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

▲圖為項目負責人彭宣帶領團隊進行科研
 

洗煤減耗提質——三位一體新技術的核心優(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，選煤工人高強度工作的同時還存在大量煤資源被浪費的情況。在此情況下，水洗煤工藝開始廣泛應用，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，即通過噴風替代水流沖擊作用。

“不同于傳統(tǒng)選煤工藝和現在市面上已有的干選技術，我們團隊研發(fā)的多譜段全粒級高精度節(jié)能型干選機能夠真正實現選煤環(huán)節(jié)的高效、高質、低廢、低耗。”據項目研發(fā)負責人彭宣介紹，目前市場主要的干選工藝是“X射線+風吹”模式，而團隊在該模式的基礎上進行創(chuàng)新，運用多譜段檢測技術實現對煤的超高精度識別，通過“X-ray+激光成像+熱成像”三位一體技術成功研發(fā)出多譜段全粒級高精度節(jié)能型干選機，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，實現了煤與矸的精準分離，同時將煤的分選粒級范圍擴大到5mm—300mm，洗煤階段的生產速度提高30%，生產能耗減少57%，成本節(jié)約50%，真正做到了洗煤環(huán)節(jié)的減耗提質。

有效數據支持——多譜段全粒級高精度節(jié)能型干選機的巨大價值

目前，多譜段全粒級高精度節(jié)能型干選機研發(fā)團隊已經擁有11項核心技術專利，其核心技術論文獲得國際光學期刊認證，擁有多家企業(yè)客戶，并與冀中能源集團進行研發(fā)合作，取得了有效優(yōu)秀的數據結果。冀中能源集團技術部副部長王印蜂也對多譜段全粒級高精度節(jié)能型干選機進行了現場評價，認定其調試結果達到預定目標，煤的分選粒級范圍最小達到5mm，認為該設備具有很強工業(yè)價值和可推廣性。

項目負責人還提出，他們的研發(fā)能夠為選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，運用多譜段全粒級高精度節(jié)能型干選機設備能夠大大減少所需的設備數量、裝機功率、噸煤耗電與加工費，從而減小廠房體積，節(jié)省建設投資，縮短建設工期，其綜合經濟效益可比傳統(tǒng)水洗工藝增加4000余萬元每年。

研發(fā)歷經波折——項目成功離不開團隊的不懈努力

由彭宣帶領的多譜段全粒級高精度節(jié)能型干選機研發(fā)團隊已于今年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，團隊在2016年就開始了針對中國洗煤市場的調研，發(fā)現了人工選煤分選率低的問題，并針對問題進行設計研發(fā)，在2018年時成功調試出機械臂選煤機，用以替代人工手選。但在開展進一步研發(fā)時，意外發(fā)生了：彭宣團隊的項目指導老師陳方林在調試過程中手臂被機械設備砸傷，導致右手粉碎性骨折，老師的重傷也讓團隊不得不停下該項目的研究。

在2020年初，彭宣團隊重啟該項目，而此時選煤產業(yè)技術已經發(fā)生變化，洗煤環(huán)節(jié)已有干選法的初步應用，于是他們將目光轉向研發(fā)多譜段全粒級高精度節(jié)能型干選機，在進一步提高選煤的精度的同時，響應國家節(jié)能減排政策的號召。“2020年方案定型后，研發(fā)出了產品的雛形。但之后的調試階段才是最辛苦枯燥的，”彭宣和陳方林回憶道，“研發(fā)這項技術就像在養(yǎng)自己的孩子，各方面我們都力求達到完美。在研發(fā)調試過程中，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在這個項目上了。”

最讓團隊記憶深刻的是2021年冬天，大家在河北與冀北能源集團進行研發(fā)合作，調試設備的經歷。那段時間，由于河北市內工廠全面停工，團隊的臨時工廠只能租用遠離市區(qū)的農民倉庫，沒有暖氣供應，環(huán)境十分艱苦。“因為氣溫太低，雙手完全凍僵了，沒有辦法正常地使用焊接設備，必須依靠臨時廠房僅有的一臺電暖器暖手后才能進行調試工作，”彭宣說，“在調試的階段，我每天保證了必要的睡眠后就是去調設備，調試經常會遇到困難，進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在廠房附近的流浪狗傾訴煩惱。后來團隊的項目在冀中能源集團進行再調試的時候，由于實際情況的復雜性，也遇到了更多的困難：我們得趁著廠內在用設備檢修的短短兩三個小時內爭分奪秒，一遍又一遍調整參數和算法。”

就和看到自己的孩子苦讀數年終于提名金榜的心情一樣——當多譜段全粒級高精度節(jié)能型干選機成功啟動運行的那一刻，團隊的激動和喜悅難以言表。

目前，團隊所研發(fā)的多譜段全粒級高精度節(jié)能型干選機已經得到了冀北能源集團的試用和認可，并初步達成了購買協(xié)議。彭宣希望在未來幾年內，這個項目能推廣到全國甚至世界，達到他們研發(fā)的根本愿景——真正實現煤產業(yè)的綠色發(fā)展，在大大提高精度與利用率的同時實現節(jié)能減排的要求。