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选煤技术 1 我国选煤的发展现状 1 我国选煤的发展现状 过去的20年是我国选煤稳健大发展的时期。80年代初期，选煤厂设计入选能力仅有万t／a，入选煤量万 t／a，占原煤入选比例18．95％，到2001年底选煤厂设计入选能力已达万t／a，入选煤量达到了38 600万t／a，原煤入选比例达到35％。选煤厂设计能力和人选煤量均位居世界前列。 我国的选煤技术有了很大进步。20年前主要选煤方法是跳汰选，重介质旋流器选煤刚刚起步，选煤厂装备水平很差，筛子只有12m2，跳汰机只有14m2。在80、90年代先后引进了开滦范各庄、兖州兴隆庄、平朔安太堡、太原晋阳、开滦钱家营以及晋城成庄、大同马脊梁等一些技术和装备先进的选煤厂，我国自行研制的大型重介质旋流器选煤技术已经比较成熟并推广应用，国产的大型选煤设备，如3．6X6．0m2振动筛、35～40m2的筛下空气室跳汰机已在实际生产中应用。我国选煤技术的研究和开发已经步人世界先进行列。各种选煤方法所占比例也发生了较大变化，具体如下：跳汰选占26％，重介质选占54％，浮选占14％，风选占5％，其它方法占1％。 2 选煤行业存在的不足 我国选煤的总体水平与先进国家相比，还存在较大差距，主要表现在： 2．1 原煤入选比例低，商品煤灰分高 我国原煤产量位居世界一、二位，但是原煤入选比例只占35％左右，特别是动力煤人选比例更低，因此商品煤平均灰分一直在22％一24％，电力用煤平均灰分在26％～28％。由此导致煤炭利用效率低，燃煤造成的污染严重。 2．2 选煤厂平均规模小，经济效益差 我国现有选煤厂平均能力只有30多万t／a。国有重点煤矿选煤厂平均能力也只有160万t／a，比国外平均规模低50％左右。因而全员效率、经济效益均较差。 2．3 技术水平差别悬殊，总体水平落后 我国虽拥有一批技术和设备属世界一流的选煤厂，但绝大部分选煤厂的技术水平只相当于国外60、70年代水平。还有一些技术、设备相当落后的乡镇小选煤厂。 2．4 选煤设备可靠性差，自动化水平低 我国虽然建立起自己的选煤设备制造体系，用国产的设备能够装备300～400万t／a能力的选煤厂，但机械设备的制造质量差，可靠性低，自动控制水平不高，特别是一些大型高效选煤设备的可靠性有”待提高。因此选煤厂需要备用设备，使系统变得复杂，增加了维修工作和维护人员，提高了加工成本，降低了经济效益。 2、破碎、筛分、脱水和干燥设备 1、PLF（X）系列、SSC（X）系列新齿型分级破碎机 主要用于煤炭、焦炭、矸石等中硬以下物料的粗碎、中碎、细碎作业，还可广泛应用于建材、冶金、化工、环保等行业。具有破碎、分级的双重功效，过粉碎极低，严格保证产品粒度，结构简单、配有先进的过载保护装置，中心距可调，实用性自动化程度提高，自清洗功能。 2、ZK直线振动筛 ZK直线振动筛适用于煤炭或类似密度矿物的脱水、脱泥、脱介及预筛分或最终筛分，工艺性能良好，设备可靠性高。 3、SZK型高效脱介筛 经过实践证明，在入料粒度小于80mm情况下，处理能力分别达到：精煤筛70—95t/h，中煤筛70—100t/h，矸石筛80—110t/h；脱介效率86.5％；产品水分达到18％—22％。无故障工作时间已超过3000h。 4、GXS系列高效细粒原煤分极筛 该系列筛机适应面广，处理量大，尤其对高水分、粘湿物料的干式筛分，效果好。具有能耗小、寿命长、维修方便等特点。 5、YK系列圆运动筛 YK系列圆运动筛适用于煤炭、矿石等散状物料的分级作业。 6、ZKS系列水平双轴直线振动筛 该系列筛机综合德、美、日等国筛机之特点，结构新颖，两振动期水平布置，降低了筛机高度，减少参振质量，坚固耐用，运动轨迹为准直线，可对中、细物料进行分级、脱水、脱介、脱泥。 7、GPS1025高频振动脱水筛 该筛机适用于选煤厂煤泥回收、分级，选矿厂磨矿回路中分级，提高精矿品位和隔粗隔渣。 8、DZS系列电磁筛 用于煤炭、冶金等行业细粒物料的干、湿法分级与脱水、脱泥及浮选前隔粗作业；在煤泥水系统中使用可减少过滤机、压滤机的负荷，还可直接用于井下煤泥回收。 9、其他筛分设备 10、TLL-A立式刮刀卸料离心脱水机 TLL-A系列立式刮刀卸料离心脱水机是TLL系列离心脱水机的改进型，它与原机型相比具有检修方便、润滑合理、运转平衡可靠等优点。该系列离心脱水机适用于选煤厂0—13mm级末精煤和末中煤的脱水，其处理能力由50t/h到200t/h，可满足大、中、小选煤厂的不同需要，是理想的末煤脱水设备。 11、ZWP1000型卧式振动卸料离心脱水机 处理能力为80—100t/h，适用于选煤厂-13mm粒级末精煤和末中煤脱水，是一种新型高效的末煤脱水设备。 12、WLG系列沉降过滤式离心机 适用于选煤厂浮选精煤、中煤、尾煤、原生煤泥、旋流器底流以及管道输煤终端的脱水，也可广泛用于化工、食品、医药、污水处理等工业部门进行粒度为0.5—0mm物料的固液分离。 13、QXAZ-D型高效快速压滤机 新型加压过滤脱水设备，进行固液分离或污泥（水）处理。 14、XMZQ改进型系列尾煤自动压滤机 主要用于选煤厂煤泥脱水与回收，是选煤厂洗水闭路循环的把关设备。入料粒度-0.5mm，入料浓度300—500g/L；入料工作压力0.5—0.8MPa。 15、加压过滤机 是针对选煤厂浮选精煤脱水研制的大型、高效、节能的固液分离设备。 16、GPS型系列圆盘真空过滤机 是细粒（-0.5mm）的固液分离设备。 17、DUM型系列水平胶带真空过滤机 用于选煤厂煤泥脱水和浮选精煤过滤脱水。 18、GQNZ型系列高效浓缩机 用于选煤厂精煤、尾煤等煤泥水的浓缩和澄清。其分级粒度：0.05（0.1）mm；入料浓度5％—10％；底流浓度25％—35％。 19、干燥选煤工艺技术 20、煤泥滤饼碎干工艺与设备和链式滚筒干燥工艺与设备 用于选煤厂煤泥水技术改造和煤泥回收。 3、先进的选煤技术 卡尔—申克公司是世界知名的称量设备和矿物处理设备制造商，总部位于德国法兰克福附近的达姆斯达特(Darmstadt)，在中国、澳大利亚、美国、加拿大、巴西、日本、南非、印度等22个国家设有38个子公司(工厂)和办事处，拥有员工3862人，2000年销售额为5．7亿欧元(5．2亿美元)。申克公司长期致力于产品的研究与开发，从而保证其在国际市场始终处于领先地位。1985年申克公司开始进入中国，目前在北京、郑州设有办事处，在郑州拥有一个合资企业。1992、1996年分别参与了中国特大型煤炭企业准格尔露天煤矿选煤厂和神华大柳塔选煤厂的建设。 申克澳大利亚公司是卡尔—申克公司的1个子公司。作为世界知名的、高质量的矿物加工处理系统及设备的制造商和供应商，申克澳大利亚公司于2001年4月进入中国矿业市场，在北京设有办事处和中国市场部，在天津开发区筹建独资工厂。在短短的半年时间里，已与下列用户建立了供货合同关系，其中包括2座处理能力为360万t／a的模块式选煤厂和成套振动筛、离心机、自动火车装车站、筛分式破碎机、分级旋流器和絮凝剂自动添加系统等选煤设备。 上深涧模块式选煤厂 山西大同 兴无煤矿选煤厂 山西柳林 双柳煤矿选煤厂 山西汾西 大武口选煤厂 宁夏太西集团 金海洋集团北周庄模块式选煤厂 山西朔州 云岗煤矿选煤厂 山西大同 模块式选煤厂系统技术(Mcpp) 提供设计、设备制造、施工组织、安装调试、人员培训、维护保养和承包运营等一条龙服务，能确保用户效率最高、利益最大。在中国使用该技术已建成投产4座选煤厂，正在建设的有3座。 目前，只有申克澳大利亚公司掌握或拥有模块式选煤厂的技术和知识产权。 模块式选煤厂有以下主要特点：占地面积小：相同处理能力时，模块式选煤厂体积仅为传统选煤厂的50％；施工周期短：仅需6～9个月的时间即可建成投产；效率高：洗选效率达97％以上；产品质量稳定：分选比重的波动范围小于0．005；具有扩展性：可根据需要增加模块，以提高入洗能力和改变洗选工艺；基础处理简单：原地夯实后，做200～300mm的混凝土即可；工艺指标先进：电耗小于5度／t入洗原煤，介耗小于lkg／t入洗原煤，水耗小于80kg／t入洗原煤，吨原煤加工费少于7元人民币；自动化程度高：全厂每班只需2～3人；优良的售后服务：通过客户服务中心和保税仓库，可以及时地得到技术支持和备件供应。 4、21世纪的选煤与电煤 电厂是煤炭的最大用户\煤质对电厂的影响\3 大型燃煤电厂对煤质的需求 中国煤炭选煤专业委员会副主任委员 于尔铁 1 电厂是煤炭的最大用户 近年我国电力工业发展迅速，到1997年底，全国发电装机容量已达2.5亿kW，年发 电量kWh，均已跃居世界第二位。我国电厂以燃煤电厂为主，约80%的发电量来自火电。 众所周知，我国是煤炭的生产和消费大国，在一次能源构成中，煤炭占75%的高额 比重。大量煤炭转化为电力支持国民经济的需求。在1997年生产13.25亿t原煤中，有5.23亿t用于发电。燃煤电厂消耗了全国煤炭产量的39.5%，是最大的煤炭用户。 发电依赖煤炭为主要能源的状况，在许多发达国家也是如此。例如，作为发电和产 煤大国的美国，其国内煤炭消耗总量的86%～89%是用于电厂。 据我国电力工业的发展规划，至少在21世纪前20年将保持快速发展态势。尽管发电 所需能源的构成将有所调整，由于发电总量的增长，电煤用量将以每年3000万t的速度增加。可见，今后的煤炭市场将长期以电厂为主要供应对象。 2 煤质对电厂的影响 燃煤电厂的基建投资、经济运行、以及环境影响，在很大程度上与煤炭质量有关。 在火力发电成本中，煤炭费用占80%。因此，了解和研究煤质诸因素对燃煤电厂的影响是至关重要的。 电厂用煤的质量特性，通常包括煤的特性和灰分特性两方面。煤炭特性包括：煤的 工业分析(水分、灰分、挥发分、硫分和固定碳)、元素分析、发热量、比热、着火温度 、燃烧分布曲线、燃烬率、可磨性、粒度、堆积密度与堆积角，等等。煤灰特性包括： 灰的化学成分及比电阻等。现就其中重要因素讨论如下。 2.1 挥发分的影响 对燃煤电厂来说，锅炉的选型及各项参数的确定，是设计的重要内容。而在设计锅 炉时，首先考虑的就是煤的可燃基挥发分含量(Vdaf)。因为炉膛结构、燃烧器型号、受热面布置等，均与煤的挥发分有关。在锅炉运行时，其操作调整也与挥发分密切相关。尽管从变质程度低的高挥发分褐煤到变质程度高的低挥发分无烟煤，都可作为锅炉燃料，但高挥发分煤炭更适于锅炉使用。因为煤的挥发分越高，越有利于快速稳定燃烧 。在其它指标相同时，煤的着火温度随着挥发分的增高而降低，煤的着火速度随着挥发分的增高而加快。与此同时，锅炉的机械未完全燃烧损失将随之减少。统计资料表明， 煤的挥发分每提高1%，着火温度约降低2.5℃，而着火速度约加快0.6m/s；与此同时，熄火温度将下降10度。一些水分高、发热量低的褐煤，之所以为电厂所用，就是因为具有挥分高的优势。煤炭发挥分的高低，不是洗选所能改变的，然而却是煤矿考虑产品销路的重要因素。 2.2 水分的影响 煤炭水分有内在水分与表面水分之分，二者之和为全水分。不论何种形态的水分， 都使煤的发热量下降，热量损失增加。煤中水分的增高，自然要使发热量相应下降。不仅如此，在燃烧过程中，为了蒸发水分，还要消耗热量和带走热量，每蒸发1kg的水， 约需600kcal的热量。 煤的内在水分通常不能在洗选过程中改变，但表面水分大部分可以脱除。煤炭过高 的表面水分不仅影响其使用价值，而且会给电厂的安全运行造成威胁。因此电厂对表面水分过高的煤炭产品是难于接受的。 2.3 灰分的影响 煤炭燃烧后，不可燃的各种矿物残渣是煤的灰分。显然，灰分直接决定煤炭发热量 的高低。各种煤炭的灰分变动范围很大，而燃煤电厂对煤炭灰分也有较强的适应能力(在锅炉选型前)。尽管如此，灰分对电厂运行的经济性和可靠性的影响还是极大的。具 体地说，有以下几个方面： (1)影响燃烧过程。对于一定挥发分的煤炭来说，随着灰分的增高，着火速度推迟 ，燃烧温度下降，熄火温度上升，燃烧稳定性变差。 (2)影响锅炉热损失的大小。随着灰分的增高，锅炉的机械不完全燃烧损失、飞灰 和炉渣带走的物理热损失、排烟热损失等都将增加。 (3)影响排灰量的多寡。随着灰分的增高，除尘设备和排渣设备的能力、储灰场容 量均需增加。 (4)影响锅炉热效率。随着灰分的增高，锅炉热效率降低，特别是当灰分超过40%时 ，热效率与灰分将以反比线性关系急剧下降。 (5)影响安全运行。随着灰分的增高，备煤系统、锅炉设备以排灰系统的部件磨损 几乎正比增加，同时使受热面的沾污和结渣以及管路的腐蚀加剧，从而造成安全隐患。 2.4 硫分的影响 煤中硫分是电厂排烟中SOx的直接来源。使用高硫煤的电厂，为符合环保要求， 要为除硫、固硫额外增加大笔投资和运行费用。与此同时，还将造成设备腐蚀、堵灰和泄漏，严重影响锅炉运行的经济性和安全性。 2.5 发热量的影响 发电耗煤量直接取决于实物煤的发热量是不言而喻的，发热量每降低4.18MJ/kg， 标准煤耗将增加80～100g/kWh。发热量同时还影响锅炉的热效率，而且质量越差的煤，影响越是显著。例如，发热量小于14.63MJ/kg的低质烟煤，Qnet.ar每下降100kc al/kg，锅炉热效率将降低0.9%［1］。 2.6 煤质对备煤系统的影响 现代电厂通常都使用煤粉炉悬浮燃烧，要在燃料入炉前将煤磨制成粉状。煤炭的粒 度、可磨性、磨损性等对备煤系统的基建投资、电耗、运行成本等有重大影响。 2.7 煤灰熔融性(煤灰熔点)的影响 煤灰熔融性决定于煤灰成分。当煤灰熔点低时，易引起受热面结渣，不但严重危及 锅炉安全经济运行，还可能迫使锅炉降低出力运行，甚至被迫停炉。当然，煤灰结渣现象还与灰分含量有关，灰分增高将加剧结渣。因此，电厂通常欢迎使用煤灰熔点不小于 1350℃(发热量大于12.5MJ/kg)煤炭。 2.8 煤质对发电成本及基建投资的影响 如上所述，煤质对电厂的影响是多方面的，综合表现为对发电成本和基建投资的影 响。据电力专家测算，烟煤发热量由18.81MJ/kg降至12.54MJ/kg时，电厂的总投资约 增加22%，供电煤耗约增加24%，厂自用电率约增加33%，锅炉的热效率约下降4.5%，最 终导致供电成本提高66%。 3 大型燃煤电厂对煤质的需求 我国电力工业规模已居世界第二位，然而其技术经济指标尚不理想。例如，燃煤电 厂的供电煤耗410g/kg标煤(1996)，比发达国家高出80～100g/kg。按当胆发电量计算，煤耗若降低60g/kg，一年即可节约标准煤5500万t，折成原煤是7700万t。煤耗较高的原 因虽多，其主要原因一是火电机组构成中，高参数大型机组所占比例小；二是煤质较差和煤质不稳。 为了提高火力发电的技术经济水平，今后的发展方向是：新建电厂以高参数大型电 厂为主,国家要求新投的凝气式机组的供电煤耗不超过330g/kg，供热机组不超过270～280g/kg；淘汰中低压机组；改造现有的高压机组；发展热电联营；加强电网的经济调度 ，提高大机组的发电比例。 煤炭行业应跟踪燃煤电厂的发展趋势，制定为大电厂供煤的产品方向。 3.1 关于电煤的煤种 高挥发分煤炭，即动力用烟煤和褐煤是电厂的首选煤种。褐煤因其热值低，以供应 矿区或矿区附近的电厂为宜。 3.2 关于电煤的灰分 视电厂要求、原煤质量和可选性而定。通常灰分不超过25%的烟煤原煤，可经筛选 处理，尽可能将末煤供电厂。灰分大于25%的原煤，应洗选加工，排除矸石。动力煤洗选以不出中煤且不洗粉煤为宜，在此条件下，易洗煤的产品灰分可在15%上下或更低， 难洗煤产品灰分可能在20%～24%之间。从有效利用能源角度宏观分析，对难选的动力用煤要求过多降低灰分是得不偿失的，因为电厂所得补偿不了选煤所失［2］。 3.3 关于电煤的硫分 电厂宜使用硫分不大于1%的低硫煤。硫分1%～3%的中硫煤，通常应洗选降硫(如果 硫分构成以黄铁矿硫为主，洗选可有效排硫)，力求产品全硫分不超过1%。硫分大于3%的高硫煤，需采用高效选硫工艺，以求最大限度排硫。通过洗选过程除硫，其费用要比 电厂采取固硫、脱硫措施少得多。对于高硫煤从源头上进行脱硫最为合理。 3.4 关于电煤水分 不论是原煤、筛选煤或洗选煤，表面水分Mf均不得超过8%。 3.5 关于电煤的发热量 大型电厂宜使用发热量Qnetar大于20.9MJ/kg(22.99MJ/kg)的煤炭。褐煤不在此限。当然Qaetar值与灰分、水分相关。 3.6 关于煤质的稳定性 保证电厂经济安全运行，煤质的稳定性十分重要。电厂对煤质稳定性的要求如下： 煤质允许变动范围(偏差值%) 煤种 可燃基挥发分%收到基灰分% 收到基水分% 收到基低位发热量MJ/kg 无烟煤 -1 ±4 ±3 贫煤 -2 ±5 ±3 低挥发分烟煤±5 ±5 ±4±10 高挥发分烟煤 ±5 -10～+5 ±4 褐煤 ±5 ±5 ±7 注：发热量为与设计值比较的相对偏差值；其余各项指标是与设计值比较的绝对偏差值。从供方来说，通过洗选加工较易保证煤炭产品质量稳定。 4 电煤的选煤工艺\5 结语 4 电煤的选煤工艺 为适应电力工业的发展，特别是为满足大型电厂的需求，21世纪初期煤炭行业需大力发展选煤。从一次能源市场来看，水电、核电等其它能源份额将呈增长趋势。这意味着，煤炭企业不仅面临本行业的竞争，同时还必须接受来自能源大市场的挑战。为此更须利用加 工手段，以适销对路的优质产品进入市场。 电煤洗选就是动力煤洗选，宜采取低投入、低成本的简易高效选煤工艺。这是因为 : ①为了减少洗选过程中可燃物损失，通常不进行深度加工； ②动力煤是低价产品，力 求降低加工费用； ③只有低成本，才有市场竞争力。由此思路出发， 选择动力煤洗选工艺的原则是： (1)除非原煤灰分过高而不得不全粒级洗选外，一般只入洗大粒度级。洗选粒度下 限视原煤质量及用户要求而定，可以是25mm、13mm、6mm，随原煤灰分之增加而降低下限。避免入洗末煤或粉煤的好处是,减少可燃物损失,减少煤泥,简化脱水,少用洗水,增 大处理能力,降低基建投资和加工费用; (2)采用大能力、高效且简易洗选设备，力求提高入洗粒度上限。如大型厂可采用 块煤重介质分选机，或液压式动筛跳汰机；中小型厂可采用机械式动筛跳汰机，或螺旋滚筒分选机; (3)采用少水或无水选煤工艺，如动筛跳汰、复合式风选法。此点对于高寒或缺水 地区尤为重要; (4)视条件之可能，提升厂型，并选用大能力单系统工艺。只有规模化生产，才能 降低单位成本; (5)利用现代技术成果，适当地发展自动化选煤。 5 结语 (1)在21世纪我国的一次能源结构中，煤炭仍将保持其龙头地位。在煤炭用户构成 中，燃煤电厂仍是最大用户，而且电煤所占比例将呈增长趋势。燃煤电厂的发展方向是高参数、大型化，同时将采取更加严格的环保措施; (2)煤炭行业需准确地预测市场动向，不失时机地发展洗选加工，开发简易、高效 的选煤工艺，在满足电厂需求的同时，加强自身在能源市场的竞争能力。 5、动力煤洗选取工艺和准备 简化动力煤洗选工艺的原则\动力煤选煤工艺的最佳选择 简化动力煤洗选工艺的原则 我国发展动力煤洗选的任务极为繁重，因此必须寻求初期投资少、运营成本低的简易工艺和设备。 简化动力煤洗选工艺的基本途径：一是依据原煤的粒度组成和密度组成特性以及用户要求，适当确定分选深度，尽可能不入洗细粒级物料，从而简化产品脱水和煤泥水处理作业；二是在原煤表面水分较低、可有效分级的条件下，优先采用风力干法分选。应该指出的是：上述方案是近期目标，而长期目标则是加深洗选深度，更加有效地提高煤炭质量。 动力煤选煤工艺的最佳选择 动筛跳汰机 动筛跳汰不同于广为应用的定筛跳汰，它适于洗选块煤，分选效率高，入料粒度可达300一，且工艺简单，用水量极少，节约动力。到目前为止，我国煤矿应用的动筛跳汰机有：德国KHD公司的液压型、煤炭科学研究总院唐山分院的液压型、沈阳煤研所的机械驱动型三类。现场实践证明，三种类型的工艺性能表现基本相同，表征洗选效果的不完善度I值为0．05-0．09，数量效率93．5％-96％；吨煤耗水0．03—0．08 m3。采用动筛跳汰机的各选煤厂均有明显的经济效益。 适合我国煤矿现状、具有中国特色的机械式动筛跳汰机已在阜新八道壕、大屯姚桥等矿成功应用。实践证明，这种设备整机构造简单，便于掌握和维护，造价低，节水省电，处理每吨原煤的加 工成本约2元。 在总结动筛跳汰机几年来使用经验的基础上，辽宁中煤洗选设备公司最新推出DTKJ-LX系列动筛跳汰机，是更为适用的机械驱动式动筛跳汰机。其主要特点是： (1)传动装置简单紧凑，便于调节工作参数，重量只有现用传动机构的1／3； (2)工作参数可依据工艺要求在宽范围内调节，可在线调节振动频率，并可为振幅和运动周期特性提供多种选择； (3)动筛体配有导轮和缓冲减振以及事故限位装置，克服了偏摆失衡问题，运行平稳可靠； (4)排矸轮链条设有张紧装置，可在箱体外部调节链条松紧，解决了掉链与事故处理难题； (5)浮桶耐用可靠，不会出现渗漏和变形，能确保床层检测系统稳定运行。 此外，这种动筛跳汰机的产品(精煤、矸石)排运方式，可按现场布置要求分别采用立轮、斗式提升机或大倾角刮板机，这对于在原有厂房中添置设备极为重要。该系列动筛跳汰机的技术特征见表1。<BR< p> DTKJ-LX 系列动筛跳汰机的主要技术特征 表1 DTKJ-LX 系列动筛跳汰机的主要技术特征 机械型号 DTKJ-LX 1.0/1.7 DTKJ-LX 1.0/2.2 DTKJ-LX 1.25/2.5 DTKJ-LX 1.4/2.8 DTKJ-LX 1.6/3.2 主要用途 主洗设备 主洗设备 主洗/代替手选 代替手选 代替手选 新产品排运方式 斗式提升机 斗式提升机 斗式提升机/立轮 斗式提升机/立轮 斗式提升机/立轮 入料粒度/mm 200~25 200~25 200~25 300~50（25） 350~50（25） 振动频率/min-1 30~63 30~63 30~63 30~63 30~63 给料端振幅/mm 200~390 200~390 200~390 200~390 200~390 筛板面积/m2 1.7 2.2 2.5 2.8 3.2 筛板倾角（。） 5~10 5~10 5~10 5~10 5~10 处理量/t.h-1 50~70 60~90 70~100 100~120 120~150 总功率/kw 24.2 34 41 52 60 总质量 18 24 32 38 44 现代风选法是实用的干选工艺 现代风选法是实用的干选工艺 与湿法选煤相比，干法选煤的优点显而易见：由于没有产品脱水和煤泥处理等一系列复杂过程而使工艺大为简单化，从而节省基本投资和生产成本，特别适合干旱缺水与高寒地区的需要。在干法选煤中最具代表性的是风力摇床和风力跳汰。然而，过去风选法在我国未受到选煤业重视，极少应用。其原因在于早期的风选机只可处理窄级别原料，且分选效果不佳，生产能力低，特别是在洗选炼焦煤为主时，难于应用。而近年来风选理论有了重大突破，设备有了很多改进，分选效率显著提高。现代的风选理论不再受等沉学说限制，所用的设备可人选75—6(0)mm的宽级别煤，甚至不分级煤(有效分选深度6mm)，而物料中所含细颗粒起加重质作用，形成气固两相混合介质，从而加强了按密度分选的作用。新的理论不仅简化了工艺，也改善了分选效果(新型风选机还有另外一些重大改进)。由于对人料粒度要求不严，使得外在水分7％(个别情况达9％)的原煤可用干选法处理。于是在许多情况下，风力选煤成为动力煤可以接受的加工工艺。因为这种选煤方法投资省，生产成本低，见效快。得外在水分7％(个别情况达9％)的原煤可用干选法处理。于是在许多情况下，风力选煤成为动 力煤可以接受的加工工艺。因为这种选煤方法投 资省，生产成本低，见效快。 目前有FX与FCX两种型号的风选机得到大量应用，效果相近。表2与表3分别列出这两种 风选机的技术规格。 目前有FX与FCX两种型号的风选机得到大量应用，效果相近。表2与表3分别列出这两种风选机的技术规格。 表 FX系列风选机技术规格 项目 FX-3 FX-6 FX-9 FX-12 工作面积/m2 3 6 9 12 生产能力/t.h-1 25--40 40--70 70--100 100--150 入料粒度/mm 50(75)--13(6)(0) 50(75)--13(6)(0) 50(75)--13(6)(0) 50(75)--13(6)(0) 分选床下空气室数量/个 3 3 4 4 振动电机功率/kw 4.5 11 17 25 振动频率/min-1 310--400 310--400 310--400 310--400 振幅/mm 20 20 20 20 横向坡度/(。) 3--10 3--10 3--10 3--10 纵向坡度（。） 4--11 4--11 4--11 4--11 不完善度 0.08--0.14 0.08--0.14 0.08--0.14 0.08--0.14 数量效率，% >90 >90 >90 >90 设备质量/t 5.8 12.7 18.3 24.6 FGX系列复合式风机技术规格 表3 FGX系列复合式风机技术规格 项目 FGX-1 FGX-3 FGX-6 FGX-12 工作面积/m2 1 3.25 6.5 12 生产能力/t.h-1 8--10 25--30 50--60 100--120 入料粒度/mm 60--0 60--0 60--0 80--0 入料外在水分,% <7 <7 <7 <7 数量效率,% 90 90 90 90 系统总功率/kw 23.58 72.15 144.3 189 主要设备质量/t 6.15 16.45 28.10 42.00 外形尺寸 5.85x4.70 9.60x9.30 12.0x1.00 19.00x10.50 （长X宽X高）/m x6.36 x8.70 x9.20 x95.0 新世纪煤炭工业对选煤技术的期待 1 中国选煤工业简况及选煤工业存在的难点问题 1 中国选煤工业简况及选煤工业存在的难点问题 中国选煤工业起步较晚，50年代才开始建立起自己的选煤工业，经历了2次快速发展时期。70年代以“洗煤保钢”为主要内容的选煤大发展，使原煤入选比例由1970年的10%增长到1980年的17%，基本满足中国钢铁工业对炼焦煤质量的要求；90年代以来，煤炭工业面临经济与环境的双重压力，选煤工业进入新的快速发展时期，“八五”期间原煤入选量的增长速度首次超过原煤增长速度。截止1999年，全国年入选3万t以上的选煤厂1585座，设计入选能力为万t／a。1999年，全国原煤入选量为万t，入选比例由1990年的19%增长到1999年的28．9%。中国选煤工业的简况见表1、图1、图2。 表 1 1999年中国选煤数量及选率 类型 设计能力 /Mt.a-1 入选量 /Mt 入选率 /% 选煤厂数量 /座 国有重点矿 354.67 213.95 41.7 237 地方煤矿 84.29 58.5 27.6 469 乡镇煤矿 63.47 29 9.1 879 合计 502.43 301.45 289 1585 中国选煤工业有了较大发展，但与国际先进水平和国内生产需求相比，特别是与洁净煤技术的要求相比，还存在一定的差距。目前选煤工业存在的难点及热点问题主要为： (1)原煤入选比例低，精煤灰分高。全国平均入选比例为28．9%，其中国有重点煤矿为41．7%，地方国有煤矿为27．6%，乡镇煤矿9．1%，远远低于国外50%～95%的水平。中国炼焦精煤和商品动力煤平均灰分分别为9．88%和22．43%，而同期美国仅为7%和17%。 (2)选煤厂厂型小，生产工效低。1999年，全国选煤厂年平均生产能力为31万t，其中国有重点煤矿为150万t，乡镇煤矿只有7万t，而美国平均生产能力为340万t。由于自动化程度较低，设备可靠性不高，造成中国选煤厂用人多、工效低，工效为17t/工，仅为国外的10%～15%。 图 1 不同选煤方法所占比例 图 2 1985—1999年原煤入选量的变化 (3)大型设备及自动化检测仪表的可靠性有待提高。由于整体工业水平较低，使得大型选煤设备和自动化元器件的原材料、制造工艺落后，设备可靠性不佳，严重制约着选煤工业的发展。 (4)适用于干旱缺水地区，年轻变质煤及易泥化煤分选的干法及节水型分选技术，尤其是空气重介流化床干法选煤技术有待进一步开发、完善。 (5)生产能力闲置严重。一方面原煤入选比例低，另一方面生产能力闲置严重，1999年全国选煤厂能力利用率仅为60％。 (6)选煤工艺落后。先进高效的重介质选煤工艺仅占23％，中国大多数选煤厂多采用跳汰工艺，造成精煤损失大、产品灰分高、分选效果差。 (7)共伴生矿物的分选、提纯和综合利用技术尚不成熟，煤系非金属矿产资源没有得到有效地利用。 (8)选煤基础理论研究薄弱，对新的分选方法、设备的探索不够有力，影响选煤技术水平的进一步提高。 2 新世纪对选煤技术的期待 2 新世纪对选煤技术的期待 2．1 选煤技术发展方向 在“九五”攻关并取得成果的基础上，中国的选煤科学技术将按照面向选煤生产建设的产业化技术、重点开发研究的关键技术和处于基础研究阶段的前瞻技术3个层次，在新世纪得到进一步的发展。一方面，具有分选精度高、对原煤适应性强、易于实现自动控制等优点的重介质选煤技术的产业化将成为中国选煤技术近期优先发展领域，使重介质选煤的比例得到大幅度提高；另一方面，以高效深度脱硫降灰为主要内容的选煤工艺与设备、动力煤分选、大型选煤设备提高可靠性与机电一体化将成为重点开发研究的关键技术，解决选煤生产中急需解决的重大关键问题；此外，在重介质旋流器选煤机理、选煤设备磨损机理、非线性科学在选煤科学中的应用、油团选、微生物选、电化学选等方面加强应用基础研究，开发一系列前瞻技术，为选煤技术的进一步发展奠定基础。 2．2 “十五”期间重点发展领域 2．2．1 重介质选煤技术 重介质选煤技术具有分选精度高、对原煤适应性强、易于实现自动控制等优点应当成为选煤工业发展的首先技术。过去由于存在建厂投资高、生产费用大、系统复杂、操作困难等缺点，而被认为只能用于难选和极难选煤的分选，中国重介质选煤的比例一直在3％左右徘徊。目前中国的选煤厂，特别是大型选煤厂多采用跳汰工艺，由于跳汰机分选精度低，即便处理易选煤，矸石中精煤损失也高于2％(全国平均约5％)，损失于中煤中的精煤则更高(全国平均约30％)。不仅如此，随着市场对商品煤质要求的不断提高，许多选煤厂用跳汰机甚至选不出合格的精煤。近20年来，特别是“九五”期间，重介质选煤技术取得了突破性的进展，以大型无压给料三产品重介质旋流器为主选设备的简化重介质选煤工艺和以单密度两段两产品重介质旋流器为主选设备的三产品重介质选煤工艺已经研究成功，经受了生产考验。此外，在大型脱介设备、强磁磁选机、配套专用泵和重介质选煤工艺参数自动控制等方面均取得了长足的进步，基本具备了快速发展重介质选煤的条件。中国高硫、难选煤比例大、重介质选煤比例大大落后于世界主要产煤国家，加快重介质选煤技术的发展，迅速推广普及以上2种重介质选煤工艺模式为主要内容的重介质选煤技术，提高重介质选煤比例已经到了刻不容缓的程度。因此，重介质选煤技术应当成为中国选煤技术的优先发展领域。 “十五”期间主要研究1400／1000大型多入料口三产品重介质肇流器工艺系统，研究改进主要旋流器与煤泥重介旋流器组合工艺，使全部煤泥均进入小直径重介旋流器精选，从而提高分选精度，减少入浮量。同时进行采用简化重介质选煤工艺的可移动式模块重介选煤系统研究。 2．2．2 大型选煤关键设备提高可靠性与机电一体化技术 大型筛分机、大型跳汰机、大型重介质旋流器、大型浮选机、大型卧式振动离心脱水机及立式刮刀卸料离心脱水机、细粒煤热压过滤脱水机等关键设备可靠性的提高并实现机电一体化，将会使系统单机化、控制简化、提高工效、稳定产品质量、降低基建投资和生产费用，可明显提高中国选煤技术整体水平。 2．2．3 动力煤分选关键技术 包括大型高效潮湿原煤的3 mm分级技术、高效经济的分选技术。研究高效离心筛、弹性筛面弛张筛，要求分级粒度为3 mm(6 mm)；在入料水分小于15%，入料粒度小于13mm时，处理能力达到5～10t／(h．m2)，筛分效率大于70%。复合式干选机分选的I=0．11～0．15，h=85%；设备可靠性达到 h以上；重介流化床分选的Ep=0．5～0．07，Q=200 t／h。这些分级分选技术的研制成功将会以最经济的手段使动力煤入选量快速增长，迅速改变中国动力煤入选比例过低的现状，整体提高煤质和减少污染物的排放，经济和环境效益明显。 2．2．4 先进细粒煤脱硫降灰技术 包括大型浮选床(FCSMC—6000X 6000)技术、离心力复合力场选煤技术、微细介质重介质旋流器及细泥选择性絮凝组合工艺技术等，强化细粒煤的分选，为高硫煤的深度脱硫降灰提高有效的技术手段。 2．2．5 重大基础性研究 应把重介质旋流器选煤机理的研究放在首位，在已有的研究基础上，开展旋流器内力场与密度场的研究、旋流器结构、型式的研究、两段旋流器的相互影响研究、旋流器相似放大准则、介质性质对 分选效果影响的研究、介质及物料给入方式及压力的研究、物料脱泥与不脱泥和细泥数量及其粒度组成对分选效果影响的研究等，其研究成果将直接影响重介质旋流器选煤技术最佳结构参数及工艺参数的确定。其次，还要研究弧形筛、振动筛脱介脱水机理，选煤设备磨损机理，提高大型设备的可靠性。此外，在非线性科学在选煤科学中的应用、油团选、微生物选、电化学选等方面加强应用基础研究，开发一系列前瞻技术，为选煤技术的进一步发展奠定基础。 3 “十五”及2010年的主要发展目标 3 “十五”及2010年的主要发展目标 (1)选煤厂全员工效由“九五”末的平均17t／工提高到30～50 t／工。促进煤炭行业的技术升级，推动选煤工业发展，改善煤炭产品结构，提高行业经济效益，减轻燃煤污染。 (2)大力发展先进高效的重介质选煤技术，“十五”期间将重介质选煤比例由现在的23％提高 到30％以上。 (3)研制开发大型成套选煤设备及自动化装置，并提高其可靠性，设备可靠性由现在的70％提高到80％，实现600万t／a选煤厂所需设备全部国产化。 (4)加快动力煤分选关键技术的研究开发，迅速改变中国动力煤入选比例过低的现状，使动力煤入选比例由1999年的10％提高到2004年的60％以上。整体提高煤质和减少污染的排放。 (5)研究开发高硫煤洗选、副产品加工利用成套实用技术，构筑起高硫煤矿区煤炭脱硫降灰和综合利用技术的基本框架。 (6)进一步研究开发干法选煤及节水型选煤技术，进行干法选煤的工业示范。到2010年，干法及节水型选煤技术进一步成熟，制约中国西部干旱缺水地区发展煤炭洗选加工工业的问题得到根本解决。 (7)开展煤系共伴生矿物的分选、提纯和综合利用的研究，并使之与选煤结合，实现资源有效利用。到2010年，与煤共伴生矿物资源得到综合利用，选煤厂将成为多产品结构、无工业污染、高经济效益的企业。 (8)建设“国家选煤工程技术研究中心”，努力解决科技成果向生产力转化的薄弱环节问题。 (9)2010年，中国煤炭洗选加工的主要技术达到国际先进水平。 采用干法分选—配煤技术提高发电用煤质量 1 概 述 火力发电是我国的主要发电方式。2000年我国火电、水电和核电所占发电量的比例分别是80．8％、17．7％、1．2％，火电中燃煤发电机组超过95％。2000年我国煤炭总产量的40％用于发电。火电机组煤耗为394g／kW·h，比发达国家高60g／kW·h。另一方面，1998年全国S02、粉尘的总排放量分别为20．9Mt和14．5Mt，其中火力发电排放的S02和粉尘分别占总排放量的35％和17．2％。绝大多数燃煤电厂的锅炉直接燃用未加工的原煤，灰分高、硫分高、煤质不稳定是造成目前燃煤发电机组发电效率低、污染严重、供电煤耗高的重要原因之一。为实现电力工业可持续发展，提高燃煤机组的效率，降低污染物排放量，对发电用煤进行加工显然具有重要意义。复合式干法选煤和动力配煤都是提高电力用煤质量的有效技术途径，而两者的结合将会成为更具发展前景的新的洁净煤技术，尤其对用煤量最多的电力行业更有特殊意义。 2 提高电力用煤质量的意义 1)可减少燃煤设备向大气排放有害气体(如S02、NOx)及粉尘，减少环境污染。 2)可以提高锅炉的热效率。在同等负荷下，发电煤耗可下降5—10g／kW．h。 3)可以更好地保证大型发电厂的安全生产。加工后的煤能使锅炉稳定燃烧，在满负荷和超负荷时可防止煤质不稳定或制粉系统卡阻造成的被迫降低出力和使用助燃油问题。 4)脱除煤中的部分矸石、黄铁矿等杂质后，煤的可磨性提高，可使磨煤机减少电耗、减少磨损，并可延长锅炉受热面寿命。 5)由于煤的灰分降低，减少了烟尘量和烟尘对管道的磨损，提高了设备的使用寿命，减少了运行维护费用。同时还可减轻系统压力，延长灰库的使用年限。 6)脱除黄铁矿硫后，降低了原煤硫分，可减少S02、S03形成的H2S03和H2S04蒸汽对锅炉低温部分受热面(省煤器、空气预热器)的严重腐蚀。 7)燃用经干选—配煤技术加工后的煤炭，可以避免水洗动力煤水分高、发热量降低的问题。 8)脱除原煤中的大部分矸石后，可减少运力，节省运费，缓解铁路运输压力。 3 动力煤配煤技术 3．1 动力煤配煤技术的意义和现状 动力煤配煤技术是将不同类别、不同质量的煤经过筛选、破碎和按比例配合等过程，改变其相关特性，使之达到煤质互补、结构优化、适应用户的要求，达到提高燃煤效率和减少污染物排放的目的。 动力煤配煤技术在我国的研究与应用起步于80年代，郑州、北京、天津、沈阳和南京等十几个大中城市的燃料公司率先建成了动力配煤场(车间)。到90年代初，全国已建成近200条动力配煤生产线，配煤量已超过200Mt／a，取得了较好的经济效益、社会效益和环境效益。近年来，动力煤配煤技术在我国发展较快，一些用煤量较大的城市、大的煤炭集散地以及一些煤种较多但煤质复杂的矿区正计划兴建配煤厂。动力煤配煤技术已作为一种比较适合中国国情的洁净煤技术列入了煤炭工业洁净煤技术发展规划。煤炭工业“十五”规划中提出：在煤炭中转港口和主要集散地建设配煤厂，为用户提供质量稳定、价格合理、环保型动力配煤。制定配煤质量标准和相应的政策，由耗煤集中的大用户到分散的小用户，逐步推广使用动力配煤。建设35个大型动力煤配煤基地。到2005年，初步形成产、配、销、送及售后服务一条龙体系。 3．2 发电用煤配煤的质量要求 GB／T7562《发电煤粉锅炉用煤技术条件》规定的煤质指标主要有：干燥无灰基挥发分，收到基低位发热量，干燥基灰分，全水分，干燥基全硫，煤灰溶融性软化温度。目前我国发电用煤煤质一般要求：Vdaf>20％，Qnet,ar在21．0—23．1MJ／kg，Ad在10％一30％，Mf<10％，St,d≤1％，ST>1250度，粒度<25mm或<50mm。 3．3 配煤工艺 动力配煤生产线的工艺流程一般包括：原料煤收、卸，按矿点堆放，分品种化验并计算配比，原料煤取料、输送，筛分、破碎，混合掺配，抽样检测，仓储或外运。其流程见图1。 4 复合式干法选煤在动力配煤工艺中的作用 4．1 复合式干法选煤的适用范围及特点 1)适用范围 复合式干法选煤可用于动力煤排矸、降低商品煤灰分、提高煤炭发热量，可避免湿法选煤增加产品水分的缺点；适用于褐煤、易泥化煤、劣质煤、易选煤的分选；可用于高硫煤脱除粒状、块状黄铁矿硫，降低商品煤硫分；可作为动力配煤生产线的首要环节，在配煤前预先提高配煤质量，减少优质煤配煤量，提高经济效益。 2)复合式干法选煤用于配煤的特点 (1)不用水。对于设在港口城市、煤炭集运站的动力配煤生产线有特殊意义。 (2)投资少。工艺简单，不需要建厂房。特别适于在配煤生产线前作为预先加工环节。 (3)生产成本低。平均吨原煤加工费仅2元左右。 (4)用人少，劳动生产率高。操作人员仅2~3人。 (5)商品煤回收率高。不产生煤泥水，煤尘全部回收后作为商品煤。 (6)对环境无污染。采用一段并列除尘工艺和负压操作，保证大气环境和工作环境不受粉尘污染。 (7)占地面积小。一套FCⅨ—6型干选系统(年处理量300kt)占地面积仅120m2。 (8)干选机无传动部件，运转平稳，事故率少，维修量少，操作简单。 (9)建设周期短，投产快。干选系统为钢结构装配式，安装、调试半个月即可正式投产。 5 天一热电燃气集团公司干选—配煤中心工艺流程设计 该集团公司拟采用复合式干法分选机进行原煤初选，以排除矸石，降低硫分。按含硫量和发热量等指标分设煤仓。为确保脱硫效果，设脱硫剂制备和混配、仓磅计量等环节，并按链条炉、循环流化床锅炉和旋风炉对煤炭粒度和发热量的不同要求，分设清洁燃料贮煤仓、机械化上料、人工控制下料和增湿等装置。其工艺流程见图2。 图2 天一热电燃煤集团公司配煤中心工艺流程 6 结 语 复合式干法选煤技术与动力配煤技术相结合形成的干选一配煤新技术，不但为提高发电用煤的质量提供了一条新的技术途径，而且在我国的动力用煤行业将会发挥更大的经济效益和社会效益。 复合式干法选煤技术的研究与应用 1 复合式干法选煤的发展概况\2 发展复合式干法选煤的意义 1 复合式干法选煤的发展概况 据统计，2000年全国有选煤厂1600座，实际入洗原煤386Mt。随着各种煤炭洗选加工技术的不断开发应用，在风力选煤基础上发展起来的复合式干法选煤得到了迅速发展。在短短四年中，已在全国20个省、市、自治区新建了89座复合式干法选煤厂(车间)，年入选原煤能力达到3000多万吨，使复合式干法选煤在我国选煤方法中所占比例由零迅速增加到5．7％，而且今后增长势头会更快，已成为一种不可忽视的新的选煤技术。这对于开发利用我国西部煤炭资源极其重要。 复合式干法选煤是我国独创的一种新型选煤方法，具有不用水、工艺简单、投资少、生产成本低、回收率高、能耗低、对环境无污染、设备事故率低、建设周期短等一系列优点。受到煤矿、煤炭集运站、焦化厂、煤气厂、选煤厂等企业的欢迎。 复合式干法选煤技术能够全面符合国家保护水资源、节能、环境保护及煤炭深加工等一系列政策，具有广阔的应用前景。 复合式干法分选机已被列入“中国最新高精专利技术2000项”，获“全国专利科技成果精品城”金奖，获1998年煤炭工业科技进步奖，获第十届“中国新技术新产品博览会”金奖，获首届“河北省优秀发明奖”。并被确定为2001年国家重点环保实用技术。 获得“河北省科技企业”称号的唐山市选煤成套设备厂专业生产的各种规格、型号的复合式干选机已发展到8种系列产品，年产值达2．0X107元以上。 2 发展复合式干法选煤的意义 第一，我国煤炭资源丰富，而占全国78％的煤炭资源蕴藏在干旱缺水的西部地区。水资源缺乏已成为西部煤炭开发和加工的制约因素。复合式干法选煤技术为我国能源基地战略西移提供了一条新的煤炭加工的技术途径。 第二，我国煤炭产品结构单一。2000年全国原煤人选比例平均38．5％左右，动力煤人选比例仅为14．6％。动力煤质量必须不断提高才能满足市场要求。复合式干法选煤作为动力煤排矸的有效分选技术，以其独有的特点适合我国煤炭企业的要求而得到迅速推广应用。而且成为提高我国动力煤入选比例的一种切实可行的方法。 第三，解决了易泥化煤的分选加工问题。同时，解决了严寒地区煤炭洗选带来的产品冻结问题。 第四，复合式干法选煤突破了传统风力选煤的模式，使濒临淘汰的风力选煤技术获得新的发展，推动了科学技术进步。 3 复合式干选机的结构、原理和创新 3 复合式干选机的结构、原理和创新 3．1 结构 复合式干选机采用自生介质(入选原煤中所含细粒煤)与空气组成气固两相混合介质分选；借助机械振动使分选物料做螺旋翻转运动，形成多次分选；并充分利用逐渐提高的床层密度所产生的颗粒相互作用的浮力效应而进行分选。按照这个总体思路，对床面形状、振动形式、物料运动轨迹、床层厚度控制、风力分布、风量控制、床面角度调节以及供风除尘工艺配套等作出了相应的结构设计，创造出一种全新的复合式干法分选机，其结构示意如图1。 图1复合式干法选机结构示意图 式干法分选机由分选床、振动器、风室、机架和吊挂装置等组成。 分选床由床面、背板、格条、排料挡板组成。床面下有可控制风量的风室，由离心通风机供风，气流通过床面上的风孔作用于分选物料。由吊挂装置将分选床、振动器悬挂在机架上，可任意调节分选床的纵向和横向角度。 3．2 分选原理 3．2．1 物料在螺旋运动中的分选作用 入选物料由给料机送到分选床的给料口，在床面上形成具有一定厚度的床层。最下层的物料直接与振动的床面接触，床面振动产生的惯性力使下层物料由排料挡板向背板运动，由于背板的阻挡，引导物料向上运动。而上层物料受背板的推力和重力作用，沿表层向排料边下滑，在整个物料层上下形成正反方向速度梯度。最上层密度最小的煤首先通过排料挡板排出，其余物料继续做下一周期循环运动。如图2所示。 图2 物料在螺旋运动中的分选作用 由于振动力和连续进入分选床的物料压力，使不断翻转的物料形成近似螺旋运动，并向矸石端移动。因床面宽度逐渐减缩，上层密度相对较低的煤不断排出，直到最后排出密度大的矸石和黄铁矿。风力的作用一方面加强粒群的松散，另一方面就是与细粒煤组成气固两相混合介质，提高分选精度。 3．2．2 自生介质的分选作用 传统风力跳汰机的人料粒度比为2．5：1，粒度上限20mm，而复合式干选机人料粒度是80—0mm，大大突破了风力跳汰机的人料粒度范围。在干选机床面上方，由细粒物料和空气组成了气固两相混合介质，形成具有一定密度、相对稳定的气固悬浮体，加上风力向上的托力，使密度低的煤上浮，而密度高的物料下沉。随着分选过程进行，细粒粉煤不断随大粒度精煤排出，剩余粒度较粗、密度较高的中等颗粒又与空气组成新的密度更高的气固悬浮体。有利于中煤和矸石的分选。 3．2．3 离析作用及风力作用的综合效应 复合式干法分选机床面上物料的松散与分层是由机械振动和上升气流的悬浮作用而实现的，松散强度随机械振动强度和风速的提高而增加。 根据热力学第二定律，任何体系都倾向于自由能降低。分层前床层的位能高于分层后的位能，只要给以适当的松散条件，重矿物就要进入下层，从而实现分层，即通过不同密度矿粒的再分布达到位能降低的过程。如果仅靠振动松散，就不可避免使矿粒群造成“离析分层”，密度小的大颗粒被挤入上层，密度小的细粒煤漏到底层，达不到按密度分层的目的。如果仅有风力作用，只能是将细粒物料吹向上层，也不能按密度分层。只有在风力和振动力的综合作用下，物料才能按密度分层。如图3所示。 图3 矿粒发层作用示意图 由于综合作用的结果，使分选过程趋于完善，并在床面上形成一层矸石床层。矸石床层主要是由密度较高的矸石、黄铁矿组成。高密度颗粒相互作用产生的浮力效应可以有效地阻止低密度煤再混入矸石产品中，从而保证了排出矸石的纯度。 综上所述，复合式干选机的分选原理就是在使物料做螺旋翻转运动的条件下，利用振动力和风力的综合作用造成床层松散和矿粒按密度分层。在不同区段有自生介质(粉煤)与空气形成的混合介质分选作用(精煤段)，又利用了颗粒相互作用的浮力效应(中煤段)。形成了一种不同于任何选煤设备的综合分选机理。 3．3 复合式干法选煤对传统风力选煤的创新和发展 复合式干法选煤突破了国内外传统风力选煤的模式，创造出一种分选原理独特的新型干法选煤设备。与传统风选相比，主要创新点如下： (1)复合式干选机采用入选原煤中所含细粒煤(自生介质)与空气组成气固两相混合介质分选，而不是单以空气做分选介质，因此分选物料粒度范围宽，可达到80—0mm，而传统风选只能分选较窄粒级。 (2)复合式干法选煤可用常规重力选煤指标衡量其分选效果，可能偏差Ep= 0．20，不完善度I=0．1，数量效率，η=95％，分选粒度下限3mm，单位面积处理能力10t／(h．m2)。大大优于传统风选.。 (3)复合式干选机采用机械振动使物料做螺旋运动，在多次循环过程中，分选物料受到多次分选，可以生产出灰分由低到高的多种产品，中煤再选可保证精煤和矸石的质量。 (4)复合式干选机所需风量仅用于松散床层和与细粒煤组成混合介质，不需要将物料悬浮，风量仅为传统风选的1／3，因而除尘系统的规模大大减小。 (5)复合式干法分选机充分利用高密度颗粒相互作用产生的浮力效应，可以提高排出矸石的纯度，降低排出矸石的粒度。 4 复合式干法选煤的适用范围及特点 4 复合式干法选煤的适用范围及特点 4．1 适用范围 适用于动力煤排矸、降低商品煤灰分、提高发热量，避免了湿法选煤增加产品水分的缺点；适用于褐煤、易泥化煤、劣质煤、易选煤的分选；可用于高硫煤脱除粒状、块状黄铁矿硫；对于发电厂、煤炭集运站可预先除去煤中杂质，保证商品煤质量；对于干旱地区和严寒地区采用干法选煤具有特殊意义。对于分选粒度下限13mm、25mm的动力煤选煤厂，可作为末煤分选配套、补充、完善的加工方法。 4.2 特点 1)投资少。不用水，工艺简单，设备少，不需要建厂房。全套FGX-6A型复合式干法选煤系统(60t／h)设备投资仅50多万元。 2)生产成本低，劳动生产率高。吨原煤加工费仅2元，在所有选煤方法中生产成本最低。由于用工少，劳动生产率可达50—80 t／工。 3)商品煤回收率高。与水洗相比，干选不产生煤泥水，不仅有效回收细粒级煤，除尘系统收集的煤尘也可回收。 4)选后商品煤水分低。干法选煤不仅不增加产品水分，还有一定脱水作用，从而减少了水分对发热量的影响。 5)可出多种灰分不同的产品。有利于经营者在满足商品煤用户的条件下取得最大经济效益。 6)适应性强 (1)人料粒度范围宽。目前已投入生产的复合式干选厂(系统)，入料粒度有：80—0mm、50—25mm、50—6mm、50—0mm、25—0mm、13—0mm等粒级，均能取得较好的分选效果。 (2)对各煤种排矸均能适应，目前主要针对动力煤排矸。 (3)对入选原煤水分要求不严。人料外在水分<7％，内在水分不限。 7)用风量少，除尘系统规模小。用风量仅为传统风选的1／3以下。 8)除尘效果好，采用两段或一段并列除尘工艺和负压操作，保证大气环境和工作环境不受粉尘污染，排出的部分气体含尘量<50mg／m3，符合环保要求。 9)占地面积小。一套FGX-3型系统只需90m2水泥地面即可安装。 10)建设周期短，投产快。复合式干选系统为钢结构、装配式选煤厂。由设备制造厂提供构件，安装调试后即可投产。 11)运转平稳，操作简单，维修量小。 5 复合式干法选煤的分选效果(1) 5 复合式干法选煤的分选效果 复合式干法选煤适用于动力煤排矸，降低商品煤灰分，提高煤炭发热量，避免了湿法选煤增加产品水分的缺点；可用于高硫煤脱除粒状、块状硫铁矿硫；对于煤炭集运站、发电厂等用煤单位可预先除去煤中杂质，保证煤炭质量稳定；对于分选粒度下限为13mm或25mm的动力煤选煤厂，可采用复合式干法选煤作为配套、补充、完善的加工手段。 复合式干选机的分选效果见表1，主要分选指标见表2，脱硫效果见表3。 表1 部分复合式干选机分选效果 煤矿 煤种 入料粒 度/mm 原煤灰分，% 精煤 中煤 尾煤 产率，% 灰分，% 产率，% 灰分，% 产率，% 灰分，% 黑龙江鸡西滴道矿 气肥煤 80—0 48.00 62.00 31.00 16.00 40.00 22.00 73.48 沈阳矿务局前屯矿 褐煤 80—0 34.37 88.81 23.74 4.42 42.49 6.77 69.22 山西阳泉矿务局五矿 无烟煤 13—0 30.86 85.64 21.44 7.36 51.93 7.00 76.31 河南鹤壁矿务局九矿 瘦煤 50—6 31.56 71.87 17.83 5.50 31.20 22.63 75.24 山西太原东山煤矿 贫煤 50—13 38.62 73.58 26.36 -- -- 26.42 71.79 内蒙宁城四龙煤矿 长焰煤 50—0 33.39 73.31 23.35 15.03 47.50 11.66 78.30 6 复合式干法选煤的推广应用\7 结 语 6 复合式干法选煤的推广应用 6．1 复合式干法选煤成套设备已形成系列化 复合式干法选煤成套设备在批量推广应用过程中，由于不断改进，不断创新，目前已日趋完善。我厂已形成不同生产能力的10种规格型号。按分选面积分为FCX—1型，FGX-2型、FGX-3型，FGX-6型，FGX-9型，FGX-12型。按结构形式又增加了FGX-6A型，FGX-12A型，FGX-24A型。处理量在10t／h，20t／h，30t／h，60t／h，120t／h，240t／h。能适应大、中、小型煤矿和集运站应用。 我厂还针对不同用户要求，开发了适于分选末煤、块煤、劣质煤的复合式干选机。 目前我国已有20个省、市、自治区的120家煤矿企业推广应用140多套各种型号的复合式干选机，人选原煤能力达30Mt。企业赢利2．5X108元以上。 我国一些大型煤矿企业，如神华集团、大同煤矿集团公司、西山煤电集团公司、阳泉煤业集团公司等也已开始应用复合式干法选煤设备。 除煤炭生产企业外，煤炭运销公司、煤炭集运站、焦化厂、煤气厂、选煤厂都已开始应用复合式干选技术。目前各应用单位反馈的信息表明，复合式干法选煤设备运转平稳，无重大设备事故；分选效果良好，能满足用户要求；经济效益好，被许多煤矿企业称为“生命工程”。部分使用单位在使用复合式干选设备后又继续向我厂订购。 2001年5月，中国煤炭加工利用协会在成都召开的复合式干法选煤经验交流会上，已向全国有条件的地区推广应用干法选煤设备。 6．2 复合式干法选煤应用实例 1)河南安阳矿务局铜冶煤矿 2000年投产使用FGX-6型复合式干选系统，人料粒度0～80 mm，原煤灰分为36％，分选后精煤灰分为21％，精煤产率为87．46％；发热量由18．81MJ／kg提高到25．50MJ／kg，吨煤售价提高30元。 2)山西大同左云鹊儿山煤矿 1999年投产使用FGX-6A型复合式干选系统2套，分选弱粘煤，2000年8月又购进FGX-12A型干选系统一套，实现矿产原煤(900kt／a)全部人选。分选后硫分由1．61％下降到0．97％，发热量提高1116．06kJ／kg。干选加工费2．0元／t，吨煤售价提高10元。1997年9月7日，大同市召开了煤炭提质增效现场会，推广鹊儿山矿采用先进复合式干法选煤设备，提高煤质的经验。 3)河南鹤壁矿务局九矿 1999年5月投产使用FGX-6A型复合式干选系统一套。分选瘦煤，人料粒度50—6mm，经过干选后灰分由29．18％下降到16．84％，干选精煤作为安阳钢铁公司高炉喷吹用煤，吨煤售价提高28元，每月人选原煤30kt，除加工费外，年净收入1．70X106元。该矿复合式于法选煤系统荣获鹤煤公司1999年度技术管理一等奖。 4)山西大同矿务局煤气厂 2000年投产使用FGX-6型复合式干选系统一套，人选粒度30～100 mm，代替原人工手选，取得重大经济效益和社会效益。 年人选量140kt，年排除矸石量15kt，年排除硫铁矿900t，焦炭合格率提高30％，煤气中H2S含量由800 mg／m3降到300mg／m3，煤气中H2S臭味少了，受到用户广泛赞扬。煤气厂年获得直接经济效益5．25X106元。解除了几十名手选工的繁重体力劳动，节约了昂贵的脱硫添加剂费用。干选系统总投资6．0X105元，运行成本2．3X105元(吨煤加工费仅1．6元)。该厂已准备再订购一台FGX-6型干选设备，以满足全部人选要求。 5)山东天一矿务局梁家矿干选厂 2000年8月正式投产使用FGX-12A型干选系统2套。分选褐煤，人选粒度50—0mm，工作制度3班／d，6000h／a，年处理1．80Mt。选后精煤发热量平均提高836kJ／kg(含6—0mm粉煤)，加工费1．18元／t，选后吨煤价格提高6元，每吨煤增加效益2．32元，全厂年效益41．76X105元。总投资3．8X106元，其中设备1．74X106元，厂房5．9X105元，运输钢架、电气7．6X105元，土建5．4X105元，其它1．7X105万元。静态投资回收期11个月。 6)山西阳泉矿务局五矿选煤厂 阳煤集团五矿生产规模为4．0 Mt／a，原配套大型动力煤选煤厂分选50—13 mm级无烟煤。由于13—0 mm级末煤未经洗选，质量不稳定，导致末煤销售困难，最高库存达400kt。1999年10月新上FGX-6A型复合式干选系统一套，分选末煤，处理能力60—80t／h，选后精煤灰分降低5．56％—9．42％，保证了外运末煤质量。总投资9．0X105元，吨煤加工费2元。仅用20 d完成全部工程，并一次试机成功。起到了为动力煤选煤厂补充、配套的作用。 7 结 语 复合式干法选煤是我国选煤领域中创新的选煤方法，以其独有的特点受到煤矿企业的欢迎。它既符合国家保护水资源、节能、环保、洁净煤等一系列政策，又适合煤炭行业现状。在很短的几年内迅速得到大面积推广应用，并取得重大的经济效益和社会效益。对促进我国煤炭煤加工，提高煤炭质量，为燃煤用户节能、减少环境污染等可持续发展战略方针的顺利实施创造了良好条件。另一方面，复合式干法选煤突破了国内外传统风力选煤的模式，使风力选煤获得新的发展，推动了科学技术进步。 由于复合式干法选煤应用前景广阔。在迅速推广应用的过程中，我们将根据用户反馈的意见和建议，研制生产能力更大、能适应各种条件的多种型号、多种功能的干选机，并提高干选机性能，增加干选机的高科技含量，为进一步适应煤炭企业原煤加工的需求作出更大的贡献。 3 我国选煤的发展方向 由于中国的能源资源和消费结构决定了中国未来几十年内仍将以煤炭为主要能源。为了合理利用煤炭资源，减少燃煤对大气的污染，保证国民经济可持续发展，必须推行洁净煤技术。 煤炭洗选是洁净煤技术的基础，技术成熟，投资和运行成本低，是洁净煤技术的关键。大力发展煤炭洗选是煤炭工业面临的重要任务。 国务院在发展国民经济第十个五年计划中提出：煤炭工业要采用先进的选煤技术和设备改造现有选煤厂，充分发挥现有选煤厂的能力，提高利用效率；要优化产品结构，提高精煤质量和经济效益。现有大中型煤矿没有选煤厂的，应逐步建设配套选煤厂，选煤厂能力不足的，要通过改扩建，使选煤能力与煤矿原煤生产能力相匹配。小型煤矿要依托大矿的选煤厂或建设群矿、中央选煤厂，对原煤进行洗选。国家采取财政债券贴息贷款等优惠政策支持煤矿建设新选煤厂和现有选煤厂的技术改造，使选煤能力增加1亿t以上，规划到2005年原煤入选率达到50％左右。 为了适应国家经济的发展，未来若干年内中国选煤的发展方向应该是： 3．1 扩大入选能力，增加入选量，提高 原煤入选率 发展重点是提高动力煤入选率。我国动力煤消耗量占80％以上，现在人选率只占10％，大部分是用原煤。动力煤质量差是造成燃煤污染严重的重要原因。根据《大气污染防治法》，国家鼓励和推行煤炭洗选加工。今后要提高原煤的入选比例，主要靠增加动力煤洗选。中、西部地区动力煤资源丰富，是发展动力煤洗选的重点，主要是山西、陕西、内蒙古、河南、新疆。那里气候寒冷、干旱、缺水，因此应发展干法、节水型、投资省、加工成本低的选煤技术，并结合科学配煤，生产适销对路、质量好、品种多样化的动力煤。经过改进的复合干法选煤机、动筛跳汰机、重介斜轮分选机、重介轮分选机、重介浅槽分选机以及单段或两段跳汰机、重介质旋流器均有发展前景。 3．2 选煤厂向优质、高效、洁净生产的方向发展 提高煤炭质量，生产适销对路产品，满足用户需要是选煤厂的主要任务。 冶金用煤是选煤厂的主要产品，提高质量(降灰、降水、降硫)，增加强粘性精煤的比例是用户的要求。但是，我国肥煤、焦煤资源相对较少，且多属难选及极难选煤，有的硫份较高。为了提高精煤质量(降灰、降硫)而又不降低产率，就必须采用先进的选煤技术和设备进行技术改造，如对难选煤的选煤厂采用重介旋流器或先进的跳汰机代替原有的跳汰机，实现低密度分选，或者用先进的浮选机、浮选柱代替老式的浮选机，以及采用选择性絮凝、油团聚等有效技术来处理煤泥。 加强细粒煤的脱水，降低精煤水分是提高产品质量的重要内容。由于原煤中细粒级煤和煤泥的增加，要求在选煤过程中采用更有效、工艺更简单处理费用更低的技术和装备，如煤泥离心脱水机、加压过滤机、精煤箱式压滤机、沉降过滤式离心脱水机、高效浓缩机以及有效的浮选药剂、絮凝和助滤剂等。 高效就是高效率、高效益。在选煤厂设计上，厂型向大型化方向发展，采用先进、大型、高效和机电一体化设备，以减少设备数量，简化工艺流程，有利于提高自动化程度，节省基建投资和加工成本，提高选煤厂效率、全员效率和经济效益。新建的选煤厂和老厂的技术改造都要采用先进高效的技术和装备，以获得高效率和高效益。 洁净生产就是选煤厂生产过程中要做好煤泥水处理，实现煤泥厂内回收、洗水闭路循环。要实行厂区、生产岗位的文明生产，美化、绿化环境。要做好选煤副产品、煤矸石、煤泥的综合利用，建设与选煤厂相匹配的煤矸石电厂、煤泥电厂或建设煤矸石制建材的煤矸石砖厂、煤矸石水泥厂，也可利用煤矸石筑路、复垦、回填，搞好矿区的生态环境。 3．3 搞好选煤技术人材的培训 我国已经在高等、中等学校中建立起培养选煤高级和中级技术人员的机构和师 资力量，发挥好他们的作用为我国培养合格、适应科研和选煤生产的技术人才。“人是生产力中最具有决定性的力量，人才是科技进步和经济社会发展最重要的资源”，是发展我国选煤的根本保证。我国已经培养了大批选煤人才，用好这批人才，防止人才的流失，同时对他们进行再教育，扩大知识面，以适应当今选煤技术的发展是提高我国选煤技术水平的希望。 3．4 搞好科学研究 近20年来，特别是近十年来，我国投入大量的人力、物力和资金进行了选煤技术和装备的研究，煤炭科学研究总院唐山分院担负了选煤科研的主要任务，各高等院校和设计部门也参与了国家重大科研任务的工作，并取昨了一些丰硕成果。近几年取得的100多项科技成果，提高了我国选煤的科学技术水平，开发出一些具有先进水平的技术，比如三产品重介旋流器、复合干法选煤、加压过滤机、测灰日仪、耐磨管道和泵类等。 今后，仍要靠科研来促进选煤技术的进步，特别是解决难选煤的先进选煤方法，提高精煤质量和产率；细粒煤泥的处理和脱水，解决洗水闭路循环和煤泥的利用；提高选煤设备的大型化和可靠性；提高选煤厂的自动化程度，以达到减人提效的目的。 3．5 提高选煤设备的制造水平 我国选煤设备制造已经形成系统，一般选煤设备均可以生产。但是因为起步晚(约比先进国家晚40～50年)，规模小，新产品开发能力差，专业人才匮乏，管理落后，因此设备产品质量差，可靠性低。在经济全球化、我国加入世界贸易组织后，选煤设备制造面临着更加激烈的国际竞争。面对这种情况，我国的生产厂家应从加强管理入手，做好扎实的工作，不断提高产品质量，提高设备运转可靠性，逐步开发有知识产权的新设备，提高国际竞争力。 3．6 加强国际交流 改革开放以来，我国加强了与各国选煤界的接触和交流，了解了各国选煤发展的趋势和技术水平，引进了一大批技术先进的选煤厂和装备，促进了我国选煤技术水平的提高。 当今，世界经济全球化是市场经济发展的趋势。积极参预经济全球化，才能促进我国选煤技术的进步和发展。 (责任编辑：admin) |
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