發展型煤生產與大氣環境質量改善研究

李顯榮

（山西省陽泉蔭營煤礦正坤公司， 山西 陽泉 045053）

我國現階段能源結構主要以煤炭為主、其他清潔能源為輔，而由煤炭燃燒產生的煤煙型污染是造成大氣污染的主要因素，從長遠發展角度入手，煤氣化和集中供熱是改善大氣環境質量的關鍵途徑。但是，我國是一個發展中國家，經濟實力還不是太強，城市要在短時間內實現煤氣化和集中供熱不太現實。在這種基本國情下，提升煤炭再加工產品的環保品質，實現對大氣環境質量的有效改善是現階段煤炭加工企業必須面對的首要任務，這也是煤炭加工企業的生存之本。基于此，本文對型煤生產策略展開了分析，在提高熱效率的同時可以有效解決大氣污染問題的，真正達到除塵、脫硫等目的。

1 發展型煤生產思路

目前，直接燃燒原煤的國家比較少，基本上都是先加工、后使用，這樣不僅能夠節省燃料，還能有效控制大氣環境質量。加工方式主要包括氣化、粉煤、型煤等。其中，煤炭加工成型煤，在節能爐具中燃燒，是一種最有效的方法，而且還能降低廢氣排放中存在的污染物含量。因此，在民用煤和工業用煤方面可大力發展生產型煤，以期達到環保、節能減排的效果。根據相關資料顯示，在比較型煤與散煤時，型煤煙塵排放量至少能夠減少90%，一氧化碳減少85%、二氧化硫減少50%等。我國型煤生產已經有很長時間的歷史，但大多是通過手工、半機械加工，產量非常少。隨著社會經濟的不斷發展，型煤推廣區域逐漸拓寬，在地理氣候、居民生活習慣、用煤方式等影響下，型煤開始向多規格、多品種、多用途發展，我國型煤年產量也在不斷上升。型煤不僅在居民生活和第三產業中有著重要作用，在建材、造紙、化工、冶金等方面也至關重要，部分發達國家對型煤生產給予了高度重視，在此基礎上實現了大氣環境質量的改善。除此之外，能源危機、環境污染是各個國家正面臨的兩大難題，部分發達國家的煤利用率大約在80%左右，而我國民用煤的熱能利用率只有20%左右，大量熱能被排放到空氣中。在這種情況下，不僅浪費資源，還嚴重污染環境，所以在發展型煤生產的同時提升其環保品質是改善大氣環境質量，做好環境保護工作的關鍵[1]。

2 發展型煤生產、改善大氣環境質量的舉措

2.1 引進先進生產技術

我國型煤生產研究從上世紀60年代開始，至今為止已取得了多項成果。但是對于型煤的生產、研究及應用而言，與發達國家之間仍然存在一定的差距，要想縮短這種差距，應該積極引進先進生產技術、借鑒國外經驗，在此基礎上加大研究力度，確保型煤生產工作能夠順利進行。通過引進、使用、吸收國外先進設備，科研設計單位在基礎科學理論方面也發揮著非常重要作用，因此，應該促進型煤設備制造商與科研單位之間的合作，使企業能夠快速消化先進技術設備，并充分發揮出設備的技術優勢，增強型煤生產質量和效率，確保型煤產業能夠進入到正常的發展道路。除此之外，為了能夠增強自力更生的能力，科研單位還應該對國外先進技術和管理模式加以研究，并吸取型煤生產中的經驗，從而研發出屬于我國的型煤生產技術和發展模式，最終實現大氣環境質量的改善。

2.2 充分發揮環保部門作用

通過環保部門的介入，能夠增強型煤環保性能，有利于改善大氣環境質量。型煤環境效益是型煤的一大優勢，而對于環境的保護是推廣發展型煤的重要理由，為了能夠達到充分發揮環保部門作用的目的，可以構建一個完整的、規范的檢測體系，有機結合環境保護型煤設計研究機構，使其在優化工藝路線、檢測型煤排污性能、黏結劑配方研究中發揮關鍵性作用。但是，在研究某省的型煤產品之后，發現其存在黏結劑選用不合理現象，對環境效益的發揮造成嚴重影響，尤其是民用型煤黏結劑重點以黏土為主，添加量大約在15%～25%之間。在這種情況下，不僅增加了固體廢棄物的產生量，也嚴重破壞了土地資源結構，固硫效果受到了影響。現階段，對新型高效黏合劑的需求非常大，環保部門對以生物物質為黏結劑的型煤進行了探究，并且吸取了一定經驗，但是該種型煤的成本比較高，燃燒后容易出現黑核殘留問題，目前仍然沒有得到順利解決[2]。

2.3 加強型煤質量檢測

對于型煤的質量檢測而言，可以從工業型煤和民用型煤的質量指標入手。

2.3.1 工業型煤

在評價工業型煤質量指標時，不僅要對型煤展開工業分析、元素分析，還要對以下指標加以重視。

1）機械強度，具體包括冷機械強度、熱機械強度、大落下強度以及轉鼓強度等，而工業型煤開發時冷抗壓強度通常在350～500 N/球，落下強度要大于80%，轉鼓強度大于75%。除此之外，國內大部分型煤專家對氣化型煤的機械強度予以規定，要求冷抗壓強度大于450 N/球，熱抗壓強度大于250 N/球，熱穩定性要大于80%，落下強度大約85%，而鍋爐等燃料型煤要求可適當放寬。

2）灰熔融性，氣化用型煤的灰熔融性ST應大于1 255℃。

3）固硫性能，添加固硫劑的工業型煤固硫率應大于50%。

4）防水性，將型煤浸入水后的性能作為分析指標。

2.3.2 民用型煤

民用型煤指標分析包括工業分析和元素分析，此外還包括：發熱量，通常在16.7～20.9 MJ/kg，地區不同要求也不盡相同；蜂窩煤端面抗壓強度，Φ102 mm，大于 600 N/塊，Φ127 mm，大于 700 N/塊；熱穩定性，燃燒時確保不堵孔、不結渣、不爆裂；上火速度大于1℃/min；活力強度大于15 g/min；熱效率大于45%；灰熔融性大于1 100℃。

2.4 強調環保型型煤的產品準入制度

強調環保型型煤的產品準入制度可以從檢測型煤的以下質量指標入手。

1）水分。型煤水分主要是指型煤完成生產工藝之后的水分含量。經過實驗表明，型煤中水分含量與型煤冷抗壓強度有著密切聯系，水分大約在3%最為合適，一旦大于5%，冷抗壓強度就會大幅度下降。

2）灰分。灰分是型煤試樣在815℃下燃燒之后形成的殘留物。型煤灰分不僅與型煤造氣量有關，而且與型煤抗壓強度、熱強度以及熱穩定性也有著一定聯系。通常情況下，灰分增加時型煤抗壓強度、熱強度及熱穩定性會有所增加，而反應性不斷下降，結渣率也會隨著一定規律發生變化。

3）灰熔點。所謂灰熔點，主要是指型煤灰分在一定條件下發生變形的溫度。如果灰熔點過低，氣化型煤會導致造氣爐結疤，在工作時存在一定難度。因此，型煤要求灰熔點保持在1 255℃以上。

4）熱強度。型煤熱強度指的是型煤在熱狀態下的抗壓強度，有可能致使造氣爐坍塌、通風性能變弱，造氣廠家要求型煤熱強度大于300 N/個。

5）熱穩定性。熱穩定性主要用于氣化型煤加熱后耐磨能力及抗碎能力的衡量。在實際生產過程中，熱穩定性較低的型煤在造氣時會導致管路堵塞，因此，熱穩定性最好在70%左右[3]。

3 結語

在社會經濟快速發展、科技不斷創新的基礎上，對環境保護也提出了較高要求，而能源結構也隨之發生了極大的改變。節能降耗以及環保問題越來越突出，因此，要加快環保型型煤生產，加大可再生能源開發力度，在創新型煤技術、優化能源結構的基礎上改善大氣環境質量，實現環保目標。

[1]曹秀容.發展新型生物質型煤改善首都大氣質量——論PM2.5及新型生物質型煤對首都PM2.5防治的貢獻[C]//華北五省市區環境科學學會學術年會，2013.

[2]管聰榮.論型煤生產工藝[J].山西大同大學學報（自然科學版），2015（4）：65-69.

[3]馬大江，韋海云，左嘉銘，等.型煤生產問題及處理措施[J].中氮肥，2014（2）：32-34.