畢節(jié)市潔凈煤技術(shù)與環(huán)境保護(hù)

游雪燕

（貴州省畢節(jié)市環(huán)保局，貴州 畢節(jié)551700）

1 引言

能源與環(huán)境的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)是中國(guó)走可持續(xù)發(fā)展道路的必然要求，實(shí)現(xiàn)能源利用的高效化、清潔化是建設(shè)美麗中國(guó)的必由之路。在中國(guó)經(jīng)濟(jì)水平、能源資源等決定以煤為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)在未來(lái)幾十年內(nèi)不發(fā)生根本性改變的情況下，大力發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)，是解決由于煤炭開(kāi)發(fā)利用而引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題、保持社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展的重要保證。

2 畢節(jié)市煤炭發(fā)展前景

2.1 畢節(jié)市煤炭資源的地位

貴州是我國(guó)長(zhǎng)江以南煤炭資源儲(chǔ)量最大的省，素有“江南煤海”之稱。貴州省煤炭資源保有儲(chǔ)量507億t，遠(yuǎn)景儲(chǔ)量2419億t，居全國(guó)第五位。畢節(jié)市是貴州“西電東送”的主要能源基地，現(xiàn)查明資源儲(chǔ)量420.87億t，其中上表儲(chǔ)量281.4億t，全省已發(fā)現(xiàn)煤炭資源量的45%以上。全市煤類主要以無(wú)煙煤為主，煤炭中硫的含量一般不超過(guò)2%，是全省無(wú)煙煤的主要產(chǎn)區(qū)，另有焦煤、肥煤和貧、瘦煤。

2.2 發(fā)展機(jī)遇

我國(guó)受貧油、少氣、富煤能源資源賦存狀況影響，煤炭仍將在今后的四五十年內(nèi)占據(jù)主導(dǎo)地位。雖然我國(guó)石油、天然氣的對(duì)外依存度逐年提高，截至2013年，其對(duì)外依存度分別達(dá)到58.1%和31.6%[1]，但以目前中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平，以及面對(duì)國(guó)際油價(jià)起伏不定的影響，進(jìn)口石油、天然氣不可能在我國(guó)資源結(jié)構(gòu)中發(fā)揮安全保障和替代作用。國(guó)家“以煤炭為主體，多種能源并舉”的能源結(jié)構(gòu)現(xiàn)實(shí)，為煤炭資源富集，并以能源重化工為主要產(chǎn)業(yè)定位的畢節(jié)市創(chuàng)造了變資源優(yōu)勢(shì)為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)的難得機(jī)會(huì)。新一輪西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施及國(guó)發(fā)〔2012〕2號(hào)文件出臺(tái)，給西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入了強(qiáng)大的動(dòng)力，為畢節(jié)市提供了良好發(fā)展機(jī)遇。

畢節(jié)試驗(yàn)區(qū)是一個(gè)能源開(kāi)發(fā)與生態(tài)保護(hù)并行不悖的試驗(yàn)區(qū)。煤炭既是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展必不可少的物質(zhì)前提，又構(gòu)成主要的污染源。煤炭的大量開(kāi)發(fā)利用，不僅會(huì)破壞開(kāi)采地生態(tài)環(huán)境，又會(huì)污染消費(fèi)地大氣環(huán)境。因此環(huán)境保護(hù)和生態(tài)建設(shè)必須加大力度，大力推廣和應(yīng)用潔凈煤技術(shù)是重要的戰(zhàn)略措施。

3 潔凈煤技術(shù)對(duì)環(huán)境保護(hù)的作用

潔凈煤技術(shù)是指在煤炭開(kāi)發(fā)、加工、利用全過(guò)程中旨在提高煤炭利用效率、減少環(huán)境污染的各種新技術(shù)的總稱。其核心是大力提高煤炭利用效率和減少環(huán)境污染，充分發(fā)揮煤炭作為安全、廉價(jià)能源優(yōu)勢(shì)，確保煤炭利用潔凈、高效、安全、可靠[2～5]。從目前來(lái)說(shuō)，潔凈煤技術(shù)主要有直接燃煤潔凈技術(shù)與煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料技術(shù)兩類[6]。

3.1 直接燃煤潔凈技術(shù)

直接燃煤潔凈技術(shù)包括：燃燒前的凈化加工、燃燒中的凈化燃燒技術(shù)、燃燒后的凈化處理技術(shù)三類（圖1）。燃燒前的凈化加工包含洗選、型煤加工和水煤漿技術(shù)三種技術(shù)；燃燒中的凈化燃燒技術(shù)包括流化床燃燒技術(shù)和先進(jìn)燃燒器技術(shù)兩種技術(shù)；燃燒后的凈化處理技術(shù)主要是消煙除塵和脫硫脫氮技術(shù)兩種。

3.1.1 煤炭選洗技術(shù)

煤炭選洗的主要任務(wù)是去除和減少原煤中所含的灰分、矸石、硫分等雜質(zhì)，改善煤質(zhì)，是潔凈煤技術(shù)發(fā)展的源頭技術(shù)，在產(chǎn)業(yè)鏈條中起著關(guān)鍵作用[7]。研究表明，大量煤經(jīng)過(guò)煤炭洗選后，50% ～70% 的灰分、60%～70%的無(wú)機(jī)硫和一部分汞等可在洗選中脫除[8]。畢節(jié)市洗選加工業(yè)起步較晚，2000年后才正式進(jìn)入發(fā)展時(shí)期。2012年以后，煤炭行業(yè)經(jīng)濟(jì)開(kāi)始出現(xiàn)下滑，并一路保持低位運(yùn)行，至今整體行業(yè)經(jīng)濟(jì)不景氣。煤炭市場(chǎng)疲軟，煤炭?jī)r(jià)格降低，導(dǎo)致煤炭洗選入洗率低。

3.1.2 型煤加工

型煤技術(shù)是將混煤粉碎后，摻入一定比例添加劑，采用機(jī)械壓縮成型的一種煤炭加工方式。實(shí)踐證明，和燒散煤相比，燃用型煤煙塵減少60%，添加固硫劑后，固硫率達(dá)50%～65%以上，同時(shí)可節(jié)煤10%～15%。因此發(fā)展型煤，利于環(huán)境保護(hù)，提高經(jīng)濟(jì)價(jià)值[9]。

3.1.3 水煤漿技術(shù)

圖1 直接燃煤潔凈技術(shù)

水煤漿是把灰分很低而揮發(fā)份很高的煤研磨成250～300μm的微細(xì)煤粉，按60%～70% 的煤粉、40%～30%的水和1%的添加劑配比混合而成的一種新型煤基燃料。水煤漿本身由選洗的精煤加工而成，其灰分為6%～8%，硫分為0.5% 左右，因此它燃燒后排放的煙塵濃度、SO2濃度和NOx濃度比原煤、燃料油低[10]。

畢節(jié)市煤炭資源量充足，但是粉煤率較大，在煤炭加工利用過(guò)程中建議多考慮水煤漿、型煤煤炭加工技術(shù)，提高粉煤的利用率，所得型焦可用于化肥造氣、蒸汽機(jī)車(chē)用型煤、鑄造化鐵爐等。

3.1.4 流化床燃燒技術(shù)和先進(jìn)燃燒器技術(shù)

流化床燃燒技術(shù)是脫硫劑（如石灰石）加入燃燒室的床層中，從爐底鼓風(fēng)使床層懸浮進(jìn)行流化燃燒。其特點(diǎn)是可以充分利用劣質(zhì)煤、粉煤，并能有效控制二氧化硫和氮氧化物的排放。先進(jìn)的燃燒器是通過(guò)鍋爐和窯爐的設(shè)計(jì)和燃燒技術(shù)，提高熱效率和減少污染物排放[11]。

3.1.5 煙氣凈化

煤炭燃燒后的煙氣凈化技術(shù)包括了煙氣除塵和脫硫、脫氮，重點(diǎn)是煙氣脫硫技術(shù)。煙氣凈化是環(huán)境保護(hù)，防止大氣污染的關(guān)鍵技術(shù)。

3.2 煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料

主要包括煤氣化技術(shù)、煤液化技術(shù)和煤層氣的開(kāi)發(fā)利用。

3.2.1 煤氣化技術(shù)

煤炭氣化是在一定的溫度和壓力下，把處理過(guò)的煤送入反應(yīng)器，通過(guò)氣化劑以一定的流動(dòng)方式轉(zhuǎn)化為氣體。煤經(jīng)氣化后無(wú)煙、無(wú)灰、無(wú)硫，可實(shí)現(xiàn)煤的清潔燃燒，大大減少環(huán)境污染。煤氣化技術(shù)是發(fā)展煤基化學(xué)品合成（氨、甲醇、乙酸、烯烴等）、煤基液體燃料合成（二甲醚、汽油、柴油等）、IGCC發(fā)電、多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、制氫、燃料電池等工藝過(guò)程的共性關(guān)鍵技術(shù)[12]。

3.2.2 煤液化技術(shù)

煤炭液化也稱煤變油技術(shù)，是通過(guò)液化將煤炭中的有害元素硫及灰分等加以脫除，是一種徹底的高級(jí)潔凈煤技術(shù)[13]，分為直接液化和間接液化兩類。煤的直接液化技術(shù)可生產(chǎn)潔凈優(yōu)質(zhì)汽油、柴油和航空燃料；煤的間接液化技術(shù)可合成燃可料油、化工原料和產(chǎn)品。我國(guó)油和油氣資源的短缺，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，油料產(chǎn)品的供應(yīng)短缺形勢(shì)將更加嚴(yán)重，畢節(jié)市應(yīng)該考慮發(fā)展以煤為原料的原油和油料產(chǎn)品生產(chǎn)，大力發(fā)展煤液化技術(shù)。

貴州省煤轉(zhuǎn)化技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，形成了合成氨、煉焦化工、乙炔化工三大煤化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品系列。為充分利用貴州省煤炭資源，積極發(fā)展現(xiàn)代煤化工，貴州省將根據(jù)本省豐富的煤炭資源的分布情況，在全省建設(shè)畢節(jié)—清鎮(zhèn)、六盤(pán)水—興義和黔北地區(qū)三大煤化工基地。這對(duì)于畢節(jié)市發(fā)展煤化工提供了非常有利的條件。

3.2.3 煤層氣的開(kāi)發(fā)利用

煤層氣是吸附在煤層中以甲烷為主要成分的非常規(guī)天然氣，開(kāi)采煤層氣對(duì)于優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)煤礦安全生產(chǎn)等方面均有重大意義[14]。

貴州是煤層氣資源富集省區(qū)之一，全省上二疊統(tǒng)可采煤層的煤層氣推測(cè)資源量30 561.86億m3，推測(cè)可采地質(zhì)資源量13 791.26億m3。畢節(jié)市煤礦區(qū)煤層氣資源約占貴州省煤層氣總量的35%。畢節(jié)市煤層氣的開(kāi)發(fā)利用相對(duì)滯后，煤層氣（煤礦瓦斯）抽采率和利用率均較低。2010年全市累計(jì)抽采瓦斯24 327.6萬(wàn)m3，利用5 108.6萬(wàn)m3，利用率約21%，全市煤層氣的開(kāi)發(fā)利用仍處于初級(jí)階段。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)以煤為主的能源結(jié)構(gòu)是造成大氣環(huán)境污染的重要因素，未來(lái)能源的高速發(fā)展將給畢節(jié)市的環(huán)境保護(hù)帶來(lái)更大的壓力，大力發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)，將推進(jìn)畢節(jié)市煤炭資源開(kāi)發(fā)利用與生態(tài)環(huán)保協(xié)調(diào)統(tǒng)一，使畢節(jié)市獲得良好的環(huán)境效益和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。以有利于西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略在畢節(jié)市的實(shí)施，對(duì)畢節(jié)市實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展具有重大意義和作用。

[1]中國(guó)石油集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院.2013年國(guó)內(nèi)外油氣行業(yè)發(fā)展報(bào)告[R].北京：中國(guó)石油經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，2013.

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