邹　威　赵树果　张亚伦　李守余

(华北理工大学以升创新教育基地)



我国洗选煤现状及节能对策*

邹威赵树果张亚伦李守余

(华北理工大学以升创新教育基地)

煤炭目前是我国重要的能源之一，在推动社会进步和经济发展过程中起着举足轻重的作用。煤炭资源的绿色合理开发作为一种与生态相协调的资源开发模式，是当前煤炭行业摆脱困境实现可持续发展的必由之路。对洗选煤工艺、煤泥水的处理和洗选煤机械的应用现状与存在的问题进行了分析，提出了相应的节能减排对策，为企业的稳步发展与创新、生态环境的保护与水资源的可持续利用提出了建议，可为实现洗煤技术现代化、节约型社会建设和煤炭的可持续发展提供科学的技术支持。

洗选煤现状工艺煤泥水节能对策

1　我国煤炭行业发展及利用现状

煤炭行业是我国经济发展的重要支柱行业，在我国能源消费中占主导地位，根据国家统计局1980—2014年的能源生产总量和构成数据，在充分考虑国家政策调整等因素的前提下，利用SPSS软件预测出我国2018—2030年的能源生产总量和构成(表1)，初步估计今后十几年内煤炭洗选对我国煤炭行业发展的影响，明确煤炭洗选对企业发展的重要性。

表1　未来一定时期原煤及能源生产总量预测 亿t标准煤

从表1可以看出：从目前到2030年，煤炭的主要能源地位将不会改变，也就是说，煤炭的洗选及其节能减排仍是社会关注的焦点。

研究分析发现，传统的煤炭利用方式已不适合我国的发展模式，煤炭行业的发展方向在于推进煤炭在全行业、全产业链的清洁利用；分级分质对口利用，全面洗选，制定洁配度准入标准；加大高效洁净煤发电和煤电节能减排技术的应用推广；突破技术瓶颈，减少水耗和排放，适度发展现代煤化工；发展稀缺煤的二次开发技术，提高资源利用率。

2　洗选煤工艺技术及存在的问题

2.1典型洗选煤工艺技术2.1.1物理洗选煤工艺技术

物理洗选煤工艺主要有跳汰法、重介质法、浮选法，目前洗选煤工艺技术应用中所占比例见表2，跳汰法、重介质法、浮选法的工艺比较见表3。

2.1.2创新性工艺技术

创新性工艺技术包括多种工艺相结合的技术和干法煤矸石分选技术。前者根据实际情况采用不同工艺相互结合的工艺方法，充分发挥每种工艺的优势以提高洗煤效率；后者是针对高寒和缺水地区的一种新型洗煤技术，优势在于不消耗稀缺的水资源、投资规模小、建设成本低，省去脱水干燥过程和废煤泥水的回收过程，适用于洗煤厂原料预处理，降低设备损耗和水耗并能提高生产效率，减少环境污染和水资源的保护。

表2　各物理洗煤量在行业中的比例 %

表3　物理洗煤工艺比较

2.2国内洗选煤工艺存在的问题

目前我国洗选煤工艺技术水平相比世界水平还存在一些差距，主要表现在：①原煤入选率低；②部分煤产品质量低且运费成本加大；③我国洗选煤厂数量多、规模小且生产线杂，省市镇乡所属企业的规模与技术逐级下降；④洗选煤设备的稳定性较差，相应的煤产品质量差；⑤煤泥水处理与细粒级煤的分选与脱水工艺与设备仍是现如今共同的难题。

3　煤泥水的处理技术及问题

3.1煤泥水处理技术

煤泥水的处理是泥水分离的过程，目前应用中的煤泥水处理方法见表4。

表4　常用煤泥水处理方法

当然，煤泥水的性质与原煤性质有关，地质年代较长煤质较好，原煤所生产的煤泥水处理难度较小；反之难于处理。抛去其他因素，目前采用最多的为浮选与磁选法，经济效益好、处理效果显著且煤泥回收率高。如唐山矿洗选煤厂采用的是浮选、磁选和高分子絮凝剂法，处理效果良好，煤泥回收和循环水利用都接近100%。

3.2我国煤泥水处理工艺现状

目前，我国原煤入选量与入选率有很大程度的提高，煤泥水的处理与回收进步较大，煤泥水的闭路循环率也日益增长。表5为我国25年来煤泥水的闭路循环率和原煤入选率情况。

表5　我国原煤入洗率与煤泥水闭路循环率 %

3.3我国煤泥水处理存在的问题

多年来研究者力求在煤泥水处理工艺方面进行更新与完善，但受多方因素影响进展相当缓慢，目前我国煤泥水处理研究呈现多元化与差异性的特点，问题主要有：①我国大多数煤泥水都是高浓度的煤泥水；②煤泥的分选设备性能不佳；③浓缩沉淀设备处理效果差，处理高浓度煤泥水的难度大；④我国部分煤质较差、易泥化，煤泥水处理难度较大；⑤高浓度煤泥水处理技术不够成熟，难以实现煤泥水的闭路循环。

4　我国洗选煤机械现状与发展

选煤机械包括分选设备、筛分设备、破碎设备和脱水设备。我国部分选煤装备处于国际先进水平，但仍存在可靠性不高、设备规格少、处理能力低、自动化水平低等问题。我国分选设备现状见表6。

中煤科工集团唐山研究院在洗选煤设备研制方面成果突出，如双(多)供介无压给料三产品重介质旋流器、振荡浮选技术与设备、带有矿浆预矿化技术

表6　我国分选设备现状

的XJM-KS系列机械搅拌式浮选机、复合式干法选煤设备，此外还自主研制了卧式振动离心机、煤泥离心机、香蕉筛、选煤跳汰、加压过滤脱水机、分级破碎技术与装备、煤泥滚筒干燥设备等。

近十年来，我国洗选煤设备的制造和装备水平有了新突破，部分设备的性能和可靠性已达国际一流水平，如卧式离心机、压滤机、煤泥分选机等。SSC系列大处理量分级破碎机的研制应用、高效三产品重介质旋流器的广泛应用、大型跳汰机和浮选机的研发及应用等都标志着我国选煤机械的装备水平正在迅速提升。

5　节能对策

我国是煤炭生产和消费大国，实现洗煤技术现代化是改变我国粗放型生产方式的必经之路，也是实现节约型社会和可持续发展的必然要求。目前洗选煤行业广泛采用的节能减排措施有：①合理配置生产场地以及工艺流程走向，减小动力能源损耗；②提高设备的智能化，提高精煤产率、降低精煤损失；③合理配电布置，减少电压损失和线路损耗；④供热管网均采用保温措施，减少热能的消耗；⑤加强管理并建立相应的节能管理制度。

研究发现，我国洗选煤厂众多，规模大小不一，所采用的洗选流程不统一，无法定量进行经济效益与节能减排效益的计算对比，大部分洗煤厂都采用各类节能减排措施。

5.1洗选煤工艺技术的节能对策

洗选煤工艺技术的改良主要采用合理高效的洗选煤方法，国内洗选煤企业自动化程度不高，对洗煤工艺流程的整体控制能力较弱，对国内洗煤工艺系统的节能改良对策有：①洗选煤工艺的优化与改造，实现自动化控制，改造原有较落后的洗选系统，从而达到企业的节电与节油，提高效益；②提前对洗煤量和设备的效率进行预算，减少不必要的煤炭损耗与洗选设备的耗能，实现整个环节的高效运转，达到节煤的作用；③提高生产技术人员的素质和社会责任意识，提高人才为企业发展和社会服务的水平；④结合自身实际引进相应工艺技术。

5.2煤泥水处理的节能对策

煤泥水处理工艺的改良除了细粒煤脱水设备系列化、提高设备的稳定性外，应引进和装备先进的煤泥分选设备；加强高浓度煤泥水处理技术和混凝剂、絮凝剂的研制开发；提高煤泥水的回收率以及利用率，减少水资源的浪费与污染。具体节能措施包括：①建立大型煤泥水处理池等现代化设施，根据不同性质的煤炭研制相应工艺，制定洗煤方案与水质检验方法。通过净化、层层过滤，实现精煤颗粒与水分离，达到精煤回收、水的循环利用和环境保护的目的。②采用先进的生产线，淘汰传统的生产线，配置新型的洗煤技术生产线，达到环保节能、提高企业经济效益的目的。

5.3选煤机械的节能对策

目前我国大部分洗选煤企业存在设备和电路老化问题，应进行优化改造，有效节约生产成本，加快洗煤行业对生产设备的更新换代。对机械设备的节能可归纳为：①机械设备的大型化、节能化和自动化。购置一整套自动节能的选煤设备，既可以解放人力，还能提高单位处理能力，降低能耗，便于操作，实现最佳效益。②要求有实时、高精度的产品品质自动检测设备，实现单机设备和流程的信息化控制。③设备的定期维修与更新换代应制度化。

6　结　语

在未来的经济发展中，煤炭资源仍占有主导地位，煤炭的洗选在煤炭生产过程中起着关键性的作用，密切关系到煤炭资源的高效绿色利用与燃煤对环境的影响程度，采取科学、有效的措施减少污染物排放，节约成本，有效提高产能将是今后行业发展的焦点与企业可持续发展的必由之路。

目前我国煤炭在洗选过程中主要存在工艺流程自动化程度低、泥煤水处理效率低和洗选煤设备稳定性差等问题，生产中的高耗能制约着洗选煤行业的稳定和发展。

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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

赵树果(1969—)，女，副教授，博士，硕士研究生导师，063000 河北省唐山市路南区新华西道46号。

2016-06-26)

华北理工大学2016年度《大学生创新创业训练计划项目》(编号：X2016072)。

邹威(1994—)，男，063000 河北省唐山市路南区新华西道46号。