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《中国煤化工》
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选煤治霾,难点不在技术上
作者: | 来源:中国煤炭网 | 时间:2017-03-24

——访北京国华科技集团董事长兼总工程师赵树彦

赵树彦:1982年1月毕业于淮南矿业学院,毕业后进入煤炭科学研究总院唐山分院,从事煤炭洗选加工特别是重介质选煤工艺和关键设备的研究工作;1999年,进入唐山国华科技公司;2008年,创建北京国华科技集团,任董事长兼总工程师;煤炭部首批专业技术拔尖人才,孙越崎科技教育基金奖获得者,无压给料三产品重介质旋流器选煤工艺及设备的创始人。

提起雾霾,人们会不假思索地想到燃煤,但提起治理雾霾,却很少会联想到洁净煤技术的源头——选煤。选煤对治理雾霾有帮助吗?选煤与治理雾霾关系如何……3月初,记者带着相关问题,采访了选煤专家、北京国华科技集团董事长兼总工程师赵树彦。

选煤,从可有可无到愈发重要

“选煤作为洁净煤技术体系的第一步,是最有效、成本最低的洁净煤手段。但在过去几十年里,选煤并未得到应有的重视,甚至处于可有可无的状态。”赵树彦对记者说。

简单说,选煤就是去除煤中的杂质(矸石、硫、磷、铁等,以矸石为主)。据赵树彦介绍,选煤可以有效去除煤炭中的灰分和硫分。

“我国非矸石电厂动力煤平均灰分28.6%,平均硫分1.01%,而洗选后混配的动力商品煤平均灰分15.5%,平均硫分0.66%。每入选1亿吨原煤,约可排除灰分1300万吨,硫分35万吨,减少二氧化硫排放49万吨。”赵树彦说,发达国家的燃煤灰分一般不超过12%,远低于我国动力煤平均灰分28.6%。

选煤可谓一箭双雕:一则可将煤中绝大部分有毒有害、无利用价值杂质去除,减轻燃煤排放压力;二则由于去除了矸石等大部分杂质,可降低煤炭运输费用。

据了解,从内蒙古、山西、陕西等地运输到秦皇岛港的煤炭,成本中有一半来源于运输费用。“选煤不是选着玩的,是为了创造经济效益和环保效益。”赵树彦说。

环保效益好理解,但选煤是如何创造经济效益的,选煤需要付出的成本、洗选后带来的经济收益究竟哪个更大?

据了解,计划经济时期只重产量不重效益,由于选煤不仅不增加产量,还因为排放矸石等而影响产量,又加上“有人选(洗)没人用”,部分燃煤电厂倾向于购买未经洗选的低价煤,选煤的经济性一直存在争议。而随着供需变化、对环保的要求越来越高,选煤技术突飞猛进,选煤创造经济效益的可能性越来越大。

尽管如此,由于种种原因,我国原煤入选率与发达国家相比并不高。据中国煤炭加工利用协会初步估算,截至2016年末,我国原煤入选能力近26亿吨;2016年原煤入选总量23.45亿吨(其中炼焦煤入选约9.85亿吨,动力煤入选约13.6亿吨),入选率68.9%(其中动力煤入选率约56%)。

动力煤入选率远低于炼焦煤入选率的现实,不难理解。使用炼焦煤,对灰分等指标有严格的要求,煤炭产业下游钢铁企业“不得不”要求炼焦煤洗选;而使用动力煤,燃煤电厂对灰分等指标则不那么“敏感”。“通过洗选去除硫、磷等杂质的成本,要远低于在燃煤电厂通过脱硫、脱硝等装置减排的成本。例如,选煤可以脱掉80%的无机硫,成本仅为烟道脱硫的1/10。”赵树彦说。

因此,在今年的全国两会上,全国政协委员、陕西省政协副主席、民建陕西省主委李冬玉建议,因国内已使用的超临界和超超临界火电装机发电已相对清洁,比散煤燃烧污染物排放减少80%,所以应全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造。在仍需使用煤炭的地方,要提高精煤使用率,可考虑强制提高煤炭企业生产精煤的比重,并实时监测,严格追究原煤供应及使用企业的责任。

重介质技术的突破,为中国选煤争光

赵树彦是恢复高考后的第一届大学毕业生。“1982年,我从淮南矿业学院(现安徽理工大学)选煤专业毕业时,重介质选煤在国内是一个新兴的技术,很多人不愿意搞这个。由于我年龄比较小,又加上其他原因,就去煤炭科学研究总院唐山分院搞起了重介质选煤技术。”赵树彦说。

据了解,依据是否需要水等介质,选煤技术主要分为干选、湿选,湿选又分为水介质和重介质选煤等。

“在水中添加加重剂,水介质就变成了重介质。简单说,重介质选煤就像实验室的浮沉试验一样,利用阿基米德原理,让重的沉下去,轻的浮起来。实验室用的加重剂是氯化锌,工业上用的是磁铁矿粉。通过调整加重剂浓度改变重介质浓度,达到调整精煤灰分和产率的目的。添加的加重剂越多,浮起来的就越少,精煤灰分和产率就越低。”赵树彦说,“这是目前精度最高的选煤方法,也最方便根据下游燃煤电厂、钢铁厂等精煤用户使用需求,实时调节产品质量。”

赵树彦告诉记者,后来,他才发现由于重介质选煤技术不成熟,有很多难关需要攻克,这使他所在的研究团队走在了重介质选煤领域的前列。

“改革开放前,我国选煤重量不重质,之后才发现我们的选煤技术与国外差距很大。”赵树彦说,“炼焦煤洗选技术是煤炭洗选技术中最复杂的。改革开放初期,宝钢需要灰分低于8%的炼焦煤。当时,国内没有一家选煤厂能洗选出来。我当时年轻,有点不服输,非要搞定不可。”

1991年,赵树彦主持研发成功了由两个圆筒形旋流器并式串联组成的两段分选密度均可在线调节的NWSX710/500型无压给料三产品重介质旋流器。这是国内外首台工业应用的无压给料三产品重介质旋流器。后来,我国以重介质旋流器为主选设备设计了首座高度简化的重介质选煤厂——滴道区矿选煤厂,并迅速推广应用于风华等7座选煤厂,总处理能力超过250万吨/年,实现了我国重介质选煤的第一次飞跃。该技术成果曾获国家科技进步三等奖。

1999年,赵树彦作为“九五”国家重点科技攻关项目“大型高效全重介选煤简化流程新工艺及设备”总负责人,成功研发了国内外首台无压给料三产品重介质旋流器,并建成单系统处理能力为300吨/小时的生产系统;开发了粗煤泥重介质旋流器选煤工艺,使重介质旋流器选煤技术的有效分选下限达到0.10毫米。

2013年,赵树彦主持完成的“高效、简化重介质选煤成套技术的研究”项目获中国煤炭工业科学技术一等奖。据他介绍,在山西汾西新峪选煤厂,应用该项目成果的二车间较外资设计公司设计、采用发达国家选煤工艺及设备的一车间,精煤产率提高6.97个百分点,矸石带煤率降低20.52个百分点。每入选1吨原煤销售收入增加60.83元,年新增销售收入1.82亿元。

2014年,他的团队又成功研发了超大处理能力、超强排矸能力、超低能耗的超级重介质旋流器。它可淘汰所有预排矸系统,进一步简化选煤工艺。

赵树彦团队一直秉承我国“九五”期间确定的发展“高效、简化全重介选煤技术”方向,使得选煤技术像照相机的变焦镜头一样,简单、高效、实用。

“尽管国内选煤的核心技术至少领先美国等发达国家10年,但还是有不少人总觉得国外技术比较先进。”赵树彦说,“实际上,由于美国等国煤质较好,他们不需要研究适应劣质煤的选煤技术,从这个角度说,中国的技术是领先的。”他认为,一些科研单位、生产企业,高价引进落后的选煤技术建设选煤厂,不仅浪费资金和资源,污染环境,而且不利于我国选煤技术的进步。

近年来,北京国华科技集团携手国内其他选煤企业,与国外厂商竞争,将国外一些企业及其低效选煤技术挤出了中国市场。今年,北京国华科技集团还计划将重介质旋流器用到美国的选煤厂里。

未来应更重视选煤,而不是建矸石电厂

赵树彦告诉记者,由于过去选煤技术不够先进,洗选后的矸石中夹杂不少煤炭,所以在当时出于吃干榨尽、提高资源利用率的考虑,鼓励兴建了不少矸石电厂。这在当时是符合中国国情的。但随着选煤技术的进步,现在可以做到洗选后的矸石中几乎无煤,也就不需要矸石电厂了。

“十几年前,我就呼吁停产停建矸石电厂。”赵树彦说,“通过选煤,好不容易把矸石等杂质选了出来,却再用矸石发电,令人费解。未来应更重视选煤,而不是建矸石电厂。”

“我们集团矸石电厂快办不下去了,赔得要命,现在烧的都是好煤,这种情况在矸石电厂并不少见。”一位不愿透露姓名的煤炭企业选煤厂技术人员说,“当时煤炭企业之所以选择建矸石电厂,一方面是为了消灭矸石山,另一方面是为了企业自身用电方便,审批容易。但现在一些矸石电厂却成了企业的包袱。”

“尽管矸石电厂牵涉到各方的利益,但只要下决心完全能解决。”赵树彦说。他告诉记者,尽管作为洁净煤技术的源头,选煤对治理雾霾意义重大,但由于这些年煤炭企业普遍效益不好,选煤的发展还是受到了阻碍:井下设备更新欠账过多,没钱去搞选煤。

 

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