傳統(tǒng)的洗煤方式產(chǎn)生巨量工業(yè)廢水，造成能源資源浪費(fèi)與環(huán)境污染，而且選煤設(shè)備自動化、智能化程度較低，洗煤成本大、精煤產(chǎn)出率低、質(zhì)量低。針對此情況，重慶師范大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)近日成功研發(fā)出多譜段全粒級高精度節(jié)能型干選機(jī)，通過“X-ray+激光成像+熱成像”三位一體技術(shù)全面替代水洗工藝，提高洗煤精度的同時大大減少了污染和浪費(fèi)，目前該項(xiàng)產(chǎn)品已在冀中能源集團(tuán)投入試用，并取得了優(yōu)秀的效果反饋。
 

▲圖為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人彭宣帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行科研
 

洗煤減耗提質(zhì)——三位一體新技術(shù)的核心優(yōu)勢

“寧可十指磨穿，不肯手選煤矸”是選煤行業(yè)的一句老話。傳統(tǒng)選煤方式采用人工選煤，不僅效率低、辨別不精準(zhǔn)，選煤工人高強(qiáng)度工作的同時還存在大量煤資源被浪費(fèi)的情況。在此情況下，水洗煤工藝開始廣泛應(yīng)用，即通過水流的沖擊作用，把不同成分不同比重的原煤分出不同等級，并除去塵土和廢石，降低灰分和硫分含量。通過水洗煤，一定程度上可以降低煤炭運(yùn)輸成本，提高煤炭的利用率，但仍然無法完全避免人工環(huán)節(jié)，還會造成巨大的水資源浪費(fèi)與污染。如今，洗煤環(huán)節(jié)開始嘗試使用干選工藝，即通過噴風(fēng)替代水流沖擊作用。

“不同于傳統(tǒng)選煤工藝和現(xiàn)在市面上已有的干選技術(shù)，我們團(tuán)隊(duì)研發(fā)的多譜段全粒級高精度節(jié)能型干選機(jī)能夠真正實(shí)現(xiàn)選煤環(huán)節(jié)的高效、高質(zhì)、低廢、低耗。”據(jù)項(xiàng)目研發(fā)負(fù)責(zé)人彭宣介紹，目前市場主要的干選工藝是“X射線+風(fēng)吹”模式，而團(tuán)隊(duì)在該模式的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，運(yùn)用多譜段檢測技術(shù)實(shí)現(xiàn)對煤的超高精度識別，通過“X-ray+激光成像+熱成像”三位一體技術(shù)成功研發(fā)出多譜段全粒級高精度節(jié)能型干選機(jī)，提升了對原煤50%以上的識別精度，將煤中帶矸和矸中帶煤率都降低到1%以下，實(shí)現(xiàn)了煤與矸的精準(zhǔn)分離，同時將煤的分選粒級范圍擴(kuò)大到5mm—300mm，洗煤階段的生產(chǎn)速度提高30%，生產(chǎn)能耗減少57%，成本節(jié)約50%，真正做到了洗煤環(huán)節(jié)的減耗提質(zhì)。

有效數(shù)據(jù)支持——多譜段全粒級高精度節(jié)能型干選機(jī)的巨大價值

目前，多譜段全粒級高精度節(jié)能型干選機(jī)研發(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)擁有11項(xiàng)核心技術(shù)專利，其核心技術(shù)論文獲得國際光學(xué)期刊認(rèn)證，擁有多家企業(yè)客戶，并與冀中能源集團(tuán)進(jìn)行研發(fā)合作，取得了有效優(yōu)秀的數(shù)據(jù)結(jié)果。冀中能源集團(tuán)技術(shù)部副部長王印蜂也對多譜段全粒級高精度節(jié)能型干選機(jī)進(jìn)行了現(xiàn)場評價，認(rèn)定其調(diào)試結(jié)果達(dá)到預(yù)定目標(biāo)，煤的分選粒級范圍最小達(dá)到5mm，認(rèn)為該設(shè)備具有很強(qiáng)工業(yè)價值和可推廣性。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人還提出，他們的研發(fā)能夠?yàn)檫x煤廠帶來巨大的綜合效益：以3.0Mt/a動力煤選煤廠為例，與傳統(tǒng)水洗工藝相比，運(yùn)用多譜段全粒級高精度節(jié)能型干選機(jī)設(shè)備能夠大大減少所需的設(shè)備數(shù)量、裝機(jī)功率、噸煤耗電與加工費(fèi)，從而減小廠房體積，節(jié)省建設(shè)投資，縮短建設(shè)工期，其綜合經(jīng)濟(jì)效益可比傳統(tǒng)水洗工藝增加4000余萬元每年。

研發(fā)歷經(jīng)波折——項(xiàng)目成功離不開團(tuán)隊(duì)的不懈努力

由彭宣帶領(lǐng)的多譜段全粒級高精度節(jié)能型干選機(jī)研發(fā)團(tuán)隊(duì)已于今年5月20日在重慶市高新區(qū)注冊成立重慶麟芯宣光電科技有限公司。回望研發(fā)之初，團(tuán)隊(duì)在2016年就開始了針對中國洗煤市場的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)了人工選煤分選率低的問題，并針對問題進(jìn)行設(shè)計(jì)研發(fā)，在2018年時成功調(diào)試出機(jī)械臂選煤機(jī)，用以替代人工手選。但在開展進(jìn)一步研發(fā)時，意外發(fā)生了：彭宣團(tuán)隊(duì)的項(xiàng)目指導(dǎo)老師陳方林在調(diào)試過程中手臂被機(jī)械設(shè)備砸傷，導(dǎo)致右手粉碎性骨折，老師的重傷也讓團(tuán)隊(duì)不得不停下該項(xiàng)目的研究。

在2020年初，彭宣團(tuán)隊(duì)重啟該項(xiàng)目，而此時選煤產(chǎn)業(yè)技術(shù)已經(jīng)發(fā)生變化，洗煤環(huán)節(jié)已有干選法的初步應(yīng)用，于是他們將目光轉(zhuǎn)向研發(fā)多譜段全粒級高精度節(jié)能型干選機(jī)，在進(jìn)一步提高選煤的精度的同時，響應(yīng)國家節(jié)能減排政策的號召。“2020年方案定型后，研發(fā)出了產(chǎn)品的雛形。但之后的調(diào)試階段才是最辛苦枯燥的，”彭宣和陳方林回憶道，“研發(fā)這項(xiàng)技術(shù)就像在養(yǎng)自己的孩子，各方面我們都力求達(dá)到完美。在研發(fā)調(diào)試過程中，全國各地出差都是常有的事，我們需要利用課余的時間到處跑，假期的時間更是全花費(fèi)在這個項(xiàng)目上了。”

最讓團(tuán)隊(duì)記憶深刻的是2021年冬天，大家在河北與冀北能源集團(tuán)進(jìn)行研發(fā)合作，調(diào)試設(shè)備的經(jīng)歷。那段時間，由于河北市內(nèi)工廠全面停工，團(tuán)隊(duì)的臨時工廠只能租用遠(yuǎn)離市區(qū)的農(nóng)民倉庫，沒有暖氣供應(yīng)，環(huán)境十分艱苦。“因?yàn)闅鉁靥?，雙手完全凍僵了，沒有辦法正常地使用焊接設(shè)備，必須依靠臨時廠房僅有的一臺電暖器暖手后才能進(jìn)行調(diào)試工作，”彭宣說，“在調(diào)試的階段，我每天保證了必要的睡眠后就是去調(diào)設(shè)備，調(diào)試經(jīng)常會遇到困難，進(jìn)度卡住的時候會很郁悶，廠房周圍又沒什么人煙，很多時候都是對著一條常出現(xiàn)在廠房附近的流浪狗傾訴煩惱。后來團(tuán)隊(duì)的項(xiàng)目在冀中能源集團(tuán)進(jìn)行再調(diào)試的時候，由于實(shí)際情況的復(fù)雜性，也遇到了更多的困難：我們得趁著廠內(nèi)在用設(shè)備檢修的短短兩三個小時內(nèi)爭分奪秒，一遍又一遍調(diào)整參數(shù)和算法。”

就和看到自己的孩子苦讀數(shù)年終于提名金榜的心情一樣——當(dāng)多譜段全粒級高精度節(jié)能型干選機(jī)成功啟動運(yùn)行的那一刻，團(tuán)隊(duì)的激動和喜悅難以言表。

目前，團(tuán)隊(duì)所研發(fā)的多譜段全粒級高精度節(jié)能型干選機(jī)已經(jīng)得到了冀北能源集團(tuán)的試用和認(rèn)可，并初步達(dá)成了購買協(xié)議。彭宣希望在未來幾年內(nèi)，這個項(xiàng)目能推廣到全國甚至世界，達(dá)到他們研發(fā)的根本愿景——真正實(shí)現(xiàn)煤產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展，在大大提高精度與利用率的同時實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的要求。