“新建、改擴建煤礦應配套煤炭洗選設施，有效提高煤炭產品質量，強化洗選過程污染治理。”日前，生態(tài)環(huán)境部、國家發(fā)展改革委、國家能源局下發(fā)的《關于進一步加強煤炭資源開發(fā)環(huán)境影響評價管理的通知》，再次為煤炭清潔利用“加碼”，強調洗選設施應是新建、改擴建煤礦的“標配”。中國煤炭加工利用協(xié)會相關負責人對記者表示，這也將利好低品質煤提質利用，降低運煤過程中不必要的能耗和成本。
值得注意的是，由于資源稟賦條件差，我國有相當一部分高含灰、高含硫、高含水的低品質煤。在清潔高效的高要求、高標準下，低品質煤該如何尋求“出路”？
低品質煤占四成
中國礦業(yè)大學國家煤加工與潔凈化工程技術研究中心常務副主任桂夏輝告訴記者，早在2011年，劉炯天院士擔任首席科學家的“低品質煤大規(guī)模提質利用的基礎研究”國家973計劃項目團隊便對低品質煤賦予了最早定義。低品質煤是指礦物、硫、水等雜質含量高的煤炭或煤炭分選產品，無論它是什么樣的煤階與煤種，都因其高含雜而難利用或無法應用。這種低品質煤的資源量，占了近我國煤炭資源總量的40%。低品質煤由于無法直接利用或得不到合理利用，會造成巨大的資源浪費；若達不到燃燒與轉化的利用條件，又會造成燃燒利用效率低、污染嚴重等后果。
多位業(yè)內人士表示，對低品質煤進行大規(guī)模提質利用，不僅對能源持續(xù)供給具有重大戰(zhàn)略意義，也是促進煤炭工業(yè)轉型升級和向燃料、原料并舉轉變的重要途徑。
據介紹，現(xiàn)階段我國東中部地區(qū)煤炭產量基本維持穩(wěn)定，西部地區(qū)產能持續(xù)增長。其中，東部許多煉焦煤產地煤炭呈高灰化；西部煤炭主要為低變質煤，開發(fā)利用難度大；西北地區(qū)以低變質煙煤為主；內蒙古自治區(qū)東中部、東北部分地區(qū)和云南以褐煤為主。“我國煤炭呈現(xiàn)西部煤炭低階化、焦肥煤等中高階煤炭高灰化的特點。”桂夏輝說。
另外，相關數(shù)據顯示，我國煤炭年運輸量超20億噸，平均運距在600公里以上，占到鐵路運力一半以上。由于低品質煤的主要特點是水分、灰分等含量比較大，如果不經洗選加工和提質而直接運輸，不可避免地增加了無效能耗。
上述中國煤炭加工利用協(xié)會人士告訴記者，這部分比例有的甚至高達60%，增加運輸成本的同時還造成環(huán)境污染。桂夏輝進一步指出，通過煤炭加工可至少排除20%雜質，節(jié)約運力20%以上。由于我國煤炭生產與消費逆向分布，有必要通過煤炭洗選加工實現(xiàn)有效運輸。
難以大規(guī)模加工利用
洗選加工是煤炭清潔利用的基礎和前提已逐漸成為行業(yè)共識。記者了解到，每分選1億噸煤，可脫除黃鐵礦硫150萬噸，成本遠低于煙氣脫硫；同時可脫除20%-30%的礦物質，減少2000-3000萬噸運力，此外，燃用分選精煤還可節(jié)約煤炭10-15%。桂夏輝介紹，目前提升煤炭品質實現(xiàn)潔凈化的方法主要有兩種：一種是通過分離加工，把高含灰、硫、水等雜質的煤炭變成潔凈化的燃料或原料；另一種是通過配煤、成型、制漿等調質加工手段，改變煤炭產品的形態(tài)與性質。
“低品質煤熱值低，有必要通過提質利用，提高煤炭單位質量的有效能源利用率。”上述中國煤炭加工利用協(xié)會人士指出。針對低品質煤的加工和潔凈，目前主要方式包括濕法選煤和干法選煤。具體的技術有多流態(tài)梯級強化浮選技術、高精度重介精選技術及裝備、低品質煤浮選提質界面調控與流動強化技術、模塊式高效干法分選技術、高性能大型振動篩分技術、TDS智能干選技術等。
桂夏輝認為，通過國家973計劃項目“低品質煤大規(guī)模提質利用的基礎研究”的研究，揭示了低品質煤中礦物、硫、水等雜質的賦存狀態(tài)和體相結構，初步建立了低品質煤提質及綜合利用的多相多尺度動力學機制與工程基礎，為后續(xù)關鍵技術的開發(fā)和工程示范奠定了理論基礎，后續(xù)需要集中理論攻克低品質大規(guī)模提質利用的卡脖子問題。上述中國煤炭加工利用協(xié)會人士指出，對低品質煤大規(guī)模加工利用，裝備大型化、智能化等問題還處于攻關階段，同時，油灰難分離、污水處理難度大等技術瓶頸也有待突破。
從單純分離到綜合利用
盡管應用受限較大，但在桂夏輝看來，對低品質煤炭大規(guī)模深度開發(fā)應盡快提上日程。“伴隨學科間交叉融合發(fā)展，未來通過基礎研究進一步揭示相關機理、不斷開發(fā)核心關鍵技術，有望推進大規(guī)模的工業(yè)化技術轉化。”
對此，上述中國煤炭加工利用協(xié)會人士也指出，低品質煤資源量大，實現(xiàn)低品質煤炭的清潔高效利用，對保障區(qū)域能源安全和化工原材料供應穩(wěn)定影響深遠。隨著產煤重心西移，我國煤炭資源中低品質煤總量還在增加。在2060碳中和目標下，低品質煤進行提質利用意義重大。
“對資源儲量大、反應活性好、富油率高的低品質煤進行分質梯級利用，可以實現(xiàn)煤炭使用價值和經濟價值的最大化。”上述人士還建議，一方面，粉煤熱解、油灰分離等工程難題有待攻克，另一方面，應支持引導開展油、氣、化、電多聯(lián)產低品質煤分質利用工業(yè)化示范。
現(xiàn)階段，選煤理念已發(fā)生變化，桂夏輝表示，未來煤加工與潔凈化，應該從單純分離分選提供高質量產品，向伴生與低品質資源綜合利用轉變。“綠色選煤技術體系建設將是未來發(fā)展方向。煤加工與潔凈化工程技術，不僅要把天然、二次、人工等多種類別的煤炭資源分離、提取、加工成原料、燃料、材料等有用產品，同時還要實現(xiàn)二次資源利用與環(huán)境友好。”
