文 |鳄娱海棠

编辑 |鳄娱海棠

煤炭作为我国的主要能源之一，在国民经济发展中扮演着至关重要的角色。

2022年的统计数据显示，在我国的能源消费结构中，煤炭占据了56.2%的高比例。

在煤炭开采和利用的过程中，也存在着一些亟待解决的问题，其中最为突出的就是原煤中杂质含量较高。

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原煤是指煤矿开采出来的未经加工的煤炭。

由于煤炭在地下埋藏了数百万年，其形成过程中不可避免地混入了大量的岩石、泥土等非煤物质。

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高灰分、高硫分的煤炭，直接燃烧会带来一系列问题。

杂质的存在会大大降低煤炭的燃烧效率。

煤炭燃烧是一个复杂的物理化学过程，需要煤炭中的可燃成分与氧气充分接触并发生化学反应。

而灰分和硫分等非可燃物质，会阻碍这一过程的进行，导致煤炭不能完全燃烧，热量无法充分释放，造成能源浪费。

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在燃烧时会产生大量有害物质，对环境造成严重污染。

灰分在高温燃烧下会形成大量的烟尘，漂浮在空气中，形成雾霾，危害人体健康。

硫分燃烧后会生成二氧化硫，导致酸雨，破坏生态环境。

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为了解决原煤中杂质带来的问题，人们发明了洗煤技术。

经过洗选的煤炭，质量得到明显提升。一般情况下，洗煤可以去除50%-80%的灰分，30%-40%的硫分。

据测算，每降低1%的灰分，煤炭的燃烧效率就可以提高39%。

这意味着，同样质量的煤炭，经过洗选后可以产生更多的热量，供应更多的电力和动力。

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煤炭经过洗选后，体积和重量都会有所减小，这意味着运输和储存更加方便、经济。

以铁路运输为例，由于煤炭质量提高，每车皮可以装载更多的煤炭，从而减少运输车次，节约运输成本。

同时，洗选后的煤炭含水量较高，不易自燃，运输和储存过程中的安全隐患大大降低。

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原煤中除了煤炭本身，还有大量的煤矸石、煤泥等废弃物。

这些物质虽然燃烧效率低，但也蕴藏着巨大的利用价值。

通过洗煤，可以将这些废弃物从原煤中分离出来，加以综合利用。

例如，煤矸石可以用于制作建筑材料、铺设道路等，煤泥则可以制成水煤浆，用于工业锅炉、电厂等。

这不仅可以减少废弃物的排放，还可以产生可观的经济效益。

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煤炭燃烧是大气污染的主要来源之一。

而经过洗选的精煤，由于灰分和硫分大幅降低，燃烧更加充分、洁净，产生的有害物质显著减少。

以硫分为例，洗煤可以去除30%-40%的硫分，相当于减少了三分之一到二分之一的二氧化硫排放。

此外，洗煤还可以减少烟尘、氮氧化物等污染物的产生，对改善空气质量具有积极作用。

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洗煤是一项重要的煤炭加工工艺，其目的是去除原煤中的杂质，提高煤炭品质。

湿法洗煤主要包括跳汰、离心、浮选等方式。

跳汰洗煤是一种重力选别方法，利用水流的上升速度，使比重小的煤粒上浮，比重大的杂质下沉，从而实现分选。

跳汰机中，水流从底部向上流动，煤炭和杂质在水流中按照比重不同而分层，最终实现分离。

离心洗煤则是利用离心力的作用，通过高速旋转，达到分离的目的。

浮选洗煤是一种化学选别方法，在水中加入特定的药剂，从而实现分离。

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与湿法洗煤相比，干法洗煤不使用水，而是利用风力或筛分等方法进行分选，因此也被称为"干选"。

干法洗煤主要适用于低灰分、低硫分的优质煤，特别是水资源匮乏的地区。

风力洗煤是利用风力，将比重小的煤粒吹起，而比重大的杂质落下，实现分选。

这种方法的原理与自然界中风力对沙粒和石粒的分选作用类似。

筛分洗煤则是利用煤粒和杂质颗粒大小的差异，通过不同孔径的筛网进行分离。

由于煤粒和杂质的颗粒大小不同，通过筛分可以有效地将其分离开来。

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随着科技的不断进步，洗煤技术也在不断创新和完善。

一些先进的洗煤技术已经得到广泛应用，如重介质旋流器洗煤、复合洗煤、干法分选等。

重介质旋流器洗煤是一种高效的洗煤方法，

它利用磁铁矿粉等高密度介质，使煤粒和杂质在旋流器中按照比重差异分离。

复合洗煤是将多种洗煤方法组合使用，如重介质旋流器与浮选相结合、跳汰与浮选相结合等，

通过不同方法的优势互补，可以根据煤种特性和用户需求，实现最佳的分选效果。

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干法分选是近年来发展起来的一种新型洗煤技术。

它利用煤粒和杂质在光学、电磁等特性上的差异，通过红外线、X射线等方式进行分选。

与传统的风力、筛分等干法洗煤方法相比，干法分选不仅节水环保，而且分选效率更高，可以处理更加复杂的煤种。

利用红外线技术，可以根据煤粒和杂质对红外线的吸收和反射特性差异进行分选；

在X射线技术下，煤粒和杂质的密度差异就成了分选的标准，至于利用电选技术，对煤粒和杂质的导电性差异对比进行分选。

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尽管洗煤工艺在不断改进和创新，但传统的湿法洗煤仍然是目前最主要的洗煤方法。

湿法洗煤以水为介质，利用水力和煤炭与杂质的比重差异，通过跳汰、离心、浮选等设备将煤炭与杂质分离。

这种方法虽然效率较高，但也存在着显著的缺陷，其中最突出的问题就是耗水量大。

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据统计，我国每年用于洗煤的水量高达40亿立方米，这一数字相当于10个西湖的蓄水量。

如此巨大的用水量，不仅加剧了我国的水资源压力，也给煤炭产地的生态环境带来了严重影响。

以产煤大省山西为例，该省洗选1吨煤炭平均耗水30吨，这对于本就干旱缺水的山西来说无疑是雪上加霜。

大量的地表水和地下水被抽取用于洗煤，导致当地水资源日益枯竭，生态环境不断恶化。

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除了耗水问题，洗煤过程中还会产生大量的废水和固体废弃物，其中最主要的是煤泥水和煤矸石。

煤泥水是洗煤过程中产生的含有大量煤泥和杂质的废水，如果不经过处理就直接排放，会严重污染水源。

煤矸石中往往含有一定量的可燃物质，在高温、干燥的条件下容易发生自燃，产生大量有毒有害气体。

此外，煤矸石堆放不当还可能引发滑坡、泥石流等地质灾害，威胁周边居民的生命财产安全。

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对于煤泥水，可以通过絮凝、沉淀、过滤等方法进行处理，回收其中的煤泥和水资源，实现废水的循环利用。

对于煤矸石，可以根据其性质和成分，用于制作建筑材料、铺设道路、填埋矿坑等，实现固废的综合利用。

这不仅可以减少废水和固废的排放，降低环境污染，还可以产生可观的经济效益，实现资源的高效利用。

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除了废水和固废问题，洗煤设备的能耗问题也不容忽视。

传统的洗煤设备，如跳汰机、离心机等，普遍存在能耗高、效率低的问题。

这不仅增加了洗煤的生产成本，也加剧了环境负荷。

高能耗的洗煤设备，意味着更多的化石能源消耗，更多的温室气体排放，这与我国节能减排、发展低碳经济的目标背道而驰。

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研发和推广节能高效的洗煤设备，成为洗煤行业亟待解决的另一个问题。

通过优化设备设计，采用先进的控制技术和工艺流程，可以显著提高洗煤设备的能源利用效率，降低能耗水平。

例如，采用变频调速技术，可以根据入洗原煤的性质和产量，实时调节设备的运行参数，避免能量浪费；

闭路循环工艺，可以最大限度地回收和利用洗煤水，减少新水用量。

自动化控制系统，能够实现设备的优化调度和运行，提高生产效率。

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面对环境形势和资源挑战，洗煤行业正在积极探索转型升级的路径。

要加快先进洗煤技术的研发和推广，提高洗煤效率，降低能耗和污染。

多用一些高效浓缩脱水一体化设备，减少煤泥水排放；

还可以采用干法分选技术，实现节水环保；采用智能化控制系统，实现洗煤过程的优化调控。

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在新时代的背景下，洗煤行业要以科技创新为动力。

以绿色发展为导向，加快转型升级步伐，实现高质量发展。

同时，作为能源消费大户，我们每个人也应该从自身做起，珍惜每一度电、每一滴水，养成节约资源的好习惯，为建设资源节约型、环境友好型社会贡献自己的一份力量。