2020年我國煤炭產(chǎn)量39億噸,且在相當長一段時間內(nèi),改變不了還以煤炭為主的能源消費格局。我國煤炭資源稟賦差,低品質(zhì)煤儲量大,約占40%,灰分小于10%的特低灰煤僅占保有儲量的15%-20%,硫分大于1%的中高硫煤占總量的33%。
我國煤炭75%用于直接燃燒,動力煤平均灰分28.6%,平均硫分1.01%,洗選混配后平均灰分15.5%、平均硫分0.66%;煤炭為國民經(jīng)濟發(fā)展做出了巨大貢獻,同時也帶來了嚴重的環(huán)境污染。
選煤能夠有效脫除煤中灰、硫等雜質(zhì),提高質(zhì)量,促進煤炭清潔利用,對減輕大氣污染有重要作用。煤炭經(jīng)分選提質(zhì)后燃燒,可提高燃煤效率10-15%,節(jié)約鐵路運力18%;每入選1億噸原煤,可排矸石1600萬噸,黃鐵礦硫130萬噸,減少二氧化硫排放44萬噸。
山西、陜西、內(nèi)蒙古、新疆等產(chǎn)煤大省大都干旱缺水,加之儲量較大的褐煤、長焰煤等煤種及部分煤中的矸石遇水極易泥化,如果采用濕法洗選工藝對其進行加工,則需要建設龐大的煤泥水處理系統(tǒng),不但會產(chǎn)生大量低發(fā)熱量、難以銷售的煤泥,而且建設投入高昂,系統(tǒng)維護復雜,導致企業(yè)經(jīng)營成本居高不下。此外,每年冬季我國東北、西北地區(qū)的煤礦還需要投入大量費用,用于解決產(chǎn)品裝儲凍車、凍倉等問題。因此,選煤工業(yè)迫切需要高效干法選煤技術(shù)。
我國干法選煤可分為如下三個階段:
No.1第一階段
20世紀80、90年代,開始空氣重介和復合式干法選煤探索研究階段。
No.2第二階段
21世紀初,重點針對干法選煤工程化遇到的精度、效率、可靠性和適應性等難題進行技術(shù)攻關(guān)。
No.3第三階段
近十年來,我國在大型復合式干法分選機、氣固流態(tài)化干法分選理論、新一代干法重介質(zhì)流化床分選機、風力跳汰和搖床分選機、模塊式高效干法選煤工藝系統(tǒng)、光電(智能)干法分選機等方面取得快速發(fā)展。
2016年,國家發(fā)改委和能源局發(fā)布的《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃》將“高效干法選煤技術(shù)”列入能源技術(shù)革命重點創(chuàng)新行動路線中。“干法選煤技術(shù)”、“煤炭超凈分選”、“高效降灰、脫硫”等煤炭分選加工技術(shù)被列入2018年和2019年《全球工程前沿》?!赌茉醇夹g(shù)革命創(chuàng)新行動計劃(2016-2030年)》提出:“形成完整的煤炭清潔高效利用技術(shù)體系,整體達到行業(yè)前沿水平” 。2017年,中國煤炭工業(yè)協(xié)會成立了煤炭行業(yè)干法選煤工程研究中心。2019年,中國煤炭工業(yè)協(xié)會、中國煤炭加工利用協(xié)會主辦,唐山神州機械集團有限公司承辦的2019全國干法選煤現(xiàn)場會召開。2020年,中國煤炭加工利用協(xié)會批準發(fā)布《干法選煤技術(shù)規(guī)范》團體標準。
“一帶一路”倡議沿線多個國家煤炭資源豐富、水資源短缺,為高效干法選煤技術(shù)的發(fā)展提供了機遇,應用前景廣闊。
在幾代選煤人的不懈努力下,我國干法選煤技術(shù)取得重大突破、技術(shù)水平名列前茅。在國家相關(guān)政策的支持下,企業(yè)、高校和科研院所共同努力,加強產(chǎn)學研聯(lián)合,干法選煤技術(shù)應用已進入快速發(fā)展階段。