专题-干法选煤的现状与发展.doc

1、干法选煤的现状与发展摘要：本文在阐述了干法选煤的背景和意义的基础上，通过回顾多年来干法选煤技术，回顾了近年来干法选煤技术在理论技术研究和生产实际应用的发展状况，阐述了目前干法选煤技术发展的热点和进展，阐述了干法选煤技术的巨大发展潜力，同时也存在极大挑战.关键词：干法选煤；空气重介流化床；风力选煤；摩擦电选；振动流化床1.前言伴随着近年来环境保护与提高煤炭加工利用率的趋势发展，我国选煤技术不断发展壮大，业内人士普遍认为洁净煤技术的长久发展离不开高效的选煤技术，所以选煤技术作为洁净煤技术长远发展的重要先驱历来受到了各国的高度重视。目前，我国在煤炭利用方面无论是生产还是消耗均位列第一，目前探明的煤炭

2、储量约为45543.1亿吨。煤炭是我国的主要能源，一直以来煤炭的作为我国的能源资源，在一次能源消费中始终占据70%以上，而煤炭在开的采和使用中造成恶劣的环境污染，直接影响我国的生态环境。另外，由于我国煤炭资源总体先天发展不足，高硫煤、高灰分煤种以及难选煤的比重约占35%左右，且70%的煤炭在干旱缺水生态系统脆弱的西部地区，这给传统的湿法选煤技术在这些地方的大规模推广使用带来了极大困难：第一，西部水资源匮乏，而湿法选煤尽管已经实现洗水循环，平均吨煤消耗3-5t的水；第二，随着我国煤矿开采的推进，许多地方正在开采的年轻褐煤种易泥化；第三，湿法选煤不可避免带来了产品水分高，在运输过程中发生冻车卸车困

3、难等实际问题。第四，我国现在推广流行的湿法选煤，如跳汰、重介选煤投资成本大，对于西部较为落后的地区，投资成本高。早在上世纪80年代，我国选煤专家陈清如院士指出我国的能源战略基地将会伴随经济的发展而西移，并就以上在西部发展选煤工业存在的问题提出了发展干法选煤技术的构想，并积极探索研究，并在这一领域有了很多奠定性的建树。通过深入研究矿物物理化学性质，利用它们之间的差异，包括密度和粒度大小的差别、导电性和磁性强弱之分等。2.干法选煤的现状2.1 风力选煤的现状风力选煤技术发展的历史悠久，发展至今已经有近百年历史，同时也是最早提出的干法选煤技术，通过将空气作为类似磁铁矿粉的介质，煤炭颗粒周期变化的运动

4、气流作用下，颗粒按照密度差别实现分离。风力选煤的技术的工艺流程较简单和粗放、在分选过程中无论设备还是基础设施建设都较湿法选煤低1。但是随着采掘技术的发展，原煤在机械化开采过程中的矸石量和粉煤量加大，以及风力选煤本身的分选效率低已经逐渐被淘汰，如，美国在新世纪之初将风力选煤厂已经全部关闭，而俄罗斯的风力选煤厂数目也下降到10%以下。近年来，我国煤炭科学院唐山分院通过多年研究，吸取国外的风力选煤先进技术，根据我国煤炭存在的问题，研制了可用于工业生产易选或中等可选性煤的新技术，研发了FGX系列的风的力选煤设备，主要应用在动力煤排矸等方面，它有以下不可替代特点：（1）不用水。这满足了干法选煤的初衷，为

5、满足干旱缺水地区的选煤厂建设提供保障。（2）投资少。投资费用仅为湿法选煤10%-20%。（3）劳动生产率高。操作简单方面，不需要太多的操作工人。（4）彻底解决了传统湿法选煤的煤泥水处理问题，减少煤泥损失，提高了煤炭利用率，。（5）选后产品煤水分低。分选过程中，风力可以降低产品水分。（6）适应性强。尤其是很多开采出来的泥化强的煤种（7）占地面积小。12.2 空气重介流化床选煤新技术 空气重介流化床干法分选机结构如图1所示。 图一：空气重介质流化床干选机示意图 工作原理：稳定的流化床是分选的最重要条件之一，重介质形成了气-固两相流化状态。原料煤及重介质磁铁矿粉可以由干选机上方单独的入料口分为两条支

6、路内部的流化床层中，由于空气的动力作用，重介质有了类似水等流体的性质，根据阿基米德原理，即密度比重介质平均密度小的精煤上浮至表面，密度较重介质密度大的矸石就可以与精煤分离开来，对排出来的物料只需要通过细筛即可回收绝大部分的磁铁矿粉，极大的减少了脱介环节的投资费用2国际上，关于空气重介流化床研究开始于上世纪六七十年代，而我国从1984年中国矿业大学开始研究有关方面理论，终于在1994年标志着我国成功运行了第一家中国的空气重介干法选煤厂。运转初期，空气重介流化床选煤潜力大大显现，尤其在减少资金投入，高效的生产率，运转可靠性方面取得了显著效果。但随着生产的进行，也出现一些问题。其中最突出额问题是：1

7、.主选机最重要的设备之一布风板经常堵塞，从而造成了整个床层工作不连续，不能连续正常有效地生产；2.处理量始终无法达到设计标准，随着煤炭消耗和处理量的不断激增，设计50t/h的干选厂无法满足后期生产需要；3 处理的粒度范围很窄（主要处理50-6mm粒度范围）。所以对于后期的大型化生产产生很大的阻力。综合分析其主要原因是：原煤水分高，布风板透风孔径无法找到合适的大小，太大的孔径无法适应压缩空气作用，太小的孔径容易堵孔。由于存在诸多设备、原煤等技术难题未能克服，自第一座应用于实际生产中的干选厂之后，很多研究者根据从理论到实践有针对得一直在不断的探索研究，其中很多问题在探索中已经得到了重大突破。3.新

8、型的干法选煤技术 由于干法选煤在未来我国能源战略领域的广泛应用性和技术的巨大潜力，一直以来就有很多的研究者对其研究和开发。而干法分选技术本身作为一个刚刚兴起的新技术和新思想，不可避免的存在很多重大理论问题需要攻克，很多学者也从它的现阶段应用出发研究，同时也在不断开拓新的课题研究。3.1 气固流化床的新发展 对于空气重介流化床干选厂在实际应用中的问题，很多学者孜孜以求，对影响气固两相流化床分选技术的关键因素4个方面，包括a.分选机的结构（布风装置和排料装置）b.操作参数c.介质特性d.原料煤的特性进行了很多的试验研究。韦鲁滨3等另辟蹊径采用振动卸料代替之前的刮板输送重产物，他们采用数学模拟的方法

9、对原料的分选特性与重产物在分选过程中的排料参数进行研究，通过布风板空气大小与振动因子对可能偏差E、工作密度的效率关系的影响。试验结果是空气大小和振动因子通过共同作用，使分许效果发生了同步变化。3.2 振动流化床技术的产生粗颗粒物料无论在湿法选煤中还是在干法的流化床均能收到很好的浮力作用，可以有效的按密度大小进行分层。但对于较细粒物料，由于其本身粒度不大，所以床层对它的浮力作用减弱。杨旭亮5等根据物理化学中的能量引入原理，通过采用外部力作用使整个床体都与激振装置连接，发生受迫振动，床体框架可以和振动源保持一致的幅频特性和波形发生规律性振动。在这个分选过程中，能量可以从床层下部逐渐地通过床体传递到

10、上部煤炭颗粒上，从而引起所有的颗粒发生运动。实验结果表明：振动流化床通过引入外界能量的方式可以有效排除重产物，得到灰分较低的精煤产品。3.3 摩擦电选对微细粒分选早在上世纪80年代，陈清如院士就提出西部煤炭资源就地建设坑口电站，采用干法选煤技术分选块煤，入电厂锅炉采用摩擦电选处理微细粉煤就地将煤炭转化为电能输送到东部沿海地区。基本原理：煤粉在干燥空气吹动下均匀通过摩擦器，煤粒中的无机和有机物交替发生碰撞，带上不同电荷，煤粉中的不同带电量和带电质导致其在正负极电板中产生不同运动形式，从而可以分离矿物。4.结语 干法选煤技术的研究经过许多选煤研究者的多年努力，取得了很多技术的重大突破，但在面临大型

11、化推广方面还有很大的技术障碍，水资源的短缺是中国的问题，也是世界上各个国家面临的普遍难题，随着我国加快能源基地和工业经济发展的西部移动，干法选煤技术的进一步发展在选煤科技工作者的共同努力下会有更加美好的明天。参考文献：1 剧殿臣，康华，林井祥.复合式干法选煤的现状及经济分析 J.煤炭技术，2010,9.2 卫中宽，空气重介流化床干法选煤技术的研究 J.洁净煤技术，2010，16（2）.3 韦鲁滨，梁世红，魏汝晖，新型空气重介流化床分选特性研究 J.中国矿业大学学报，2011,40（5）.4 王伟文，董海红，陈光辉.气固流化床内宽筛分硅粉颗粒流化特性的数值模拟 J.高校化学工程学报，2011,25（2）.5 杨旭亮，赵跃民，骆振福.振动流态化的能量传递机制及对细粒煤的分选研究 J.中国矿业大学学报，2013,42（2）.6 梅雄，章进喜，陈锋.微粉煤的摩擦电选脱灰试验研究 J.煤炭技术，2012,31（1）