煤质分析在选煤工艺选择中的应用

煤质分析在选煤工艺选择中的应用

苏健

神东煤炭集团洗选中心 陕西省榆林市 719315

摘要：煤质分析技术主要是分析煤的基本属性，确定选出煤的质量。在众多相关属性中，煤量和煤质特征是现代选煤技术的最主要参考数据。一方面，通过制定和完善合理的煤质分析方案，技术人员可最大程度优化煤炭工业开采流程，并最大程度提高煤炭资源价值。另一方面，选煤工艺的完善也能够进一步提高煤质分析的精度，从而提升煤质分析技术水平。

关键词：煤质分析；选煤工艺；应用分析

引言

煤是有机混合物，其主要成分是碳（C）。作为燃料使用时，煤所含热量越大，则其价格就越高，其利用价值也越大，故而提升煤质分析的准确性，在煤炭合理利用中意义重大。煤质分析的难点是，如何对分析结果进行有效利用，来对整体结果加以准确反映。在煤质分析中，可以结合煤层具体情况，采取一定的有效策略，在提升分析结果准确性的同时，尽可能简化分析过程，进而提升工作效率。下面将对煤质分析在选煤工艺选择中的应用展开探讨。

1选煤技术的工艺流程

从煤炭加工的全过程来看，选煤技术大致经历原煤准备、筛分、破碎、选煤和储运五个工艺过程。为了保证选煤工作的连续进行，及时将矿井采掘工作面的煤炭运至地表，通常会在矿井出口附近配置一定数量的煤仓，用于后续煤炭洗选的原料准备。筛分工序是根据煤炭颗粒大小进行分类预处理，通常使用的是多孔筛子，将原煤分成不同颗粒等级，按照筛分处理过程不同，可以将筛分环节细分为干法筛分和湿法筛分。煤块破碎是将大块煤分解成小颗粒，方便后续分选操作，最常见的破碎方式是机械破碎，通过碾压、敲击、折断等方式将大块煤压碎到适宜的粒径。煤炭选煤工艺是利用重介分选等设备，除去原煤中的杂质，生产出各种符合下游客户需求规格的产品。经过洗选后的煤炭就可以送进煤场，按照不同品质进行集中储存，同时按照客户要求，组织煤炭现货的装货和运输。

2影响煤炭质量分析的主要因素

2.1水分

在煤中不仅含有硫和铁，还有比例巨大的水分。根据水分存在状态，对其进行分类，包括化合水、内在水、外在水。由于水分在煤炭表面和内部的存在，因此在煤炭洗选加工过程中，水分的存在可对煤炭产量、洗选加工过程等造成不同程度的影响。要对水分进行严格控制，防治外水进入洗选系统。同时在煤炭开采过程中也要时刻注意割煤、喷雾降尘等环节导致原煤水分的增加。

2.2灰分测定

灰分是直接影响煤质分析结果准确性的另一个主要因素。灰分主要由两部分组成，一部分是煤中的有机物，另一部分是煤中的无机物。灰分会直接影响煤的加热温度和密度。在煤质分析工作中，对灰分检测的准确性有较高要求，在检测中不能掺入其他任何物质，因此测定过程中，想要确保样品内硫酸盐完全分解，需要先对灰分检测所用设备展开严格检测，确保各项设备能够满足精确检测的需求。

2.3发热量测定

煤的发热量，就是煤的热值，即单位质量的煤完全燃烧所发出的热量。 煤的发热量是煤按热值计价的基础指标。煤作为动力燃料，发热量愈高，其经济价值愈大。煤的发热量与煤的变质程度（煤化度）成正比。成煤时代最晚、煤化程度最低的泥炭发热量最低。煤的发热量通常采用仪器化验，就是我们常说的量热仪。原理是称取一定质量的煤粉，在足量的氧弹中燃烧，发出的热量传递给水使水的温度升高。根据水的相对温升计算发热量。另外还有一种估算，就是通过仪器化验出固定碳，挥发份，水分等再根据经验公式推算出发热量。

2.4设备管理

煤质分析分类多，持续时间长。在实际分析中，操作人员很难保证分析过程的稳定性。例如，一些低阶煤的燃烧会影响设备的运行状态，从而间接影响测试精度。同时，若煤含硫量较高、灰分较大时，还会造成炉膛熄火，增加实验中的不稳定因素，并给实验带来巨大损失。另外，由于持续时间较长，技术人员很难对实验数据进行准确分析，这导致多数煤质分析结果都存在波动范围。在少数情况下，该数据波动范围会直接干扰到后期选煤方案的落实执行。

3煤质分析在选煤工艺选择中的应用措施

3.1结合煤质调整选煤工艺

煤炭洗选工艺对保证煤的出厂质量有着直接而深远的影响，需要煤炭企业的管理层予以高度重视。在确定煤矿选煤厂洗选工艺时，必须遵循煤层特性的客观规律，并结合企业的实际发展，进一步确定煤炭洗选工艺流程和工艺参数。一方面，煤矿企业要认真组织当地煤层、煤质分析工作，根据客观分析评价报告确定具体的洗选工艺，然后开展原煤洗选操作。另一方面，在进行煤层特点的数据分析过程中，统筹考虑产品定位、原煤性质和洗选设备分拣能力三者之间的关系，采用灵活的系统算法，找到科学合理的煤质分析工具，从而找到符合企业发展要求的原煤洗选工艺。针对不同煤层的原煤性质差异，有针对性地调整煤炭洗选工序；根据煤炭用途的不同，对洗选后的原煤进行差异化销售，提高煤炭产品市场竞争力[1]。

3.2加强煤炭洗选过程管理

一方面，根据煤质分析结果对分级筛的结构进行升级改造，增加脱分级筛和原煤颗粒有效接触面积，可以促进原煤在筛分工序的停留时间，避免分选煤质下降；合理选择分级筛的类型则能实现更好的筛分效果。例如用弛张筛代替原直线振动筛从而提高筛分效率，也优化了洗选过程。另一方面，通过不断优化洗选参数，找到符合生产要求的流速和流量。在脱泥筛表面改造上，再浅槽分选机运行参数上进行调节，或者加宽倒煤板，可以在一定程度上优化洗选的工艺，改善重介选煤系统的工作稳定性。

3.3尝试利用先进煤质检验技术

无人化验系统已在国内一些煤质分析领域投入使用，可大大提高煤质分析的信息化和数字化程度，并可显著提高位置检测的准确性。在数据利用方面，智能实验室系统也可以更加丰富、持续的数值变化表明煤炭性质，并为后期选煤提供更多新的思路。在该系统中，工业机器人的使用有效降低了人工操作失误率，并能够记录各环节的操作数据。计算机辅助视觉的加入则能够实现对测试过程、测试行为进行监测，能够辅助技术人员对煤样实时状态进行捕捉。同时，该技术在尝试建立数据库，通过更加多的样本数据来保证煤质分析与后期煤炭洗选工艺的相关联系，从而从本质上提升煤质分析的技术价值[2]。

3.4加强设备管理

设备选择以及维护在煤质分析中影响较大，所以需要及时进行维护。比如在灰分测量中，需要保证设备温度指示器指示准确度，方便在各阶段进行准确温度控制。一般情况下，灰份测定中，热电偶校正理想周期在半年左右，所以需要技术人员在第四到第五个月加强对该设备的数据监控，留意该设备的数据异常。在其他设备的管理中，也要符合定期巡检原则，并记录数据异常率和偏移范围，减少系统误差排除压力。

3.5优化分析流程

在大多数情况下，煤质分析中的实验误差是不可避免的，此时，技术人员需要优化分析过程，减少误差的发生。一方面，在处理系统误差时，技术人员需要提前调整检测仪器，保证检测仪器并未有明显的读数故障。在部分关键指示剂处理中，需要重复操作3~5次，最大程度降低指示剂指示延后误差。另一方面，在偶然误差的处理中，煤样选取要符合标准，且各组煤样选择都应该在同一存放环境下，不应产生额外偏差。而对于水分比值较高的煤样，需要额外记录数值，保证试验后该部分煤的信息准确度[3]。

结束语

作为一种原煤分选技术，重介选煤技术能够有效脱除原煤中低热值组分杂质，减少原煤燃烧过程中有毒有害成分，从而提高煤炭产品质量，对煤炭企业的产品质量具有重要意义。煤炭企业选煤厂管理人员应该结合自身原煤分选设备的特点，认真研究影响煤炭分选工艺操作的限制性因素，从煤层质量特点入手，加强洗选环节管理，提升选煤操作智能管理水平，注重选煤设备日常维护保养，从而不断提升煤炭分选技术和管理质量，为煤矿企业创造持续性经济收益。

参考文献：

[1]史泽博,高重新.煤质分析在选煤工艺选择中的应用研究[J].中国设备工程,2019,(16):118-119.

[2]胡婷婷.煤质分析与检查对选煤厂设计及加工的重要性[J].能源与节能,2015,(01):30-31+35.

[3]杜焕铜.基于煤质资料在选煤工艺选择的分析[J].水力采煤与管道运输,2014,(04):32-34.