程宏志-我国选煤技术现状与发展趋势

我国选煤技术现状与发展趋势

程宏志研究员中煤科工集团唐山研究院有限公司天地（唐山）矿业科技有限公司2015.41、机遇与挑战2、现状与趋势3、形势与任务4、目标与前景汇报内容1.1不清洁煤炭的利用，引起了严重环境问题2013年全国主要污染物排放总量：SO2

2043.9万吨，燃煤占85%；

NOx2227.3万吨，燃煤占67%烟粉尘1500万吨，燃煤占70%1、机遇与挑战2013年不同空气质量级别天数比例1.2选煤是实现清洁高效利用、节能减排最经济有效途径动力煤：平均灰分28.6%、硫分1.01%洗后混配：平均灰分15.5%、硫分0.66%每入选1亿t原煤，排矸约2000万t，减排SO249万t；22亿t动力煤全部入选，排矸4.4亿t、节运2640亿t·km，减排SO21078万t、CO23亿t，提高利用效率10%-15%、节约煤炭3亿t副产品：综合利用、循环经济原料。1、机遇与挑战1.3国家宏观政策鼓励和支持选煤工业快速发展国发〔2013〕37号《大气污染防治行动计划》：提高煤炭洗选比例，是加快调整能源结构、增加清洁能源供应的重要手段；2017年入选率70%。国能煤炭[2014]571号《关于促进煤炭安全绿色开发和清洁高效利用的意见》：到2020年，原煤入选率达到80%以上。1、机遇与挑战1.3国家宏观政策鼓励和支持选煤工业快速发展

2014.9.3,《商品煤质量管理暂行办法》2015.1.1实施；国家发改委、环保部、商务部、海关总署、工商行政管理总局、质量监督检验检疫总局令第16号发布：第七条境内运距超过600公里的商品煤褐煤:Qnet,ar≥16.5MJ/kg，Ad≤20%，St,d≤1%其它煤种:Qnet,ar≥18MJ/kg,Ad≤30%，St,d≤2%第九条京津冀及周边地区、长三角、珠三角限制销售和使用Ad≥16%、St,d≥1%的散煤三区煤炭消费量占全国的52%

1、机遇与挑战1.4新时期对选煤技术装备提出了更高要求

大能力、高效率、低成本的选煤生产技术精细化洗选工艺技术：煤泥减量化与煤泥提质利用，稀缺资源二次开发利用，有害元素脱除装备大型可靠智能化：特大型选煤厂的大型可靠装备，生产流程自动化，装备智能化资源化利用：能源与资源并重，固废利用，有价元素提取

1、机遇与挑战工艺领先装备跟进工程主导绿色发展我国原煤入选量和入选比例世界主要产煤国家入选比例2、现状与趋势2.1选煤工艺国际领先

煤种齐全，煤质差别大，跳汰、重介、浮选、干选等各种方法均有应用。重介：适应强、粒级宽、效率高、自动化高、能力大，大力推广，成为主导。2、现状与趋势2.1选煤工艺国际领先

重介工艺：世界先进通用：块煤重介浅槽、末煤重介旋流器、粗煤泥干扰床或螺旋分选机、细煤泥浮选的联合工艺独创：不脱泥-三产品重介旋流器+煤泥重介简化工艺脱泥-分级-三产品重介旋流器分选工艺新兴：弛张筛+重介浅槽深度洗选工艺—煤泥减量化

浮选工艺：一次粗选——二次精选；分级浮选；一次精矿沉降离心脱水——离心液精选压滤脱水2、现状与趋势2.2装备紧跟国际先进水平主要分选设备整体技术国际领先三产品重介旋流器大型化水平、生产能力、性能指标国际领先1.多供介重介质旋流器2.预分选型重介质旋流器3.高效节能型重介质旋流器4.蜗壳入料型重介旋流器2、现状与趋势压力降低30%多台泵+小泵变频泵流场稳定能耗低寿命长分选效率高多供介重介质旋流器1压力高单电机功率大功耗增高使用寿命短

发明专利：ZL02158903.8预分选型重介质旋流器21避免原煤未经分选误入二段、损失精煤减少了错配量2避免重物未经分选误入空气柱、污染精煤增大入料端切向速度大，物料迅速得到分选。空气柱外缘切向速度

专利：ZL200520113365.1高效节能型重介质旋流器31相同离心因数下循环量、功耗降10%2轴向速度对称性好内旋流轴向速度大轻产物排出快处理量大有压给料无压给料效果3浓缩效果好悬浮液密度低尤其适用于高密度选

发明专利：ZL200610102183.3蜗壳入料型重介质旋流器41能耗降低5.3%处理量提高9%2压力减15%磨损轻寿命长

专利：ZL201320190674.3效果QG系列浅槽重介分选机链条、链轮采用耐磨合金材料及特殊的热处理工艺，使用寿命长耐磨衬板采用进口高硬度特种钢材，牢固可靠，超强耐磨滑轨采用高铬耐磨合金铸铁，使用寿命长，可靠性高关键部件2、现状与趋势分选时间短，泥化轻矸石：20s精煤：12s范围：200-6mm2、现状与趋势SKT跳汰机：领先专利技术：无压双盖板阀，灵敏低噪多室共用风阀+高压风集中净化，简化系统专家智能控制，效率高单格室漏斗型机体，轻仓式稳静排料，上限200触摸屏人机对话，易操作无压双盖板风阀SKT跳汰机无论打开、关闭背压、正压互抵不受风压阻力进风快、起跳快利于分选动力消耗省50%无压双盖板阀结构意图复振跳汰：选末煤时，在主振脉动上叠加辅助脉冲，延长膨胀期，利于物料流态化分层，提高分选效率，并减少透筛损失、节省顶水、降低分选下限。在山东岱庄等选煤厂，提高精煤产率1%-3%。

SKT跳汰机精煤灰分总水总风给料排料风阀专家系统集控系统跳汰控制系统检测传感器SKT跳汰机自动化水平：1、实现了专家数据库智能控制：随煤质变化自动寻优调整跳汰参数，保持最佳效果；2、床层比例闭环控制：精度±15mm；3、集成控制系统：已将跳汰机控制和全厂集控整合为一体，集控室即可远程操控跳汰机。SKT跳汰机应用与推广（1）SKT-35大型智能跳汰机已在陕、蒙、晋等应用30余台，原煤混合入洗时，能力达600t/h，I1＝0.09、I2＝0.12，η=95%（2）实现了高比重无烟煤洗选。北京昊华能源为老年无烟煤，比重大，分选密度高于2.0。SKT跳汰机结束了该公司60年来没有选煤的历史密度级密各度级情况累计±0.1含量重量产率灰分发热量产率灰分发热量密度产率可选性1.7-1.85.6017.056.11708917.056.1170891.854.34极难选1.8-1.912.2537.2911.97654654.3410.1367171.949.46极难选1.9-2.04.0012.1727.32520766.5113.2864402.028.92较难选＞2.011.0033.4981.4170310036.094519综合32.8510036.094519原煤密度组成井下跳汰排矸设备现场应用图片SKT跳汰机应用与推广：邢东矿井下排矸应用与推广：厦门城市垃圾分选选后重产物选后次重产物选后轻产物SKT跳汰机砖块、瓷片、金属硬质塑料、骨头薄膜塑料XJM-S自吸气搅拌式浮选机大型化-90m3

普适性-长焰煤～无烟煤领先2、现状与趋势采用自吸空气方式，系统简单

3-5槽串联使用，生产指标好浅槽型式，电耗低、充气性能高搅拌区域高湍流，利于矿化浮选工艺灵活切换，适应性强专利技术：射流式预矿化器、强制刮泡的圆桶形槽体、尾矿闸板、切换工艺的中矿箱二次切换一次入料尾矿精矿2、现状与趋势XJM-S“3+2”浮选机切换一次/二次浮选工艺A阀门关B阀门开一次浮选一次浮选阀关闭二次浮选一次切换二次入料尾矿精矿A阀门开B阀门关尾矿XJM-S“3+2”浮选机切换一次/二次浮选工艺二次浮选阀打开2、现状与趋势XJM-S28“3+2”与WPF微泡浮选机生产指标对比（吕梁山）浮选机型号可浮性入料灰分%浮精灰分%尾煤灰分%精煤产率%完善指标%XJM-S（1）易浮17.309.2158.3283.3346.98WPF（2）易浮18.9810.4937.9568.9337.24（1）-（2）易浮-1.68-1.2820.3714.409.74XJM-S28难浮31.3010.7840.6130.8829.36WPF难浮因浮精灰分高，主洗背不了灰、不能浮选2、现状与趋势节电74%XJM-KS90浮选机2014年用于朔中11.0Mt/a长焰煤选煤厂是世界上第一个千万吨级选煤厂的单机浮选设备煤泥灰分由26.60%降至13.24%Qnet,ad

由3250Kcal/kg提高到4660Kcal/kg可燃体回收率达87%实现了长焰煤不粘煤等低阶煤泥浮选2、现状与趋势突破了低阶煤全粒级洗选提质技术瓶颈独特优势水力分级旋流器与上升流分选机一体化设计,结构紧凑方形分选槽，尾矿阀数少，占地省、故障少。压力仓-布水花管与布水板共同产生上升水流，均匀，效果好具有不停车压力仓在线反冲洗功能（专利）2、现状与趋势

MJXJ粗煤泥分选机：分级分选一体化风力干选机国际领先FX型干选机由偏心轴激振器驱动振幅20mmFGX型复合式干选机由两台振动电机驱动振幅8mm驱动装置振动电机吊挂装置床体转动架床体2、现状与趋势FGX型：入料粒度：≤80mm入料水分：≤9%单台最大面积：24㎡最大处理量：200t/hFX型：入料粒度：≤120mm入料水分：≤11%单台最大面积20㎡最大处理量：240t/h风力干选机模块化组合两台背靠背或多台并列组合。例如：FGX-24A、FGX-48A、FX-24A、FX-40A、FX-48A、FX-80A。风力干选机破碎机SSC系列大处理能力分级破碎机3000-5000t/h2、现状与趋势分级破碎是针对岩石、煤炭的抗剪和抗拉强度远低于其抗压强度的特性，利用剪切、劈裂破碎机理，对混合物料进行选择性破碎。符合粒度要求的直接通过，只对大块破碎。严格保证产品粒度要求一机实现筛分破碎的双重功效过粉碎小，成块率高生产能力大、功耗小结构简单、无振动破碎机SSC系列大处理能力分级破碎机3000-8000t/h2、现状与趋势破碎机2PLF系列分级破碎机主要技术特点：结构简单、故障点少，维修量小安全销与智能测控两级过载保护产品粒度可调

模块式设计，两套破碎辊部件可

以完全互换大皮带轮轮具有储能作用，装机功率低，性价比高破碎齿多为合金钢+堆焊层适用于200t/h以下的破碎作业，满足小型选煤厂的使用第一代产品破碎机SSC系列早期分级破碎机第二代产品该系列破碎机在传动形式及大型化方面有了一定的进展，能够满足中型处理能力的要求，但在设备的可靠性及可维修性方面还比较差，基本处于仿造阶段。主要技术特点：结构上采用双电机、液力偶合器、减速机直联式驱动处理能力大准确控制产品粒度、中心距刚性可调.破碎齿采用整体铸造耐磨材料，具有高强度、高耐磨性，且易维护破碎机SSC系列高端分级破碎机提出了“高端国际集成”的理念，极大地提升了产品的可靠性，替代进口，改变高端市场进口设备一统天下的局面。主要技术特点：传动部件全部采用国际一线品牌装机功率大，处理能力大整机配有行走机构，便于检修破碎齿型结构多样，可满足粗、中、细各种作业条件应用涉及矿井、选煤厂以及石灰石、氧化铝等非煤领域第三代产品第三代产品主体配置佳木斯/南阳电机防护等级：IP55绝缘等级：F德国FLENDER减速器德国VOITH福伊特液力偶合器箭式布置高耐磨破碎齿集中润滑系统SKF大游隙调心滚子轴承智能测控系统破碎机SM系列半移动破碎站神华宁煤大峰矿内蒙锡林河煤化工西乌旗意隆煤业中煤能源电力公司新疆宜化化工包钢集团焦化厂辽宁营口港亚太集团等。

典型用户2、现状与趋势破碎机全移动破碎站用于露天煤矿半连续开采工艺，全站系统支撑在履带行走装置上，全站随着采掘面的推进而推进，主回转机构能够使主机相对行走机构360°回转，排料回转机构能使排料输送机相对破碎机±75°回转。模块化钢结构，履带行走.全方位防冻系统，在-40℃环境下正常作业.有完善的除铁装置和液压控制大块异物排出装置.BVB4373香蕉筛

2、现状与趋势振动筛紧跟国际先进水平项目唐山院国外无故障运行时间10000h10000h以上筛框使用寿命5年以上5～8年激振器使用寿命30000

h30000～50000

h功率消耗相当相当噪音＜85

dB＜85dB筛机重量略重5%左右振动筛BVB3673香蕉筛

LVB3673直线筛

3CVD3675圆运动筛

HFVB2448高频筛

弛张筛

振动筛筛框结构组成横梁驱动梁侧板物理样机虚拟样机力封闭结构动应力测试有限元分析计算保证了筛框等强度与高刚度设计原则：等强度、高刚度，等寿命振动筛强度高、重量轻、寿命长方横梁虚拟大梁结构保证足够强度和刚度整块侧板虚拟侧板箱型激振梁振动筛永固连接筛框与激振器的把合特制螺母配双面齿防松垫圈拉铆钉液压拉紧装配永固连接无残余应力振动筛箱式激振器传动轴挠性盘连接盘偏心块精密加工专用工装位置度公差＜0.05振动筛横梁耐磨防腐处理横梁与托架结合处横梁与侧板结合处喷涂聚脲防腐耐磨2、现状与趋势离心机国际先进水平卧式振动卸料立式刮刀末煤立式刮刀煤泥卧式刮刀煤泥沉降过滤式煤泥WZYT型卧式振动离心机

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国内首台1.6m大型离心机于2013年投产双质体振动原理，运行稳、噪音低处理量350t/h，产品外水6.8%

筛蓝冲洗装置：停车后冲洗筛篮，保证空载启动WZYT型卧式振动离心机主振弹簧橡胶与金属镶嵌结构，拆装方便、易更换WZYT1600主振弹簧结构型式进口机型主振弹簧结构型式WZYT型卧式振动离心机

根据具体要求，对振幅、转速、生产能力等参数优化组配，保证设备运行稳定，达到最佳状态可针对物料粒度、粘性、水分、生产能力等量身定做WZYT型卧式振动离心机筛篮镀膜，寿命提高1倍DiamondLikeCarboncoating（DLC涂层），是一种含氢非晶态碳膜，具有类似于金刚石特性，高硬度、耐磨、耐冲蚀、耐腐蚀离心机WLL型卧式刮刀卸料煤泥离心机◆卧式节省厂房空间◆大扭矩行星摆线针轮差速器运行稳定◆规格：WLL900、1000、1200离心机离心机WLG系列沉降过滤式离心机◆分离因数280-320◆回收下限0.1mmGPJ/3-C型智能加压过滤机2、现状与趋势◆大型化系列化60-140m2◆智能化◆炼焦煤水分16-18%◆不粘煤弱粘煤水分19-22%GPJ/3-C型智能加压过滤机2、现状与趋势GPJ※※\3-C型加压过滤机工作范围原生煤泥产品外水（重量百分比%）浮选精煤铜精矿铁精矿压差(bar)处理量(Kg/m2·h)260-500560-1500600-9001000-20001500-3000250-450250-500500-1500参数智能控制报警数据库煤泥干燥机2、现状与趋势干燥前水分26%干燥后水分13-15%煤泥干燥机连续稳定入料生产自动控制针对粘湿煤泥入料难题，开发的煤泥缓冲刮板输送机（ZL201220293998.5）实现了连续稳定给料，压滤煤泥不落地、不膨仓、无堵料，直接给入干燥系统，为高效运行提供了保障将给料量、水分、炉温，干燥机参数、引风机出口压力等参数建立数学模型，实现自动控制煤泥干燥节能技术

防爆节能电机+变频技术

煤泥干燥能耗占生产成本一半以上新型干燥设备节能效益显著科学选用燃烧设备提高热效率优化设备结构提高干燥效率外保温设计降低热量损失电能消耗低热能消耗低新型干燥设备

投资

占地面积

燃料消耗比传统滚筒干燥降低20-30%煤泥干燥环保技术面对环保压力，部分企业采用天然气、煤气作燃料大大增加成本

针对干燥热源燃煤废气，最新开发了适用于煤干燥系统的除尘和脱硫、脱硝工艺系统

湿法除尘：安全稳定排放浓度＜80mg/m3

双碱法脱硫、SNCR法脱硝：

SO2、NOx＜300mg/m3

满足环保经济适用煤泥干燥可靠性保障干燥系统的设备启停时间比常温系统高2倍以上，系统可靠性更为重要燃烧炉不停炉即可更换炉排片干燥机筒体及内部结构件采用耐磨材料薄弱环节设备用回路对引风机叶轮进行防腐耐磨处理，寿命提高一倍以上风机叶轮处理前风机叶轮处理后可靠安全智能可行环保节能综述煤泥干燥系统煤泥干燥选煤厂自动化2、现状与趋势两化融合综合自动化智能化生产与管理建立在一个充分信息化的平台上，实现了：全厂集中控制重介、跳汰分选过程自动化原煤混配、产品储装均质化设备智能故障诊断发展方向：过程控制精确化参数监测全面化复杂过程智能化生产管理数字化选煤厂自动化主要分选过程实现自动控制在线检测仪表、控制装置、执行机构等已普遍应用2、现状与趋势2.3CFD、PIV等现代技术手段应用于选煤基础理论研究2、现状与趋势浮选机流场数值模拟：旋流器流场数值模拟：旋流器切向速度分布旋流器径向速度分布2.4发展趋势2、现状与趋势3.1形势

以煤为主能源格局难于改变大气污染生态环境问题严重节能减排能源革命任务艰巨科技引领绿色发展当务之急3、形势与任务

3.1形势能源蕴藏结构：富煤、缺油、少气，决定了经济社会发展对煤炭的高度依赖。西部煤炭探明储量6215亿t，占全国44%；产量占64