煤炭洗选加工与节能减排的关系探析

刘锦霖 郭亮亮 肖陆

彬县华彬精煤有限公司 陕西 咸阳 713500

摘要：本文研究在简要分析煤炭洗选加工发展趋势的前提下，重点论述了现阶段国内该技术的发展，同时从节能减排的角度探究了煤炭洗选加工的注意事项。

关键字： 煤炭，洗选加工，节能减排

近年来虽然在节能减排和“碳中和”的战略影响下，我国煤炭产能出现了较大幅度的下降，但煤炭消费在我国一次能源消费中的比例仍然很高。相关学者预测至2030年我国煤炭消费仍将占据能源消费的一半以上。同时也应注意到，我国原煤品质较差，入选率低，商品煤中灰分和硫分含量高，以原煤为主的燃煤方式导致了严重的环境污染问题。2014~2018年间，我国严重的秋冬季节环境污染问题，很大的原因在于不规范、不科学的煤炭使用方式。有学者统计我国空气污染物的占比，认为煤炭仍是导致空气污染的最大原因，70%的悬浮物，80%的二氧化硫和70%以上的二氧化碳，主要来自于煤炭燃烧过程。

1 我国煤炭洗选加工发展趋势

作为煤炭清洁利用技术的基础和源头，煤炭洗选加工主要是利用物理化学或者是机械的方式，去除煤炭中的杂质和有害物质，提升煤炭品质，在此过程中回收伴生矿物，提升煤炭的综合利用能力。通过煤炭的筛选加工，可为不同的用户提供不同的产品。统计数据显示我国动力煤的硫份平均为1.1%，灰分平均比28.6%，通过机选加工后，硫分可降至0.6%以下，灰分可降至15%以下。加快推进煤炭洗选加工产业发展，对于提升煤炭的综合清洁利用效率，节能减排和“碳中和”战略的实施，建设资源友好型的社会具有重要意义。

煤炭清洁利用是世界性难题，世界上先进国家的洁净煤技术发展迅速，除洁净燃烧和洁净转化利用外，都将煤炭洗选加工放在极为重要的地位，美、英、德、澳等发达国家的原煤入选率在90%以上。

近年来，我国选煤工业得到快速发展。从2014年到2019年，原煤入选比例从45%提高到70%。大型选煤厂建设投资省、生产效率高、运行费用低，欧美等发达国家的煤炭工业建设，已经表现出明显的综合化，集中化，高效化趋势。近年来为了进一步提升煤炭洗选加工的效率，同时降低生产成本，已经构建了较为完善的块、末煤炭分选体系架构。近年来我国大力引进欧美等国家的煤炭洗选技术，并加强了自主研发，在煤炭清洁清洗加工中取得了突出成绩。

2 国内煤炭洗选加工技术发展

2.1 洗选加工已达国际领先水平

我国煤炭资源最丰富，煤种齐全，但是煤的品质差别较大，在煤炭的洗选加工技术中，跳汰、重介等技术类型都有应用。其中现阶段应用最为广泛的煤炭筛选技术是重介质选煤技术，该技术对于煤品质的要求较低，适用范围广，单机处理能力强，自动控制技术应用成熟。统计数据显示，该种煤炭洗选加工技术，在我国煤炭洗选加工占比在60%以上，已成为现阶段主导的技术类型之一，大多数新建或在建的煤炭筛选工厂都采用此种技术路线。

2.2 煤炭洗选技术装备进步较快，可靠性明显提升

经过科研人员和国有大型煤矿企业的联合研发，年处理原煤在8Mt以上的选煤成套技术装备，已基本实现了国产化。其中干法选煤成套技术和大型全自动快速压滤机等已达到了国际先进水平，具备了大规模应用和出口的基础。浮选桩，浮选机等，已接近了国际先进水平，在我国选煤工厂的国产设备率已达90%以上。磁选机、分级破碎机、离心脱水机等已经接近进口设备性能，导致设备的价格大幅下降。

3 煤炭洗选加工对节能减排的作用

3.1 降低煤炭运输能耗

通过煤炭的洗选加工，能够明显降低煤炭运输过程中的成本和能耗。我国煤炭资源储量丰富，但品质差别较大，开采出的原煤中矸石含量相对较高，部分煤矿的矸石含量在20%以上。如不加区分的运输原煤，则矸石运输必然导致运输成本和能耗的增加。通过洗选加工降低矸石含量，在节约运输成本的同时，能够有效的避免运输过程中的污染排放，有利于节能降耗

3.2 降低原煤中的含硫组分及灰分

通过上文的分析可以看到，我国煤炭资源中含硫过高，灰分比例较高。通过煤炭洗选加工技术，大大降低其中的含硫组分，降低煤炭燃烧过程中的二氧化硫及颗粒物排放。从成本的角度分析，建设选煤厂的成本远低于后期空气治理的成本。部分学者通过模型数据分析，认为后期煤炭燃烧尾气处理和煤炭洗选过程的成本相比，约为13-15倍。值得注意的是，在部分高含硫或高含铁的煤矿中，通过洗选加工还能有效地回收其中的矿产组份。

3.3 有利于创新节能减排技术

煤炭的清洁高效绿色利用一直是国家重点发展的技术领域，已开展了多年的技术攻关。作为煤炭清洁利用的一个重要环节，开展煤炭洗选加工技术的研发和相应成套设备的研制，有利于推动节能减排技术设备的发展，近年来在煤化工和电力系统中，能源的清洁高效利用技术不断涌现，对于保障能源安全、支撑经济发展发挥了重要作用。

通过对原煤的洗选及加工，将不同品质的原煤划分为不同档次和性质的产品，以满足不同煤炭用户的需求，按照市场化原则针对性的出售，有利于提升煤炭的综合效益，改善煤矿企业的经营水平。

3.4 有利于下游企业的节能降耗

通过对原煤的洗选和加工，有利于实现下游各产业的节能降耗，有学者通过研究发现，在煤炭洗选加工中，水分、灰分和硫含量均会不同程度的下降。炼焦煤炭的灰分含量每降低1%，其产出的焦炭灰分含量会相应的下降1.5%，炼铁煤炭的用量会相应的下降2.6%以上，而生铁的产量会提升3%。与此同时由于硫含量的降低，有利于减少炼铁过程中炉渣产生并减少石灰石的用量，有利于保护环境。由于在选煤过程中去掉了大量的不可产热的矸石，提升了电厂的锅炉燃烧效率，减少了颗粒物的排放。

4 节能减排技术在煤炭洗选加工中的应用

在煤炭洗选加工过程中，也涉及较多的节能减排技术，下文以我国大型选煤厂的工艺为例，探讨节能减排技术的应用。

（1）选煤工艺

我国原煤中会有较多的矸石，矸石的存在增大了煤炭洗选加工难度。为了避免矸石对精煤的污染，需加强选煤前期的煤质管理工作，尽可能的减少矸石进入选煤环节，造成无用功耗的提升，同时发展更具前途的除矸石设备，准确高效的将矸石中粘附的精煤解离出来，回收更多的煤炭资源。另一方面，随着我国煤炭资源的不断开采，深层煤矿的开采比例增大，在大型机械化开采过程中，原煤中含有的细小颗粒物和灰组分提升，开发更加高效的自动化选煤设备回收煤泥。

（2）提升煤炭洗选的自动化程度

选用自动化设备能够进更加精准的控制操作流程，自动检测煤炭洗选过程，实现精准作业，相比于人工控制设备更加的便捷、省时，有利于降低无用功耗提升资源的利用效率。引入强大的控制中心，借助于计算机的强大计算能力，实现各环节的集中管理，有利于节能减耗。

（3）强化煤炭洗选加工过程中的用电用能管理

在煤炭的洗选加工过程中会消耗大量的水、电、油等，因此为了实现节能降耗，需加强能耗管理，提升经济运行效率。现阶段，部分煤炭洗选加工厂属于矿井型，可充分利用煤炭开采过程中的地下水及采空区域水来补充，减少水资源的浪费，与此同时洗煤后的废水不可直接排放，建议在处理后循环使用。电费是煤炭洗选加工过程中的一大重要支出，做好用电管理对于实现节能减耗具有重要意义。应尽量选用能耗更低的技术路线，同时减少选煤厂的用电铺设线路，控制损耗。煤炭洗选加工作业应尽量选择在夜间满负荷运行，避开用电高峰期。

5 结语

“富煤少油贫气”的资源禀赋决定了我国的能源主体依然是煤炭，与此同时煤炭也是重要的化工原料，为能源供给和经济社会发展提供了重要的保障。为了积极落实碳中和战略，不仅应加强煤炭清洁高效利用技术研发，同时应从节能减耗的角度开展煤炭洗选加工作业。

参考文献：

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[2]邰辛平.节能减排视角下的我国选煤技术分析[J].科技创业家,2012(20):100.

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