高美靈 柴洪偉

摘 要：煤炭的大規(guī)模開(kāi)采和利用帶動(dòng)了相關(guān)工業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也給環(huán)境帶來(lái)了負(fù)面效應(yīng)，加強(qiáng)煤炭的洗選力度不僅可以使煤炭的利用率大幅度的提高還可以改善我們賴(lài)以生存的環(huán)境，文章著重探究煤炭洗選對(duì)相關(guān)工業(yè)的影響。

關(guān)鍵詞：煤炭洗選；煉焦生產(chǎn)；煤炭液化

我國(guó)富煤、貧油、少氣的能源資源特點(diǎn)，決定了以煤為主的一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)在未來(lái)一定時(shí)期內(nèi)難以改變。煤炭洗選加工是煤炭生產(chǎn)和高效利用過(guò)程中不可缺少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。目前我國(guó)原煤入洗率仍然很低，2010年我國(guó)原煤入洗率50.9%，2011年為53%，2012年為56.2%?；曳指叩拿禾坎粌H使后續(xù)工業(yè)利用率降低還會(huì)對(duì)環(huán)境造成不可磨滅的影響，因此加強(qiáng)煤炭的洗選，對(duì)于我國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展有著重要的戰(zhàn)略意義。

1 煤炭洗選對(duì)發(fā)電行業(yè)的影響

1.1 燃煤發(fā)電對(duì)環(huán)境的影響

在煤炭的消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，動(dòng)力煤占絕大部分，而絕大部分動(dòng)力煤用來(lái)發(fā)電。在中國(guó)的動(dòng)力煤消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，有65%以上是用于火力發(fā)電；燃煤發(fā)電對(duì)環(huán)境有很大的影響。根據(jù)有關(guān)研究資料，煤炭是我國(guó)最大的空氣污染源，我國(guó)每年約80%的二氧化碳、85%的二氧化硫、67%的氮氧化物、70%的懸浮物排放來(lái)自于燃煤，燃燒煤炭還造成了土壤污染和土地?fù)p耗，煤炭含有的汞等重金屬對(duì)土壤污染也不可小覷。以我國(guó)的動(dòng)力煤為例，平均灰分28.6%，平均硫分1.01%，洗后混配的優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤平均灰分15.5%，平均硫分0.66%計(jì)算，如果入選1億噸原煤，可排除灰分1300萬(wàn)噸，硫分35萬(wàn)噸，減少二氧化硫排放49萬(wàn)噸。如果22億噸動(dòng)力煤全部入選，將就地排除灰分2.86億噸、硫分770萬(wàn)噸，可以減少二氧化硫排放1078萬(wàn)噸。

1.2 燃煤發(fā)電對(duì)長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)挠绊?/p>

煤炭的洗選不僅可降低對(duì)環(huán)境的影響而且還可以節(jié)省長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用，我國(guó)鐵路貨運(yùn)總量中，煤炭運(yùn)輸一直占50%以上，2010年全國(guó)鐵路運(yùn)輸商品煤20億噸，占全國(guó)貨運(yùn)總量的60%，平均運(yùn)距超過(guò)600km。而通過(guò)煤炭洗選可以就地排除大量煤矸石（約占入選原煤量的15%-20%，按平均18%計(jì)算），即運(yùn)輸洗選煤與運(yùn)輸原煤相比，可以節(jié)約運(yùn)力18%。每入選1億噸原煤，可排除1800萬(wàn)噸洗矸，按鐵路運(yùn)輸煤炭20億噸、平均運(yùn)距600公里計(jì)算，可以節(jié)約運(yùn)力2160億噸公里，節(jié)省運(yùn)費(fèi)約230億元。所以為了提高煤炭的綜合利用效率和降低燃煤污染物排放，我國(guó)應(yīng)增加燃煤的入洗率。

2 煤炭洗選對(duì)煉焦行業(yè)的影響

生產(chǎn)焦炭的原料主要是煤炭，不同種類(lèi)的焦炭對(duì)原料煤的灰分要求不同、一般冶金焦用煤的灰分在10.00%以下。最高不應(yīng)超過(guò)12.50%；鑄造焦灰分不應(yīng)超過(guò)10.00%；鐵合金焦分三級(jí)每一級(jí)對(duì)灰分也有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。要求的嚴(yán)格是因?yàn)榛曳謱?duì)焦炭的質(zhì)量有不利的影響。

2.1 灰分對(duì)焦炭質(zhì)量的影響

灰分在煉焦生產(chǎn)中是一種無(wú)用的雜質(zhì)，不僅不易破碎，造成煉焦煤料的細(xì)度不好，而且在煉焦時(shí)不熔融，不黏結(jié)也不收縮，較大的顆粒在焦炭?jī)?nèi)形成裂紋中心，降低焦炭的機(jī)械強(qiáng)度。某些灰成分還使焦炭的熱反應(yīng)性增強(qiáng)，焦炭的反應(yīng)后強(qiáng)度降低。

2.2 灰分對(duì)焦?fàn)t生產(chǎn)的影響

如果煤中灰分的成分是熔點(diǎn)低的化合物，則對(duì)焦?fàn)t的操作有害處。例如，在炭室負(fù)壓操作時(shí)，它很容易在爐墻表而熔融結(jié)疤，損害爐體。灰分太高時(shí)，還會(huì)影響正常推焦。

2.3 灰分對(duì)煉鐵生產(chǎn)的影響

煤中絕大部分灰分轉(zhuǎn)入焦炭中。一般認(rèn)為，焦炭灰分每增加1%，石灰消耗量約增加1%，爐渣量約增加2%，每噸生鐵消耗焦炭量增加1.5%。這樣計(jì)算我國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)生鐵產(chǎn)量為35988萬(wàn)噸，入爐焦比396kg/噸，消耗焦炭14251萬(wàn)噸。按降低焦炭灰分1%計(jì)算，14251×0.01=142萬(wàn)噸，也就是等于可減少142萬(wàn)噸的焦炭灰分。高爐冶煉制鋼生鐵的爐渣堿度要求在1.00～1.05（倍），因焦炭灰分中的SiO2，需要配加1：1的石灰。對(duì)于142萬(wàn)噸的焦炭灰分，就需要多加142萬(wàn)噸的石灰。這不但會(huì)增加鋼鐵企業(yè)購(gòu)買(mǎi)和運(yùn)輸石灰的費(fèi)用，而且高爐要消耗熔化焦炭灰分和石灰的能源，為此，煉鐵焦比要升高1.5%，即14251×0.015=214萬(wàn)噸焦炭。同時(shí)，全國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)還要承擔(dān)購(gòu)買(mǎi)和運(yùn)輸214萬(wàn)噸焦炭的費(fèi)用。還應(yīng)指出，因焦炭灰分升高，高爐多產(chǎn)生的284萬(wàn)噸的爐渣，也需要有相應(yīng)運(yùn)輸、處理的成本和費(fèi)用。

因此，全國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)若能實(shí)現(xiàn)焦炭灰分降低1%，可使高爐煉鐵少產(chǎn)生284萬(wàn)噸爐渣；少消耗142萬(wàn)噸石灰；少消耗214萬(wàn)噸焦炭；減少640萬(wàn)噸/年的運(yùn)輸量；所以加強(qiáng)煉焦煤的洗選力度從而降低焦炭灰分很有必要。

3 煤炭洗選對(duì)煤炭液化行業(yè)的影響

煤炭液化包括直接液化和間接液化，間接液化對(duì)煤質(zhì)灰分的要求是低于15%。當(dāng)然越低也有利于氣化，也有利于液化。而直接液化，高灰分的煤炭會(huì)帶來(lái)一系列的影響，煤的灰分高，影響油的產(chǎn)率和系統(tǒng)的正常操作。煤的灰分組成也對(duì)液化過(guò)程有影響，灰中的Fe、Co、Mo等元素有利于液化，對(duì)液化起催化作用；而灰中的Si、Ae、Ca、Mg等元素則不利于液化，它們易產(chǎn)生結(jié)垢，影響傳熱和不利于正常操作，也易使管道系統(tǒng)堵塞、磨損，降低設(shè)備的使用壽命。對(duì)于直接液化一般要求灰分小于5%，我國(guó)原煤平均灰分23%左右，要符合煤炭液化的要求就必須進(jìn)行煤炭的洗選。

4 結(jié)束語(yǔ)

煤炭的洗選加工是實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求，它在各工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著舉足輕重的作用，隨著煤炭消費(fèi)的增加和對(duì)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)增強(qiáng)，煤炭的洗選加工越來(lái)越不可替代。在未來(lái)一個(gè)很長(zhǎng)的時(shí)期，煤炭仍在能源消費(fèi)中占據(jù)主要部分，加強(qiáng)煤炭的洗選力度，開(kāi)發(fā)高效可行的煤炭洗選技術(shù)，以提高煤炭的利用率，減少對(duì)環(huán)境的污染，對(duì)于我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。

參考文獻(xiàn)

[1]柴洪偉.煤炭洗選對(duì)環(huán)境的影響[J].科技風(fēng)，2013.

[2]張振勇.煤的配合加工與利用[M].北京：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2000.

[3]郝臨山，彭建喜.潔凈煤技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

[4]郝臨山，李贊忠，烏云.煤液化生產(chǎn)技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.