下好煤炭清潔高效利用先手棋

“雙碳”背景下，要持續(xù)推動(dòng)煤炭清潔高效生產(chǎn)和洗選。那么，我國(guó)煤炭洗選加工行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀如何?近日，記者采訪了選煤專家、中國(guó)選煤行業(yè)唯一國(guó)家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范項(xiàng)目《優(yōu)質(zhì)高效煤炭洗選示范工程》的總設(shè)計(jì)師、北京國(guó)華科技集團(tuán)有限公司董事長(zhǎng)兼總工程師趙樹彥。他因研發(fā)原料煤不脫泥混合重介質(zhì)選煤技術(shù)而蜚聲國(guó)際選煤界。

洗選加工行業(yè)快速發(fā)展

“改革開放以來(lái)，我國(guó)煤炭洗選加工行業(yè)發(fā)展快速，原煤入選量和入選率均大幅提升，已由選煤大國(guó)變?yōu)檫x煤強(qiáng)國(guó)。”趙樹彥說(shuō)。

美歐等經(jīng)濟(jì)體的原煤質(zhì)量高且非常容易選，近30年來(lái)在煤炭洗選技術(shù)方面投入極少，沒取得較大的技術(shù)進(jìn)步。我國(guó)原煤質(zhì)量低且非常難選，改革開放以來(lái)，在開發(fā)煤炭洗選新技術(shù)方面投入了大量人力、物力和財(cái)力，取得了許多國(guó)際領(lǐng)先的技術(shù)成果。

據(jù)了解，2020年，我國(guó)原煤入選量突破30億噸，原煤入選率達(dá)74.1%，比2010年增加了23.2個(gè)百分點(diǎn)，原煤入選量和入選率大幅提高。我國(guó)已有規(guī)模以上的選煤廠2300余座，其中千萬(wàn)噸級(jí)選煤廠80余座，無(wú)論是選煤廠總數(shù)量，還是千萬(wàn)噸級(jí)以上規(guī)模選煤廠數(shù)量均居世界第一。

“煤炭洗選加工行業(yè)的快速發(fā)展得益于選煤技術(shù)飛速進(jìn)步，重介、浮選、煤泥水處理等主流選煤技術(shù)已超越美國(guó)。”趙樹彥說(shuō)。

據(jù)趙樹彥介紹，我國(guó)的高精度重介質(zhì)旋流器選煤技術(shù)、浮游選煤技術(shù)、干法選煤技術(shù)、煤泥水濃縮技術(shù)已達(dá)國(guó)際領(lǐng)先水平，擁有世界上單機(jī)處理能力最大(1300噸/時(shí))、分選粒級(jí)最寬(200毫米至0.25毫米)、分選精度最高的選煤設(shè)備，以及最簡(jiǎn)單、高效、節(jié)能的選煤系統(tǒng);重介質(zhì)旋流器的入料粒度上限已突破200毫米，不脫泥重介質(zhì)旋流器選煤工藝的介耗已低至0.4千克/噸;選煤裝備制造水平與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距已明顯縮小，骨干企業(yè)的裝備質(zhì)量已接近發(fā)達(dá)國(guó)家。浮選機(jī)、振動(dòng)篩等已出口到美國(guó)。

選煤方式多樣，但問題依然突出

“我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量豐富，煤種齊全，煤質(zhì)變化較大，因此大部分選煤方法在我國(guó)皆有應(yīng)用。”趙樹彥說(shuō)。

目前，我國(guó)采用的選煤方法主要有重介質(zhì)旋流器、重介質(zhì)淺槽、浮選、干擾沉降床、振動(dòng)氣流和射線選煤等。其中，重介質(zhì)旋流器選煤是目前應(yīng)用最廣泛的選煤方法，其分選精度高、分選粒度及密度范圍大、處理量大，但系統(tǒng)較復(fù)雜;重介質(zhì)淺槽選煤是目前仍在較廣泛應(yīng)用于分選塊煤的選煤方法，分選精度較高、入料粒度大，缺點(diǎn)是不能分選末煤、分選密度較低、系統(tǒng)較復(fù)雜、維修量大;浮選是目前分選-0.15毫米細(xì)粒級(jí)煤泥的最有效也幾乎是唯一的方法，但其投資大，生產(chǎn)成本高;干擾沉降床選煤是重介質(zhì)脫泥入選工藝中仍廣泛使用的粗煤泥分選方法，設(shè)備磨損輕，分選精度低;振動(dòng)氣流、射線選煤是非主流選煤方法，主要優(yōu)點(diǎn)是不用水，主要缺點(diǎn)是分選精度太低、分選粒度范圍較小、能耗高。

“還有一種方法值得一提，曾被應(yīng)用最為廣泛的跳汰選煤，由于其分選精度較低，投資和生產(chǎn)成本與最新的重介質(zhì)旋流器選煤相比也失去了優(yōu)勢(shì)，已被逐步淘汰。”趙樹彥表示。

雖然我國(guó)選煤方法“百花齊放”，但要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，必須解決深層次問題。趙樹彥認(rèn)為，我國(guó)原煤入選率與發(fā)達(dá)國(guó)家尚有較大差距。發(fā)達(dá)國(guó)家原煤入選率均超過90%，美國(guó)已接近100%，而目前我國(guó)原煤入選率不足75%，尚未達(dá)到主要產(chǎn)煤國(guó)家80%的平均水平。同時(shí)，我國(guó)具有國(guó)際領(lǐng)先水平的高效、簡(jiǎn)化、節(jié)能選煤技術(shù)未能普及，低精度、高耗能選煤技術(shù)仍得到不應(yīng)有的推廣，選煤廠電耗整體偏高。根據(jù)《選煤電力消耗限額》，約半數(shù)選煤廠電耗達(dá)不到二級(jí)水平，約1/4選煤廠電耗甚至達(dá)不到三級(jí)水平。

此外，由于選煤設(shè)備的可靠性較差，我國(guó)《選煤廠設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的選煤廠年工作時(shí)間僅為5280小時(shí)，發(fā)達(dá)國(guó)家均不低于7000小時(shí)/年，一般國(guó)家不低于6000小時(shí)/年，即便是工業(yè)比較落后的蒙古國(guó)也達(dá)到了5500小時(shí)/年。

解決難題促提升

煤炭洗選的主要作用是穩(wěn)定商品煤質(zhì)量、增加商品煤品種、滿足煤炭用戶要求，增強(qiáng)企業(yè)拓寬市場(chǎng)、提高效益、抵抗風(fēng)險(xiǎn)的能力。

趙樹彥表示，通過洗選，可有效排出雜質(zhì)，提高質(zhì)量，增加品種，提高燃燒效率或焦炭質(zhì)量，降低煤耗，節(jié)約運(yùn)力，減少碳及污染物排放。因此，提高煤炭洗選加工率是低碳經(jīng)濟(jì)、環(huán)保節(jié)能的重要手段，是煤炭企業(yè)優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提高經(jīng)濟(jì)效益的重要措施，對(duì)提高煤炭清潔高效利用率、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)、保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

趙樹彥認(rèn)為，我國(guó)煤炭年產(chǎn)量已超過40億噸，洗選率也在逐年上升，選煤行業(yè)還有很大發(fā)展空間，但需解決以下難題：矸石發(fā)電、“變廢為寶”是選煤技術(shù)落后、選后矸石帶煤嚴(yán)重時(shí)期的政策，隨著高精度重介質(zhì)旋流器選煤技術(shù)的廣泛應(yīng)用，選后矸石的發(fā)熱量已可控制在500千卡甚至300千卡以下，幾乎無(wú)法燃燒。若取消稅收等優(yōu)惠政策，矸石電廠就會(huì)虧損，而矸石電廠的燃煤系統(tǒng)又只能使用矸石或劣質(zhì)煤，應(yīng)該改變鼓勵(lì)使用矸石發(fā)電的政策，關(guān)閉熱效率低下、嚴(yán)重污染環(huán)境的矸石電廠，杜絕新建劣質(zhì)煤利用電廠。缺少打擊偽科學(xué)的權(quán)威機(jī)構(gòu)，先進(jìn)的選煤技術(shù)得不到有力推廣，致使選煤成本居高不下，影響了高質(zhì)量煤炭洗選產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。環(huán)保執(zhí)法力度不夠，企業(yè)違法成本低。

談及智能化選煤廠，趙樹彥認(rèn)為前景樂觀，但路途尚遠(yuǎn)，因?yàn)樵诰€測(cè)灰等關(guān)鍵儀器、儀表、傳感器精度尚低。目前，世界上還沒有一座真正意義上的智能化選煤廠，我國(guó)現(xiàn)在花巨資建設(shè)的所謂智能化選煤廠，僅在供配電、裝車等局部環(huán)節(jié)基本實(shí)現(xiàn)了智能化，整體上只達(dá)到了“自動(dòng)化+信息化”水平。

另外，趙樹彥建議成立具有行政或執(zhí)法權(quán)力的全國(guó)性組織，推廣具有國(guó)際先進(jìn)水平的高效、節(jié)能選煤技術(shù)，提高煤炭清潔度，降低選煤成本。