煤炭洗選對中國相關工業的影響

高美靈 柴洪偉

摘 要：煤炭的大規模開采和利用帶動了相關工業的發展，同時也給環境帶來了負面效應，加強煤炭的洗選力度不僅可以使煤炭的利用率大幅度的提高還可以改善我們賴以生存的環境，文章著重探究煤炭洗選對相關工業的影響。

關鍵詞：煤炭洗選；煉焦生產；煤炭液化

我國富煤、貧油、少氣的能源資源特點，決定了以煤為主的一次能源生產和消費結構在未來一定時期內難以改變。煤炭洗選加工是煤炭生產和高效利用過程中不可缺少的一個重要環節。目前我國原煤入洗率仍然很低，2010年我國原煤入洗率50.9%，2011年為53%，2012年為56.2%。灰分高的煤炭不僅使后續工業利用率降低還會對環境造成不可磨滅的影響，因此加強煤炭的洗選，對于我國實現可持續發展有著重要的戰略意義。

1 煤炭洗選對發電行業的影響

1.1 燃煤發電對環境的影響

在煤炭的消費結構中，動力煤占絕大部分，而絕大部分動力煤用來發電。在中國的動力煤消費結構中，有65%以上是用于火力發電；燃煤發電對環境有很大的影響。根據有關研究資料，煤炭是我國最大的空氣污染源，我國每年約80%的二氧化碳、85%的二氧化硫、67%的氮氧化物、70%的懸浮物排放來自于燃煤，燃燒煤炭還造成了土壤污染和土地損耗，煤炭含有的汞等重金屬對土壤污染也不可小覷。以我國的動力煤為例，平均灰分28.6%，平均硫分1.01%，洗后混配的優質動力煤平均灰分15.5%，平均硫分0.66%計算，如果入選1億噸原煤，可排除灰分1300萬噸，硫分35萬噸，減少二氧化硫排放49萬噸。如果22億噸動力煤全部入選，將就地排除灰分2.86億噸、硫分770萬噸，可以減少二氧化硫排放1078萬噸。

1.2 燃煤發電對長途運輸的影響

煤炭的洗選不僅可降低對環境的影響而且還可以節省長途運輸的費用，我國鐵路貨運總量中，煤炭運輸一直占50%以上，2010年全國鐵路運輸商品煤20億噸，占全國貨運總量的60%，平均運距超過600km。而通過煤炭洗選可以就地排除大量煤矸石（約占入選原煤量的15%-20%，按平均18%計算），即運輸洗選煤與運輸原煤相比，可以節約運力18%。每入選1億噸原煤，可排除1800萬噸洗矸，按鐵路運輸煤炭20億噸、平均運距600公里計算，可以節約運力2160億噸公里，節省運費約230億元。所以為了提高煤炭的綜合利用效率和降低燃煤污染物排放，我國應增加燃煤的入洗率。

2 煤炭洗選對煉焦行業的影響

生產焦炭的原料主要是煤炭，不同種類的焦炭對原料煤的灰分要求不同、一般冶金焦用煤的灰分在10.00%以下。最高不應超過12.50%；鑄造焦灰分不應超過10.00%；鐵合金焦分三級每一級對灰分也有嚴格的標準。要求的嚴格是因為灰分對焦炭的質量有不利的影響。

2.1 灰分對焦炭質量的影響

灰分在煉焦生產中是一種無用的雜質，不僅不易破碎，造成煉焦煤料的細度不好，而且在煉焦時不熔融，不黏結也不收縮，較大的顆粒在焦炭內形成裂紋中心，降低焦炭的機械強度。某些灰成分還使焦炭的熱反應性增強，焦炭的反應后強度降低。

2.2 灰分對焦爐生產的影響

如果煤中灰分的成分是熔點低的化合物，則對焦爐的操作有害處。例如，在炭室負壓操作時，它很容易在爐墻表而熔融結疤，損害爐體?；曳痔邥r，還會影響正常推焦。

2.3 灰分對煉鐵生產的影響

煤中絕大部分灰分轉入焦炭中。一般認為，焦炭灰分每增加1%，石灰消耗量約增加1%，爐渣量約增加2%，每噸生鐵消耗焦炭量增加1.5%。這樣計算我國重點鋼鐵企業生鐵產量為35988萬噸，入爐焦比396kg/噸，消耗焦炭14251萬噸。按降低焦炭灰分1%計算，14251×0.01=142萬噸，也就是等于可減少142萬噸的焦炭灰分。高爐冶煉制鋼生鐵的爐渣堿度要求在1.00～1.05（倍），因焦炭灰分中的SiO2，需要配加1：1的石灰。對于142萬噸的焦炭灰分，就需要多加142萬噸的石灰。這不但會增加鋼鐵企業購買和運輸石灰的費用，而且高爐要消耗熔化焦炭灰分和石灰的能源，為此，煉鐵焦比要升高1.5%，即14251×0.015=214萬噸焦炭。同時，全國重點鋼鐵企業還要承擔購買和運輸214萬噸焦炭的費用。還應指出，因焦炭灰分升高，高爐多產生的284萬噸的爐渣，也需要有相應運輸、處理的成本和費用。

因此，全國重點鋼鐵企業若能實現焦炭灰分降低1%，可使高爐煉鐵少產生284萬噸爐渣；少消耗142萬噸石灰；少消耗214萬噸焦炭；減少640萬噸/年的運輸量；所以加強煉焦煤的洗選力度從而降低焦炭灰分很有必要。

3 煤炭洗選對煤炭液化行業的影響

煤炭液化包括直接液化和間接液化，間接液化對煤質灰分的要求是低于15%。當然越低也有利于氣化，也有利于液化。而直接液化，高灰分的煤炭會帶來一系列的影響，煤的灰分高，影響油的產率和系統的正常操作。煤的灰分組成也對液化過程有影響，灰中的Fe、Co、Mo等元素有利于液化，對液化起催化作用；而灰中的Si、Ae、Ca、Mg等元素則不利于液化，它們易產生結垢，影響傳熱和不利于正常操作，也易使管道系統堵塞、磨損，降低設備的使用壽命。對于直接液化一般要求灰分小于5%，我國原煤平均灰分23%左右，要符合煤炭液化的要求就必須進行煤炭的洗選。

4 結束語

煤炭的洗選加工是實施可持續發展的戰略要求，它在各工業生產中占據著舉足輕重的作用，隨著煤炭消費的增加和對環境保護的意識增強，煤炭的洗選加工越來越不可替代。在未來一個很長的時期，煤炭仍在能源消費中占據主要部分，加強煤炭的洗選力度，開發高效可行的煤炭洗選技術，以提高煤炭的利用率，減少對環境的污染，對于我國的可持續發展具有重要的戰略意義。

參考文獻

[1]柴洪偉.煤炭洗選對環境的影響[J].科技風，2013.

[2]張振勇.煤的配合加工與利用[M].北京：中國礦業大學出版社，2000.

[3]郝臨山，彭建喜.潔凈煤技術[M].北京：化學工業出版社，2010.

[4]郝臨山，李贊忠，烏云.煤液化生產技術[M].北京：化學工業出版社，2009.