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煤炭的能源主體地位短期內無法動搖,因此煤炭的使用必須走出一條清潔高效利用的新路。煤炭本質上是高碳能源,實現(xiàn)低碳化利用需要變革性技術創(chuàng)新,要依靠科技進步,著力推進煤炭清潔高效利用。
在煤炭生產加工過程中,直接從礦井中開采出來的不經任何加工處理的煤稱之為原煤,將煤和矸石進行分離是煤炭加工過程中不可缺少的一步。選煤工序能將煤炭分成不同質量、規(guī)格的產品,有利于煤炭的高效綜合利用;此外選煤過程還能去除原煤中含有的黃鐵礦等雜質,減少燃煤對大氣的污染,具有較高的環(huán)保意義。
煤矸分選的方法以分選介質來分類主要包括濕選與干選。濕法選煤又稱洗煤,主要有跳汰分選、重介質分選和浮選等濕選方法,是目前我國選煤廠常用的選煤方法。干法選煤在分選過程不使用水,一般包括人工挑選、智能光電干選、風力煤矸分選、復合式干選、空氣重介質流化、振動螺旋干法選煤等。
濕法選煤是我國選煤裝備主要依賴的技術工藝方法,但隨著我國對煤炭行業(yè)節(jié)能增效以及煤礦智能化要求的不斷提高,濕法選煤的弊端日益凸顯,主要有以下三方面:
(1)地域分布上,國內煤炭資源豐富的地區(qū)主要坐落于中西部干燥和水資源匱乏地區(qū),因此濕法選煤在這些地區(qū)的應用會受到水資源的嚴重制約和產生較高的運輸費用;
(2)從煤炭利用率來看,對于部分易泥化的煤,濕法選煤會導致額外的煤泥產生,從而導致煤的回收率下降,造成額外的損耗;
(3)從環(huán)境保護角度考慮,濕法選煤技術會在應用中產生大量煤泥水,煤泥水中夾雜的細粒粘土、泥砂和煤會對環(huán)境造成污染。因此,智能干式煤炭分選裝備應運而生。
智能干式煤炭分選的優(yōu)勢和應用價值主要體現(xiàn)在以下方面:
(1)環(huán)保價值上,智能煤炭干選機采用干法選煤技術,不需要消耗寶貴的水資源,同時選煤過程中避免了濕法選煤廠煤泥水外排造成的水體環(huán)境污染,亦杜絕了煤泥的產生,綠色環(huán)保;
(2)從經濟效益來看,智能煤炭干式選煤工藝與傳統(tǒng)水洗工藝相比可以獲得更高單位煤熱值和更高產率的塊精煤產品,從而獲得更高的經濟效益,智能煤炭干選設備可以直接在采礦地點實施篩選,節(jié)約煤炭運輸費用,同時其由于工藝簡單,因此洗煤廠的投資成本較少,運營維護成本相對較低;
(3)從行業(yè)發(fā)展角度考慮,智能煤炭干式選煤裝備促進人工智能和產業(yè)發(fā)展融合,將傳統(tǒng)選煤獨立應用轉變?yōu)閿?shù)字賦能,真正解決了選煤安全生產、精益管理和價值提升,減少了管理成本,實現(xiàn)煤炭企業(yè)高質量發(fā)展,干法選煤更加符合“智能礦山、綠色礦山”和“雙碳”政策的發(fā)展方向。
干法選煤目前已經成為我國選煤行業(yè)技術升級路線的重點研究方向。國家發(fā)改委發(fā)布的《戰(zhàn)略性新興產業(yè)重點產品和服務指導目錄》中,把干法高效選煤技術和節(jié)水選煤技術列為第一類重點研發(fā)項目。國家發(fā)改委、國家能源局等部委聯(lián)合印發(fā)的《關于加快煤礦智能化發(fā)展的指導意見》中,也指出煤炭生產向機械化、自動化、信息化、智能化的方向發(fā)展,綠色生產將成為我國煤炭企業(yè)的發(fā)展方向。通過分選加工實現(xiàn)煤炭產品多樣化,提高煤炭利用效率,降低煤炭使用的排放,并對煤矸石、煤泥等洗選加工副產品進行充分利用,是煤炭企業(yè)可持續(xù)、高質量發(fā)展的基本要求。在當前國家政策對干法選煤支持和技術日益成熟的背景下,伴隨煤炭開采和洗選業(yè)市場趨于穩(wěn)定,以及過往煤炭機械設備更新改造周期到來,存量眾多的濕法選煤設備迎來更新改造的高峰期,為智能干選設備提供了分選裝備存量替代的廣闊藍海市場。