煤炭洗选对中国相关工业的影响

高美灵 柴洪伟

摘 要：煤炭的大规模开采和利用带动了相关工业的发展，同时也给环境带来了负面效应，加强煤炭的洗选力度不仅可以使煤炭的利用率大幅度的提高还可以改善我们赖以生存的环境，文章着重探究煤炭洗选对相关工业的影响。

关键词：煤炭洗选；炼焦生产；煤炭液化

我国富煤、贫油、少气的能源资源特点，决定了以煤为主的一次能源生产和消费结构在未来一定时期内难以改变。煤炭洗选加工是煤炭生产和高效利用过程中不可缺少的一个重要环节。目前我国原煤入洗率仍然很低，2010年我国原煤入洗率50.9%，2011年为53%，2012年为56.2%。灰分高的煤炭不仅使后续工业利用率降低还会对环境造成不可磨灭的影响，因此加强煤炭的洗选，对于我国实现可持续发展有着重要的战略意义。

1 煤炭洗选对发电行业的影响

1.1 燃煤发电对环境的影响

在煤炭的消费结构中，动力煤占绝大部分，而绝大部分动力煤用来发电。在中国的动力煤消费结构中，有65%以上是用于火力发电；燃煤发电对环境有很大的影响。根据有关研究资料，煤炭是我国最大的空气污染源，我国每年约80%的二氧化碳、85%的二氧化硫、67%的氮氧化物、70%的悬浮物排放来自于燃煤，燃烧煤炭还造成了土壤污染和土地损耗，煤炭含有的汞等重金属对土壤污染也不可小觑。以我国的动力煤为例，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%计算，如果入选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。如果22亿吨动力煤全部入选，将就地排除灰分2.86亿吨、硫分770万吨，可以减少二氧化硫排放1078万吨。

1.2 燃煤发电对长途运输的影响

煤炭的洗选不仅可降低对环境的影响而且还可以节省长途运输的费用，我国铁路货运总量中，煤炭运输一直占50%以上，2010年全国铁路运输商品煤20亿吨，占全国货运总量的60%，平均运距超过600km。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），即运输洗选煤与运输原煤相比，可以节约运力18%。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。所以为了提高煤炭的综合利用效率和降低燃煤污染物排放，我国应增加燃煤的入洗率。

2 煤炭洗选对炼焦行业的影响

生产焦炭的原料主要是煤炭，不同种类的焦炭对原料煤的灰分要求不同、一般冶金焦用煤的灰分在10.00%以下。最高不应超过12.50%；铸造焦灰分不应超过10.00%；铁合金焦分三级每一级对灰分也有严格的标准。要求的严格是因为灰分对焦炭的质量有不利的影响。

2.1 灰分对焦炭质量的影响

灰分在炼焦生产中是一种无用的杂质，不仅不易破碎，造成炼焦煤料的细度不好，而且在炼焦时不熔融，不黏结也不收缩，较大的颗粒在焦炭内形成裂纹中心，降低焦炭的机械强度。某些灰成分还使焦炭的热反应性增强，焦炭的反应后强度降低。

2.2 灰分对焦炉生产的影响

如果煤中灰分的成分是熔点低的化合物，则对焦炉的操作有害处。例如，在炭室负压操作时，它很容易在炉墙表而熔融结疤，损害炉体。灰分太高时，还会影响正常推焦。

2.3 灰分对炼铁生产的影响

煤中绝大部分灰分转入焦炭中。一般认为，焦炭灰分每增加1%，石灰消耗量约增加1%，炉渣量约增加2%，每吨生铁消耗焦炭量增加1.5%。这样计算我国重点钢铁企业生铁产量为35988万吨，入炉焦比396kg/吨，消耗焦炭14251万吨。按降低焦炭灰分1%计算，14251×0.01=142万吨，也就是等于可减少142万吨的焦炭灰分。高炉冶炼制钢生铁的炉渣碱度要求在1.00～1.05（倍），因焦炭灰分中的SiO2，需要配加1：1的石灰。对于142万吨的焦炭灰分，就需要多加142万吨的石灰。这不但会增加钢铁企业购买和运输石灰的费用，而且高炉要消耗熔化焦炭灰分和石灰的能源，为此，炼铁焦比要升高1.5%，即14251×0.015=214万吨焦炭。同时，全国重点钢铁企业还要承担购买和运输214万吨焦炭的费用。还应指出，因焦炭灰分升高，高炉多产生的284万吨的炉渣，也需要有相应运输、处理的成本和费用。

因此，全国重点钢铁企业若能实现焦炭灰分降低1%，可使高炉炼铁少产生284万吨炉渣；少消耗142万吨石灰；少消耗214万吨焦炭；减少640万吨/年的运输量；所以加强炼焦煤的洗选力度从而降低焦炭灰分很有必要。

3 煤炭洗选对煤炭液化行业的影响

煤炭液化包括直接液化和间接液化，间接液化对煤质灰分的要求是低于15%。当然越低也有利于气化，也有利于液化。而直接液化，高灰分的煤炭会带来一系列的影响，煤的灰分高，影响油的产率和系统的正常操作。煤的灰分组成也对液化过程有影响，灰中的Fe、Co、Mo等元素有利于液化，对液化起催化作用；而灰中的Si、Ae、Ca、Mg等元素则不利于液化，它们易产生结垢，影响传热和不利于正常操作，也易使管道系统堵塞、磨损，降低设备的使用寿命。对于直接液化一般要求灰分小于5%，我国原煤平均灰分23%左右，要符合煤炭液化的要求就必须进行煤炭的洗选。

4 结束语

煤炭的洗选加工是实施可持续发展的战略要求，它在各工业生产中占据着举足轻重的作用，随着煤炭消费的增加和对环境保护的意识增强，煤炭的洗选加工越来越不可替代。在未来一个很长的时期，煤炭仍在能源消费中占据主要部分，加强煤炭的洗选力度，开发高效可行的煤炭洗选技术，以提高煤炭的利用率，减少对环境的污染，对于我国的可持续发展具有重要的战略意义。

参考文献

[1]柴洪伟.煤炭洗选对环境的影响[J].科技风，2013.

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