關于洗煤設備的介紹   一

關于洗煤設備的介紹




一、我國近些年原煤入選率變化
 


    從1995年至2005年原煤入選率提高了8.9％，動力煤入選率提高了10％；
    從1995年至2014年原煤入選率提高了39.5％，動力煤入選率提高了43.5％；
    從1995年至2016年原煤入選率提高了45.9％，動力煤入選率提高了46％。
 
二、原煤洗選有哪些好處
 
    煤炭的高含雜是造成其利用能效低、污染嚴重的直徑原因。目前我國排入大氣中85％的SO2、70%的煙塵、60%的氮氧化物和80%的CO2都來自于煤的燃燒。我國SO2年排放數量居世界首位，酸雨已覆蓋國土面積 30%左右。煤炭提質是提高能效、降低污染的重要途徑。
   對于焦炭生產來說，若褐煤水分由40%降低15%，鍋爐熱效率可提高1.16%、煉焦煤灰分每降低1個百分點，焦炭灰分可降低1.33個百分點，生鐵產量可提高2個百分點。發電用煤灰分每降低1%，每度電的標準耗煤減少2-5g。中國煤炭加工利用協會副會長張紹強在接受《中國能源報》記者采訪時表示，電用煤灰分每降低1%，發熱量可以提高200-360千焦/千克，采用洗精煤比用原煤可綜合節能10-15%。
   煤炭洗選是我國節能減排的重要措施。我國動力煤平均灰分28.6%，平均硫分1.01%，洗后混配的優質動力煤平均灰分15.5%，平均硫分0.66%。煤入選1億噸原煤，可排除灰分1300萬噸，硫分35萬噸，減少二氧化硫排放49萬噸。而通過煤炭洗選可以就地排除大量煤矸石（約占入選原煤量的15%-20%，按平均18%計算），每入選1億噸原煤，可排除1800萬噸洗矸，按鐵路運輸煤炭20億噸、平均運距600公里計算，可以節約運力2160億噸公里，節省運費約230億元。
 
三、我國低品質煤儲量及占比情況
 
   低品質煤是指礦物、硫、水等雜質含量高的煤炭或煤炭分選產品，無論它是什么樣的煤階與煤種，都由于高含雜而導致利用效率低甚至無法利用。我國煤炭資源稟賦條件差，低品質煤資源約占煤炭保有儲量的40%。
   （1）其中含水量高、利用程度低的褐煤資源約占全國探明保有儲量的13%（1300億噸），主要分布于內蒙古、東北三省和云南等省區；
   （2）灰分大于30%的高灰煤約占10%（1000億噸），主要分布于晉北、京西以及西南的部分煤田；
   （3）中高硫煤和高硫煤約占15.5%（1550億噸），主要集中在西南、中南和華東等地；
   （4）焦煤與肥煤資源量僅為煤炭保有儲量的9.4%，是我國的稀缺煤種，一辦左右因硫等雜含量高而難以開發利用；其他低硫高灰的稀缺煤在分選過程中又將產生約20%的中煤，灰分一般在35%左右，作為燃料使用，導致稀缺煤資源的浪費。
   隨著我國煤炭開采規模的擴大、開采水平向深部延伸以及產煤重心的西移，我國煤炭產出中低品質煤總量不斷增加。因此，針對這些高含灰、高含硫、高含水的低品質煤特點，進行大規模提質利用，是我國煤炭工業可持續發展解決的重大難題。
 
四、篩分的重要作用
 
   篩分機械廣泛應用于冶金、建材、煤炭、石油、化工、糧食和食品加工等許多工業部門，擔負著清洗、分級、脫水和脫介，甚至是按質量分選的重要職能。篩分作業的作用有以下四個方面：
   （1）滿足用戶要求。在建材、化工等行業對原料的力度有嚴格要求，提供原料的選礦廠、選煤廠必須將產品符合其需要的粒度。
   （2）保證后續作業的粒度要求。在選礦廠，各種分選機械有各自的適應粒度范圍，所以在分選作業前，必須由準備篩分作業把原料分成各個粒級，以滿足分選作業對粒度有要求。
   （3）脫水、脫介、脫泥作用。在冶金、煤炭等行業用振動篩來脫水，既脫出物料中的水分；脫介，既在篩分機中用清水沖洗并回收重介質微粒；脫泥，為了減少細泥對分選介質的污染，提高分選效率和減少高灰細泥對精煤產品的污染。
   （4）清洗作用。用于清除物料表明的污物。
    篩分作業是許多行業生產過程中的重要環節，廣泛用于原煤分級、預先脫泥、產品脫水和脫介等作業，有各類篩分設備占選煤廠設備總量的25%-33%，對選煤廠的煤炭加工而言，篩分技術與分選技術處于同等重要地位。
 
 
五、煤炭產品有哪些粒度要求
 


 
六、國內外潮濕煤炭深度篩分面臨問題及技術研究
 
   1、國內外深度濕法技術：均無法解決6mm深度篩分技術難題
   普通振動篩只能解決25(13)mm原煤篩分，6mm以下干法細粒篩分時，煤泥堵孔嚴重、篩分效率低，篩分難以進行，屬世界性難題，1960年以來，國內外對原煤干法深度篩分開展了大量研究：


   2、面臨問題：中外有區別，我國面臨的難題尤為突出。
   我國煤炭資源稟賦差，灰分和硫分高，低品質煤儲量大；現代化的采煤方法（井工、綜采）使得入選原煤細粒含量增大，<6mm含量大于60%，井下防塵噴水、煤層滲水等原因，使原煤外水增高（大于7%），潮濕煤炭深度篩分過程難以進行，迫切需要潮濕煤炭深度篩分技術。
國外煤炭賦存特點，煤質較好，灰分及硫分低；其開采方式多采用露天開采，塊煤量大，細粒煤含量少，煤炭深度篩分技術難度小。
 
 
七、細粒深度篩分對于煤炭分選的意義及作用
 
   傳統篩分方法只能進行動力煤25mm以上粗粒篩分，>25mm塊煤進行分選排矸，<25mm的末煤不入選，原煤入選比例低，精煤產量低，選煤廠經濟效益差。為提高原煤入選比例，需要在6mm以下篩分，但由于煤泥堵孔嚴重，篩分效率低、嚴重影響了我國動力煤高效提質。
   中國礦業大學趙躍民教授創立了潮濕細粒煤炭深度篩分技術，發明了彈性篩分方法，解決了潮濕細粒煤炭6mm深度篩分的技術難題，將我國動力煤選煤廠原煤篩分粒度下限由25mm降為6mm，入選量提高25-30%，已在選煤工業中廣泛應用，實現了我國動力煤大規模提質加工。根據我國所有大型煤炭基地部分煤礦原煤粒度組成進行估算，25-6mm粒級物料約占原煤比例的25-30%。2015年底在神華包頭礦業公司建成了國內外首套動力煤3mm深度篩分與分選工藝系統，篩分效率81.6%，年增利潤4600萬元，將我國動力煤選煤廠原煤篩分粒度下限由降至3mm，較6mm篩分，原煤入選量提高10%(與6mm系統相比，3mm系統原煤入選率約增加10.38%)。
 
八、選煤對煤化工和冶金等的作用是什么，如何保證煤質？
 
目前一種觀點認為：選煤對煤炭燃燒發電作用不大，主要原因是目前燃煤鍋爐既可以燃燒原煤，也可以燃燒選后煤炭，但原煤發熱量低，燃燒效率低，原煤中的雜質易使流化床鍋爐結渣。但整體來說，選煤對煤化工和冶金是有利的。
對煉焦用煤來說，灰分越低越好，選煤有利于煤炭焦化。
對氣化用煤來說，包括水煤漿氣化和干粉氣化，水煤漿氣化需要煤炭磨煤后制漿，灰分越低越好；干粉氣化需要干煤制粉，水分越低越好，因此選煤脫灰后可以提高氣化效率，對所有的氣化過程是有利的。
具體包括以下三種類型：
（1）常壓固定床氣化對原料煤煤質的要求。固定床氣化，也稱為移動床氣化，是以塊煤為原料，煤料與氣化劑在氣化爐內逆流接觸，煤在爐內的停留時間較長。常壓固定床氣化生產合成氨需要使用無煙塊煤。要求原料煤有較好的熱穩定性和較高的抗碎強度，灰分不應太高，硫含量也盡可能低些。此外，對固定碳和和煤灰熔融性也有嚴格要求。
（2）流化床氣化對原料煤煤質的要求。流化床氣化工藝以不大于10mm的細顆粒煤為原料,通過調節和控制氣化劑的流速，可使煤料全部處于流化狀態，進行著氣化反應。流化床氣化爐操作溫度一般為850-1050℃，所以只能用活性高的煤，最適宜使用的是褐煤和低階煙煤。入爐煤水分要求小于10%。由于是干法排灰，因此要求煤的灰熔融性要高,一般灰融性軟化溫度大于1250℃。
（3）氣流床氣化對原料煤煤質的要求。氣流床氣化是一種并流氣化，是用氣化劑將粒度小于0.1mm的煤粉帶入氣化爐內，也可將煤粉先制成水煤漿,煤粉和氣化劑通過特殊噴嘴噴入氣化爐后。煤料在高于其灰熔點的溫度下與氣化劑在幾秒鐘之內發生燃燒反應和氣化反應，灰渣以液態形式排出氣化爐。按進料方式的不同，又可分為濕法進料(水煤漿)氣流床氣化工藝和干法進料(干煤粉)氣流床氣化工藝2類。
對煤液化來說，包括直接液化和間接液化，通常也是灰分越低越好。選擇適宜的直接液化原料煤一般應考慮滿足以下幾個條件中的大部分：1)年輕煙煤和年老褐煤,褐煤比煙煤活性高，但因其氧含量高，液化過程中氫的消耗量多；2)揮發分質量分數大于35%(無水無灰基)；3)碳元素質量分數為70%-85%，氫元素質量分數大于5%,H/C原子比越高越好，同時希望氧含量越低越好;4)惰質組質量分數小于30%；5)灰分質量分數小于10%；6)高硫煤對加氫液化有好處，應盡量用高硫煤。
對煤制油、煤制烯烴、煤制甲醇等，通常要求也是灰分越低越好。
高爐煉鋼的噴吹用煤，要求低灰低硫、可磨性好、揮發份低，無煙煤最合適。
 
九、開發與推廣高效干法選煤技術意義和緊迫性
 
我國水資源的主要特點：總量豐富、人均占有少、南多北少、東多西少、空間分布不均勻，與土地、礦產資源分布以及生產力布局不相匹配。
我國煤炭資源總體分布特點為西多東少、北多南少，煤炭資源賦存豐度與地區經濟發達程度呈逆向分布，煤炭資源與水資源呈逆向分布，我國2/3以上的煤炭分布在西部干旱缺水地區（甘肅煤炭入選率48%），亟需干法選煤技術進行煤炭加工提質。
在嚴寒地區，采用濕法分選技術，會給產品的裝卸車帶來困難。
變質程度的煤炭具有高灰分、高水分和低發熱量等特點，此類低階煤遇水易泥化，無法采用濕法分選技術對其進行有效分選。
對于部分動力煤，采用濕法選煤技術，雖然能夠降低產品的灰分，但同時也會增加其水分，水分的增加會降低其發熱量，降低產品價格。
干法選煤比濕法選煤具有更多的優勢：不用水，減少了“買水”的高昂成本，不會增加產品水分，保證分選過程中煤炭熱值只增不減，產品不會發生凍結，儲運方便，沒有煤泥水排放，對地下水和生態環境零污染，不存在工業用水和民用水源沖突問題，避免了對當地脆弱生態環境的破壞。但是干法選煤技術發展與當前迫切需求沒有同步，選煤行業從業人員意識與我國煤炭資源利用現狀沒有同步，使得干旱缺水地區大量原煤直接進入市場，造成了嚴重資源浪費和環境污染，迫切需要高效的干法選煤技術。
 
十、概率篩、等厚篩等說明
 
概率篩：1951年瑞典摩根生在研究物料透篩概率的基礎上，提出了概率篩分的新方法，并創造了實現物料快速篩分的概率篩，用于對中、細粒物料的粒度分級。為近似篩分，采用多層(一般為3-6層)得到多個粒級的產物采用大篩孔(篩孔尺寸是分離粒度的2-10倍)解決煤泥堵孔，采用大傾角(一般為30°-60°)控制篩分產品的粒度，采用最佳篩面長度提高篩分精度，因而每層篩面都能出合格產品。缺點是篩分精確度低，產品相互間有一定程度的滲混。
等厚篩：Burstlein基于料群運動理論率先提出了等厚篩分方法，通過調整篩面各段的拋射加速度，在入料端給予物料群較大的加速度，使物料擁有較大的拋射強度和運動速度，加快物料分層，而在排料端拋射加速度減小，排料速度減緩，增加細顆粒物料的透篩率，從而使得料群厚度沿整個篩面長度方向上基本保持一致，及實現料群的等厚篩分，從而提高物料的篩分效率和單位面積的處理能力。
琴弦篩：篩網鋼絲受到篩體振動的激勵（跟隨主振頻率振動，由于自身彈性拉伸變形而產生幅度較大的二次振動，篩上物料獲得很高的能量，增加覆蓋膜的變形，加上物料對篩絲的沖刷作用，有效地阻止了物料堵孔。
彈性桿篩：篩桿在篩分機激勵力作用下做高強度復雜運動，除隨篩體主振頻率振動外，還附加篩桿與框架壁發生的彈性碰撞振動、篩桿彈性彎曲變形和自身旋轉運動，彈性碰撞引起覆蓋膜共振破裂，碰撞、旋轉產生的能量轉化為篩桿擠壓、切割粘性料團的加速度；篩桿的彈性變形勢能在碰撞結束后轉化為加速物料運動的動能，強化了粘濕物料的松散，提高了篩分效率。
弛張篩：依靠彈性篩面的往復撓曲-張緊運動，篩面最大振動加速度可達50g，有利于克服覆蓋膜粘結力，促進粘附成團顆粒分散，同時柔性篩面具有較大彎曲變形的能力，能夠清理掉粘堵篩網的物料，防止篩面堵孔。
概率篩、等厚篩實現了13mm原煤篩分，但無法解決潮濕煤炭6mm深度篩分問題。
 
十一、“模塊化選煤廠”中“模塊化”指的是什么？
 
從1997年在北京國際采礦設備展覽會上，朗艾道公司首次展示了澳大利亞新南威爾士一座模塊化選煤廠的圖片。這種先進、高效、新穎、獨特的選煤廠令人耳目一新，引起了我國同行的關注，很快模塊化選煤廠在我國開始推廣。在我國建成的第一座模塊化選煤廠是山西晉城成莊選煤廠(朗艾道(天津)公司于1998年建成，240萬t/a)，第二座是重慶天府煤礦三匯壩選煤廠(120萬t/a)，第三座是淮北朔里選煤廠(150萬t/a)。DBT選煤公司至2002年，在中國建設了朔里、馬脊梁、寺河和鵲兒山選煤廠。選煤設計研究院建成了伯方、黑岱溝、祁東、辛置和東龐選煤廠。煤科總院唐山分院建設了范各莊、介休等選煤廠。
“模塊式”是指該選煤工藝與技術是由多個單元組成，每個單元為一獨立系統；根據客戶要求和現場需要，在滿足工藝設計要求的情況下，可以增減洗選單元，對模塊進行優化組合，從而提高系統的處理能力，降低噸煤投資費用，縮短建設工期。廣義的模塊化選煤廠，是根據選煤廠的系統功能劃分為若干個功能模塊，再根據煤質條件及產品煤的要求組裝功能模塊形成一個系統的選煤廠，一般應用于大、中型選煤廠。目前比較通用的模塊劃分包括原煤準備模塊、重選模塊、浮選模塊及煤泥水系統模塊等模塊。
具有的顯著特點：
（1）基建投資低，模塊式布置中，為鋼結構廠房，降低了基建投資；
（2）靈活性強，可根據用戶的具體需求增減模塊，以適應入洗能力和改變洗選工藝；
（3）施工周期短，模塊化布置相對簡單，縮短了設計時間；
（4）現場安裝費用低—模塊式設計只要求少量的現場準備和安裝；
（5）勞動定員少，模塊式布置，設備布置緊湊，集中化管理；
（6）易于改造和搬遷，采用全鋼結構，廠房內設備均由鋼結構支撐，使得整個選煤廠具備很好的移動性。
 
十二、空氣重介質流化床、復合式干法分選機以及振動流化床分選機的能耗
 
空氣重介質流化床，噸煤電耗：1.5-3.5kw·h/t；
復合式干法分選機，噸煤電耗：2.4kw·h/t；
振動流化床分選機，噸煤電耗：鼓風機22Kw，振動電機1Kw，理論最大處理量982kg/h，噸煤電耗23.4kw·h/t。