，

(1.焦作煤業(yè)(集團(tuán))中馬村礦，河南 焦作 454005；2.焦作煤業(yè)(集團(tuán))開(kāi)元化工有限責(zé)任公司，河南 焦作 454191)

煤炭洗選脫硫技術(shù)

胡華斌1，胡芳2

(1.焦作煤業(yè)(集團(tuán))中馬村礦，河南 焦作 454005；2.焦作煤業(yè)(集團(tuán))開(kāi)元化工有限責(zé)任公司，河南 焦作 454191)

介紹了各種煤炭脫硫技術(shù)，為重介質(zhì)法、跳汰法、浮選法等多種洗選脫硫方法的聯(lián)合提供科學(xué)依據(jù)。本礦井選煤廠采用該脫硫方法，獲得了不同品種的洗選產(chǎn)品，合理有效利用煤炭資源，大大減少洗選產(chǎn)品燃燒時(shí)二氧化硫及其它污染物的排放，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了煤炭資源的高效潔凈利用。

煤炭；重介質(zhì)；跳汰；浮選；二氧化硫

1 脫硫技術(shù)

煤炭脫硫技術(shù)可以分為燃后脫硫、燃中脫硫和燃前脫硫[9-11]，燃后脫硫(又稱煙道氣脫硫)是在煤炭燃燒后，對(duì)燒煤設(shè)備排出的氣體進(jìn)行凈化以降低SO2的排放的脫硫方法；燃中脫硫(又稱爐內(nèi)脫硫)是在煤炭燃燒過(guò)程中，向爐內(nèi)噴入鈣系固硫劑，使煤炭中的硫轉(zhuǎn)化成硫酸鹽，后隨爐渣排出的脫硫方法；燃前脫硫是在煤炭燃燒前，采用選煤、水煤漿、型煤、動(dòng)力煤配煤等技術(shù)方法對(duì)煤炭進(jìn)行處理，去除硫分和灰分使其凈化的脫硫方法。燃后脫硫和燃中脫硫事先未脫除煤炭中的硫，只能在燃燒后凈化廢氣或燃燒時(shí)化硫?yàn)樵鴾p少SO2的排放，屬于被動(dòng)控制SO2排放的方法；燃前脫硫利用物理、化學(xué)、生物及其組合方法事先脫除煤炭中的硫，使煤炭燃燒時(shí)減少或不再產(chǎn)生SO2，屬于主動(dòng)控制SO2排放的方法[4]。煤炭的燃前脫硫，尤其是選煤脫硫是降低煤炭含硫量的重要途徑。選煤脫硫作為潔凈煤技術(shù)的源頭，既能脫硫降灰，又能形成不同質(zhì)量的煤產(chǎn)品，滿足不同用戶的需要，從而提高熱能的利用率，而且選煤脫硫的費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于燃后脫硫和燃中脫硫。選煤脫硫可分為溫和凈化脫硫、生物脫硫、化學(xué)脫硫、物理脫硫及其組合脫硫。溫和凈化脫硫都在常壓、溫度相對(duì)較低的情況下進(jìn)行，并且凈化后煤質(zhì)幾乎不變，如微波輻射法、電化學(xué)法、化學(xué)法等[9]；生物脫硫(又稱生物催化脫硫)是在常溫常壓下利用專門培養(yǎng)的細(xì)菌選擇性的氧化無(wú)機(jī)硫或有機(jī)硫，后用酸洗、瀝濾的方法實(shí)現(xiàn)脫硫的一種低能耗脫硫方法，可脫去93%的黃鐵礦以及15%～50%的有機(jī)硫，脫硫效率較高，常見(jiàn)的有生物浸出法、生物表面氧化處理法、生物選擇性絮凝法等[3]；浮選脫硫是在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上最為可行的化學(xué)脫硫方法，利用煤和硫鐵礦表面的親水性或疏水性的差別，采用浮選機(jī)或浮選柱作分選設(shè)備，通過(guò)加入適當(dāng)?shù)乃巹﹣?lái)達(dá)到脫硫目的，脫硫率達(dá)53%左右[13]；重力選煤脫硫是物理脫硫的主要方法，煤炭中煤粒的密度一般在1 300～1 800 kg/m3，矸石的密度在1 800～2 200 kg/m3，而黃鐵礦的密度在3 200～3 500 kg/m3[4-5]，重力選煤就是利用三者之間的密度差異，采用跳汰機(jī)、水介質(zhì)旋流器、重介質(zhì)旋流器或搖床等分選設(shè)備，把黃鐵礦和煤矸石從煤炭中去除的一種脫硫技術(shù)[14]。選煤脫硫是煤炭潔凈高效化的基礎(chǔ)，本礦井選煤廠采用濕法選煤脫硫，也稱洗選脫硫[15]，選擇了重介質(zhì)法、跳汰法、浮選法等多種方法聯(lián)合選煤脫硫方法，獲得了較為潔凈、高效的煤炭能源。重介質(zhì)法是利用阿基米德原理，當(dāng)介質(zhì)的密度大于煤粒的密度時(shí)，煤粒在介質(zhì)中上浮，反之下沉，將矸石和黃鐵礦等雜質(zhì)與煤粒分離的重力選煤脫硫方法，該方法具有適應(yīng)性強(qiáng)、設(shè)備簡(jiǎn)單、分選效率高等特點(diǎn)[16]。一般重介質(zhì)旋流器有效分選下限可達(dá)0.044 mm，黃鐵礦理論脫硫率可達(dá)85%～95%[5]；跳汰法主要用于粗粒精選，可減少礦物的過(guò)粉碎，一般跳汰機(jī)的分選下限約為 0.5 mm[14]。跳汰法分為風(fēng)力跳汰法和水力跳汰法[16]，風(fēng)力跳汰法是在脈動(dòng)空氣流中分選物料的方法，分選效率較低，適用于極端缺水的地區(qū)和對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求較低的條件；而水力跳汰法主要指在垂直升降的變速水流中按密度分選物料的方法，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、分選效率高、生產(chǎn)能力大等優(yōu)點(diǎn)，從而廣泛應(yīng)用于選煤；浮選法是在氣—液—固三相界面分選礦物的方法，主要用于細(xì)粒煤的精選。常規(guī)浮選法的選擇性不高而導(dǎo)致黃鐵礦硫的脫除效果差，具體原因可能有：黃鐵礦表面因氧化和電化學(xué)腐蝕而產(chǎn)生的疏水性物質(zhì)不利于黃鐵礦捕收劑浮選，黃鐵礦解離不完全導(dǎo)致一些煤與黃鐵礦連生體的存在，機(jī)械夾帶使黃鐵礦微粒被水帶進(jìn)精煤，非選擇性捕集疏水性顆粒黏附到氣泡上等[5，14]。針對(duì)該問(wèn)題，本礦井選煤廠采用噴射浮選法，使用噴射浮選機(jī)改善浮選入料的進(jìn)料方式，使浮選入料在極短時(shí)間內(nèi)與捕收劑充分接觸，使黃鐵礦得到有效礦化，以提高浮選脫硫效果。

2 洗選工藝

本礦井選煤廠的原煤洗選工藝流程如圖1所示。給煤機(jī)將原煤給至Ф100 mm分級(jí)篩，分級(jí)后手選除去篩上物中的大矸石，再將篩上物破碎至100 mm以下，輸送至塊煤皮帶；篩下物輸送至Ф13 mm分級(jí)篩分級(jí)，篩上物上塊煤皮帶，篩下物上末煤皮帶。塊煤皮帶物料水洗后進(jìn)入跳汰機(jī)，分選除去矸石，剩余物料通過(guò)弧形篩泄水，后進(jìn)入雙層直線振動(dòng)篩分級(jí)并脫水。雙層直線振動(dòng)篩上層篩孔為13 mm，下層篩孔為8 mm，8 mm以下的物料經(jīng)弧形篩泄水后進(jìn)入離心機(jī)，脫水得洗精煤產(chǎn)品；8～13 mm的物料為洗粒煤產(chǎn)品；13 mm以上的物料在重介淺槽中分選，塊中煤經(jīng)脫介篩脫水后得洗中煤產(chǎn)品；塊精煤經(jīng)脫介篩脫介后送至雙層分級(jí)篩分級(jí)。雙層分級(jí)篩上層篩孔為25 mm，下層篩孔為13 mm，25 mm以上的物料為優(yōu)中產(chǎn)品；13～25mm的物料為小塊產(chǎn)品；13 mm以下的物料經(jīng)弧形篩瀉水，再經(jīng)離心機(jī)脫水后輸送至Ф8 mm分級(jí)篩，分級(jí)得8 mm的洗精煤產(chǎn)品和8～13 mm的洗粒煤產(chǎn)品。末煤皮帶物料進(jìn)入三產(chǎn)品重介旋流器分選，后中煤和矸石混合物料先后經(jīng)脫介篩、離心機(jī)脫介脫水后成為末中煤產(chǎn)品；精煤物料經(jīng)脫介篩脫介后，篩上物經(jīng)離心機(jī)脫水后成為末精煤產(chǎn)品，而篩下物進(jìn)入浮選機(jī)，浮選精煤經(jīng)加壓過(guò)濾機(jī)脫水成為末精煤產(chǎn)品；浮選尾煤經(jīng)耙式濃縮機(jī)濃縮后用泵打入箱式壓濾機(jī)脫水成為煤泥[17]。在實(shí)際過(guò)程中，精煤產(chǎn)品產(chǎn)率約72%、灰分低于10%，中煤產(chǎn)品產(chǎn)率約5%、灰分低于35%，煤泥產(chǎn)品產(chǎn)率約10%、灰分低于25%，它們用于不同的燒煤設(shè)備，如精煤產(chǎn)品是適合一些專門用途的優(yōu)質(zhì)煤、中煤產(chǎn)品是供電廠和工業(yè)鍋爐的直接燃料、煤泥產(chǎn)品是民用燃料蜂窩煤的原料等，從而煤炭的利用率增加，顆粒物和SO2等污染物的排放大大減少。

圖1 原煤洗選工藝流程圖

3 結(jié)論

本礦井選煤廠采用重介質(zhì)法、跳汰法、浮選法等多種洗選聯(lián)合的脫硫方法，大大減少或清除了煤炭中的灰分、矸石和硫分等雜質(zhì)，獲得了較為潔凈、高效的洗選產(chǎn)品。因此，煤炭洗選脫硫技術(shù)不僅是合理有效用煤的前提，也是減少洗選產(chǎn)品燃燒時(shí)SO2及其他污染物排放的最經(jīng)濟(jì)的途徑。

[1]周 曦.洗選煤技術(shù)實(shí)用手冊(cè)[M].北京:民族出版社出版,2003.

[2]陳清如,焦紅光,潘蘭英，等.煤炭燃前兩段高效干法選煤凈化技術(shù)[J].河南理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版,2007,26(4):345-352.

[3]楊云云.煤中硫的分布特征與煤炭燃前脫硫研究現(xiàn)狀[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā),2012,31(28):55-56.

[4]秦丙克,張 月,籍永華，等.煤炭燃前脫硫研究現(xiàn)狀及進(jìn)展[J].云南化工,2012,39(3):25-28.

[5]李 彪,沙 杰.煤炭燃前脫硫方法及其應(yīng)用現(xiàn)狀[J].礦山機(jī)械,2010,38(20):9-14.

[6]張昭利.中國(guó)二氧化硫污染的經(jīng)濟(jì)分析[D].上海交通大學(xué),2012.

[7]劉睿劼,張智慧.中國(guó)工業(yè)二氧化硫排放趨勢(shì)及影響因素研究[J].環(huán)境污染與防治,2012,34(10):100-104.

[8]周桂銓.煤炭脫硫技術(shù)和環(huán)境保護(hù)[J].礦業(yè)快報(bào),2006,25(7):16-18.

[9]姬 麗,付汝三,何仁清,等.選煤脫硫技術(shù)[J].科技傳播,2010(15):157-158.

[10]傅 康,周俊虎,黃鎮(zhèn)宇. 燃煤脫硫技術(shù)的研究進(jìn)展[J].鍋爐技術(shù),003,34(4):72-76.

[11]薛愛(ài)軒,陶 瑩,李 蕊. 煤炭燃前脫硫方法研究[J].廣州化工,2010,8(12):60-61.

[12]李紅艷.中國(guó)煤炭清潔利用技術(shù)發(fā)展概況[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力,2010(9):63-65.

[13]徐 航.淺析我國(guó)燃煤燃前脫硫技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望[J].價(jià)值工程,2011,30(14):38-39.

[14]石 斌.高硫煤燃前脫硫及強(qiáng)化脫硫方法[J].選煤技術(shù),2011(2):68-71.

[15]錢今昔.煤炭高效潔凈化的途徑和前景[J].上海環(huán)境科學(xué),1999,18(7):296-298.

[16]郎中敏,張永強(qiáng),吳剛強(qiáng),等.煤脫硫技術(shù)研究進(jìn)展[J].內(nèi)蒙古石油化工,2012(1):103-104.

[17]肖涌洪.煤炭洗選技術(shù)的現(xiàn)狀與展望[J].科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì),2006,16(21):177-178.

CoalWashingandDesulfurizationTechniques

HUHua-bin1，HUFang2

(1.Jiaozuo Coal Industry Zhongmacun Mine,Jiaozuo 454005,China；2.Jiaozuo Coal Industry Kaiyuan Chemical Limited Liability Company,Jiaozuo 454191,China)

All kinds of coal desulfurization technology are introduced,providing a scientific basis for the combination of multiple washing and desulfurization techniques,such as dense medium, jigging and floating.Our pithead coal preparation plant employed the combined techniques to obtain varied washing products for reasonable valid use of coal resources,and reduce sulfur dioxide and other pollutants emissions while burning them to protect the ecological environment,realizing high efficiency and purification coal resources.

coal;dense medium;jigging;floating;sulfur dioxid

2014-08-07

胡華斌(1986-)，男，助理工程師，從事機(jī)電管理方面工作，電話：18236890935。

TQ536

A

1003-3467(2014)11-0022-03