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煤炭干法分选的发展与挑战

刘纯

天津美腾科技股份有限公司,30000

摘要: 传统的煤炭分选技术采用湿法分选方式,随着科技的发展,煤炭干法分选技术由于工艺简单,不需要使用水资源,不需要消耗重介质、药剂,不产生煤泥,从而为煤炭资源的清洁高效分选提质提供了便捷有效的方法。基于此,本文就煤炭干法分选技术的工作原理以及未来的发展趋势进行深入分析,有利于为煤炭干法选煤技术的研究提供必要的参考借鉴。
关键词: 煤炭;干法分选;发展趋势
DOI:10.12721/ccn.2023.157345
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引言:煤炭作为社会发展的能源之一,支撑着社会经济和工业的快速发展,为了更好地应对全球能源结构的变革以及环保要求,加强煤炭洁净化技术,能够提高煤炭的质量和利用率,而采用煤炭干法分选的方式,有助于弥补以往煤炭分选技术的不足之处,提高煤炭入选的比例,这也是煤炭工业未来走向可持续化发展的主要趋势。

1.煤炭干法分选的技术类型

1.1光电分选技术

在煤炭干法分选技术中,光电分选是利用煤与矸石对X射线、γ射线的吸收程度不同以及表面颜色、纹理特征的差异进行智能识别,并通过高速电磁阀控制压缩空气,将目标物击打喷吹,实现煤矸的有效分离。在干法分选中,块煤普遍采用光电分选技术,工艺流程简单,使得传统煤炭分选生产成本大幅降低。

1.2智能梯流干选技术

末煤智能梯流干选技术主要应用了“梯度流态化”原则,在风力、激振力和重力三个力场的作用下对50-3mm末煤进行分选。由于不同密度、粒度原煤流态化所需力场情况不同,末煤智能梯流干选机将煤流分为不同梯度,赋予各梯度不同的力场,使不同密度、粒度的原煤在各梯度流化状态不同,实现原煤彻底按密度分层,再将各层精准切分出来,达到精确分选的目的。该系统由末煤智能梯流干选机、数字供风系统、X光分选效果检测仪、智能密控系统组成。该技术实现了末煤的高精度分选,目前已逐步实现工业化应用。

1.3复合式干法分选技术

复合式干法分选综合利用颗粒螺旋运动中的分选作用、离析作用、风力作用自生介质的分选作用和颗粒相互作用的浮力效应共同实现物料的分选。分选床的物料,在振动力和风力共同作用下,按密度分层;在垂直于床面长度方向的振动力作用下,床面的底部物料与床面接触,摩擦力大,向背板方向运动,背板引导物料向下运动;床面上部的低密度物料在向上运动物料的推力和重力双重作用下,从排料边排出;高密度的矸石逐渐移动到矸石排料端,并从此排出,从而完成分选过程。复合式干法分选机一般适用于-100mm粒级颗粒,要求物料水分低于7%。

2.煤炭干法分选技术未来的发展趋势

2.1聚焦分选精度

光电射线智能干选机的应用使得干法选煤在预排矸和部分煤种的分选上取得了较好的效果,但总体上干法分选在分选粒度范围和分选精度上同湿法重介选煤相比依旧存在一定的提升空间,为更广泛的适应现场需求,干选需聚焦于设备分选这一核心属性,进一步扩大适用粒级,提高分选精度。

2.2增大处理能力

在保证精度的前提下,进一步提高处理能力,适应大型选煤厂规模化生产需求。以光电分选设备为例,提高单位宽度处理能力意味着吨煤投资的降低,可以大大节约系统建设成本。如何通过提高带速,提高铺满率来提升处理能力,仍是未来努力的方向。

2.3 推进智能化建设

随着工业互联网的发展,对于智能干选设备来说智能化是大势所趋。传统的湿法分选及干法风选技术需要操作人员根据现场生产情况或化验结果对系统进行调整,需要大量的人力投入。干选设备应实现分选指标由离线检测向在线监测转变,参数调节应由人工经验调节向系统智能控制转变,设备看护应由定岗巡检向无人值守转变。

2.4探索原煤降水方案

由于传统末煤风选对原煤水分较敏感,水分过高会堵塞布风孔,导致分选精度下降甚至不能分选,需要频繁停机清理。而部分地区煤矿井下涌水量较大,或在采煤过程中喷水过多,会造成原煤水分高,探索有效的原煤降水措施也是煤炭干选的研究课题之一。

相较于湿法分选,干法选煤技术工艺简单,没有煤泥水处理环节,且智能化程度高,在动力煤分选上具有显著优势。另外在严寒地区,采用干法选煤可避免冬季洗选产品冻结的问题。随着环境保护压力的增大,原煤限产、矸石限储、充填开采,保水开采等一系列政策的颁布,井下排矸的需求越发迫切,干法分选辅助设备少,占地面积小,不会污染地下水源,其成为井下排矸的优先选择。随着技术的不断进步,干法分选在煤炭洗选加工领域将有广阔的应用前景。

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