煤炭是我國(guó)的主體能源,我國(guó)正處于城鎮(zhèn)化、工業(yè)化快速推進(jìn)階段。今后較長(zhǎng)一段時(shí)期,煤炭消費(fèi)總量隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)將持續(xù)增加。我國(guó)面臨著以高碳能源為主的能源結(jié)構(gòu)與發(fā)展綠色、低碳經(jīng)濟(jì)的迫切需求之間的矛盾,生態(tài)、安全和溫室氣體排放等一系列嚴(yán)峻問(wèn)題日益凸顯,迫切需要開(kāi)辟出一條清潔、高效、可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用煤炭的新道路。黨的十八大對(duì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出了更高要求,國(guó)家能源委員會(huì)第一次會(huì)議明確了煤炭開(kāi)發(fā)利用的發(fā)展方向。推進(jìn)煤炭安全綠色開(kāi)發(fā)和清潔高效利用,是煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路,是改善民生和建設(shè)生態(tài)文明的必然要求。煤炭洗選是最經(jīng)濟(jì)、最有效的潔凈煤技術(shù),可充分提高煤炭綜合利用價(jià)值,滿足不同行業(yè)對(duì)煤質(zhì)的需求,使煤炭企業(yè)獲得更好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
一、我國(guó)煤炭洗選現(xiàn)狀
2015年,我國(guó)原煤入洗量大幅提高,達(dá)到24.7億噸,入選率為65.9%,基本完成了“十二五規(guī)劃”煤炭洗選的既定目標(biāo)和任務(wù)。原煤入選能力比2010年增長(zhǎng)了8億噸,達(dá)到了26億噸。動(dòng)力煤入選比例快速增加,2015年入選率達(dá)到53.5%,入選量達(dá)到14.7億噸,實(shí)現(xiàn)了歷史性的突破。規(guī)模以上選煤廠大大增加,2015年達(dá)到2000余座,年入洗能力超過(guò)1000萬(wàn)噸的超大型選煤廠為57座,入洗能力占全國(guó)入洗總量的25%,選煤技術(shù)水平和裝備水平都具有世界先進(jìn)水平。目前,最大的煉焦煤選煤廠和動(dòng)力煤選煤廠入洗能力分別達(dá)到了3000萬(wàn)噸/年和3500萬(wàn)噸/年。
我國(guó)干法選煤技術(shù)和裝備取得重大發(fā)展,在全世界居于領(lǐng)先地位,為動(dòng)力煤入選發(fā)揮了重要作用。復(fù)合干法分選入選能力超過(guò)1.5億噸,取得歷史性突破。復(fù)合干法選煤設(shè)備在大型化、智能化和系列化方面不斷完善,開(kāi)始進(jìn)入國(guó)有大型煤炭企業(yè)的主力選煤廠,并已出口到15個(gè)國(guó)家。新一代模塊式干法重介質(zhì)流化床選煤系統(tǒng)及設(shè)備取得重大突破,其示范工程運(yùn)行表明分選的各項(xiàng)工藝指標(biāo)都符合設(shè)計(jì)要求,拓寬了干法分選煉焦精煤的新路。
我國(guó)煤炭洗選雖然取得了巨大進(jìn)步,但還存在如下突出問(wèn)題:一是我國(guó)絕大選煤廠實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)集中控制,濕法分選技術(shù)和設(shè)備都日益完善,但大型關(guān)鍵設(shè)備在智能化、可靠性方面水平還比較低,選煤工藝靈活性較差,適應(yīng)市場(chǎng)還不夠靈活。二是煉焦煤洗選比例較高,但動(dòng)力煤入選量還比較低,動(dòng)力用煤還需要新建更多的選煤廠。同時(shí),現(xiàn)有動(dòng)力選煤工藝系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜、分選過(guò)度、加工成本較高、基建投資大、煤泥不能有效處理,需要改進(jìn)的地方較多。動(dòng)力煤分選的主要發(fā)展方向是干法分選。干法分選目前存在的主要問(wèn)題是處理能力、分選精度、智能化和自動(dòng)化都有待提高。
二、我國(guó)煤炭洗選展望
1、政策支持
國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、環(huán)境保護(hù)部、商務(wù)部、海光總署、工商行政管理總局、質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局等六部委于2014年9月聯(lián)合發(fā)布《商品煤質(zhì)量管理暫行辦法》(令〔第16號(hào)〕),對(duì)商品煤灰分、硫分和其他指標(biāo)提出了明確要求,為洗選發(fā)展提供了政策空間。
國(guó)家能源局、環(huán)境保護(hù)部、工業(yè)和信息化部于2014年12月發(fā)布了《關(guān)于促進(jìn)煤炭安全綠色開(kāi)發(fā)和清潔高效利用的意見(jiàn)》(國(guó)能煤炭〔2014〕571號(hào)),指出要大力發(fā)展煤炭洗選加工,提高原煤入選比重,所有大中型煤礦均應(yīng)配套建設(shè)選煤廠。落實(shí)國(guó)家有關(guān)商品煤質(zhì)量的規(guī)定,建立健全煤炭質(zhì)量管理體系,完善煤炭清潔儲(chǔ)運(yùn)體系,加強(qiáng)煤炭質(zhì)量全過(guò)程監(jiān)督管理。對(duì)煤炭要做到應(yīng)選盡選,原煤入選率在2020年要達(dá)到80%以上。
中國(guó)工程院2015年1月發(fā)布重大咨詢項(xiàng)目《中國(guó)煤炭清潔高效可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用戰(zhàn)略研究》,指出煤炭要實(shí)現(xiàn)全面洗選,2020年動(dòng)力煤要達(dá)到70%的入選率,2030年80%的煤炭要進(jìn)行提質(zhì)加工。
國(guó)家能源局2015年4月下發(fā)《煤炭清潔高效利用行動(dòng)計(jì)劃(2015-2020)年》(國(guó)能煤炭〔2015〕141號(hào)),指出要大力發(fā)展高精度煤炭洗選加工。選煤裝備要朝著智能化、高性能、大型化和高可靠性方向發(fā)展。升級(jí)改造現(xiàn)有煤礦選煤設(shè)施,積極推廣先進(jìn)的煤炭提質(zhì)、高濃度水煤漿和潔凈型煤技術(shù)。
國(guó)家發(fā)展改革委、環(huán)保部、海關(guān)總署、國(guó)家能源局、商務(wù)部、國(guó)家質(zhì)檢總局、國(guó)家工商總局2015年11月印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)商品煤質(zhì)量管理有關(guān)意見(jiàn)的通知》(發(fā)改能源〔2015〕2782號(hào))。通知從加強(qiáng)制度建設(shè)、明確任務(wù)分工、完善市場(chǎng)交易機(jī)制、加強(qiáng)監(jiān)督檢查、積極宣傳推廣5部分對(duì)加強(qiáng)商品煤質(zhì)量提出了明確要求。通知指出商品煤質(zhì)量保證和驗(yàn)收要貫穿煤炭生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)運(yùn)、銷(xiāo)售、進(jìn)口和使用企業(yè)等各個(gè)環(huán)節(jié)。完善商品煤質(zhì)量管理組織機(jī)構(gòu),明確企業(yè)內(nèi)部質(zhì)量管理責(zé)任,做好檢測(cè)記錄,建立商品煤質(zhì)量檔案。鼓勵(lì)制定更嚴(yán)格的商品煤質(zhì)量企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
2、專(zhuān)家研判
干法選煤之父陳清如院士指出,原煤質(zhì)量隨著采煤機(jī)械化程度的提高越來(lái)越差。為了減少環(huán)境污染,滿足不同行業(yè)的要求,獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益和工藝指標(biāo),必須對(duì)煤炭進(jìn)行分選加工。我國(guó)煤炭入選總量2017年將達(dá)到30.1億噸,選煤廠的建設(shè)力度必然要加大。
中國(guó)工程院院士劉炯天提出了基于資源綜合利用和水循環(huán)的綠色選煤概念。他指出選煤可分成三個(gè)發(fā)展階段:洗煤時(shí)代,產(chǎn)品做燃料用,洗后的煤炭平均灰分為25%-28%,主要靠簡(jiǎn)單水洗;選煤時(shí)代,選后煤炭平均灰分為8%-10%,是近30年才發(fā)展起來(lái)的;綠色選煤時(shí)代,選后的煤炭平均灰分為3%-5%。綠色選煤系統(tǒng)包括高效分選、水循環(huán)和礦物利用三個(gè)方面。綠色分選就是要排低熱值煤、排矸石,并且將他們都用掉。
國(guó)家工程勘察設(shè)計(jì)大師鄧曉陽(yáng)表示,劣質(zhì)煤在市場(chǎng)上已經(jīng)賣(mài)不出了,煤炭洗選業(yè)將會(huì)隨著國(guó)家日益嚴(yán)格的環(huán)保要求而持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,也會(huì)成為煤炭產(chǎn)業(yè)的一種發(fā)展趨勢(shì)。
國(guó)家工程勘察設(shè)計(jì)大師李明輝指出,選煤廠未來(lái)的發(fā)展方向?yàn)椋好耗鄿p量入選,智能化綠色生產(chǎn)、裝備大型國(guó)產(chǎn)化、資源的合理利用、自動(dòng)化和信息化。粉煤干法深度篩分或空氣分級(jí)是可供研究開(kāi)發(fā)的課題。
中國(guó)煤炭加工利用協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)張紹強(qiáng)指出,我國(guó)原煤入選總量2020年底要達(dá)到32億噸,入選比例達(dá)到80%以上,入選能力達(dá)到34億噸以上。2020年,我國(guó)原煤入選總量要比2015年凈增7.3億噸以上,平均每年需要增加1.46億噸左右。其中,新增入選量的88%分布在內(nèi)蒙、陜西和山西三省,這三省是下階段洗選發(fā)展的重點(diǎn)區(qū)域。
3、我國(guó)大規(guī)模分選技術(shù)戰(zhàn)略
——干法選煤技術(shù)
隨著我國(guó)節(jié)能減排和生態(tài)環(huán)保要求的提高,動(dòng)力煤洗選比例逐漸加大,風(fēng)力洗選設(shè)備前景看好。主要的研究和攻關(guān)方向?yàn)榇笮惋L(fēng)力分選設(shè)備研制和空氣重介質(zhì)流化床大型化方面。
——大型排矸技術(shù)
煤礦開(kāi)采機(jī)械化程度的提高,造成矸石含量大幅增加,甚至出現(xiàn)了60%以上的原煤灰分,選煤廠原有的排矸系統(tǒng)工藝和裝備已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)階段生產(chǎn)的需要。
技術(shù)研發(fā)重點(diǎn)為:研制粒級(jí)適應(yīng)性廣、處理能力大、檢測(cè)準(zhǔn)確度更高的動(dòng)篩跳汰機(jī);就重介淺槽分選機(jī)的分選機(jī)理、運(yùn)行參數(shù)、大型化、可靠性、系列化等方面開(kāi)展研究,提高設(shè)備制造水平。
——稀缺高灰難選煤分選關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)
當(dāng)前,國(guó)內(nèi)外選煤專(zhuān)家把微細(xì)粒稀缺高灰難選煤泥分選作為研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn),并圍繞精煤灰分高、分選效率低和重選背灰突出等問(wèn)題進(jìn)行了一系列研究。
——井下排矸技術(shù)
矸石回填是綠色開(kāi)采的重要組成部分,不僅減少礦井的無(wú)效運(yùn)輸,又減少了地面堆積矸石造成的嚴(yán)重環(huán)境污染。
井下排矸技術(shù)矸石回填的前提條件。井下選煤廠有特定的環(huán)境和技術(shù)要求,要深入研究開(kāi)采、運(yùn)輸工藝與選煤工藝的有效結(jié)合和高效裝備。
——大規(guī)模高效分選技術(shù)
當(dāng)前,選煤廠的規(guī)模越來(lái)越大,對(duì)設(shè)備的大型化、國(guó)產(chǎn)化和可靠性要求也越來(lái)越高,開(kāi)展相關(guān)的研究,具有十分重要的意義。
研究和攻關(guān)方向包括特大型重介分選技術(shù)與關(guān)鍵裝備,破碎機(jī)、篩分機(jī)、臥式振動(dòng)離心脫水機(jī)、全自動(dòng)快開(kāi)隔膜壓濾機(jī)等設(shè)備的大型化、國(guó)產(chǎn)化的研究,粗煤泥高效分選技術(shù)與裝備,細(xì)粒煤高效分選技術(shù)和大型浮選設(shè)備的研發(fā)。