technology are introduced,providing a scientific basis for the combination of multiple washing and desulfurization techniques,such as dense medium, jigging and floating.Our pithead coal preparation plant employed the combined techniques to obtain varied washing products for reasonable valid use of coal resources,and reduce sulfur dioxide and other pollutants emissions while burning them to protect the ecological environment,realizing high efficiency and purification coal resources.

coal;dense medium;jigging;floating;sulfur dioxid

2014-08-07

胡華斌(1986-)，男，助理工程師，從事機電管理方面工作，電話：18236890935。

TQ536

A

1003-3467(2014)11-0022-03