貴州酸雨地區高硫煤利用中的環境保護措施

宋紅光

（貴州省煤礦設計研究院 貴州貴陽 550025）

1 高硫煤儲量及分布

我國人均煤炭資源儲量為103t，遠低于435t的世界平均水平，人均可采煤炭儲量為52t，遠遠低于173t的世界人均水平[1]。同時我國煤炭資源空間分布不均，北多南少，且由于地質沉積原因，資源分布較少的西南地區又大量分布著含硫量高于3%的資源，根據2005年年底的普查，貴州省已探明儲量中高硫煤占504.28億t，平均含硫量為4.02%，占全國總探明儲量的4.83%，占所有含硫量大于3%省份全部高硫煤的75.7%，貴州省是全國高硫煤炭的集中分布區，因此，高硫煤是貴州一種重要的資源。

2 高硫煤對環境的影響

煤炭作為一次能源，其能源轉化的最主要途徑為燃燒，其污染物產物為SO2，根據《貴州年鑒2011》，2010年貴州省一次能源生產總量中原煤占比為89.9%，能源終端消費中原煤占比約為82.0%（含電力折算部分），據《2011年貴州省環境質量狀況公報》載，貴州省2011 SO2的排放總量為110.42萬t。

高硫煤與中高硫煤的儲量約占全國煤炭資源的1/9，但由其燃燒所產生的SO2占總排放量的近一半[2]。貴州2011全省11個城市（不含清鎮市）年均降水pH值范圍在5.44－7.09之間。安順、貴陽等7個城市不同程度出現過酸雨，其中貴陽、安順和凱里3城市的降水年均pH值均小于5.6，酸雨率大于20%。由此可見,高硫煤的燃燒對環境空氣中SO2的貢獻較大，是局部地區酸雨污染的來源之一，針對高硫煤應制定較為嚴格和可行的環保措施，從源頭及使用全過程進行監控，加大對排放總量的控制力度，部分地區需對SO2的排放總量進行削減，在逐步改善環境空氣質量的前提下合理利用高硫煤炭資源。

3 高硫煤的利用不可避免

高硫煤炭在世界其他地區尤其是缺煤地區應用廣泛[3]，貴州地區煤炭賦存的地質條件極其復雜，高硫煤儲量占比較高，高硫煤并不是于某個地方集中分布，其賦存地質條件復雜，部分高硫煤層與其他煤層相距很近，其他相近煤層在開采過程中都會導致高硫煤層被破壞，因此，不可避免的要采出大量的高硫煤。

我國特低硫煤分部地區極少，分布面積小，主要分布在內蒙古、吉林、黑龍江以及西部部分地區，已探明儲量以及產量均較小，一般需要長距離運輸，且貴州本為西南地區煤炭生產能力大省，因此，貴州地區長期大量使用外來低硫及特低硫煤并不現實，當前及以后貴州地區使用高硫煤炭是不可避免的。

4 高硫煤及二氧化硫治理措施

貴州部分地區屬于酸雨和二氧化硫控制區，環境空氣煤煙型污染較為嚴重，如繼續利用高硫煤炭，則須采取較為可行的環保措施以控制二氧化硫的排放量，逐步改善環境空氣質量。結合貴州的實際情況，可從以下幾方面治理：

4.1 部分禁采

全面禁采高硫煤不符合實際情況，但可結合實際情況進行部分禁采，如處于鐵路下、水體下、建筑物下等“三下”高硫煤層，可考慮留設保護煤柱，尤其是建筑物下，貴州大部分礦井尤其老礦均是采取“先開采后賠償”的方針，在開采設計時一般很少考慮留設村莊煤柱，對于較為集中的村莊及建筑物下的煤炭資源，若屬于高硫煤炭則可考慮禁止開采，如此，既可減少搬遷費用和社會問題，又解決了高硫煤帶來的環境污染問題。

4.2 設置選煤廠，加大洗選力度

貴州地區的原煤含硫率較高，部分地區達4.16%－7.84%,個別地區甚至更高，屬于特高硫煤。高硫煤中硫分一般以硫化鐵等無機物質存在,以無機形式存在的硫占71%；其次以有機硫形式存在的硫占25%，剩余部分主要以硫酸鹽硫形式存在。無機狀態的硫單體較易分選，有機和硫酸鹽形式存在的硫較難分選，由于無機形式存在的硫占比較高，從畢節地區多個礦井多次分選實驗來看，硫分整體去除率約達60%，因此，大量洗選原煤既可以改變原煤品質，又可解決部分高硫煤污染問題。

4.3 高硫煤進電廠

貴州地區每個礦井均有電煤指標，導致有的礦井需要將品質好的原煤或低硫煤，甚至部分焦煤列入電煤指標，部分礦井則考慮買進低價煤列入電煤指標。從環境保護角度考慮，政府部門可從宏觀上調節，減少“一刀切”的做法，將大量的高硫煤列入電煤指標，可集中利用電廠現有的脫硫設施，在可保證脫硫質量的同時可大大減少高硫煤分散利用過程所必須設置的脫硫措施，更可減少部分高品質煤炭單純用作燃料的損失。

在高硫煤炭集中地區甚至可以設置坑口電站，可大量消耗高硫煤，將輸煤變成輸電，大大減少煤炭的運輸量，可減少沿途粉塵的產生，從另一方面保護了環境。

4.4 采用集中供熱

當前貴州部分地區存在大量分散的小鍋爐，主要燃燒附近小型礦井生產的煤炭，小鍋爐一般未配置脫硫除塵措施，大量分散的小型鍋爐事實上形成了區域污染。在人口較為集中的地區，如盤縣紅果、斷江等地活著小微企業較為集中的地區進行集中供熱。集中供熱時采取的脫硫措施更容易監管，脫硫效果更有效果，單位脫硫成本也可大為降低。

4.5 型煤固硫

如果在煤炭中加固硫劑，則將有50%左右的硫被保留在殘渣當中[4]，因此，排放到環境空氣中的SO2可減少約50%，而被截留的硫融入了爐渣，可當成固體廢棄物進行合適的處理。貴州高硫煤地區可加大型煤固硫的研究和生產，若能推廣民用，則可使部分分散用戶較好的控制SO2的排放。

4.6 燃燒前、燃燒中和燃燒后脫硫結合

選煤技術屬于燃燒前脫硫，由于小鍋爐分布廣泛、耗煤量大，且來源不同，因此其污染較難控制，在集中供熱覆蓋不大的地方，使用選煤廠的選煤產品可將入爐的煤炭含硫率控制在一定范圍[5]。

燃燒中脫硫又稱為爐內脫硫，在燃燒過程噴入脫硫劑（主要為CaCO3或CaO粉末），經氧化生成的SO2與爐內的CaO反應結合成CaSO3或CaSO4，并最終全部氧化為CaSO4融入爐渣，其脫硫效率約為60-80%。

煙氣脫硫（FGD）又稱為燃燒后脫硫，屬于末端處理，其去除效率可達90%以上，其處理費用較高，工藝較為復雜，副產品屬于二類固體廢物，副產品的處理過程也較復雜，目前一般用于電廠或其他大型水泥廠、氧化鋁廠等耗煤量很大的企業。貴州地區煤炭含硫率較高，同時現有部分地區環境容量較小，對高硫煤處理的要求較高。因此，耗煤單位在采取一般降硫措施后，若再利用煙氣脫硫進行終端處理，則可使SO2達到國家和地方的環保要求。若含硫4%的高硫煤使用煙氣脫硫，則相當于燃燒使用0.4%的特低硫煤炭，使用煙氣脫硫，高硫煤帶來的SO2在排放前有了相應的環保措施。

當前，單靠一種方法越來越不能滿足環保要求，在必要時應燃燒前-燃燒中-燃燒后聯合使用，將高硫煤的環境影響減到最小。

5 二氧化硫脫出經濟可行性

高硫煤SO2脫硫費用可以不斷降低，當前可以實現脫硫技術和裝備的國產化，脫硫裝備成本可以降到國際價格近一半，脫硫成本可控制在總投資的10%以內[6]，因此在環保意識日益強烈的當前，SO2的脫除是非常必要和可行的。

6 結論

自從將SO2確定為污染物，高硫煤就被認為是環境空氣SO2污染的主要污染源，國家發展和改革委員會令第9號《產業結構調整指導目錄（2011年本）》中規定淘汰高硫高灰（含硫高于3%）生產礦井。《燃煤二氧化硫排放污染防治技術政策》規定：“各地不得新建煤層含硫份大于3%的礦井”，但實際上生產中高硫煤被大量采出且由于資源的不可再生性而不可避免的在使用。本文從實際出發，積極探討貴州地區高硫煤的使用及治理措施，以最大程度減小高硫煤對環境空氣的影響，各地方有關部分可結合當地實際情況，在目前的禁采模式上考慮采取全過程的治理和監控措施。

[1]盛明，蔣翠蓉.淺談高硫煤資源及其利用[J].煤炭技術,2008,11(6):4-6.

[2]陳鵬.中國高硫極其排放SO2污染控制[J].煤炭轉化,1998,21(3):1-6.

[3]楊永清，張慧娟，米杰.高硫煤的利用途徑[J].科技情報開發與經濟,2005,15(5):166.

[4]楊新興，高慶先.等.我國SO2減排構想與經濟分析[J].環境科學研究,1998,11(6):13-15.

[5]石斌.高硫煤燃前脫硫及強化脫硫方法[J].選煤技術,2011,4(2):68-71.

[6]張可鉅.珞璜電廠煙氣脫硫裝置.1994（3）