关于洗煤设备的介绍   一

关于洗煤设备的介绍




一、我国近些年原煤入选率变化
 


    从1995年至2005年原煤入选率提高了8.9％，动力煤入选率提高了10％；
    从1995年至2014年原煤入选率提高了39.5％，动力煤入选率提高了43.5％；
    从1995年至2016年原煤入选率提高了45.9％，动力煤入选率提高了46％。
 
二、原煤洗选有哪些好处
 
    煤炭的高含杂是造成其利用能效低、污染严重的直径原因。目前我国排入大气中85％的SO2、70%的烟尘、60%的氮氧化物和80%的CO2都来自于煤的燃烧。我国SO2年排放数量居世界首位，酸雨已覆盖国土面积 30%左右。煤炭提质是提高能效、降低污染的重要途径。
   对于焦炭生产来说，若褐煤水分由40%降低15%，锅炉热效率可提高1.16%、炼焦煤灰分每降低1个百分点，焦炭灰分可降低1.33个百分点，生铁产量可提高2个百分点。发电用煤灰分每降低1%，每度电的标准耗煤减少2-5g。中国煤炭加工利用协会副会长张绍强在接受《中国能源报》记者采访时表示，电用煤灰分每降低1%，发热量可以提高200-360千焦/千克，采用洗精煤比用原煤可综合节能10-15%。
   煤炭洗选是我国节能减排的重要措施。我国动力煤平均灰分28.6%，平均硫分1.01%，洗后混配的优质动力煤平均灰分15.5%，平均硫分0.66%。煤入选1亿吨原煤，可排除灰分1300万吨，硫分35万吨，减少二氧化硫排放49万吨。而通过煤炭洗选可以就地排除大量煤矸石（约占入选原煤量的15%-20%，按平均18%计算），每入选1亿吨原煤，可排除1800万吨洗矸，按铁路运输煤炭20亿吨、平均运距600公里计算，可以节约运力2160亿吨公里，节省运费约230亿元。
 
三、我国低品质煤储量及占比情况
 
   低品质煤是指矿物、硫、水等杂质含量高的煤炭或煤炭分选产品，无论它是什么样的煤阶与煤种，都由于高含杂而导致利用效率低甚至无法利用。我国煤炭资源禀赋条件差，低品质煤资源约占煤炭保有储量的40%。
   （1）其中含水量高、利用程度低的褐煤资源约占全国探明保有储量的13%（1300亿吨），主要分布于内蒙古、东北三省和云南等省区；
   （2）灰分大于30%的高灰煤约占10%（1000亿吨），主要分布于晋北、京西以及西南的部分煤田；
   （3）中高硫煤和高硫煤约占15.5%（1550亿吨），主要集中在西南、中南和华东等地；
   （4）焦煤与肥煤资源量仅为煤炭保有储量的9.4%，是我国的稀缺煤种，一办左右因硫等杂含量高而难以开发利用；其他低硫高灰的稀缺煤在分选过程中又将产生约20%的中煤，灰分一般在35%左右，作为燃料使用，导致稀缺煤资源的浪费。
   随着我国煤炭开采规模的扩大、开采水平向深部延伸以及产煤重心的西移，我国煤炭产出中低品质煤总量不断增加。因此，针对这些高含灰、高含硫、高含水的低品质煤特点，进行大规模提质利用，是我国煤炭工业可持续发展解决的重大难题。
 
四、筛分的重要作用
 
   筛分机械广泛应用于冶金、建材、煤炭、石油、化工、粮食和食品加工等许多工业部门，担负着清洗、分级、脱水和脱介，甚至是按质量分选的重要职能。筛分作业的作用有以下四个方面：
   （1）满足用户要求。在建材、化工等行业对原料的力度有严格要求，提供原料的选矿厂、选煤厂必须将产品符合其需要的粒度。
   （2）保证后续作业的粒度要求。在选矿厂，各种分选机械有各自的适应粒度范围，所以在分选作业前，必须由准备筛分作业把原料分成各个粒级，以满足分选作业对粒度有要求。
   （3）脱水、脱介、脱泥作用。在冶金、煤炭等行业用振动筛来脱水，既脱出物料中的水分；脱介，既在筛分机中用清水冲洗并回收重介质微粒；脱泥，为了减少细泥对分选介质的污染，提高分选效率和减少高灰细泥对精煤产品的污染。
   （4）清洗作用。用于清除物料表明的污物。
    筛分作业是许多行业生产过程中的重要环节，广泛用于原煤分级、预先脱泥、产品脱水和脱介等作业，有各类筛分设备占选煤厂设备总量的25%-33%，对选煤厂的煤炭加工而言，筛分技术与分选技术处于同等重要地位。
 
 
五、煤炭产品有哪些粒度要求
 


 
六、国内外潮湿煤炭深度筛分面临问题及技术研究
 
   1、国内外深度湿法技术：均无法解决6mm深度筛分技术难题
   普通振动筛只能解决25(13)mm原煤筛分，6mm以下干法细粒筛分时，煤泥堵孔严重、筛分效率低，筛分难以进行，属世界性难题，1960年以来，国内外对原煤干法深度筛分开展了大量研究：


   2、面临问题：中外有区别，我国面临的难题尤为突出。
   我国煤炭资源禀赋差，灰分和硫分高，低品质煤储量大；现代化的采煤方法（井工、综采）使得入选原煤细粒含量增大，<6mm含量大于60%，井下防尘喷水、煤层渗水等原因，使原煤外水增高（大于7%），潮湿煤炭深度筛分过程难以进行，迫切需要潮湿煤炭深度筛分技术。
国外煤炭赋存特点，煤质较好，灰分及硫分低；其开采方式多采用露天开采，块煤量大，细粒煤含量少，煤炭深度筛分技术难度小。
 
 
七、细粒深度筛分对于煤炭分选的意义及作用
 
   传统筛分方法只能进行动力煤25mm以上粗粒筛分，>25mm块煤进行分选排矸，<25mm的末煤不入选，原煤入选比例低，精煤产量低，选煤厂经济效益差。为提高原煤入选比例，需要在6mm以下筛分，但由于煤泥堵孔严重，筛分效率低、严重影响了我国动力煤高效提质。
   中国矿业大学赵跃民教授创立了潮湿细粒煤炭深度筛分技术，发明了弹性筛分方法，解决了潮湿细粒煤炭6mm深度筛分的技术难题，将我国动力煤选煤厂原煤筛分粒度下限由25mm降为6mm，入选量提高25-30%，已在选煤工业中广泛应用，实现了我国动力煤大规模提质加工。根据我国所有大型煤炭基地部分煤矿原煤粒度组成进行估算，25-6mm粒级物料约占原煤比例的25-30%。2015年底在神华包头矿业公司建成了国内外首套动力煤3mm深度筛分与分选工艺系统，筛分效率81.6%，年增利润4600万元，将我国动力煤选煤厂原煤筛分粒度下限由降至3mm，较6mm筛分，原煤入选量提高10%(与6mm系统相比，3mm系统原煤入选率约增加10.38%)。
 
八、选煤对煤化工和冶金等的作用是什么，如何保证煤质？
 
目前一种观点认为：选煤对煤炭燃烧发电作用不大，主要原因是目前燃煤锅炉既可以燃烧原煤，也可以燃烧选后煤炭，但原煤发热量低，燃烧效率低，原煤中的杂质易使流化床锅炉结渣。但整体来说，选煤对煤化工和冶金是有利的。
对炼焦用煤来说，灰分越低越好，选煤有利于煤炭焦化。
对气化用煤来说，包括水煤浆气化和干粉气化，水煤浆气化需要煤炭磨煤后制浆，灰分越低越好；干粉气化需要干煤制粉，水分越低越好，因此选煤脱灰后可以提高气化效率，对所有的气化过程是有利的。
具体包括以下三种类型：
（1）常压固定床气化对原料煤煤质的要求。固定床气化，也称为移动床气化，是以块煤为原料，煤料与气化剂在气化炉内逆流接触，煤在炉内的停留时间较长。常压固定床气化生产合成氨需要使用无烟块煤。要求原料煤有较好的热稳定性和较高的抗碎强度，灰分不应太高，硫含量也尽可能低些。此外，对固定碳和和煤灰熔融性也有严格要求。
（2）流化床气化对原料煤煤质的要求。流化床气化工艺以不大于10mm的细颗粒煤为原料,通过调节和控制气化剂的流速，可使煤料全部处于流化状态，进行着气化反应。流化床气化炉操作温度一般为850-1050℃，所以只能用活性高的煤，适宜使用的是褐煤和低阶烟煤。入炉煤水分要求小于10%。由于是干法排灰，因此要求煤的灰熔融性要高,一般灰融性软化温度大于1250℃。
（3）气流床气化对原料煤煤质的要求。气流床气化是一种并流气化，是用气化剂将粒度小于0.1mm的煤粉带入气化炉内，也可将煤粉先制成水煤浆,煤粉和气化剂通过特殊喷嘴喷入气化炉后。煤料在高于其灰熔点的温度下与气化剂在几秒钟之内发生燃烧反应和气化反应，灰渣以液态形式排出气化炉。按进料方式的不同，又可分为湿法进料(水煤浆)气流床气化工艺和干法进料(干煤粉)气流床气化工艺2类。
对煤液化来说，包括直接液化和间接液化，通常也是灰分越低越好。选择适宜的直接液化原料煤一般应考虑满足以下几个条件中的大部分：1)年轻烟煤和年老褐煤,褐煤比烟煤活性高，但因其氧含量高，液化过程中氢的消耗量多；2)挥发分质量分数大于35%(无水无灰基)；3)碳元素质量分数为70%-85%，氢元素质量分数大于5%,H/C原子比越高越好，同时希望氧含量越低越好;4)惰质组质量分数小于30%；5)灰分质量分数小于10%；6)高硫煤对加氢液化有好处，应尽量用高硫煤。
对煤制油、煤制烯烃、煤制甲醇等，通常要求也是灰分越低越好。
高炉炼钢的喷吹用煤，要求低灰低硫、可磨性好、挥发份低，无烟煤合适。
 
九、开发与推广高效干法选煤技术意义和紧迫性
 
我国水资源的主要特点：总量丰富、人均占有少、南多北少、东多西少、空间分布不均匀，与土地、矿产资源分布以及生产力布局不相匹配。
我国煤炭资源总体分布特点为西多东少、北多南少，煤炭资源赋存丰度与地区经济发达程度呈逆向分布，煤炭资源与水资源呈逆向分布，我国2/3以上的煤炭分布在西部干旱缺水地区（甘肃煤炭入选率48%），亟需干法选煤技术进行煤炭加工提质。
在严寒地区，采用湿法分选技术，会给产品的装卸车带来困难。
变质程度的煤炭具有高灰分、高水分和低发热量等特点，此类低阶煤遇水易泥化，无法采用湿法分选技术对其进行有效分选。
对于部分动力煤，采用湿法选煤技术，虽然能够降低产品的灰分，但同时也会增加其水分，水分的增加会降低其发热量，降低产品价格。
干法选煤比湿法选煤具有更多的优势：不用水，减少了“买水”的高昂成本，不会增加产品水分，保证分选过程中煤炭热值只增不减，产品不会发生冻结，储运方便，没有煤泥水排放，对地下水和生态环境零污染，不存在工业用水和民用水源冲突问题，避免了对当地脆弱生态环境的破坏。但是干法选煤技术发展与当前迫切需求没有同步，选煤行业从业人员意识与我国煤炭资源利用现状没有同步，使得干旱缺水地区大量原煤直接进入市场，造成了严重资源浪费和环境污染，迫切需要高效的干法选煤技术。
 
十、概率筛、等厚筛等说明
 
概率筛：1951年瑞典摩根生在研究物料透筛概率的基础上，提出了概率筛分的新方法，并创造了实现物料快速筛分的概率筛，用于对中、细粒物料的粒度分级。为近似筛分，采用多层(一般为3-6层)得到多个粒级的产物采用大筛孔(筛孔尺寸是分离粒度的2-10倍)解决煤泥堵孔，采用大倾角(一般为30°-60°)控制筛分产品的粒度，采用佳筛面长度提高筛分精度，因而每层筛面都能出合格产品。缺点是筛分精确度低，产品相互间有一定程度的渗混。
等厚筛：Burstlein基于料群运动理论率先提出了等厚筛分方法，通过调整筛面各段的抛射加速度，在入料端给予物料群较大的加速度，使物料拥有较大的抛射强度和运动速度，加快物料分层，而在排料端抛射加速度减小，排料速度减缓，增加细颗粒物料的透筛率，从而使得料群厚度沿整个筛面长度方向上基本保持一致，及实现料群的等厚筛分，从而提高物料的筛分效率和单位面积的处理能力。
琴弦筛：筛网钢丝受到筛体振动的激励（跟随主振频率振动，由于自身弹性拉伸变形而产生幅度较大的二次振动，筛上物料获得很高的能量，增加覆盖膜的变形，加上物料对筛丝的冲刷作用，有效地阻止了物料堵孔。
弹性杆筛：筛杆在筛分机激励力作用下做高强度复杂运动，除随筛体主振频率振动外，还附加筛杆与框架壁发生的弹性碰撞振动、筛杆弹性弯曲变形和自身旋转运动，弹性碰撞引起覆盖膜共振破裂，碰撞、旋转产生的能量转化为筛杆挤压、切割粘性料团的加速度；筛杆的弹性变形势能在碰撞结束后转化为加速物料运动的动能，强化了粘湿物料的松散，提高了筛分效率。
弛张筛：依靠弹性筛面的往复挠曲-张紧运动，筛面大振动加速度可达50g，有利于克服覆盖膜粘结力，促进粘附成团颗粒分散，同时柔性筛面具有较大弯曲变形的能力，能够清理掉粘堵筛网的物料，防止筛面堵孔。
概率筛、等厚筛实现了13mm原煤筛分，但无法解决潮湿煤炭6mm深度筛分问题。
 
十一、“模块化选煤厂”中“模块化”指的是什么？
 
从1997年在北京国际采矿设备展览会上，朗艾道公司首次展示了澳大利亚新南威尔士一座模块化选煤厂的图片。这种先进、高效、新颖、独特的选煤厂令人耳目一新，引起了我国同行的关注，很快模块化选煤厂在我国开始推广。在我国建成的座模块化选煤厂是山西晋城成庄选煤厂(朗艾道(天津)公司于1998年建成，240万t/a)，第二座是重庆天府煤矿三汇坝选煤厂(120万t/a)，第三座是淮北朔里选煤厂(150万t/a)。DBT选煤公司至2002年，在中国建设了朔里、马脊梁、寺河和鹊儿山选煤厂。选煤设计研究院建成了伯方、黑岱沟、祁东、辛置和东庞选煤厂。煤科总院唐山分院建设了范各庄、介休等选煤厂。
“模块式”是指该选煤工艺与技术是由多个单元组成，每个单元为一独立系统；根据客户要求和现场需要，在满足工艺设计要求的情况下，可以增减洗选单元，对模块进行优化组合，从而提高系统的处理能力，降低吨煤投资费用，缩短建设工期。广义的模块化选煤厂，是根据选煤厂的系统功能划分为若干个功能模块，再根据煤质条件及产品煤的要求组装功能模块形成一个系统的选煤厂，一般应用于大、中型选煤厂。目前比较通用的模块划分包括原煤准备模块、重选模块、浮选模块及煤泥水系统模块等模块。
具有的显著特点：
（1）基建投资低，模块式布置中，为钢结构厂房，降低了基建投资；
（2）灵活性强，可根据用户的具体需求增减模块，以适应入洗能力和改变洗选工艺；
（3）施工周期短，模块化布置相对简单，缩短了设计时间；
（4）现场安装费用低—模块式设计只要求少量的现场准备和安装；
（5）劳动定员少，模块式布置，设备布置紧凑，集中化管理；
（6）易于改造和搬迁，采用全钢结构，厂房内设备均由钢结构支撑，使得整个选煤厂具备很好的移动性。
 
十二、空气重介质流化床、复合式干法分选机以及振动流化床分选机的能耗
 
空气重介质流化床，吨煤电耗：1.5-3.5kw·h/t；
复合式干法分选机，吨煤电耗：2.4kw·h/t；
振动流化床分选机，吨煤电耗：鼓风机22Kw，振动电机1Kw，理论大处理量982kg/h，吨煤电耗23.4kw·h/t。