黃陵礦業公司潔凈煤技術的應用與發展

文/楊宗義

黃陵礦業公司潔凈煤技術的應用與發展

文/楊宗義

煤炭作為能源對人類的發展作出了巨大的貢獻，但在煤炭的開發利用過程中也產生了一系列污染問題，危及生態平衡與人類生存。潔凈煤技術旨在最大限度地發揮煤炭作為能源的潛能利用，同時又實現最少的污染物釋放，達到煤炭高效清潔利用的目的。

陜西陜煤黃陵礦業公司近年來大力推進黃陵循環經濟資源綜合利用園區建設，實現有限的煤炭資源不斷循環增值，變單一的煤炭產品為七種產品，形成煤、化、電、路、建材、生態果業等多業并舉的新產業格局，提高了企業抗風險能力和市場競爭力，實現了生態環保與經濟效益的雙贏，走出了一條可持續的發展道路。

一、推廣潔凈煤技術的發展背景

2008年以前，黃陵礦業公司每年需征地200余畝用于固廢排放，矸石自燃、雨水沖刷產生的煙塵和煤灰水嚴重污染著生態環境。2008年后，黃陵礦業審時度勢，合理有效地開發礦區煤炭資源，通過加大技能改造，延伸產業鏈，增加產品附加值，有效地實現變廢為寶，解決了環境污染問題。如今，黃陵礦業公司以年產煤炭600萬噸的一號煤礦和年產煤炭800萬噸的二號煤礦為基礎，生產原煤進入洗煤廠洗選，實現了動力煤的潔凈生產。洗煤廠生產的精煤通過鐵路專用線裝車外銷及運往煤化工公司生產焦炭；篩分出的中煤、煤泥、煤矸石供煤矸石發電公司發電；電廠排出的粉煤灰、爐渣，作為磚廠、水泥廠的原料；各個生產單位首尾相接，環環緊扣，上一個生產單位產生的廢料正好是下一個生產單位的原料，逐層減量利用，形成了煤—電、煤—化工、煤—建材完整產業鏈，實現了固體廢棄物的吃干榨凈。

二、推進潔凈煤技術的重要舉措

1.選煤廠技術升級、優化創新

黃陵一號煤礦選煤廠現有設施由中煤西安設計工程有限責任公司(原煤炭工業西安煤炭設計研究院)設計。黃陵一號煤礦選煤廠作為黃陵一號煤礦配套的地面工程，1991年12月開工建設，2001年11月1日正式投產。選煤廠原設計能力為240萬噸/年，選煤工藝為：+ 13mm塊煤跳汰，煤泥不浮選。

2005年1月，天地科技股份有限公司唐山分公司對黃陵一號煤礦選煤廠工藝系統進行了部分技術改造，年設計能力提升到500萬噸/年，選煤工藝為：50~25mm跳汰分選，煤泥浮選，且留有煤泥不浮選的可能。浮選精煤采用加壓過濾機脫水，尾煤二次濃縮，煤泥采用沉降過濾離心機+壓濾機脫水回收。

黃陵二號煤礦選煤廠按照“世界領先、國內一流”的整體思路，通過招投標，由中煤西安設計研究院和澳大利亞約翰芬蕾選煤工程技術公司從項目設計、設備購置到施工安裝進行總承包。2006年11月正式開工建設。2007年7月原煤篩分準備系統建成投入使用。2007年11月主洗系統進行調試生產，該系統采用重介選煤方式，其自動化水平和數量系列均處于國內領先。設計工藝為入洗原煤經雙層分級脫泥篩篩分三個粒度級產品。其中，重介淺槽分選機重產物和重介旋流器底流，既可以直接作為中煤銷往礦區矸石熱電廠，又可進入再洗重介旋流器進行再選，溢流產品配入電煤中銷售，矸石銷往礦區矸石熱電廠或因灰分太高（>70%）排到矸石山。煤泥水處理采用二級濃縮，一級濃縮底流用兩臺加壓過濾機回收粗煤泥，溢流進入二級濃縮機，底流用一臺隔膜式快開壓濾機回收細煤泥，溢流作循環水重復使用，煤泥全部回收，煤泥水達到零排放，煤泥處理系統實現了一級閉路循環。

2.大力發展煤化工項目

Vdaf（干燥無灰基揮發份）作為煤炭分類的重要指標之一，其中當Y（膠質層最大厚度）小于25mm，Vdaf＞37%為氣煤，Vdaf在28%～37%則是1/3焦煤，Vdaf小于28%為主焦煤。按粘結度（G）分類，5~20為弱粘結煤，20~50為偏弱粘結煤，50~65為中等粘結煤。從一、二號煤礦井田地質資料來看，Vdaf基本在28%～37%范圍內，一號煤礦部分煤Vdaf＞37%；一號煤礦粘結度（G）基本在4～78范圍內波動，二號煤礦在5～64范圍內波動。這表明一號煤礦井田內有弱粘煤、1/2中粘煤、氣煤和1/3焦煤四級煤類；二號煤礦井田內有弱粘煤、1/2中粘煤和氣煤三級煤類。而作為煉焦配煤，只有氣煤和1/3焦煤兩個煤類符合要求；但作為高爐噴吹用煤要求（粘結度G小于20），弱粘煤滿足要求。因此，一、二號煤礦都具有煉焦配煤和高爐噴吹煤煤種資源。

黃陵煤化公司（曹家峪焦化園區）260萬噸/年搗固焦化和30萬噸/年甲醇工程是由陜西黃陵礦業集團有限公司與陜西黃河礦業集團有限責任公司合資承建。工程焦爐爐型選用TJL5550D型，雙聯下噴、單熱式、廢氣循環、側裝煤、搗固焦爐，炭化室高度5.5m，爐組規模4×65孔。

目前，公司年產干全焦2534899噸/年，回收焦油124500噸／年、硫膏5392噸/年、硫銨29000噸/年、粗苯36407噸／年，外供甲醇裝置煤氣665.49×106m3/年。產精甲醇28.05萬噸／年。

3.利用矸石建設煤矸石電廠

黃陵礦業公司煤矸石發電Ⅰ期工程裝機容量為30MW，2003年7月開工建設，2004年底建成投用。Ⅱ期2×50MW工程2006年6月開工建設，2007年底兩臺機組順利實現并網發電，2008年2月1日正式投入商業運營，創造了同類、同規模發電機組建設的較好水平。Ⅰ、Ⅱ期投產發電以來，每年消耗煤矸石、中煤、煤泥約80萬噸，發電量6億多度，銷售收入近2億元，是黃陵礦業集團實施循環經濟戰略，實現煤、電、化、路、建材多元發展的成功嘗試。

此外，為了壯大循環經濟規模，2008年12月，黃陵礦業煤矸石發電公司又瞄準了中國最大煤矸石綜合利用項目，依托年產煤炭800萬噸的二號煤礦，開始了2×300MW低熱值資源綜合利用電廠的建設，建成后，黃陵礦業煤矸石發電公司的裝機容量提升到730MW，年消耗煤矸石、煤泥、低熱值中煤300萬噸，發電量達到10億度。

4.煤泥發電項目

煤泥是煤炭洗選過程中產生的副產品，煤泥具有水分大、灰分高、顆粒細、粘度大、持水性強、內聚力大，難以運輸等特性。因此很難實現工業應用，長期被電力用戶拒之門外，且民用數量極為有限。但是，煤泥具有較高熱值，完全可以替代原煤作為電廠燃料。目前，黃陵礦業公司已建成的電廠煤泥發電項目一期系統年可利用煤泥總量約為10萬噸。與燃燒中煤做比較，每年燃燒10萬噸左右煤泥（3400～3600kcal/kg）可代替原入爐中煤約12萬噸（2800～2900kcal/ kg）。電廠煤泥發電項目二期建成后，年可利用煤泥總量約60萬噸。與燃燒中煤做比較，每年燃燒60萬噸左右煤泥（3400～3600kcal/kg）可代替原入爐中煤約70萬噸（2800～2900kcal/kg，按高位核算），為公司帶來了巨大的社會效益和環境效益。

三、結語

黃陵礦業公司大力發展循環經濟，努力打造六個產業板塊，即以一、二號煤礦為主體的煤炭開采和洗選板塊；以洗精煤為原料的煤焦化板塊；以焦爐煤氣和煤焦油為原料的精細煤化工板塊；以洗中煤、煤泥、矸石、瓦斯為燃料、年發電能力40億度的電力板塊；以發電產生的粉煤灰、灰渣為原料粉煤灰磚和100萬噸水泥產能的建材板塊；依托專用鐵路形成年運輸能力2000萬噸的物流板塊，形成了原煤、混煤、精煤、焦炭、焦油、柴油、甲醇、粗苯、合成氨、電、磚、水泥、粉煤灰砌塊等豐富多元的產品結構，實現了“黑色煤炭、綠色開采”“高碳企業、低碳運行”的循環發展模式。

（作者單位：陜西陜煤黃陵礦業公司）

（責任編輯：周瓊）