我國洗選煤現狀及節能對策*

鄒　威　趙樹果　張亞倫　李守余

(華北理工大學以升創新教育基地)

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我國洗選煤現狀及節能對策*

鄒威趙樹果張亞倫李守余

(華北理工大學以升創新教育基地)

煤炭目前是我國重要的能源之一，在推動社會進步和經濟發展過程中起著舉足輕重的作用。煤炭資源的綠色合理開發作為一種與生態相協調的資源開發模式，是當前煤炭行業擺脫困境實現可持續發展的必由之路。對洗選煤工藝、煤泥水的處理和洗選煤機械的應用現狀與存在的問題進行了分析，提出了相應的節能減排對策，為企業的穩步發展與創新、生態環境的保護與水資源的可持續利用提出了建議，可為實現洗煤技術現代化、節約型社會建設和煤炭的可持續發展提供科學的技術支持。

洗選煤現狀工藝煤泥水節能對策

1　我國煤炭行業發展及利用現狀

煤炭行業是我國經濟發展的重要支柱行業，在我國能源消費中占主導地位，根據國家統計局1980—2014年的能源生產總量和構成數據，在充分考慮國家政策調整等因素的前提下，利用SPSS軟件預測出我國2018—2030年的能源生產總量和構成(表1)，初步估計今后十幾年內煤炭洗選對我國煤炭行業發展的影響，明確煤炭洗選對企業發展的重要性。

表1　未來一定時期原煤及能源生產總量預測 億t標準煤

從表1可以看出：從目前到2030年，煤炭的主要能源地位將不會改變，也就是說，煤炭的洗選及其節能減排仍是社會關注的焦點。

研究分析發現，傳統的煤炭利用方式已不適合我國的發展模式，煤炭行業的發展方向在于推進煤炭在全行業、全產業鏈的清潔利用；分級分質對口利用，全面洗選，制定潔配度準入標準；加大高效潔凈煤發電和煤電節能減排技術的應用推廣；突破技術瓶頸，減少水耗和排放，適度發展現代煤化工；發展稀缺煤的二次開發技術，提高資源利用率。

2　洗選煤工藝技術及存在的問題

2.1典型洗選煤工藝技術2.1.1物理洗選煤工藝技術

物理洗選煤工藝主要有跳汰法、重介質法、浮選法，目前洗選煤工藝技術應用中所占比例見表2，跳汰法、重介質法、浮選法的工藝比較見表3。

2.1.2創新性工藝技術

創新性工藝技術包括多種工藝相結合的技術和干法煤矸石分選技術。前者根據實際情況采用不同工藝相互結合的工藝方法，充分發揮每種工藝的優勢以提高洗煤效率；后者是針對高寒和缺水地區的一種新型洗煤技術，優勢在于不消耗稀缺的水資源、投資規模小、建設成本低，省去脫水干燥過程和廢煤泥水的回收過程，適用于洗煤廠原料預處理，降低設備損耗和水耗并能提高生產效率，減少環境污染和水資源的保護。

表2　各物理洗煤量在行業中的比例 %

表3　物理洗煤工藝比較

2.2國內洗選煤工藝存在的問題

目前我國洗選煤工藝技術水平相比世界水平還存在一些差距，主要表現在：①原煤入選率低；②部分煤產品質量低且運費成本加大；③我國洗選煤廠數量多、規模小且生產線雜，省市鎮鄉所屬企業的規模與技術逐級下降；④洗選煤設備的穩定性較差，相應的煤產品質量差；⑤煤泥水處理與細粒級煤的分選與脫水工藝與設備仍是現如今共同的難題。

3　煤泥水的處理技術及問題

3.1煤泥水處理技術

煤泥水的處理是泥水分離的過程，目前應用中的煤泥水處理方法見表4。

表4　常用煤泥水處理方法

當然，煤泥水的性質與原煤性質有關，地質年代較長煤質較好，原煤所生產的煤泥水處理難度較??；反之難于處理。拋去其他因素，目前采用最多的為浮選與磁選法，經濟效益好、處理效果顯著且煤泥回收率高。如唐山礦洗選煤廠采用的是浮選、磁選和高分子絮凝劑法，處理效果良好，煤泥回收和循環水利用都接近100%。

3.2我國煤泥水處理工藝現狀

目前，我國原煤入選量與入選率有很大程度的提高，煤泥水的處理與回收進步較大，煤泥水的閉路循環率也日益增長。表5為我國25年來煤泥水的閉路循環率和原煤入選率情況。

表5　我國原煤入洗率與煤泥水閉路循環率 %

3.3我國煤泥水處理存在的問題

多年來研究者力求在煤泥水處理工藝方面進行更新與完善，但受多方因素影響進展相當緩慢，目前我國煤泥水處理研究呈現多元化與差異性的特點，問題主要有：①我國大多數煤泥水都是高濃度的煤泥水；②煤泥的分選設備性能不佳；③濃縮沉淀設備處理效果差，處理高濃度煤泥水的難度大；④我國部分煤質較差、易泥化，煤泥水處理難度較大；⑤高濃度煤泥水處理技術不夠成熟，難以實現煤泥水的閉路循環。

4　我國洗選煤機械現狀與發展

選煤機械包括分選設備、篩分設備、破碎設備和脫水設備。我國部分選煤裝備處于國際先進水平，但仍存在可靠性不高、設備規格少、處理能力低、自動化水平低等問題。我國分選設備現狀見表6。

中煤科工集團唐山研究院在洗選煤設備研制方面成果突出，如雙(多)供介無壓給料三產品重介質旋流器、振蕩浮選技術與設備、帶有礦漿預礦化技術

表6　我國分選設備現狀

的XJM-KS系列機械攪拌式浮選機、復合式干法選煤設備，此外還自主研制了臥式振動離心機、煤泥離心機、香蕉篩、選煤跳汰、加壓過濾脫水機、分級破碎技術與裝備、煤泥滾筒干燥設備等。

近十年來，我國洗選煤設備的制造和裝備水平有了新突破，部分設備的性能和可靠性已達國際一流水平，如臥式離心機、壓濾機、煤泥分選機等。SSC系列大處理量分級破碎機的研制應用、高效三產品重介質旋流器的廣泛應用、大型跳汰機和浮選機的研發及應用等都標志著我國選煤機械的裝備水平正在迅速提升。

5　節能對策

我國是煤炭生產和消費大國，實現洗煤技術現代化是改變我國粗放型生產方式的必經之路，也是實現節約型社會和可持續發展的必然要求。目前洗選煤行業廣泛采用的節能減排措施有：①合理配置生產場地以及工藝流程走向，減小動力能源損耗；②提高設備的智能化，提高精煤產率、降低精煤損失；③合理配電布置，減少電壓損失和線路損耗；④供熱管網均采用保溫措施，減少熱能的消耗；⑤加強管理并建立相應的節能管理制度。

研究發現，我國洗選煤廠眾多，規模大小不一，所采用的洗選流程不統一，無法定量進行經濟效益與節能減排效益的計算對比，大部分洗煤廠都采用各類節能減排措施。

5.1洗選煤工藝技術的節能對策

洗選煤工藝技術的改良主要采用合理高效的洗選煤方法，國內洗選煤企業自動化程度不高，對洗煤工藝流程的整體控制能力較弱，對國內洗煤工藝系統的節能改良對策有：①洗選煤工藝的優化與改造，實現自動化控制，改造原有較落后的洗選系統，從而達到企業的節電與節油，提高效益；②提前對洗煤量和設備的效率進行預算，減少不必要的煤炭損耗與洗選設備的耗能，實現整個環節的高效運轉，達到節煤的作用；③提高生產技術人員的素質和社會責任意識，提高人才為企業發展和社會服務的水平；④結合自身實際引進相應工藝技術。

5.2煤泥水處理的節能對策

煤泥水處理工藝的改良除了細粒煤脫水設備系列化、提高設備的穩定性外，應引進和裝備先進的煤泥分選設備；加強高濃度煤泥水處理技術和混凝劑、絮凝劑的研制開發；提高煤泥水的回收率以及利用率，減少水資源的浪費與污染。具體節能措施包括：①建立大型煤泥水處理池等現代化設施，根據不同性質的煤炭研制相應工藝，制定洗煤方案與水質檢驗方法。通過凈化、層層過濾，實現精煤顆粒與水分離，達到精煤回收、水的循環利用和環境保護的目的。②采用先進的生產線，淘汰傳統的生產線，配置新型的洗煤技術生產線，達到環保節能、提高企業經濟效益的目的。

5.3選煤機械的節能對策

目前我國大部分洗選煤企業存在設備和電路老化問題，應進行優化改造，有效節約生產成本，加快洗煤行業對生產設備的更新換代。對機械設備的節能可歸納為：①機械設備的大型化、節能化和自動化。購置一整套自動節能的選煤設備，既可以解放人力，還能提高單位處理能力，降低能耗，便于操作，實現最佳效益。②要求有實時、高精度的產品品質自動檢測設備，實現單機設備和流程的信息化控制。③設備的定期維修與更新換代應制度化。

6　結　語

在未來的經濟發展中，煤炭資源仍占有主導地位，煤炭的洗選在煤炭生產過程中起著關鍵性的作用，密切關系到煤炭資源的高效綠色利用與燃煤對環境的影響程度，采取科學、有效的措施減少污染物排放，節約成本，有效提高產能將是今后行業發展的焦點與企業可持續發展的必由之路。

目前我國煤炭在洗選過程中主要存在工藝流程自動化程度低、泥煤水處理效率低和洗選煤設備穩定性差等問題，生產中的高耗能制約著洗選煤行業的穩定和發展。

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Washing and Separation Coal Present Situation and Energy Saving Measures in our Country

Zou WeiZhao ShuguoZhang YalunLi Shouyu

(Yisheng Innovation Education Base, North China University of Science and Technology)

Coal resources is one of important energy in our country at present. Coal resources play an important role in promoting social progress and economic development. As a development pattern coordinate with ecological, green and reasonable development of the coal resources is the only way out of stuck and realize sustainable development for current coal industry. For washing coal technology, coal slime water processing and washing machinery application present situation and existing problems were analyzed, and puts forward the corresponding countermeasure for energy saving and emission reduction for the steady development of the enterprise and innovation, the protection of the ecological environment, and puts forward some suggestions for the sustainable utilization of water resources, technology support was proposed for coal washing technology modernization, the economical society construction and sustainable development of coal science.

Washing and separation coal， Present situation， Process， Coal slime water， Energy conservation countermeasures

趙樹果(1969—)，女，副教授，博士，碩士研究生導師，063000 河北省唐山市路南區新華西道46號。

2016-06-26)

華北理工大學2016年度《大學生創新創業訓練計劃項目》(編號：X2016072)。

鄒威(1994—)，男，063000 河北省唐山市路南區新華西道46號。