节能减排与动力煤洗选

２００８年第３期　煤炭　工程　节能减排与动力煤洗选　张晋陶　，刘伯荣　（１．内蒙古煤矿设计研究院，内蒙占呼和浩特０１￣１０；２．巾煤西安设计、工程有限责任公司，陕西西安７１０５４）　摘要：文章从煤炭成分构成分析入手，阐述了加强动力煤洗选是煤炭和电力行业实现节能　减排的基础，是合理利用资源、节约资源、改善环境、提高企业效益的保证。同时针对我国动力　煤洗选的现状，提出了加大动力煤洗选深度的对策和措施。　关键词：节能；减排；动力煤；洗选　中图分类号：ＴＤ９４　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７１—０９５９（２００８）０３－００２１－０２　燃的矿物质，其不可燃矿物质含量很大。炭煤中的四种构　我国煤炭资源丰富，煤种齐全，目前探明储量已达一　万亿吨左右，居世界第二，仅次于美　。其中动力煤占全　国储量的７０％以上。因此，煤炭在我国能源消费结构中的　成成分都不是单一的矿物质，在煤的形成过程中，煤层中　的夹矸及顶、底板岩石中，或多或少都会含有一定的碳、　氢元素，有碳氢元素就会有发热量，区别仅仅只是高、低　不同而已。因此，所谓的纯矸石其发热量很低，不具备热　主导地位，在相当长的一个时期内，是不会改变的。而煤　炭作为动力能源其转化过程中燃烧产生的污染也较大。燃　煤实现节能减排有两个途径可供选择：一是改进完善燃烧　能利用价值。结合燃烧过程中燃料准备、燃烧特点及燃烧　热效率等因素的影响，纯矸石　叮以按有效发热量为０的原　则进行定义。燃料准备需要耗电，矿物质在炉膛中的热分　解需要消耗热量、烟尘排放会带走热量，炉渣排灰也要带　系统，提高热能利用和除尘减排效率；二是改善燃煤性质，　提高煤炭产品品质，为用户提供洁净燃料。把产生污染的　物质源排除在燃烧之前。提高燃烧热效率、减少污染物排　放量是积极主动的本质性措施。因此，提高燃煤品质是节　能减排的基础和必经之路。　出热量（排渣温度约８００￣Ｃ）。所以，叮按收到基低位发热　量为８４０～１０８０ｋｃａＬ／ｋ９（３．５０～４．５０ＭＪ／ｋ９）作为划分纯矸　的界线。发热量低于８４０～１０８０ｋｅａＬ／ｋ９、不具有燃烧利用价　值的部分定义为纯矸石。　根据原煤成分构成特点、煤炭产品的市场用途以及节　能减排和环境保护的需要，对于动力煤而言，高热值煤与　中热值煤统称为精煤。洗选的目的就是要尽最大可能地回　收高、巾热值的精煤和低热值煤，排除纯矸石。　１煤炭成分构成及各自的特点　煤炭是不同特性矿物质的混合体，按照燃烧性能叮分　为可燃与不可燃的矿物质。依据可燃矿物质含鼍（以发热　量）大小，又可以将煤炭组成划分为高热值煤、中热值煤　（或央矸煤）、低热值煤和纯矸石等四个部分。　从组成煤炭四种成份的密度构成和发热量分析看：高　热值煤密度低于１．４ｋｇ／ｃｍ　，收到基低位发热量，一般在　５５００ｋｅａＬ／ｋｇ以上；中热值煤密度介于１．４—１．８ｋ￣ｃｍ　之　间，发热量一般在４０００—５０００ｋｃａＬ／ｋｇ左右；低热值煤密度　介于１．８～２．２ｋ　ｇ／ｃｍ　之问，发热量～般在３５００ｋｅａＬ／ｋｇ左　右；纯矸石密度高于２．２，发热龟低于８４０一】０８０　ｋｃａｌ／ｋ９。　２加强动力煤洗选实现节能减排　２．１加强动力煤洗选，是实现资源价值最大化和　切实实现节能减排的基础　目前，在人们的习惯思维当中，煤矿开采的原煤不经　在整个燃烧过程中，纯矸石不仅没有热量的贡献，而且在　高温下的矿物质分解需要消耗大量热量，形成灰渣排出时　还要带走热量，所以，纯矸石的有效发热量实为负值。　由此不难看出，高热值煤：可燃矿物质含量最大，具　有优良的燃烧价值和利用价值。中热值煤：可燃矿物质含　量较大，具有良好的燃烧价值。低热值煤：不可燃矿物质　洗选加上即可使用。我国原煤洗选加　的比例仅占原煤总　产量的３０％左右；其中炼焦煤洗选占了很大比例。而大部　分动力煤选煤厂仅足强调块煤（＋１３或２５ｍｍ）机械排干。　因此，真正进入洗煤系统的动力煤比例非常之小。正是如　此，资源的价值没有得到最大程度的体现，Ｉ而且由于动力　煤没有得到充分的洗选，从资源利用角度来说还极大的浪　费了资源。　含量较大，具有一定的燃烧价值，但依靠简单的物理加　工艺，难以将可燃物分离出来。纯矸石：主要成份是不可　收稿日期：２００８—０１—１５　以２００７年为例，伞罔煤炭总量２５．２亿ｔ；其中用做炼　作者简介：张晋陶（１９５９一），男，内蒙古丰镇人，高级工程师，现担任内蒙古煤矿设计院副院长，主要从事选煤技　术与研究及企业管理工作。　２ｌ　维普资讯 http://www.cqvip.com 煤炭工程　２００８年第３期　焦煤入洗量４．５亿ｔ，其余的２０．７亿ｔ为动力煤，其入选量　仅为３．２亿ｔ，入选比例为１５％。也就是说，有１７．５亿ｔ原　说，热效率提高４．９％～６．３％，年节约用煤０．５９—０．７５亿　ｔ，同时可有效的降低由于燃烧带来的残留物及污染物；在　煤被直接作为商品煤使用。根据煤炭成分构成分析可得出，　有１．７５～２．６３亿ｔ纯矸石作为商品混掺在商品煤中，参与　了运输和燃烧全过程。其结果：一是导致锅炉热效率下降，　造成能源浪费；二是加大运输负荷，造成运力浪费；三是　排放烟尘量增加，造成大气严重污染。　因此，煤炭作为动力燃料，要想做到节能减排，就必　减少运力方面，年运输总量至少减小１．２亿ｔ，如果一半采　用火车运输，一半采用汽车运输，可少发约２万多列车火　车，３ｏｏ万辆汽车（２０ｔ汽车），可大大减轻运输压力，同时　由于运力节省，可减少因火车或汽车动力所耗用的电能和　汽油、柴油等液体燃料，也防止了因为运输带来的粉尘污　染和对路面的破坏，因此在运输环节其综合节能和环保的　效益十分明星；在排放烟尘方面，可降低烟尘绝对排放量　须进行洗选加工。动力煤经过洗选后，根据煤质状况，可　以得到电力工业需要的不同发热量的产品，也可得到其它　工业用户需要的不同粒度级别的块煤产品，同时最大限度　的排除原煤中的纯矸石。这样一方面，由于排除了矸石，　降低了硫分，实现了煤炭资源的洁净化，满足了用户对煤　质的需求。另一方面，动力煤经过洗选后的不同产品提供　给不同需求的用户，使资源最大限度的各尽其用，是实现　煤炭企业和煤炭用户实现节能减排的最优方案。　精煤作为洁净的高品质产品可满足市场的不同需求、　并适合于远距离运输；低热值煤作为精煤与纯矸石之间的　中间产品，在保证精煤质量的同时，既可能发挥调节原煤　质量变化的影响，也能保证原煤中可燃物的最大回收。避　免矸石含煤量过大带来一系列的环境污染与能源浪费，可　就地燃烧发电。对于纯矸石则应采取“能用则用、无用弃　之”的利用原则。　因此，加强原煤洗选比例是煤炭资源合理利用、贯彻　“节能减排”的基础。为了提高资源的价值，必须加大动力　煤人选比例，降低精煤灰分，提高产品质量，以实现科学　意义上的真正的节能减排。根据我国《煤炭工业节能减排　工作意见》提出的节能减排目标，到“十一五末，原煤入　选率将由２ｏｏ５年的３５％提高到５０％。为实现此目标，必须　尽快加大动力煤的入选比例。　２．２合理利用资源，是节约资源、改善环境、提　高企业效益的保证　无论是电力、化工，还是其它行业，对其重要的燃料　煤或原料煤来说，如何提高燃煤效率，降级运输成本，减　少有害物质排放，是社会对企业的要求，也是企业自身发　展的需要。　一般来说，锅炉热效率随着燃煤灰分增加而降低，锅　炉排烟烟尘随着燃料灰分增加而增加。我国的动力煤当中　有１０％一２０％的纯矸石含量，不经过洗选加工，将纯矸石　在燃烧之前排除，直接供给锅炉进行燃烧，必然带来锅炉　热效率下降、锅炉排烟烟尘量增加，造成大气环境严重污　染及加大运输负荷，造成运力浪费等结果。　根据有关文献资料，燃煤灰分每增加１％，则锅炉热效　率降低０．７％～０．９％　，烟尘含量增加２％。以２ｏｏ６年国　内发电用煤１２亿ｔ计算，如果对这些原煤全部进行洗选加　工，将１０％～１５％的纯矸石在燃烧之前排除，商品煤灰分　从平均２５％降至１８％左右，在节约资源方面，对锅炉来　２２　约１０５万ｔ（烟尘排放量按灰分的１．５％计算），降低ＳＯ：的　排放量约５０—１ｏｏ万ｔ（经过洗选降低硫分为０．５％，ＳＯ：排　放量按０．０５　吨标煤计算），ＣＯ：排放量约４３５０～７２５０万ｔ　（ＣＯ　排放量按１．４５　吨标煤计算），可大大减少空气与环　境污染，环保效益十分明显。另外，加大动力煤入选深度，　利用清洁的煤炭资源是企业自身的需要。煤炭企业产品质　量好、品种全，可满足不同客户的需求，提高企业市场竞　争力。同时使煤炭资源尽可能得到回收利用，增加煤炭产　品的附加值，从而提高资源效益，可使在激烈在市场竞争　中可持续发展，立于不败之地。电力企业使用优质精选煤，　可节省磨矿费用，减小排灰占地，提高燃烧热效率，减少　烟尘排放，使企业实现技术进步，产业升级，获得丰厚的　经济效益。　由此可见，加大动力煤洗选，合理利用资源不仅可以　使资源实现合理配置，对节约资源，减少环境污染，提高　企业效益具有重要的意义。　３加大动力煤洗选的对策　加大动力煤洗选力度，是我国动力煤洗选状况及企业　的客观要求，是国家经济政策对煤炭工业最基本的要求，　是实现工业企业节能减排、减少环境污染的有效途径，是　提高企业经济效益，保持可持续性发展的最有效途径，也　是煤炭企业发展的必由之路。加大动力煤洗选及深度，必　须在政策和技术两个层面采取相应对策。　１）在政策上，完善煤炭市场监督，积极推进“煤炭产　品质量市场准入制”，惩罚浪费，鼓励节约。依据节能条　件，制定煤炭产品质量标准，根据煤炭产品质量标准，制　定相应的市场监督、管理制度。煤炭产品进入市场，可采　取类似的市场准入许可制，对于不符合产品质量标准的产　品采取相应的处罚措施。对于需要进入铁路运输系统的产　品，灰分应该控制在１８％左右。从而在政策上做到惩罚浪　费行为，鼓励节能减排措施的落实。　２）在技术上，积极推广高效、先进、实用的动力煤分　选技术，尤其是在缺水地区重点推广高效细粒干法分级技　术，重点推广重选或干法分选技术。　参考文献：　［１］　于尔铁　２１世纪的选煤与电煤［Ｊ］．中国煤炭２０００．３．　［２］　我国动力煤资源分布［ＥＢ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｐｃｃ．ｃｏｒｎ．ｃｎ／　ｎｐｃｃ／ｅｃｏａＬ／ｆｅｎｂｕ．ｈｔｍ．　（责任编辑　李振涛）