煤炭在開發利用過程中對環境的影響及應對措施

羅嬌贏

(雞西大學 安全與環境工程系，黑龍江 雞西 158100)

煤炭在開發利用過程中對環境的影響及應對措施

羅嬌贏

(雞西大學 安全與環境工程系，黑龍江 雞西 158100)

煤炭在開發利用過程中會產生諸多環境問題，而中國目前的能源現狀決定了煤炭的主要地位，我國煤炭利用方式單一，效率不高。潔凈煤技術和其它相關措施可以解決煤炭利用與環境間的矛盾，通過洗選、型煤等技術手段可以實現環境效益與經濟效益的共同發展。

煤炭；潔凈煤；環境

煤炭作為我國的能源，不但儲量多，而且分布廣、品種齊全。中國目前是世界上最大的煤炭生產國，同時也是最大的出口國和消費國，煤炭作為主要的能源在相當長的時期內不會改變，煤炭的開發和利用既對國民經濟產生了推動作用，同時也在煤炭開發和利用的每一個環節，包括，開采、洗選、運輸、加工、燃燒等過程，對環境造成了重大影響，因此應加快潔凈煤技術的應用，減少污染。

一 煤炭在開采、運輸、利用過程中對環境的影響

1.煤炭在開采過程中對環境的影響。

煤炭開采對土地資源的破壞，表現為地表塌陷、水土流失、固體廢棄物占用土地等。中國的煤炭開采以井工為主，井工平均開采每萬噸原煤，地表塌陷面積為0.2公頃，全國累計地表塌陷面積為40萬公頃；露天平均開采每萬噸原煤破壞土地面積約為0.22公頃，其中挖掘破壞0.12公頃，外排壓土地占0.10公頃，露天開采每年破壞土地面積約2200公頃；另外，矸石山占用土地現已達到1.2萬公頃。[1]

煤炭開采過程中形成的大氣污染主要來源于礦井瓦斯。據初步測算，中國每年通過井下通風排放的煤層氣約有100億立方米，為全國甲烷排放總量的29%，甲烷的溫室效應是二氧化碳的20倍，對礦區的大氣環境產生了嚴重的危害，而且也加劇了全球氣候變暖，影響全球氣候變化。

煤炭開采對水資源也會造成影響。全國每年因采煤外排礦井水約22億噸，選煤外排煤泥水0.28億噸，外排其他工業廢水0.3億噸。

2.煤炭在運輸過程中對環境的影響。

據有關資料統計，我國鐵路運煤漏損率達3%-5%，水運損耗率達6%-7%。每年有6億噸煤炭通過鐵路、公路運輸，在運輸和裝卸堆放過程中至少排放300萬噸煤塵。

3.煤炭在利用過程中對環境的影響。

我國煤炭的利用以直接燃燒為主，直接燃煤造成我國大氣典型的煤煙型污染。燃煤產生了大量的煙塵、NOx、SO2、CO2等大量有害的污染物。中國燃煤產生的粉塵排放量約占粉塵總排放量的70%，燃燒排放的SO2約占總排放量的90%，NOx約占排放量的70%，CO2的排放量約占全國總的排放量的80%。據國家環保局統計，目前中國SO2污染產生的酸雨面積已經達到國土總面積的30%。造成我國北方城市污染較南方重的局面，這與冬季北方燃煤有關，見表1-1。

表1-1 中國夏冬季節城市大氣污染比較

二 中國的潔凈煤技術

中國政府非常重視潔凈煤技術的發展，把能源與環境協調發展，作為國家發展的重大戰略目標，按照國務院批準的《中國潔凈煤技術九五計劃和2010年發展綱要》，中潔凈煤技術包括煤炭加工、煤炭高效潔凈燃燒、煤炭轉化和污染排放控制與廢棄物處理四大領域。

1.煤炭洗選技術。

煤炭洗選是傳統的煤炭加工技術，也是潔凈煤技術中最有效最經濟的途徑。通過洗選，可減少無效運輸，減少污染物排放，保護環境。入洗1億噸原煤一般可排除2000萬噸矸石，減少SO2排放量100-150萬噸。假設煤炭經鐵路運輸的比例為60%，表2-1顯示了因煤炭洗選減少運力可減少CO2排放情況。[2]

表2-1 節省運力減少CO2減排

在大中型洗煤廠的跳汰、浮游、重介質三大類洗選成套工藝設備方面，我國已有成熟的技術和配套能力，入洗原煤能力達2億噸以上。

但是目前中國的原煤入洗率很低，只有25%左右，發達國家在90%以上。先進的重介質選比例和小，選煤廠單機處理能力小，自動化程度低。

2.水煤漿技術。

水煤漿具有良好的穩定性及流變性，易于裝卸、儲存、輸送及直接霧化燃燒，可廣泛用于工業鍋爐、電站鍋爐、工業窯爐上代油燃燒，亦可用作氣化原料，用于合成氨、合成甲醇、合成尿素等化工項目中。工業性應用示范證明，燃用水煤漿可提高燃燒效率5%-10%,降低能耗約20%，用1.8-2.1噸水煤漿可代替1噸重油，預測當燃料油和水煤漿的比價超過2.25時，水煤漿在經濟上就有競爭力。

3.型煤。

型煤可以有效的提高煤炭利用率，燃用型煤與原煤散燒相比，工業鍋爐平均節約15%-23%，民用爐灶20%-30%，可以有效的減少環境污染，其中CO排放量減少70%-80%，煙塵減少60%，總固硫率為54%-74%。根據我國的實驗，使用型煤的環境效益雖然比煤的氣化、液化低，但從環境、節能、經濟性方面考慮，型煤仍是減少大氣污染的主要有效途徑。表2-2顯示了型煤的投資效益評價。[3]

表2-2 型煤的投資效益評價

4.煤的氣化技術。

煤氣化和脫硫凈化后，得到低熱值煤氣，用于復合循環發電。這種系統熱效較高，達42%，電作為能源更為清潔。在氣化過程中，煤中的硫轉化為硫化氫，含氮的化合物與氧氣結合，大半轉化成了氨。硫化氫比二氧化硫更易去除。

三 其他相關環境保護措施

針對地表塌陷的主要措施：恢復和治理開采塌陷區的生態環境，綜合運用生態保護技術，結合煤矸石等固體廢棄物的處理，對塌陷區進行充填，復墾。

針對礦井水的主要措施：積極實現礦井水的資源化利用，即可減少排污，又可節約水資源，解決水資源短缺的問題，礦井污水一般包括四種類型，即含懸浮物、高礦化度、酸性及含特殊污染物的礦井水，針對不同污染類型的礦井水，可采取不同的資源化處理方式。

針對采煤過程中產生的煤層氣處理措施：在采煤之前和采煤中預先將煤層氣抽取出來并加以利用，可以減少礦井瓦斯的威脅，減緩溫室效應，同時獲得廉價、潔凈、高效的能源。煤層氣的抽采實現了環境效應與經濟效益和安全生產三者的有機結合。

針對煤矸石的主要處理措施：煤矸石除了可以作為回填材料外，有些煤矸石還有一定的發熱量，可作為低熱值燃料，還可作為水泥摻混原料，制煤矸石磚、釉面磚等建筑材料。煤矸石中的微量和常量元素也有利用價值，生產聚合氯化鋁、碳化硅、石棉、分子篩。[4]

四 結語

根據煤炭需求和煤炭供應情況的預測，得到2020年環境情況的預測表，見表4-1。[5]

表4-1 環境預測結果

由表可以看出，由于煤炭消費總量的上升，溫室氣體的排放量將不斷上升，水資源和土地資源的破壞也非常嚴重，因此有必要采取綜合措施合理處理環境與能源的利用問題。

(1)不斷優化能源結構，積極開發利用清潔能源。

(2)鼓勵煤炭的清潔生產與清潔利用。

(3)積極治理相關環境問題，完善環境管理機制。

(4)多部門積極配合，完成技術改進和環境治理相關工作。

[1]郝臨山.潔凈煤技術[M].北京:化學工業出版社,2009.

[2]辛凡文.煤炭加工利用過程中的碳排放特點及減排途徑[J].現代礦業,2009(2).

[3]莊亞輝.煤炭加工利用過程對環境的影響[J].環境科學技術,2008(1).

[4]董雪玲.煤炭開發中的環境污染及防治措施[J].煤炭科學技術,2005(5).

[5]胡予紅.煤炭對環境的影響研究[J].中國能源,2004(1).

ClassNo.:X752DocumentMark：A

(責任編輯：蔡雪嵐)

ImpactofCoaldevelopmentandUtilizationontheEnvironmentandCountermeasures

Luo Jiaoying

(Department of Safety and Environmental Engineering, Jixi University, Jixi, Heilongjiang 158100，China)

The paper discussed the grave impact of the coal utilization on the environment. Coal is still the main energy at this stage .in China . The utilization of coal in China is not efficient. To resolve the contradiction between the use of coal and the environment protection, the clean coal technology and other measures has been developed . Moreover , CCT and other technology can achieve the goal of the environmental and economic growth.

coal；clean coal; environment

羅嬌贏，碩士，助教，雞西大學安全與環境工程系。研究方向：環境保護。

1672-6758(2013)04-0126-2

X752

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