我国干法选煤技术发展现状与应用前景

张利岩

摘  要：我国地大物博，有着大量的煤炭资源，但是和发达国家相比，煤炭的选择方式还是存在着很大的问题。由于煤炭资源作为燃料的特殊性，为保障煤炭的质量，我国一般采用干法进行选捡，其工作效率正逐渐无法满足社会发展的需要。本文从选煤不同类型的干法之间的差别进行分析，指出现行的干法选煤存在的问题，根据现有技术水平推断干法选煤的新思路，为我国经济发展和环境保护提供技术理论支持。

关键词：干法选煤技术;发展现状;应用前景

引言

煤炭资源是我国能源体系中极为重要的组成部分，根据 2017 年中国能源发展报告，煤炭消费量占能源消费总量的比重仍高达 60.4%，对当前我国经济发展起到了重要的推动作用。煤炭分选有利于降低煤中灰分硫分等有害杂质、降低运输成本、回收有用矿物、优化产品结构、提高煤炭质量和市场竞争力，是煤炭资源清洁利用的前提和关键性环节，对促进煤炭资源综合利用和行业可持续发展具有重要意义[1]。

1.干法选煤技术

現阶段我国的选煤技术主要分为湿法选煤和干法选煤两种，并以前者为主。干法选煤技术在近年来得到了长足的发展，但仍然具有一定的不足，干法选煤的原理是利用了煤炭资源与其杂质之间物理性质的不同实现的，在工业上能够应用的范围比较窄。近年来的干法选煤技术拥有了一定程度的发展，然而在对煤炭资源进行深度分拣的能力上尚有所不足。我国干法选煤存在效率低下、分选下限较高以及细粒分选困难的问题，需要在未来的科技进步中进行解决。

2.干法选煤技术应用面临的问题

首先，目前较为常用的干法选煤技术对设备功率的要求普遍较高，能量消耗大，在选煤时对周边作业环境的稳定性提出了较高的要求。而当前干法选煤技术的不成熟也导致实际选煤效率有限，分选粒度范围小，对直径较小的杂质颗粒无法保障有效的分选能力，限制了干法选煤的实际效果;其次，选煤的意义在于有效祛除煤矿中多余的杂质，分选下限越低，则选出来的煤质量越高，但目前我国干法选煤技术所能分选的平均下限普遍较高，与湿法选煤技术相比有一定差距，对部分微粒的分选效果比较有限。最后，由于分选下限高，不仅选煤时对杂质难以保障有效的清除，对细粒煤的筛选也比较困难。细粒煤粒径小，质量轻，在分选过程中极易被分选掉，限制了煤炭的利用效率。此外，在采矿时喷水的操作会导致煤粒成团，进而加大选煤难度，限制了干法选煤效率[2]。

3.干法选煤技术现状

煤炭资源的清洁利用，在近年来越来越成为煤炭行业所需要关注的重点问题，干法选煤能够降低煤炭中存有的各种有害物质，对环保具有积极意义。另一方面，由于我国的煤炭资源分布区域主要以西北地区等水资源匮乏的地区为主，湿法选煤在很多情况下都不具备可行性，也有许多类似褐煤等会被水泥化的种类，无法以湿法选煤进行。干法选煤在近年来得到了进一步的发展，有利于资源节约和环境保护。

3.1风力选煤

风力选煤是一项利用煤炭资源和秸秆、砂石等杂质之间重量、密度等物理性质差异，进行分选时是最比较简单的方式。它的运作原理是在一个水平或略微有所倾斜的平面上，通过机械装置施加上升气流，令物理性质不同的物料之间形成界限明显的分层，从而完成煤炭资源的拣选。按照设备本身运作方式的不同，大致可以分为两种类型：一种是利用气流和机床的摇动将物料分层，密度低、质量较轻的精煤中煤从末端排出;另一种同样是利用气流和机床的摇动，形成类似于浮力的效果，将密度较高的矸石沉入机床下部排出，最后留下精煤和中煤。两种方式的原理完全相同，有差别的部分仅在于机器的运作方式有所差异，一种是将矸石沉下去、筛选出有用的精煤;一种是将矸石筛选出来、留下有用的精煤，工作本质是完全相同的。风力选煤法在煤炭工业中应用相对广泛，由于技术整体相对成熟，成本相对低廉，性价比比较突出。但风力选煤法在精度上会有明显缺陷，且拣选方式粗糙，进而经常容易出现杂质超标和矸石残留现象，一方面难以保障风力选煤对精煤的有效分选，另一方面风力选煤对杂质的过滤能力也相当有限。因此风力选煤法在未来应当予以持续性的改进和技术创新，使其发挥更重要的功能和价值。对工业生产而言精度足够，不利于环境保护和污染问题的防治，因此，需要不断加以改进，不断提高风力干法选煤的技术水平。

3.2复合式选煤

复合式选煤技术采用的原理是振动和风力的综合。究其本质，所采用的方式也是根据精煤和矸石之间物理性质的不同，而通过物理性质进行分选的方式。采用这种方式进行煤炭物料干选的器械，比较典型的是由煤科总院唐山分院开发的复合式干选机，它是目前国内应用最为广泛的干法分选设备，在常年的实践过程中已经展示出了它具有的优良性能。它的主要工作原理是根据物料中不同成分的物理性质上的不同，通过复合式作用力（主要为风力和振动力）进行上下分层，在根据密度分层之后，分高密度和低密度两个方向排出。这种方式的优势在于不同成分在排料端逐渐增高，能够根据不同需要，而分选出多种不同的产品，然而精度问题仍然没有解决，分选的效率同样有限[3]。

3.3空气重介质流化床

空气重介质流化技术采用的是与湿法选煤技术同样的原理，但其工作程序是在空气中进行的，因此，也被归类为干法选煤技术中。这种方式是利用上升气流，将某些粉体当作重介悬浮液，用湿法选煤的原理进行煤炭资源的拣选工作。这种空气重介质所具有的特性在于，其密度在三维空间环境下具有稳定而均匀的物理特性，煤炭物料在空气重介质这种类似于“悬浮液”的环境中，可以由其物理特性进行分层，不同物料经过不同的出口排出，实现分选。

4.干法选煤的发展前景

干法选煤符合 “矸石减量化，煤泥减量化，节约水资源，绿色环保，低碳高效”的选煤发展大趋势;符合 “无人值守，有人监控”的智能化控制模式;符合 “企业自然属性———追求利润最大化”的运行成本低的良性循环状态。随着全社会对环保的日益重视和国家煤炭清洁高效利用行动计划的实施，发展煤炭洁净利用技术刻不容缓，进一步研究开发新的干法选煤技术和设备十分必要。随着采掘机械化、自动化、智能化程度的大幅提高，综采放顶煤技术的全面推广应用，中小煤矿资源的不断整合，在采煤工作面单产大幅提高的同时，原煤含矸率大幅增加。同时，由于煤炭资源枯竭的制约，不少以往丢弃的边角煤、构造煤也不得不开采出来，导致原煤中的矸石量大大增加。根据目前掌握的情况，这部分原煤普遍含矸在 15% 以上，导致原煤质量大大恶化，其发热量下降尤为严重[3]。采用干法选煤工艺分选动力煤、化工用煤和低阶煤，具有良好的技术经济效益;同时，采用干法选煤工艺对冶金用炼焦煤、喷吹煤实施预排矸，可以大大减少进入主选系统的矸石量，其将成为未来发展方向。

5.结束语

干法选煤技术的优势在于降低生产成本和环境污染，并且解决了在我国主要产煤区使用湿法选煤技术导致水资源供应压力大的问题。当前我国的干法选煤技术应用整体还处于试点验证阶段，许多技术应用尚不成熟，应当进一步做好技术创新应用，投入更多精力到干法选煤技术的应用实践中，为煤炭分选工作提供理论和经验指导。

参考文献

[1]  赵志国，张东晨，闵凡飞 . 我国选煤技术发展现状及对煤炭清洁利用的影响 [J]. 中国科技论文，2011，06（03）：215-219.

[2]  陈清如，骆振福 . 干法选煤评述 [J]. 选煤技术，2003（06）：34-40.

[3]  钱海军 . 干法选煤技术现状和新的发展思路 [J]. 水力采煤与管道运输，2016，19（11）：188-191.