黄陵矿业公司洁净煤技术的应用与发展

文/杨宗义

黄陵矿业公司洁净煤技术的应用与发展

文/杨宗义

煤炭作为能源对人类的发展作出了巨大的贡献，但在煤炭的开发利用过程中也产生了一系列污染问题，危及生态平衡与人类生存。洁净煤技术旨在最大限度地发挥煤炭作为能源的潜能利用，同时又实现最少的污染物释放，达到煤炭高效清洁利用的目的。

陕西陕煤黄陵矿业公司近年来大力推进黄陵循环经济资源综合利用园区建设，实现有限的煤炭资源不断循环增值，变单一的煤炭产品为七种产品，形成煤、化、电、路、建材、生态果业等多业并举的新产业格局，提高了企业抗风险能力和市场竞争力，实现了生态环保与经济效益的双赢，走出了一条可持续的发展道路。

一、推广洁净煤技术的发展背景

2008年以前，黄陵矿业公司每年需征地200余亩用于固废排放，矸石自燃、雨水冲刷产生的烟尘和煤灰水严重污染着生态环境。2008年后，黄陵矿业审时度势，合理有效地开发矿区煤炭资源，通过加大技能改造，延伸产业链，增加产品附加值，有效地实现变废为宝，解决了环境污染问题。如今，黄陵矿业公司以年产煤炭600万吨的一号煤矿和年产煤炭800万吨的二号煤矿为基础，生产原煤进入洗煤厂洗选，实现了动力煤的洁净生产。洗煤厂生产的精煤通过铁路专用线装车外销及运往煤化工公司生产焦炭；筛分出的中煤、煤泥、煤矸石供煤矸石发电公司发电；电厂排出的粉煤灰、炉渣，作为砖厂、水泥厂的原料；各个生产单位首尾相接，环环紧扣，上一个生产单位产生的废料正好是下一个生产单位的原料，逐层减量利用，形成了煤—电、煤—化工、煤—建材完整产业链，实现了固体废弃物的吃干榨净。

二、推进洁净煤技术的重要举措

1.选煤厂技术升级、优化创新

黄陵一号煤矿选煤厂现有设施由中煤西安设计工程有限责任公司(原煤炭工业西安煤炭设计研究院)设计。黄陵一号煤矿选煤厂作为黄陵一号煤矿配套的地面工程，1991年12月开工建设，2001年11月1日正式投产。选煤厂原设计能力为240万吨/年，选煤工艺为：+ 13mm块煤跳汰，煤泥不浮选。

2005年1月，天地科技股份有限公司唐山分公司对黄陵一号煤矿选煤厂工艺系统进行了部分技术改造，年设计能力提升到500万吨/年，选煤工艺为：50~25mm跳汰分选，煤泥浮选，且留有煤泥不浮选的可能。浮选精煤采用加压过滤机脱水，尾煤二次浓缩，煤泥采用沉降过滤离心机+压滤机脱水回收。

黄陵二号煤矿选煤厂按照“世界领先、国内一流”的整体思路，通过招投标，由中煤西安设计研究院和澳大利亚约翰芬蕾选煤工程技术公司从项目设计、设备购置到施工安装进行总承包。2006年11月正式开工建设。2007年7月原煤筛分准备系统建成投入使用。2007年11月主洗系统进行调试生产，该系统采用重介选煤方式，其自动化水平和数量系列均处于国内领先。设计工艺为入洗原煤经双层分级脱泥筛筛分三个粒度级产品。其中，重介浅槽分选机重产物和重介旋流器底流，既可以直接作为中煤销往矿区矸石热电厂，又可进入再洗重介旋流器进行再选，溢流产品配入电煤中销售，矸石销往矿区矸石热电厂或因灰分太高（>70%）排到矸石山。煤泥水处理采用二级浓缩，一级浓缩底流用两台加压过滤机回收粗煤泥，溢流进入二级浓缩机，底流用一台隔膜式快开压滤机回收细煤泥，溢流作循环水重复使用，煤泥全部回收，煤泥水达到零排放，煤泥处理系统实现了一级闭路循环。

2.大力发展煤化工项目

Vdaf（干燥无灰基挥发份）作为煤炭分类的重要指标之一，其中当Y（胶质层最大厚度）小于25mm，Vdaf＞37%为气煤，Vdaf在28%～37%则是1/3焦煤，Vdaf小于28%为主焦煤。按粘结度（G）分类，5~20为弱粘结煤，20~50为偏弱粘结煤，50~65为中等粘结煤。从一、二号煤矿井田地质资料来看，Vdaf基本在28%～37%范围内，一号煤矿部分煤Vdaf＞37%；一号煤矿粘结度（G）基本在4～78范围内波动，二号煤矿在5～64范围内波动。这表明一号煤矿井田内有弱粘煤、1/2中粘煤、气煤和1/3焦煤四级煤类；二号煤矿井田内有弱粘煤、1/2中粘煤和气煤三级煤类。而作为炼焦配煤，只有气煤和1/3焦煤两个煤类符合要求；但作为高炉喷吹用煤要求（粘结度G小于20），弱粘煤满足要求。因此，一、二号煤矿都具有炼焦配煤和高炉喷吹煤煤种资源。

黄陵煤化公司（曹家峪焦化园区）260万吨/年捣固焦化和30万吨/年甲醇工程是由陕西黄陵矿业集团有限公司与陕西黄河矿业集团有限责任公司合资承建。工程焦炉炉型选用TJL5550D型，双联下喷、单热式、废气循环、侧装煤、捣固焦炉，炭化室高度5.5m，炉组规模4×65孔。

目前，公司年产干全焦2534899吨/年，回收焦油124500吨／年、硫膏5392吨/年、硫铵29000吨/年、粗苯36407吨／年，外供甲醇装置煤气665.49×106m3/年。产精甲醇28.05万吨／年。

3.利用矸石建设煤矸石电厂

黄陵矿业公司煤矸石发电Ⅰ期工程装机容量为30MW，2003年7月开工建设，2004年底建成投用。Ⅱ期2×50MW工程2006年6月开工建设，2007年底两台机组顺利实现并网发电，2008年2月1日正式投入商业运营，创造了同类、同规模发电机组建设的较好水平。Ⅰ、Ⅱ期投产发电以来，每年消耗煤矸石、中煤、煤泥约80万吨，发电量6亿多度，销售收入近2亿元，是黄陵矿业集团实施循环经济战略，实现煤、电、化、路、建材多元发展的成功尝试。

此外，为了壮大循环经济规模，2008年12月，黄陵矿业煤矸石发电公司又瞄准了中国最大煤矸石综合利用项目，依托年产煤炭800万吨的二号煤矿，开始了2×300MW低热值资源综合利用电厂的建设，建成后，黄陵矿业煤矸石发电公司的装机容量提升到730MW，年消耗煤矸石、煤泥、低热值中煤300万吨，发电量达到10亿度。

4.煤泥发电项目

煤泥是煤炭洗选过程中产生的副产品，煤泥具有水分大、灰分高、颗粒细、粘度大、持水性强、内聚力大，难以运输等特性。因此很难实现工业应用，长期被电力用户拒之门外，且民用数量极为有限。但是，煤泥具有较高热值，完全可以替代原煤作为电厂燃料。目前，黄陵矿业公司已建成的电厂煤泥发电项目一期系统年可利用煤泥总量约为10万吨。与燃烧中煤做比较，每年燃烧10万吨左右煤泥（3400～3600kcal/kg）可代替原入炉中煤约12万吨（2800～2900kcal/ kg）。电厂煤泥发电项目二期建成后，年可利用煤泥总量约60万吨。与燃烧中煤做比较，每年燃烧60万吨左右煤泥（3400～3600kcal/kg）可代替原入炉中煤约70万吨（2800～2900kcal/kg，按高位核算），为公司带来了巨大的社会效益和环境效益。

三、结语

黄陵矿业公司大力发展循环经济，努力打造六个产业板块，即以一、二号煤矿为主体的煤炭开采和洗选板块；以洗精煤为原料的煤焦化板块；以焦炉煤气和煤焦油为原料的精细煤化工板块；以洗中煤、煤泥、矸石、瓦斯为燃料、年发电能力40亿度的电力板块；以发电产生的粉煤灰、灰渣为原料粉煤灰砖和100万吨水泥产能的建材板块；依托专用铁路形成年运输能力2000万吨的物流板块，形成了原煤、混煤、精煤、焦炭、焦油、柴油、甲醇、粗苯、合成氨、电、砖、水泥、粉煤灰砌块等丰富多元的产品结构，实现了“黑色煤炭、绿色开采”“高碳企业、低碳运行”的循环发展模式。

（作者单位：陕西陕煤黄陵矿业公司）

（责任编辑：周琼）