煤炭的能源主体地位短期内无法动摇,因此煤炭的使用必须走出一条清洁高效利用的新路。煤炭本质上是高碳能源,实现低碳化利用需要变革性技术创新,要依靠科技进步,着力推进煤炭清洁高效利用。
在煤炭生产加工过程中,直接从矿井中开采出来的不经任何加工处理的煤称之为原煤,将煤和矸石进行分离是煤炭加工过程中不可缺少的一步。选煤工序能将煤炭分成不同质量、规格的产品,有利于煤炭的高效综合利用;此外选煤过程还能去除原煤中含有的黄铁矿等杂质,减少燃煤对大气的污染,具有较高的环保意义。
煤矸分选的方法以分选介质来分类主要包括湿选与干选。湿法选煤又称洗煤,主要有跳汰分选、重介质分选和浮选等湿选方法,是目前我国选煤厂常用的选煤方法。干法选煤在分选过程不使用水,一般包括人工挑选、智能光电干选、风力煤矸分选、复合式干选、空气重介质流化、振动螺旋干法选煤等。
湿法选煤是我国选煤装备主要依赖的技术工艺方法,但随着我国对煤炭行业节能增效以及煤矿智能化要求的不断提高,湿法选煤的弊端日益凸显,主要有以下三方面:
(1)地域分布上,国内煤炭资源丰富的地区主要坐落于中西部干燥和水资源匮乏地区,因此湿法选煤在这些地区的应用会受到水资源的严重制约和产生较高的运输费用;
(2)从煤炭利用率来看,对于部分易泥化的煤,湿法选煤会导致额外的煤泥产生,从而导致煤的回收率下降,造成额外的损耗;
(3)从环境保护角度考虑,湿法选煤技术会在应用中产生大量煤泥水,煤泥水中夹杂的细粒粘土、泥砂和煤会对环境造成污染。因此,智能干式煤炭分选装备应运而生。
智能干式煤炭分选的优势和应用价值主要体现在以下方面:
(1)环保价值上,智能煤炭干选机采用干法选煤技术,不需要消耗宝贵的水资源,同时选煤过程中避免了湿法选煤厂煤泥水外排造成的水体环境污染,亦杜绝了煤泥的产生,绿色环保;
(2)从经济效益来看,智能煤炭干式选煤工艺与传统水洗工艺相比可以获得更高单位煤热值和更高产率的块精煤产品,从而获得更高的经济效益,智能煤炭干选设备可以直接在采矿地点实施筛选,节约煤炭运输费用,同时其由于工艺简单,因此洗煤厂的投资成本较少,运营维护成本相对较低;
(3)从行业发展角度考虑,智能煤炭干式选煤装备促进人工智能和产业发展融合,将传统选煤独立应用转变为数字赋能,真正解决了选煤安全生产、精益管理和价值提升,减少了管理成本,实现煤炭企业高质量发展,干法选煤更加符合“智能矿山、绿色矿山”和“双碳”政策的发展方向。
干法选煤目前已经成为我国选煤行业技术升级路线的重点研究方向。国家发改委发布的《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》中,把干法高效选煤技术和节水选煤技术列为第一类重点研发项目。国家发改委、国家能源局等部委联合印发的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》中,也指出煤炭生产向机械化、自动化、信息化、智能化的方向发展,绿色生产将成为我国煤炭企业的发展方向。通过分选加工实现煤炭产品多样化,提高煤炭利用效率,降低煤炭使用的排放,并对煤矸石、煤泥等洗选加工副产品进行充分利用,是煤炭企业可持续、高质量发展的基本要求。在当前国家政策对干法选煤支持和技术日益成熟的背景下,伴随煤炭开采和洗选业市场趋于稳定,以及过往煤炭机械设备更新改造周期到来,存量众多的湿法选煤设备迎来更新改造的高峰期,为智能干选设备提供了分选装备存量替代的广阔蓝海市场。