干法选煤技术的应用现状及发展趋势刘嘉

干法选煤技术的应用现状及发展趋势刘嘉

刘嘉

中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司辽宁沈阳110000

摘要：煤炭资源是我国能源体系中极为重要的组成部分，根据2017年中国能源发展报告，煤炭消费量占能源消费总量的比重仍高达60.4%，对当前我国经济发展起到了重要的推动作用。煤炭分选有利于降低煤中灰分硫分等有害杂质、降低运输成本、回收有用矿物、优化产品结构、提高煤炭质量和市场竞争力，是煤炭资源清洁利用的前提和关键性环节，对促进煤炭资源综合利用和行业可持续发展具有重要意义。

关键词：干法选煤；发展趋势；应用现状

中图分类号：TD942

文献标识码：A

引言

我国煤炭资源十分丰富，是可利用的主要能源之一，被喻为工业的粮食，为我国经济社会的发展做出了重要贡献。通过煤炭分选可以减少煤炭中的各种杂质，比如:灰分、硫分等。通过分选可以调整和优化产品结构，提高煤质，增强煤炭企业市场竞争力，降低煤炭运输成本，减少环境污染，具有良好的经济和社会效益。

1干法选煤技术现状

1.1风力选煤

风力选煤是一项利用煤炭资源和秸秆、砂石等杂质之间重量、密度等物理性质差异，进行分选时是最比较简单的方式。它的运作原理是在一个水平或略微有所倾斜的平面上，通过机械装置施加上升气流，令物理性质不同的物料之间形成界限明显的分层，从而完成煤炭资源的拣选。按照设备本身运作方式的不同，大致可以分为两种类型：一种是利用气流和机床的摇动将物料分层，密度低、质量较轻的精煤中煤从末端排出；另一种同样是利用气流和机床的摇动，形成类似于浮力的效果，将密度较高的矸石沉入机床下部排出，最后留下精煤和中煤。两种方式的原理完全相同，有差别的部分仅在于机器的运作方式有所差异，一种是将矸石沉下去、筛选出有用的精煤；一种是将矸石筛选出来、留下有用的精煤，工作本质是完全相同的。

通过风力对煤炭资源进行拣选的方式能够在工业中大面积应用，成本比较低廉，性价比比较高。但这种方式毫无疑问会出现精度不足的情况，而且拣选的方式比较粗糙，容易出现矸石残留的状况。对工业生产而言精度足够，但不利于环境保护和污染问题的防治，因此，需要不断加以改进，不断提高风力干法选煤的技术水平。

1.2复合式选煤

复合式选煤技术采用的原理是振动和风力的综合。究其本质，所采用的方式也是根据精煤和矸石之间物理性质的不同，而通过物理性质进行分选的方式。采用这种方式进行煤炭物料干选的器械，比较典型的是由煤科总院唐山分院开发的复合式干选机，它是目前国内应用最为广泛的干法分选设备，在常年的实践过程中已经展示出了它具有的优良性能。它的主要工作原理是根据物料中不同成分的物理性质上的不同，通过复合式作用力（主要为风力和振动力）进行上下分层，在根据密度分层之后，分高密度和低密度两个方向排出。这种方式的优势在于不同成分在排料端逐渐增高，能够根据不同需要，而分选出多种不同的产品，然而精度问题仍然没有解决，分选的效率同样有限。

1.3空气重介质流化床

空气重介质流化技术采用的是与湿法选煤技术同样的原理，但其工作程序是在空气中进行的，因此，也被归类为干法选煤技术中。这种方式是利用上升气流，将某些粉体当作重介悬浮液，用湿法选煤的原理进行煤炭资源的拣选工作。这种空气重介质所具有的特性在于，其密度在三维空间环境下具有稳定而均匀的物理特性，煤炭物料在空气重介质这种类似于“悬浮液”的环境中，可以由其物理特性进行分层，不同物料经过不同的出口排出，实现分选。

2发展前景及建议

2.1干法选煤的发展前景

干法选煤符合“矸石减量化，煤泥减量化，节约水资源，绿色环保，低碳高效”的选煤发展大趋势;符合“无人值守，有人监控”的智能化控制模式;符合“企业自然属性——追求利润最大化”的运行成本低的良性循环状态。随着全社会对环保的日益重视和国家煤炭清洁高效利用行动计划的实施，发展煤炭洁净利用技术刻不容缓，进一步研究开发新的干法选煤技术和设备十分必要。随着采掘机械化、自动化、智能化程度的大幅提高，综采放顶煤技术的全面推广应用，中小煤矿资源的不断整合，在采煤工作面单产大幅提高的同时，原煤含矸率大幅增加。同时，由于煤炭资源枯竭的制约，不少以往丢弃的边角煤、构造煤也不得不开采出来，导致原煤中的矸石量大大增加。根据目前掌握的情况，这部分原煤普遍含矸在15%以上，导致原煤质量大大恶化，其发热量下降尤为严重。采用干法选煤工艺分选动力煤、化工用煤和低阶煤，具有良好的技术经济效益;同时，采用干法选煤工艺对冶金用炼焦煤、喷吹煤实施预排矸，可以大大减少进入主选系统的矸石量，其将成为未来发展方向。

2.2干法选煤发展建议

（1）建设现代化大型干法选煤厂。当前干法选煤技术得到了快速发展，但在推广应用中还存在一些问题。建议未来要推进干法选煤装备加工制造、干法选煤工艺设计的规范化和标准化;开发大型干法选煤装备，完善千万吨级大型干法选煤厂的配套装备，建设大型干法选煤示范厂，引导行业人士“认知”的转变，促进干法选煤的推广应用。

（2）开发推广煤炭井下干选技术，实施采－选－充一体化。煤炭井下分选可以减少矸石无效运输，降低运输、储存和地面选煤成本，减少环境污染。开发工艺简单、装备可靠的井下干法选煤技术，建设井下智能干法选煤厂，实现井下煤炭原位干法分选，可以有效避免地面采动破坏，消除矸石山占地与环境污染，节省土地资源，减少能源消耗。随着对充填开采研究的不断深入，实现采－选－充一体化的时机日益成熟。建议未来新矿井建设初期，将采－选－充－填工艺统一考虑，系统设计，同时建设，既可节省投资，又能够优化布局。构建深地煤炭资源流态化开采体系，包括无人采掘、智能分选、原位转化、充填调控、高效传输等。

（3）块煤智能干选精准定位。建议块煤智能干选结合自身特点精准定位，加大研发与推广力度，降低制造成本，降低煤炭加工运行成本，还要通过扩大推广应用规模，降低建设或改造投入，最大限度地替代人工手选，将选煤厂手选工彻底解放出来，以适应企业转型升级和社会发展需要。

（4）优势互补，开发组合高效型全粒级干选工艺系统。采用不同干选工艺设备的组合，实现原煤全粒级干选，或对现有动力煤选煤厂进行升级改造，实现块煤湿法分选和末煤干选相结合，以达到稳定提高末煤质量和丰富动力煤产品结构的目的。干法选煤技术开发和不同干选设备的工程应用，为大幅提高我国动力煤入选比例提供了一种有效的解决方案。合理的组合工艺对提高冶金用煤选煤生产效率，降低运行成本，增加企业综合效益，提高自动化和智能化水平，将会起到积极作用。

（5）加大空气流化床重介分选技术研究。进一步加大空气流化床重介分选设备的科技攻关和技术突破，使其在降低分选下限和设备投资等方面有所突破。这类设备将在炼焦煤低密度高精度分选和非煤矿石分离领域有着广阔的应用前景，或将彻底改变选煤工业现有干法和湿法选煤设备的应用局面。

结束语

干法选煤技术的优势在于降低生产成本和环境污染，并且解决了在我国主要产煤区使用湿法选煤技术导致水资源供应压力大的问题。当前我国的干法选煤技术应用整体还处于试点验证阶段，许多技术应用尚不成熟，应当进一步做好技术创新应用，投入更多精力到干法选煤技术的应用实践中，为煤炭分选工作提供理论和经验指导。

参考文献

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[3]钱海军.干法选煤技术现状和新的发展思路[J].水力采煤与管道运输,2016,19(11):188-191.