选煤及选煤工艺流程

选煤及选煤工艺流程

原煤在生成过程中混入了各种矿物杂质，在开采和运输过程中不可避免地又混入顶板和底板的岩石及其他杂质（木材、金属及水泥构件等）。随着采煤机械化程度的提高和地质条件的变化，原煤质量将越来越差，表现在混入原煤的矸石增加、灰分提高、末煤及粉煤含量增加、水分增高。为了降低原煤中的杂质，同时把煤炭按质量、规格分成各种产品，就要对煤炭进行机械加工，以适应不同用户对煤炭质量的要求，有效地、合理地利用煤炭资源，减少燃煤对大气的污染，保证国民经济的可持续发展。选煤厂是煤炭工业的重要部门。

一、选煤的主要目的

（1）除去原煤中的杂质，降低灰分和硫分，提高煤炭质量，适应用户的需要；

（2）把煤炭分成不同质量、规格的产品，适应用户需要，以便有效合理地利用煤炭，节约用煤10%～15%；

（3）煤炭经过洗选，矸石可以就地废弃，可以减少无效运输10%～20%，同时为综合利用煤矸石创造条件；

（4）煤炭洗选可以除去大部分的灰分和50%～70%的黄铁矿硫，减少燃煤对大气的污染。它是洁净煤技术的前提。

二、我国煤炭主要用户对煤炭质量的要求

（1）电厂用煤

不同设备的火力发电厂所燃用的煤种和质量规格也不同。层状锅炉用块煤，新建的电厂均采用粉煤进行喷吹，一般采用粒度小于25mm或13mm的末煤。也有一些燃用水煤浆。一般来说，只要挥发分大于6.5%的煤浆（无烟煤、烟煤、褐煤）都可以作为发电用煤。

大型燃用烟煤的电厂，对煤质的要求可分为两大类：一类是要求用“中高挥发分煤”，其挥发分为28%～35%；另一类是采用“低挥发分的贫瘦煤：，其挥发分为12%～18%。要求低位发热量在21MJ/kg（5000kcal/kg）以上，有的要求更高，23 MJ/kg（5500 kcal/kg）或25.3 MJ/kg（6000 kcal/kg）以上。

用褐煤的电厂通常要求低位发热量在12 MJ/kg（2870 kcal/kg）以上。用无烟煤的电厂通常要求低位发热量在21 MJ/kg（5000 kcal/kg）以上。

发电用煤对灰分的要求一般不超过25%，从环保的角度考虑应该采用选后的动力煤，以减少炉渣、烟尘和二氧化硫的排放。烟煤的全水分一般不应高于12%，褐煤的水分不应高于40%。硫分一般不应超过1%，超过1%的燃煤电厂，国家要求采用脱硫装置，减少二氧化硫的排放。灰的熔化温度不低于1150℃，最好高于1350℃.哈氏可磨性指标要求在50以上。

我国电厂用煤平均发热量为21.0 MJ/kg，灰分为25%左右，硫分约为1.0%。

（2）冶金焦炭用煤

用于生产冶金焦炭的精煤灰分必须低于12.5%，硫分一般低于1.5%。冶金部门提供的资料表明，精煤灰分每降低1%，焦炭灰分可降低1.35%；而焦炭灰分降低1%,,炼铁焦比可降低2%，高炉利用系数可提高3%，同时可以降低，石灰石的耗量，提高生铁的质量。因此，要求尽量降低精煤的灰分，以提高焦炭的质量，增加经济效益。炼焦用精煤对硫份的要求十分严格，它使钢铁变脆，通常每提高硫分0.1%相当于灰分提高1%。水分对焦炉寿命有不良影响，而且延长结焦时间，消耗热量。冬季在寒冷地区水分使精煤冻结，对运输造成影响，所以水分要尽量降低。

（3）工业锅炉用煤

工业锅炉多为层床燃烧，有链条炉、往复炉及振动炉，煤粉燃烧炉较少。层床燃烧炉宜采用6～15mm的块煤，其中小于3mm不得超过30%。烟煤的挥发分大于20%，全水分不超过10%，灰分不超过30%，全硫不超过1.0%。蒸发量大的链条炉要求煤的低位发热量高，为21～23 MJ/kg（5000～5500 kcal/kg），蒸发量小的炉要求低位发热量18.8MJ/kg（4500 kcal/kg）

即可。

一般工业锅炉可用无烟煤、烟煤、贫煤和褐煤。

（4）合成氨造气用煤

合成氨造气适用煤炭有烟煤和无烟煤两大类，粒度在13～100mm之间，如中块、大块、混中块及小块。它对灰分、水分、硫分、发热量、挥发分、机械强度、热稳定性、化学活性、黏结性等均有要求。块煤灰分应不高于24%，最好低于18%；硫分应不高于2.0%，最好低于1%；水分一般低于12%；灰熔融性不应低于1150℃；块煤的机械强度和热稳定性均应大于60%；低位发热量应大于21 MJ/kg，胶质层最大厚度应小于12mm。

（5）蒸汽机车用煤

蒸汽机车因为炉膛小、烟囱短，炉箅子孔隙大，一般要求粒度13～50mm的气煤、长焰煤或弱黏煤，灰分小于25%；硫分小于2.5%，挥发分16%左右，发热量大于25.10MJ/kg，灰熔融温度大于1200℃。

（6）高炉喷吹用煤

采用高炉喷吹可以节省焦炭用量，既保护稀缺的炼焦煤资源，又具有很好的经济效益，1t高炉喷吹煤可以代替0.75～0.8t焦炭。其用量不断增长，过去一直采用无烟粉煤，近年来也采用挥发分较低的贫瘦煤，甚至气煤，一般采用无烟煤和烟煤的混合喷吹煤，其比例约为7：3或6：4.

一般要求灰分低于12%，且越低越好；硫分要求低于1%，最好在0.5%以下；全水分越低越好，一般应低于10%；磷的含量应低于0.02%；粒度应小于13mm（或25mm）的末煤，煤的可磨性要好，哈氏可磨性指数一般应大于45，固定碳要大于75%，煤灰中的SiO2/CaO的比值越小越好。

（7）液化用煤

煤的液化分为直接液化和间接液化。这两种液化方法对煤炭质量的要求各不相同。

1.直接液化对煤质的基本要求

（1）煤中的灰分要低，一般小于5%。

（2）煤的可磨性要好。

（3）煤中的氢含量越高越好，氧的含量越低越好。

（4）煤中的硫分和氮等杂原子含量越低越好。

（5）煤岩的组成也是液化的一项主要指标。

煤的间接液化是将煤气化，生成H2/CO的原料气，再在一定压力和温度下加催化剂，合成液体油，因此对煤质的要求相对要低些。

2.间接液化对煤质的要求

（1）煤的灰分要低于15%。

（2）煤的可磨性要好，水分要低。

（3）对于水煤浆制气的工艺，要求煤的成浆性能要好。

（4）煤的灰熔融性要求。固定床气化要求煤的灰熔融性软化温度越高越好，一般不小于1250℃；流化床气化要求小于1300℃。

（8）建材用煤

建材用煤主要用于水泥生产、制砖、生产玻璃和陶瓷。

水泥回转窑一般要求挥发分稍高的烟煤，发热量要求21 MJ/kg（（5000 kcal/kg）以上，硫分应不高于1.5%，粒度为-13mm为宜，哈氏可磨性指数越高越好。水泥立窑要求用无烟煤粒度13～100mm之间，灰分要求小于25%，低位发热量在23.0 MJ/kg，固定碳大于60%，热稳定性要好。

玻璃及陶瓷要求用低硫、低灰的块烟煤。