黃陵礦業(yè)公司潔凈煤技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

文/楊宗義

黃陵礦業(yè)公司潔凈煤技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

文/楊宗義

煤炭作為能源對(duì)人類的發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)，但在煤炭的開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中也產(chǎn)生了一系列污染問(wèn)題，危及生態(tài)平衡與人類生存。潔凈煤技術(shù)旨在最大限度地發(fā)揮煤炭作為能源的潛能利用，同時(shí)又實(shí)現(xiàn)最少的污染物釋放，達(dá)到煤炭高效清潔利用的目的。

陜西陜煤黃陵礦業(yè)公司近年來(lái)大力推進(jìn)黃陵循環(huán)經(jīng)濟(jì)資源綜合利用園區(qū)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)有限的煤炭資源不斷循環(huán)增值，變單一的煤炭產(chǎn)品為七種產(chǎn)品，形成煤、化、電、路、建材、生態(tài)果業(yè)等多業(yè)并舉的新產(chǎn)業(yè)格局，提高了企業(yè)抗風(fēng)險(xiǎn)能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)環(huán)保與經(jīng)濟(jì)效益的雙贏，走出了一條可持續(xù)的發(fā)展道路。

一、推廣潔凈煤技術(shù)的發(fā)展背景

2008年以前，黃陵礦業(yè)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(chǎn)生的煙塵和煤灰水嚴(yán)重污染著生態(tài)環(huán)境。2008年后，黃陵礦業(yè)審時(shí)度勢(shì)，合理有效地開(kāi)發(fā)礦區(qū)煤炭資源，通過(guò)加大技能改造，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，增加產(chǎn)品附加值，有效地實(shí)現(xiàn)變廢為寶，解決了環(huán)境污染問(wèn)題。如今，黃陵礦業(yè)公司以年產(chǎn)煤炭600萬(wàn)噸的一號(hào)煤礦和年產(chǎn)煤炭800萬(wàn)噸的二號(hào)煤礦為基礎(chǔ)，生產(chǎn)原煤進(jìn)入洗煤廠洗選，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力煤的潔凈生產(chǎn)。洗煤廠生產(chǎn)的精煤通過(guò)鐵路專用線裝車外銷及運(yùn)往煤化工公司生產(chǎn)焦炭；篩分出的中煤、煤泥、煤矸石供煤矸石發(fā)電公司發(fā)電；電廠排出的粉煤灰、爐渣，作為磚廠、水泥廠的原料；各個(gè)生產(chǎn)單位首尾相接，環(huán)環(huán)緊扣，上一個(gè)生產(chǎn)單位產(chǎn)生的廢料正好是下一個(gè)生產(chǎn)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(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)了固體廢棄物的吃干榨凈。

二、推進(jìn)潔凈煤技術(shù)的重要舉措

1.選煤廠技術(shù)升級(jí)、優(yōu)化創(chuàng)新

黃陵一號(hào)煤礦選煤廠現(xiàn)有設(shè)施由中煤西安設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司(原煤炭工業(yè)西安煤炭設(shè)計(jì)研究院)設(shè)計(jì)。黃陵一號(hào)煤礦選煤廠作為黃陵一號(hào)煤礦配套的地面工程，1991年12月開(kāi)工建設(shè)，2001年11月1日正式投產(chǎn)。選煤廠原設(shè)計(jì)能力為240萬(wàn)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(duì)黃陵一號(hào)煤礦選煤廠工藝系統(tǒng)進(jìn)行了部分技術(shù)改造，年設(shè)計(jì)能力提升到500萬(wàn)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(guò)濾機(jī)脫水，尾煤二次濃縮，煤泥采用沉降過(guò)濾離心機(jī)+壓濾機(jī)脫水回收。

黃陵二號(hào)煤礦選煤廠按照“世界領(lǐng)先、國(guó)內(nèi)一流”的整體思路，通過(guò)招投標(biāo)，由中煤西安設(shè)計(jì)研究院和澳大利亞約翰芬蕾選煤工程技術(shù)公司從項(xiàng)目設(shè)計(jì)、設(shè)備購(gòu)置到施工安裝進(jìn)行總承包。2006年11月正式開(kāi)工建設(shè)。2007年7月原煤篩分準(zhǔn)備系統(tǒng)建成投入使用。2007年11月主洗系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試生產(chǎn)，該系統(tǒng)采用重介選煤方式，其自動(dòng)化水平和數(shù)量系列均處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。設(shè)計(jì)工藝為入洗原煤經(jīng)雙層分級(jí)脫泥篩篩分三個(gè)粒度級(jí)產(chǎn)品。其中，重介淺槽分選機(jī)重產(chǎn)物和重介旋流器底流，既可以直接作為中煤銷往礦區(qū)矸石熱電廠，又可進(jìn)入再洗重介旋流器進(jìn)行再選，溢流產(chǎn)品配入電煤中銷售，矸石銷往礦區(qū)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(jí)濃縮，一級(jí)濃縮底流用兩臺(tái)加壓過(guò)濾機(jī)回收粗煤泥，溢流進(jìn)入二級(jí)濃縮機(jī)，底流用一臺(tái)隔膜式快開(kāi)壓濾機(jī)回收細(xì)煤泥，溢流作循環(huán)水重復(fù)使用，煤泥全部回收，煤泥水達(dá)到零排放，煤泥處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了一級(jí)閉路循環(huán)。

2.大力發(fā)展煤化工項(xiàng)目

Vdaf（干燥無(wú)灰基揮發(fā)份）作為煤炭分類的重要指標(biāo)之一，其中當(dāng)Y（膠質(zhì)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(jié)度（G）分類，5~20為弱粘結(jié)煤，20~50為偏弱粘結(jié)煤，50~65為中等粘結(jié)煤。從一、二號(hào)煤礦井田地質(zhì)資料來(lái)看，Vdaf基本在28%～37%范圍內(nèi)，一號(hào)煤礦部分煤Vdaf＞37%；一號(hào)煤礦粘結(jié)度（G）基本在4～78范圍內(nèi)波動(dòng)，二號(hào)煤礦在5～64范圍內(nèi)波動(dòng)。這表明一號(hào)煤礦井田內(nèi)有弱粘煤、1/2中粘煤、氣煤和1/3焦煤四級(jí)煤類；二號(hào)煤礦井田內(nèi)有弱粘煤、1/2中粘煤和氣煤三級(jí)煤類。而作為煉焦配煤，只有氣煤和1/3焦煤兩個(gè)煤類符合要求；但作為高爐噴吹用煤要求（粘結(jié)度G小于20），弱粘煤滿足要求。因此，一、二號(hào)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(qū)）260萬(wàn)噸/年搗固焦化和30萬(wàn)噸/年甲醇工程是由陜西黃陵礦業(yè)集團(tuán)有限公司與陜西黃河礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司合資承建。工程焦?fàn)t爐型選用TJL5550D型，雙聯(lián)下噴、單熱式、廢氣循環(huán)、側(cè)裝煤、搗固焦?fàn)t，炭化室高度5.5m，爐組規(guī)模4×65孔。

目前，公司年產(chǎn)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(chǎn)精甲醇28.05萬(wàn)噸／年。

3.利用矸石建設(shè)煤矸石電廠

黃陵礦業(yè)公司煤矸石發(fā)電Ⅰ期工程裝機(jī)容量為30MW，2003年7月開(kāi)工建設(shè)，2004年底建成投用。Ⅱ期2×50MW工程2006年6月開(kāi)工建設(shè)，2007年底兩臺(tái)機(jī)組順利實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，2008年2月1日正式投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)，創(chuàng)造了同類、同規(guī)模發(fā)電機(jī)組建設(shè)的較好水平。Ⅰ、Ⅱ期投產(chǎn)發(fā)電以來(lái)，每年消耗煤矸石、中煤、煤泥約80萬(wàn)噸，發(fā)電量6億多度，銷售收入近2億元，是黃陵礦業(yè)集團(tuán)實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)煤、電、化、路、建材多元發(fā)展的成功嘗試。

此外，為了壯大循環(huán)經(jīng)濟(jì)規(guī)模，2008年12月，黃陵礦業(yè)煤矸石發(fā)電公司又瞄準(zhǔn)了中國(guó)最大煤矸石綜合利用項(xiàng)目，依托年產(chǎn)煤炭800萬(wàn)噸的二號(hào)煤礦，開(kāi)始了2×300MW低熱值資源綜合利用電廠的建設(shè)，建成后，黃陵礦業(yè)煤矸石發(fā)電公司的裝機(jī)容量提升到730MW，年消耗煤矸石、煤泥、低熱值中煤300萬(wàn)噸，發(fā)電量達(dá)到10億度。

4.煤泥發(fā)電項(xiàng)目

煤泥是煤炭洗選過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，煤泥具有水分大、灰分高、顆粒細(xì)、粘度大、持水性強(qiáng)、內(nèi)聚力大，難以運(yùn)輸?shù)忍匦?。因此很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用，長(zhǎng)期被電力用戶拒之門外，且民用數(shù)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(yè)公司已建成的電廠煤泥發(fā)電項(xiàng)目一期系統(tǒng)年可利用煤泥總量約為10萬(wàn)噸。與燃燒中煤做比較，每年燃燒10萬(wàn)噸左右煤泥（3400～3600kcal/kg）可代替原入爐中煤約12萬(wàn)噸（2800～2900kcal/ kg）。電廠煤泥發(fā)電項(xiàng)目二期建成后，年可利用煤泥總量約60萬(wàn)噸。與燃燒中煤做比較，每年燃燒60萬(wàn)噸左右煤泥（3400～3600kcal/kg）可代替原入爐中煤約70萬(wàn)噸（2800～2900kcal/kg，按高位核算），為公司帶來(lái)了巨大的社會(huì)效益和環(huán)境效益。

三、結(jié)語(yǔ)

黃陵礦業(yè)公司大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，努力打造六個(gè)產(chǎn)業(yè)板塊，即以一、二號(hào)煤礦為主體的煤炭開(kāi)采和洗選板塊；以洗精煤為原料的煤焦化板塊；以焦?fàn)t煤氣和煤焦油為原料的精細(xì)煤化工板塊；以洗中煤、煤泥、矸石、瓦斯為燃料、年發(fā)電能力40億度的電力板塊；以發(fā)電產(chǎn)生的粉煤灰、灰渣為原料粉煤灰磚和100萬(wàn)噸水泥產(chǎn)能的建材板塊；依托專用鐵路形成年運(yùn)輸能力2000萬(wàn)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(chǎn)品結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了“黑色煤炭、綠色開(kāi)采”“高碳企業(yè)、低碳運(yùn)行”的循環(huán)發(fā)展模式。

（作者單位：陜西陜煤黃陵礦業(yè)公司）

（責(zé)任編輯：周瓊）