濕法面臨水資源制約，傳統(tǒng)干法效果差，空氣重介干法選煤系統(tǒng)不用水，分選精度高。經(jīng)研究，新型空氣重介干法選煤系統(tǒng)把選煤主機(jī)流化床面積擴(kuò)大為54立方米，是老型空氣重介干法選煤系統(tǒng)的13倍。從而，處理能力也由原來(lái)的50噸/小時(shí)提高到500噸/小時(shí)，為空氣重介干法選煤技術(shù)大型工業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。 圖為新型空氣重介干法選煤系統(tǒng)進(jìn)入終試階段的現(xiàn)場(chǎng)。

　　●國(guó)內(nèi)主要采用濕法選煤(也稱洗煤)技術(shù)的地區(qū)，目前卻面臨著水資源缺乏的問(wèn)題，一般干法選煤技術(shù)分選煤的精度不夠不能滿足部分行業(yè)需求

　　●空氣重介干法選煤技術(shù)是利用氣—固作為介質(zhì)，不僅可獲得與濕法選煤同樣的分選精度，而且不用水，不需解決煤泥水問(wèn)題。它不僅可用于干旱缺水地區(qū)，還可用于高寒地區(qū)，以解決因濕法選煤而引起的凍車問(wèn)題

　　◆中國(guó)環(huán)境報(bào)見習(xí)記者 張杰

　　目前，國(guó)內(nèi)多舉措推進(jìn)煤炭清潔高效利用，其中選煤是從源頭節(jié)能減排的重要環(huán)節(jié)。

　　選煤是用機(jī)械方法去除混在原煤中的雜質(zhì)，把它分成矸石、中煤和精煤等不同質(zhì)量、規(guī)格的產(chǎn)品，以適應(yīng)不同有戶的需求。選煤可以減少燃燒時(shí)不燃雜質(zhì)帶走的熱量，提高熱效率，降低環(huán)境污染，提高煤炭綜合利用效率。

　　然而，國(guó)內(nèi)主要采用濕法選煤(也稱洗煤)技術(shù)的地區(qū)，目前卻面臨著水資源缺乏的問(wèn)題，一般干法選煤技術(shù)分選煤的精度不夠不能滿足部分行業(yè)需求。記者了解到，一個(gè)大型空氣重介干法選煤系統(tǒng)近日在江蘇徐州已完成安裝進(jìn)入終試階段。

　　產(chǎn)煤地區(qū)又是缺水地區(qū)，濕法選煤難以為繼

　　山西等西部6省儲(chǔ)煤量占全國(guó)煤炭資源總量的82.8%，這些地區(qū)我國(guó)水資源嚴(yán)重缺乏，制約濕法選煤

　　根據(jù)中國(guó)煤炭加工利用協(xié)會(huì)的有關(guān)數(shù)據(jù)，每洗選1億噸原煤，可排除灰分約1300萬(wàn)噸、硫分近35萬(wàn)噸，減少二氧化硫排放達(dá)49萬(wàn)噸，排除1800多萬(wàn)噸煤矸石。

　　同時(shí)，利用洗選煤為燃料，可提高燃煤效率10%~15%，每洗選1億噸原煤，可節(jié)約1000萬(wàn)噸~1500萬(wàn)噸煤炭。若我國(guó)煤炭全部洗選使用(2014年原煤產(chǎn)量為38.7億噸)，每年則可節(jié)約3億多噸煤。

　　中國(guó)礦業(yè)大學(xué)教授李中和介紹說(shuō)，我國(guó)原煤入選率目前整體達(dá)到56%，離任務(wù)目標(biāo)還有一定距離。

　　為此，我國(guó)《能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》明確要求，到2015年，原煤入選率要達(dá)到65%以上。《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》提出，到2017年，我國(guó)原煤入選率要達(dá)到70%以上。

　　據(jù)了解，目前國(guó)內(nèi)主要采用的選煤方法有：濕法選煤、干法選煤和空氣重介質(zhì)流化床干法選煤等3類方法。

　　其中，濕法選煤用水(或者水和四氧化三鐵即磁鐵礦粉的混合物等)作為介質(zhì)，能夠把煤分選到一定精度滿足工業(yè)需要，國(guó)內(nèi)幾十年來(lái)主要采用這種方法選煤。

　　但近年來(lái)，隨著我國(guó)東部地區(qū)煤炭資源的日漸枯竭，煤炭產(chǎn)業(yè)西進(jìn)已成大勢(shì)。山西、內(nèi)蒙、陜西、新疆、貴州、寧夏等6省(自治區(qū))儲(chǔ)存的煤炭資源總量達(dá)4.19萬(wàn)億噸，占全國(guó)煤炭資源總量的82.8%。目前，這些地區(qū)已成為我國(guó)煤炭生產(chǎn)和建設(shè)的重點(diǎn)地區(qū)。

　　然而，這些地區(qū)同時(shí)又是我國(guó)水資源嚴(yán)重缺乏的地區(qū)。例如山西、甘肅、寧夏3省(自治區(qū))的水資源量?jī)H占北方水資源量的7.5%，地下水天然資源量?jī)H占北方地下水天然資源量的8.9%。這3個(gè)省(自治區(qū))及其周圍的陜西省、內(nèi)蒙古和新疆自治區(qū)，年降雨量都在500mm以下。

　　業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，以前常用的耗水量大的濕法選煤技術(shù)，在水資源嚴(yán)重缺乏地區(qū)將很難正常使用或不宜使用。水資源缺乏是我國(guó)原煤洗選率不高的影響因素之一。

　　企業(yè)接力研發(fā)，攻克新技術(shù)工程難題

　　富集水分的細(xì)顆粒原煤入料被篩除，塊狀原煤入料被干燥，保證了系統(tǒng)均勻穩(wěn)定工作;處理能力也由原來(lái)的50噸/小時(shí)提高到500噸/小時(shí)

　　如何解決水資源嚴(yán)重缺乏地區(qū)的煤炭入選，是當(dāng)前需要迫切解決的問(wèn)題。國(guó)家發(fā)改委在新發(fā)布的《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)產(chǎn)品和服務(wù)指導(dǎo)目錄》中，把干法高效選煤技術(shù)和節(jié)水選煤技術(shù)列為第一類重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目。

　　一般的干法選煤技術(shù)把空氣作為介質(zhì)，節(jié)約水資源，但是把原煤分選的精度不夠，不能適應(yīng)所有行業(yè)需要。

　　經(jīng)國(guó)內(nèi)外專家理論論證認(rèn)為，空氣重介干法選煤技術(shù)是利用氣—固(空氣和四氧化三鐵即磁鐵礦粉)作為介質(zhì)，如果研究成功，不僅可獲得與濕法選煤同樣的分選精度，而且不用水，無(wú)污染，不需解決煤泥水問(wèn)題。它不僅可用于干旱缺水地區(qū)，還可用于高寒地區(qū)，以解決因濕法選煤而引起的凍車問(wèn)題，以及褐煤、高密度無(wú)煙煤等濕法無(wú)法分選煤種的分選問(wèn)題。

　　據(jù)了解，中國(guó)工程院院士、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)教授陳清如曾組織帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)，率先進(jìn)行研究空氣重介干法選煤技術(shù)，解決了部分技術(shù)難題，研制出一臺(tái)空氣重介質(zhì)干式分選系統(tǒng)，在黑龍江建成處理能力為50噸/小時(shí)的干法選煤示范廠，得到國(guó)家相關(guān)部門的工程驗(yàn)收和技術(shù)鑒定。

　　但是，還有一些工程技術(shù)難題沒(méi)有攻克，使得研究項(xiàng)目(以下簡(jiǎn)稱“老型空氣重介干法選煤系統(tǒng)”)未能向大型化和工業(yè)化邁進(jìn)。

　　針對(duì)老型空氣重介干法選煤系統(tǒng)還未解決的技術(shù)難題，北京博后篩分工程技術(shù)有限公司總經(jīng)理孫剛博士，組織北京博后公司和徐州博后選煤機(jī)械有限公司的研究人員，進(jìn)行科研攻關(guān)。

　　據(jù)孫剛介紹，實(shí)驗(yàn)表明，13毫米~200毫米之間的原煤入選物料，能夠在系統(tǒng)內(nèi)有效快速分選，新型空氣重介干法選煤系統(tǒng)將入料范圍確定為13毫米~200毫米之間，遠(yuǎn)大于老型空氣重介干法選煤系統(tǒng)的6毫米~50毫米范圍。

　　孫剛發(fā)明的博后篩采用大幅度、大震動(dòng)強(qiáng)度和彈性篩面的工藝參數(shù)，有效解決了難篩物料的篩分問(wèn)題，尤其是對(duì)于潮濕細(xì)粒難篩物料的篩分。博后篩是博后公司的發(fā)明專利技術(shù)，篩分精度高，工作過(guò)程中不堵篩孔，特別適用于干法選煤系統(tǒng)對(duì)篩分設(shè)備功能的要求。

　　實(shí)踐證明，原煤入料所含水分多少對(duì)系統(tǒng)能否正常工作影響很大，通過(guò)博后篩對(duì)原煤篩分后，絕大部分富集水分的細(xì)顆粒原煤入料被篩除。而博后公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的氣流振動(dòng)干燥機(jī)，利用震動(dòng)、溫度、氣流的有效組合，還可以將塊狀原煤入料迅速干燥，保證了系統(tǒng)均勻穩(wěn)定工作。

　　孫剛提出并設(shè)計(jì)制造的新型干法磁選機(jī)有效解決了分選過(guò)程中固體重介質(zhì)四氧化三鐵的過(guò)量流失問(wèn)題，預(yù)計(jì)投產(chǎn)后，系統(tǒng)每年可節(jié)省幾百萬(wàn)的費(fèi)用。

　　此外，由于新型空氣重介干法選煤系統(tǒng)用風(fēng)不用水，工作時(shí)產(chǎn)生的粉塵必須及時(shí)處理掉。新型空氣重介干法選煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)有中央除塵系統(tǒng)，使設(shè)備在負(fù)壓下工作，避免外溢粉塵，并能夠滿足國(guó)家相關(guān)粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　經(jīng)研究，新型空氣重介干法選煤系統(tǒng)把選煤主機(jī)流化床面積擴(kuò)大為54立方米，是老型空氣重介干法選煤系統(tǒng)的13倍。從而，處理能力也由原來(lái)的50噸/小時(shí)提高到500噸/小時(shí)，為空氣重介干法選煤技術(shù)大型工業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。

　　新干法選煤系統(tǒng)近期將正式運(yùn)行

　　拆裝便捷，適應(yīng)各種分選的場(chǎng)合;投資少，建設(shè)周期短，占地面積小，處理量大;瞄準(zhǔn)新建和改擴(kuò)建兩類客戶，提供一攬子解決方案

　　據(jù)徐州博后公司總經(jīng)理吳玲介紹，除了分選主機(jī)和干式磁選機(jī)外，其他輔助系統(tǒng)，博后公司采用邊生產(chǎn)制造、便安裝的方案，大大節(jié)約了時(shí)間。經(jīng)過(guò)一年多的制造、安裝，500噸/小時(shí)大型空氣重介干法選煤系統(tǒng)現(xiàn)已在徐州礦務(wù)集團(tuán)張集煤礦整體安裝完畢，進(jìn)入終試階段。

　　系統(tǒng)占地面積不到1200平方米，最高處約19米。由于采用模塊化設(shè)計(jì)，拆裝便捷，可適應(yīng)各種需要分選的場(chǎng)合。

　　試運(yùn)行期間，系統(tǒng)各設(shè)備運(yùn)行良好，分選主機(jī)最大處理量達(dá)到500噸/小時(shí)，介質(zhì)消耗0.75千克/噸煤，分選精度高，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

　　另外，這個(gè)系統(tǒng)不僅可以獨(dú)立使用也可與其它系統(tǒng)配合使用。針對(duì)13毫米~200毫米中某一個(gè)粒度范圍有特殊要求的用戶，還可通過(guò)安裝這一系統(tǒng)進(jìn)行單獨(dú)分選。

　　由于其研制的初衷是為了解決干旱地區(qū)、高寒地區(qū)和褐煤的分選問(wèn)題，因此系統(tǒng)在這些情況下的優(yōu)勢(shì)十分明顯。但經(jīng)過(guò)博后公司的研發(fā)和改進(jìn)，系統(tǒng)的其他優(yōu)勢(shì)又進(jìn)一步凸顯出來(lái)。比如投資少，建設(shè)周期短，占地面積小，處理量大，分選精度高，無(wú)煤泥水問(wèn)題等等，適用范圍將更大。

　　徐州博后公司工程師、系統(tǒng)研究團(tuán)隊(duì)成員王沖介紹說(shuō)，這個(gè)系統(tǒng)由篩分、干燥、分選、脫介、磁選、除塵等環(huán)節(jié)組成。系統(tǒng)設(shè)備重量900多噸，裝機(jī)容量1300千瓦。系統(tǒng)總投資5000多萬(wàn)元主要靠企業(yè)自籌資金，申請(qǐng)地方給了少部分援助，公司也在積極申請(qǐng)國(guó)家有關(guān)重大項(xiàng)目的資金支持。

　　項(xiàng)目近期將正式投入運(yùn)行，公司將盡快申請(qǐng)通過(guò)國(guó)家技術(shù)鑒定，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化推廣應(yīng)用，計(jì)劃在3年內(nèi)形成年產(chǎn)22套以上系統(tǒng)設(shè)備的生產(chǎn)能力。

　　“公司將瞄準(zhǔn)新建和改擴(kuò)建兩類客戶，提供技術(shù)咨詢、設(shè)備制造和配套、安裝施工、設(shè)備調(diào)試、人員培訓(xùn)、配套服務(wù)等一攬子解決方案。”吳玲表示。