煤炭清潔高效利用相關問題研究

林宇

摘 要：作為我國能源結構中的主體能源，煤炭資源的利用率直接影響能源發展。基于此，本文主要從煤炭開發方面、煤炭利用方面入手，分析當前我國煤炭資源的開發利用現狀，并提出運用煤炭利用方向優化策略、煤炭燃燒結構調整策略，實現煤炭資源的清潔高效利用，以期改善環境污染現狀，促進我國構建資源節約型社會目的的實現。

關鍵詞：煤炭資源；清潔高效利用；煤炭選洗

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.076

0 前言

從我國的基本能源儲備狀況來看，與石油、天然氣等能源相比，我國的煤炭資源更加豐富，這種既定的資源稟賦導致我國逐漸形成以煤炭為主體能源的特殊能源結構。隨著煤炭資源的廣泛開發利用，煤炭過量開采、燃燒利用帶來了嚴重的溫室氣體排放、PM2.5指標升高、二氧化硫排放量增多等問題。因此，實現煤炭資源的清潔高效利用具有一定的現實意義。

1 當前煤炭資源開發利用現狀

這里主要從以下幾方面入手，對煤炭資源的開發利用現狀進行分析和研究：

1.1 煤炭開發方面

截至2015年底，與世界總產量相比，我國的煤炭總產量占比約為48.1%。從我國山西、內蒙古等主要煤炭儲區現狀來看，持續性的煤炭開采導致各地區開發條件逐漸變差。到目前為止，在剩余煤炭資源中，低變質媒、褐煤的占比已經超出百分之五十，與此同時，優質煤炭資源余量明顯減少。從煤炭資源埋深來看，埋深超出1000米的煤炭資源占比已經超出54%，且這一數據仍處于不斷上漲狀態。在大力開發煤炭資源趨勢的影響下，各煤炭采區環境不斷惡化，甚至對人們的身體健康構成了一定的威脅。

1.2 煤炭利用方面

與發達國家相比，我國燃煤工業鍋爐的運行熱效率、燃煤發電綜合利用率分別低出10%、18%左右，且我國的煤炭分散直接燃燒量顯著高于美國、英國等發達國家。在這種煤炭利用形式下，由燃煤引發的污染物在空氣污染物中的占比也發生了顯著增加。其中，燃煤產生的懸浮顆粒物占空氣總懸浮顆粒物的60%；燃煤產生的二氧化硫占空氣中二氧化硫總量的90%。

2 煤炭清潔高效利用策略

為了提高煤炭資源的利用率，改善煤炭資源開發利用引發的環境污染問題，可運用以下幾種策略，實現煤炭資源的清潔高效利用：

2.1 煤炭利用方向優化策略

從傳統煤炭利用狀況來看，傳統煤炭利用將煤炭作為單一燃料，這種利用方向是煤炭資源開發利用導致環境污染加劇的主要原因。結合我國實際狀況來看，以煤炭為主體能源的能源利用模式仍然會持續較長一段時間，在無法完全摒棄煤炭資源的前提下，可從利用方向層面入手，將原本的單一燃料利用方向調整為原料與燃料并重方向。

在以煤炭為燃料的同時，將其作為原料進行深加工，獲得具有高清潔度特征的化工產品或石油產品。例如，通過深加工獲取煤炭間接液化產品，這類清潔燃料的含硫量較低，且十六烷值較高，將其作為燃料進行利用，可有效降低燃燒產物中的PM2.5。

就劣質煉焦煤而言，可采用階梯運用方法實現煤炭資源的清潔高效利用。高溫熱解劣質煉焦煤獲得焦爐煤氣、煤焦油后，將焦爐煤氣作為燃料或利用這種產品生產清潔度更高的天然氣燃料；煤焦油則在高溫條件下加工，獲得瀝青、咔唑等具有高附加值特征的化工產品。

而就特種煤炭資源而言，可通過分級分質利用的方式，充分利用這類煤炭資源的附加價值。例如，可參照相關標準，運用先進的粉焦綜合利用技術、低溫熱解油氣技術等，將富油低階煤加工成清潔度較高的化工產品、油氣產品，在實現分級分質利用的同時，滿足當前可持續發展對煤炭資源提出的清潔高效利用要求。

2.2 煤炭燃燒結構調整策略

當前我國的煤炭燃燒結構以民用燃煤、燃煤發電以及工業用煤為基本構成。為了實現煤炭的清潔高效利用，可分別運用以下幾種方法對煤炭燃燒結構進行合理優化。

從民用燃煤構成要素來看，煤炭多被用于冬季采暖。在這方面，燃煤結構的調整需根據當地實際條件進行：如采暖地區民眾經濟條件較高，且天然氣引入較為便捷，可將當地的傳統燃煤取暖調整為天然氣取暖；如采暖地區經濟條件較差，可運用以優質動力煤為主要材料的先進爐具替代傳統設備，進而避免大量燃煤加劇當地空氣污染（PM2.5升高）；如采暖地區既難以實現天然氣采暖，也難以實現優質動力煤采暖，可將傳統燃煤采暖方式調整為電供暖，進而間接提高煤炭資源的利用率。

對于燃煤發電構成要素，可行的煤炭清潔高效利用方法主要包含以下幾種：第一，煤炭洗選發電方法。利用經過洗選處理后的煤炭資源發電。這種處理方法可借助微生物分選、物理分選或者化學分選等技術，將雜質從煤炭資源中分離出來，可有效提升燃煤發電的清潔水平。第二，煤炭分級分質運用方法。根據煤炭資源的級別、質量采用不同方法進行發電。如褐煤可經干燥提質處理后，實施燃煤發電；若未低質煤炭，可采用循環流化床發電方法提升燃煤清潔性。

對于工業用煤構成要素，可參照工業鍋爐類型采用適宜的新型技術，提升煤炭利用率及燃煤清潔性。若工業企業的鍋爐為集中供熱爐，可運用供熱管網進行替換；若工業企業的鍋爐為落后燃煤鍋爐，可運用先進鍋爐及優質煤實現煤炭的清潔高效利用。例如，某北方省份大型工業企業采用普通鏈條爐燃煤，每年燃煤量高達6210tce，且對當地自然環境造成一定污染。在可持續發展背景下，該企業管理層經協商后，決定運用煤粉爐替代企業原本的每小時10t的普通鏈條爐，引入先進鍋爐后第二年統計結果顯示，與鏈條爐燃煤相比，企業每年的節煤量可達一千tce以上，二氧化碳、二氧化硫以及煙塵的年減排量分別為2985噸、81噸以及28噸。從這個角度來講，可認為先進鍋爐技術的應用可有效促進煤炭清潔高效利用目的的實現。

3 結論

綜上所述，加強煤炭清潔高效利用已經成為我國能源發展的必然趨勢之一。為了實現這一目的，應結合當前煤炭利用現狀，采用適宜的技術方法，提高煤炭資源的利用率及燃煤清潔度，降低燃煤產物中的二氧化硫、懸浮顆粒物含量，為空氣質量的改善奠定良好的基礎。在優化煤炭利用率的同時，實現可再生能源、清潔能源與煤炭資源的統一運用，促進可持續發展目標的實現。

參考文獻：

[1]樊金璐.煤炭清潔高效利用方式發展方向研究[J].中國能源，2016

，38（09）：20-22+44.