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他和他的团队分析认为,主要是因为煤泥中直径低于74微米的超细颗粒比较多,超细颗粒比头发丝还细。通过测算,一升煤泥水中含有60%的超细颗粒。这样的煤泥水放置一天,超细颗粒基本一直在悬浮,不会自然沉降。
找到了原因就开始找方法。“我们尽可能地减少次生煤泥量。比如,我们发明的短流程工艺,煤炭沾水之后,5分钟就出来,不要在系统里循环15分钟~20分钟。”朱子祺说。
此外,就是矸石泥外排工艺,主要是矸石泥化。这个工艺就是将矸石泥化,不让矸石泥循环,最多循环一次,然后尽可能地在系统里将矸石泥外排。
“近两年,我们又创造了选煤厂选前脱粉工艺,因为很多直径在0.5毫米以下的煤泥都是从直径为3毫米的末煤、粉煤中产生的,所以我们让直径在3毫米以下的煤炭直接外运,不沾水,以降低煤泥量。”朱子祺说。
2015年,为适应京津冀大气污染防治的需要,朱子祺的团队生产供应了硫分小于0.4%、发热量大于5200大卡的优质超低硫清洁煤种“神洁-3”。
据了解,煤炭的洗选工艺主要是为了降灰、提高发热量,降低硫分方面的工艺还很少。“但据我们检测,通过洗选,块煤相对于原煤硫分可降低0.1%~0.15%,末煤可降低0.2%。”朱子祺说,通过分析,煤炭的硫赋存状态主要可分为有机硫和无机硫两大类,无机硫主要指的是硫铁矿硫和硫酸盐硫两类。
有机硫为煤分子结构中的有机组成部分,无法通过煤炭洗选方式进行脱除。而无机硫一般存在于无机物中,原煤中的无机硫主要存在于矸石中,这部分煤的硫分与煤的灰分变化具有正相关性,灰分越高,硫分越高。数据显示,我国的高硫煤平均硫分2.76%,其中黄铁矿硫占58%左右,而有机硫仅占37%左右,如能有效脱除63%的无机硫,将极大地降低燃煤对环境的污染。
朱子祺表示,高效而先进的物理洗选是目前公认的高硫煤燃前降硫最为经济的手段,即根据煤与矸石的密度差异,排出矸石的同时将存在于矸石中的无机硫排出,达到降硫的目的。
全国硫分低于0.4%的煤炭很少。为了有效供给清洁煤炭,神东煤炭集团洗选中心采取原煤部分入洗获取低硫精煤而后掺配高硫末原煤的方式,通过控制掺配比例从而获得硫分合格并能满足产量计划的洁净煤。
“在煤炭需求减少的背景下,用户主导市场,我们需要根据市场需求,灵活调整特种煤生产组织。未来,我们将设想建立智能化洗煤厂——和傻瓜相机自动对焦的工作原理很相似,在调度室摁一个按钮,就可以根据下游客户需求,自动生产煤种。”朱子祺表示,目前该项目正在做试点,明年将大规模实践。
而在铁路外运、销售煤炭的过程中,神东煤炭集团采用自主研发的封尘固化剂喷洒在煤炭表层的方式,在减少铁路沿线煤尘污染的同时,每年减少煤炭风损60万吨,创造直接经济效益超过2.5亿元。
洁净煤的成功生产和发运,不仅创造了环境效益,还创造了较好的经济效益。据测算,相同发热量条件下,神东煤炭集团吨煤销售价格提高了75元,每列洁净煤较同发热量指标混煤销售收入增加31.68万元。
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