“双碳”背景下干法选煤技术研究新进展

干法选煤技术适合高寒干旱地区煤炭的分选加工,尤其对于我国来说,大的煤炭基地都位于中西部缺水地区,发展干法选煤是我国未来煤炭分选一个大的发展趋势。文章简要介绍了几种常用的干法选煤设备。然后分析了“双碳”背景下,我国干法选煤技术的新进展和新方向,包括以射线干选机、风力干选机为代表的大型干法选煤设备,专用于0~13mm细粒级煤炭干法分选技术,以及干选智能化建设领域的研究进展:射线类干法分选机通过双源识别算法的改进升级,使识别精读进一步提升;风力干选设备通过研制分选床面横向、纵向角度伺服控制系统和数字供风系统,以及建立选煤过程闭环控制数学模型和干法选煤数字孪生平台等实现智能化管理模式。最后,笔者从绿色干法分选、高效干法分选、智能干法分选三方面展望了新形势下干法选煤技术的发展方向。

干法选煤技术的发展应用

介绍了目前在工业上广泛应用的干法选煤设备的优点、工作原理、分选过程和相应典型工艺流程,指出了研究先进高效干法选煤技术对顺应我国煤炭工业战略西移、促进洁净煤事业全面发展的重要意义。

配煤的计算和自控及工业应用

针对目前煤炭资源的紧缺和能源的利用不充分,采用了先进的计算方法,工艺和控制模式,设计制造出满足现代资源利用的配煤系统,在现场应用中表明这种实用的计算方法和控制方法能够使资源得到充分的利用,大大地提高了产能和经济效益。

西露天矿油页岩有机质分布特性及富集试验

油页岩是一种非常规石油和天然气资源,由于所含有机质的高利用价值,已被列为21世纪重要的替代能源。重点考察了油页岩有机质的密度分布特性,探讨了初步富集有机质产品的浮选行为及富集机制。结果表明:西露天矿油页岩为高灰矿物质,原样中>13 mm大块粒级占比较高、<2.0 kg/L密度产品占比较低但有机质含量较高;<2.0 kg/L样品有机质富集试验表明,料浆浓度、捕收剂用量及起泡剂用量对其浮选效率影响较大,在料浆质量浓度80 g/L,捕收剂用量1200 g/t,起泡剂用量100 g/t时,浮选精矿灰分为43.15%,有机质回收率为73.18%,含油率为20.77%;XRD、FTIR、SEM+EDS分析其含油率提高的主要原因在于浮选产品相对解离度提高,有机质成分得到最大程度富集,含碳量提高,且分子模拟进一步反映所选捕收剂和有机质结合键较强,有效强化浮选过程。本结果为西露天矿油页岩的高值化利用方法提供基础研究支撑。

SID型智能干选机研制及应用

为了降低煤质波动对产品指标的影响,提高风力干选效果,在FX型风力干选机的基础上进行智能化升级改造,研制了SID型智能干选机。通过采用风力干选机振动频率自动调节及监测、风量和风压自动调节及监测、床面角度自动调节、排料翻版自动调节及定位等技术,将风力干选过程主要可控参数定量化;设计了煤质在线监测系统,对原煤的水分、灰分数据以及产品的灰分等参数进行在线监测;开发了风选智能控制系统,实现数据的采集和存储、生产监控、设备控制和报警管理等综合管理功能,多变量风选专家系统作为主要核心实现了参数自主调节。SID型智能干选机在国能北电胜利能源有限公司的应用表明,风选车间基本实现了无人值守、无人巡视,取得了较好的分选效果,煤中带矸率低于3%,矸中带煤率低于3%。

SID-F干选机分选无烟煤末煤的试验研究

为了对低品质末煤和粉煤灰等难分选产品进行有效分选处理,进一步提升其清洁高效利用水平,采用SID-F干选机中试系统对10~0 mm粒级的无烟煤末煤进行了干法分选试验,并通过对原煤及其产品进行取样化验和数据分析,考察了该机对无烟煤末煤的分选效果。试验结果表明:SID-F干选机对10~0 mm粒级末煤整体分选效果较好,精煤产品灰分较原煤降低了9.43个百分点,全流程分选效率>90%;该机对>3 mm粒级末煤分选效果良好(精煤带矸率<1%),但对<3 mm粒级的末煤分选效果稍差(精煤带矸率≤5%)。

煤系高岭土中残留炭的分离回收与材料化利用研究

煤系高岭土中残留炭的分离回收是实现其高值化综合利用的重要前提。以内蒙古煤系高岭土为研究对象,采用反浮选工艺分离回收残留炭,探索多段反浮选工艺条件下残留炭的分离回收效果。在此基础上,以残留炭为原料,采用NaOH/KOH活化法制备多孔炭,并将其用作超级电容器电极材料。利用低温N 2吸附、扫描电镜、恒流充放电、循环伏安等方法表征多孔炭的微观结构和其用作电极材料的电化学性能。研究表明,采用“粗选-两段精选-扫选”的反浮选工艺可有效分离回收煤系高岭土中的残留炭,回收率可达85.22%。采用NaOH/KOH活化残留炭分别可以制备出BET比表面积为2079 m^2/g和2324 m^2/g、总孔容为1.167 cm 3/g和1.328 cm 3/g的高性能多孔炭。该多孔炭具有相互贯通的“大孔-中孔-微孔”梯级孔径分布和良好的吸附性能,碘吸附值可达2205 mg/g和2491 mg/g,亚甲基蓝吸附值可达322 mg/g和406 mg/g。两种多孔炭用作电极材料均展示出优异的电化学性能,其比电容量分别可达256 F/g和285 F/g,具有良好的大电流充放电特性和优异的循环稳定性,经1500次循环充放电后,比电容量保持率超过90%,应用前景良好。

FX-12型干选机分选效果评价

为了解决崔家寨选煤厂矸石易泥化而不宜采用湿法分选的问题,选用FX-12型干选机对原煤进行降灰提质。介绍了该型干选机的结构与工作原理、技术特点、技术参数,并分析了入选原煤的煤质特征;结合原煤和产品的煤质情况,依据国家标准,对FX-12型干选机的分选效果进行评价。

影响FGX-9型干选机分选效果的内在因素分析

为了进一步提高FGX-9型干选机的分选效果,以该型干选机作为分选设备,以阜新矿原煤作为原料进行工业性试验,研究了振幅、振动频率、床面角度、风压与风量对原煤分选效果的影响,并寻找最佳技术参数。研究结果表明：在试验条件下,精煤产率随振幅增加而下降,灰分则先降低后上升,且当振幅为8 mm时,分选效果最佳;该型干选机的振动频率通常在35~50 Hz之间,精煤产率随振动频率增加逐渐降低,灰分则先降低后升高,在实际生产中可以通过适当提高振动频率来提高精煤质量;在床面纵向角度为0°时,随着横向角度的增加,精煤产率逐渐增大,灰分随之上升,且当横向角度在7°~8°之间时,精煤质量最佳;随着风量的增加,精煤产率和灰分均先下降后上升,当风量在70 000~80 000 m3/h时,分选效果最佳。该研究对于改善FGX-9型干选机的分选效果有着重要指导意义。

FX型风选机的运行特征及故障处理方法

论述了FX型风选机的结构特点、主要技术参数与主要应用范围,介绍了FX型风选机的主体结构及零部件的运行特征,针对FX型风选机在选煤厂中经常出现的各种故障,提出了解决方法。

细粒级煤的干法分选现状

本文主要介绍了目前在工业上得到广泛应用的干法选煤设备的优点,并指出了干法选煤技术的局限性,需要我们继续研究技术创新的方向以及国际上对细粒级原煤的分选研究现状。

风力选煤旋风除尘器内壁防冻粘涂层试验研究

风力选煤往往应用于高寒缺水地区,冬季气温低,昼夜温差大,煤在风选机床面上振动导致内能增加,煤中水分蒸发导致除尘器内部湿度较高,在遇到除尘器内壁时,往往出现冻粘现象,导致除尘器堵塞,除尘效率下降,为了解决上述问题,选取了六种常见的材料镶嵌在旋风除尘器的内壁,通过实验证明聚四氟乙烯材料作为内壁效果较好,能够长时间保持除尘器内壁冻而不粘,大大降低了除尘器内壁由于冻粘导致除尘器内部堵塞,进而导致除尘效率下降的概率。

煤系高岭土风选脱碳提质研究

有机碳是煤系高岭土中的主要杂质,对煤系高岭土的烧失量有较大的影响。为降低煤系高岭土中有机碳的含量,基于高岭土与有机碳之间存在密度差异,利用风力分选方法对煤系高岭土中的低密度的有机碳等杂质进行了脱除试验。试验结果表明:煤系高岭土的低密度物料中不仅含有大量有机碳,还有大量的碳酸钙与有机碳伴生,通过风力分选,不仅能降低煤系高岭土中的有机碳含量,从而降低高岭土的烧失量,还可以大大降低高岭土中碳酸钙的含量。

煤系高岭土风力分选脱碳提质探究性试验研究

煤系高岭土是一种煤系共伴生矿物,因含有大量有机碳、夹矸煤以及砂岩等杂质而难以利用。风力干法分选是一种不用水、流程简单的分选方法,通过对比几种常见的风力干法分选技术设备,分析各技术设备的优缺点,并针对煤系高岭土进行了探索性试验研究。结果表明:具有大冲程的FX型风力干选机较冲程较小的FGX型复合式干选机对煤系高岭土有更好的脱炭提质效果。