探讨煤质分析与检查对选煤厂工艺设计的重要影响

孙永强

神华准格尔能源有限责任公司选煤厂 内蒙古鄂尔多斯 010300

选煤厂在设计过程中，需详细分析、检查煤质，根据入选煤厂入选矿井类型、原煤灰分、水分、硫分等信息，确定选煤工艺（产品结构、灰分、水分、发热量、粒度等），如此才可保证选煤生产技术科学、合理。外界因素及环境因素都将影响煤质，不同煤层或者不同矿区生产的煤炭煤质也不相同，因而选煤厂需依据煤质分析及检查结果，合理确定选煤厂生产方式。

1 煤质检验项目及指标

1.1 水分检验

研究发现，煤炭中包含的水分主要为内在水分、外在水分，简言之在植物转变为煤炭资源时含有的水分称之为内在水分；煤炭资源开采、运输过程中，附着在煤炭表面或者裂缝处的水分则属于外在水分。通常情况下，随着煤炭质变程度的提升，其内在水分也将逐渐减少。煤炭含有的水分，不仅将浪费大量煤炭资源，还将对其利用效果造成不良影响。同时，水分也将影响煤炭加工，若原煤水分含量过小，将影响选煤设备；若原煤水分含量过大，还将降低煤炭品质[1]。

1.2 灰分检验

煤炭资源在燃烧后剩余的残渣被称为灰分，其可分为外在灰分、内在灰分两种。外在灰分产生原因为：采煤方法不合理，致使开采煤炭资源时夹杂了顶板与夹岩中的小块岩石（通常可采用分选方式去除煤炭资源中的外在灰分）。内在灰分则是形成煤炭资源的植物本身含有的无机物，若煤炭资源含有大量内在灰分，其可选性将降低。研究发现，随着煤炭中灰分的不断增加，其粘结性、发热量将降低，排矸量将上升。

1.3 固定碳含量检测

为明确煤炭资源用途，需详细检测煤炭资源中的固定碳含量（其指的是煤炭中水分、灰分、挥发分均去除之后的物质）。煤炭资源固定碳含量计算方式为：100减去煤炭资源水分、灰分及挥发分。依据相关数据可详细计算不同基准的固定碳含量。通常情况下，固定碳含量越高煤炭发热量越高，固定碳含量越低，发热量越低[2]。

1.4 发热量检测

发热量则表示单位质量煤炭资源完全燃烧后产生的热量总和，依据发热量大小可将其分为高位发热量、低位发热量。煤炭低位发热量计算方式为：煤炭高位发热量减去煤炭汽化热。国际规定发热量单位为百万焦耳/千克，我国煤炭贸易过程中采用的标准为煤炭低位发热量，其可充分表示煤炭使用效果。然而外界因素对煤炭资源发热量影响较大，因此低位发热量并不能准确表示煤炭资源质量。国际市场在交易煤炭资源时，大多采用高位发热量作为评判标准，其可充分展现煤炭资源质量。

1.5 全硫

煤炭中包含硫这一有害物质，其主要分为有机硫与无机硫。只有保证煤炭中包含的硫元素低于1%，才可作为燃料存在。环保煤、绿色能源指的是硫元素含量较低的煤炭。主要检查指标为：空气干燥基全硫、干燥基全硫等。

1.6 煤灰熔融性温度

煤炭软化温度指的就是在规定条件中获取的与温度变化具有密切联系的煤灰熔融性变形温度、软化温度等。煤灰熔融性温度对其性能影响较大，随着灰熔融性温度的提升，煤灰结渣几率也将随之降低；反之，煤灰结渣几率也随之增高。

2 煤质分析对选煤厂工艺设计的重要性

煤质分析工作的主要目的是掌握煤质结构、成分等数据信息，采用合理方式监测、分析煤质，其对提升选煤厂产品质量、提高其经济效益以及优化生产结构等具有重要意义。因此，选煤厂需重视煤质分析工作，其中主要分析指标为：水分、灰分、挥发分、固定碳等。煤质分析结果对煤炭资源应用具有重要影响，我国也明确规定了煤质分析标准，这对我国选煤厂煤质分析工作具有一定帮助。然而在实际工作当中，煤质分析结果极易出现误差，且部分选煤厂并未重视我国制定的分析标准，因此其生产的煤炭资源利用率不合理、产品质量达标等，这对我国经济发展、煤炭行业发展不利。

重视煤质分析、使用新型选煤技术的生产系统，不仅可提升煤炭产品质量，还可提高选煤厂市场竞争力，推动选煤厂稳定发展。选煤厂需明确入选原煤灰分、粘结性等特征，需将其定位为炼焦煤或炼焦精煤、动力煤，以保证选煤厂生产技术、生产系统工艺设计效果，提升选煤厂生产效率及质量。因而选煤厂需依据煤质将其进行合理分类、定位，并进行后续选煤工艺的设计[3]。

3 煤质检查对选煤厂工艺设计的重要性

煤炭资源质量与其灰分、水分、发热量等指标具有密切联系，因此为提升选煤厂生产效率、产品质量及煤炭资源利用率，需加强煤质检查。选煤厂需依据相关标准及指标，合理检查煤质，选煤厂可依据检查结果，科学调整生产技术及生产系统，这对提升煤炭产品质量、提高资源利用率具有重要意义。选煤厂为完成定置生产工作，需科学选用选煤技术、设备、设置自动化分选系统、明确质量指标，并优化所有生产技术及生产系统，如此才可保证煤炭生产质量。在生产过程中，首先选煤厂需分选原煤并进行加工，通常情况下根据煤种牌号，分储分运，合理选出最优质量、品种不同的产品。在洗选原煤时，洗煤厂需尽量优化生产技术，通过不同工艺参数调整，来提升精煤产量与生产效率，这对提升洗煤厂竞争力具有重要意义。洗煤厂需通过详细检查原煤煤质，保证原煤洗选技术的合理性。同时，还需对煤质进行采样、化验，从而明确煤炭质量及用途，这对合理评估洗煤厂生产情况、科学设计生产系统具有重要意义。由此可见，煤质检查对选煤厂设计具有重要意义，选煤厂可依据这些数据信息科学调整生产技术参数、更换生产设备、优化生产系统，从而调整洗煤厂生产效率及数质量关系，推动洗煤厂稳定、持续发展。

4 关于选煤厂设计的相关研究

选煤厂生产系统一般主要包含了原煤系统、块煤分选系统、煤泥水系统、介质系统等，在实际设计过程中需保证不同生产系统之间的协调，如此才可保证选煤厂设计的合理性及科学性。

4.1 原煤系统设计

选煤厂在设计原煤系统时，需科学筛分原煤颗粒度，在使用不同目数筛网将原煤筛选后，需对其进行详细检查，在检查完毕后将煤炭传入破碎机中，将其粉碎到设计粒径后，才可进行进一步工序。

4.2 块煤分选系统

通常情况下，通过预先筛分，将原煤分为不同粒级后，末煤不如选，块煤利用脱泥筛将块煤外部包裹的泥浆去除之后，将其输送至重介浅槽分选机或跳汰机进行筛选。通过分选，将块煤分为块精煤与块矸石，并分别利用脱介筛进行脱水与脱介操作。块精煤在经过脱介/脱水分级筛分选之后，可将其分为小块精煤与中块精煤，并且将其分别输送至小块洗煤仓与中块洗煤仓；块矸石将输送至矸石仓中。脱泥筛筛选出的物质将利用弧形筛与离心机进行脱水操作，并且与筛下末煤一同转入末煤仓中[4]。

4.3 介质系统

生产系统中所有脱介筛筛选出的合格介质，将被转入合格介质桶中，并将其循环利用。精煤脱介筛下的合格介质将分为两部分，其中一部分转入合格介质桶中，另一部分则与稀介质一同转入稀介质桶中，之后利用磁选机将其进行回收复用。磁选精矿将转入合格介质桶中，而磁选尾矿将转入粗煤泥回收系统。为实现自动化控制密度这一目标，重介浅槽系统配置有密度计、密度自动控制补水阀门。另外，生产系统中还配置有新介质增添系统，随着生产系统介质消耗量不断增高，可采用加介泵湿法向生产系统增添介质。

4.4 粗煤泥回收系统

利用浓缩旋流器可将磁选尾矿进行浓缩操作，并将浓缩后的产品转入煤泥浓缩机，在其经由弧形筛、离心机进行脱水之后，形成的粗煤泥产品可作为动力煤。选煤厂可将粗煤泥回收系统中的筛下水、溢流水等生产系统融合到煤泥水系统当中。离心液将返回浓缩旋流器，其主要作用是控制进入煤泥水系统的颗粒物粒径。

4.5 煤泥水系统

粗煤泥回收系统中的煤泥水在被浓缩之后，溢流水将循环利用，其底流将传输到压滤机中回收利用。通常可直接将压滤煤泥掺入末煤中，直接进入末煤仓（压滤效果较好，煤泥水分较低情况）。此外，选煤厂设置了絮凝剂自动添加系统、浓缩机，如此才可确保煤泥可充分回收利用，同时可满足环保、节能需求。

5 结语

总而言之，煤质质量可充分展现煤炭资源价值，反之选煤厂主要作用即调节煤炭品质，煤质质量正是选煤厂价值的体现和价值所在。随着我国社会经济的不断发展，各行业对煤炭资源的需求量也在不断增多，为提升煤炭资源利用率需加强选煤厂工艺设计。煤质分析及检查是选煤厂设计过程中的重要环节，因此为保证选煤生产技术、生产系统配置合理，提升煤炭资源利用率及企业效益，需重视设计和生产过程中对煤质的分析及检查。