煤矸石電廠(chǎng)及劣質(zhì)煤的合理利用

第32卷第8期煤炭科學(xué)技術(shù)2004年8月經(jīng)團煤矸石電廠(chǎng)及劣質(zhì)煤的合理利用熊飛,王金華(煤炭科學(xué)研究總院，北京10013) .摘要:對我國煤矸石排放、利用現狀尤其是煤矸石電廠(chǎng)發(fā)展現狀及存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，提出我國當前形勢下劣質(zhì)煤的合理利用途徑與政策建議，為政府有關(guān)部門(mén)決策提供了依據。關(guān)鍵詞:煤矸石;劣質(zhì)煤;綜合利用.中圖分類(lèi)號: X75文獻標識碼: A文章編號: 0253 -2336 (2004) 08 -0004 -03Coal refuse-fired electric power plant and rational utilization of low-rank coalXIONG Fei, WANG Jin-hua( China Coal Research Insiue , Beijing100013, China)Abstract: Base on the analysis on the coal refuse dumping and utilization status in China, especially the development status and existingissues of the coal refue-fired eletric power plants , the paper provide the rational utilization access and policy proposals of coal refuse inthe present situation of China. The paper is to be references to the decision making departments of the govermment.Key words: coal refuse; low-rankcoal; comprehensive utilization煤矸石是煤礦在建井、開(kāi)拓掘進(jìn)、采煤和煤炭排放也將逐年提高。煤矸石長(cháng)期堆存，占用大量土洗選過(guò)程中排出的含炭巖石，是煤礦建設、生產(chǎn)過(guò)地。同時(shí)造成自燃，污染大氣和地下水質(zhì)。但是煤程中伴生的廢棄物。煤矸石一般占原煤產(chǎn)量的矸石又具有一定的發(fā)熱量和可利用的礦物質(zhì)，可作15% ~20%，我國煤矸石和巖石的年排放量大約在為發(fā)電燃料、生產(chǎn)建材產(chǎn)品，提取有用元素以及復1.3億t以上，截至2002年底，全國矸石累計堆存墾造田等，也是可利用的資源。因此，劣質(zhì)煤及煤量35億t，占地約1.4萬(wàn)hm'，全國1 500座矸石矸石綜合利用逐漸成為煤炭結構調整的有效途徑,山中，有130余座正在自燃，排放大量CO、CO2、也是煤炭企業(yè)實(shí)現扭虧增盈與可持續發(fā)展的重要措H2S、SO2等有毒有害氣體。煤矸石是目前我國排放量最大的工業(yè)固體廢棄物之- -。隨著(zhù)我國潔凈煤技術(shù)發(fā)展戰略的實(shí)施，煤炭人1我國劣質(zhì)煤電廠(chǎng)建設現狀選比例逐年增加，煤矸石的排放比例尤其是選矸的煤矸石中通常含有20%以上的低熱值煤炭，設計與實(shí)施提供了科學(xué)依據。5結論(3) 該項技術(shù)的研究成功為紅會(huì )一礦實(shí)現合(1)以大放高堅硬頂煤預先綜合弱化技術(shù)為理集中生產(chǎn)、建設高產(chǎn)高效現代化礦井打下堅實(shí)基研究重點(diǎn)，通過(guò)主要配套技術(shù)研究，使工作面回采礎，拓寬了綜采放頂煤技術(shù)的適用條件,其成果在.率達到84.5%，工作面平均月產(chǎn)達到10.59萬(wàn)t,國內類(lèi)似條件礦井中推廣應用取得良好效果。取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟效果。(2)通過(guò)比較深人分析研究堅硬頂煤預先弱作者簡(jiǎn)介:事德璽(1957-),男，甘肅靈臺人，高級工程化作用機理和基本規律，提出的預先綜合弱化基本師，現任靖遠煤業(yè)有限責任公司科學(xué)研究設計院院長(cháng)。方法及合理布孔、爆破、注水等主要參數的定量、定性確定方法，為現場(chǎng)頂煤預先綜合弱化工藝方案中國煤化工，責任編輯:李軍濤4MYHCNMHG第32卷第8期煤炭科學(xué)技術(shù)2004年8月其發(fā)熱量大約6.28~12.55 MJ/kg， 有的選中煤和完善化工作，正逐步應用于實(shí)踐。煤泥的發(fā)熱量- -般在8.37 ~ 16.74 MJ/kg,這部分據不完全統計，目前全國煤矸石綜合利用電廠(chǎng)熱值較低的燃料可作為發(fā)電和供熱燃料。國家先后.年盈利在4億元以上，絕大部分(90% 以上)的頒布了劣質(zhì)煤綜合利用電廠(chǎng)的法規和政策，鼓勵和煤矸石綜合利用電廠(chǎng)經(jīng)濟效益較好。2000年對國支持劣質(zhì)煤綜合利用電廠(chǎng)的發(fā)展。此外國家還在稅有重點(diǎn)煤礦綜合利用項目進(jìn)行跟蹤調查,效益列前收政策上，給予煤矸石綜合利用的電廠(chǎng)減免所得10名的均是煤矸石綜合利用電廠(chǎng)，由此可知，煤稅、減半征收增值稅的優(yōu)惠。在技術(shù)政策上，出臺.矸石綜合利用電廠(chǎng)在煤礦調整產(chǎn)業(yè)結構中的重要地了.《煤矸石綜合利用技術(shù)政策要點(diǎn)》，引導企業(yè)依位。雖然近年來(lái)，煤矸石綜合利用電廠(chǎng)建設呈現出靠技術(shù)進(jìn)步，提升技術(shù)裝備水平。同時(shí)對煤矸石綜良好發(fā)展勢頭，但還存在以下主要問(wèn)題:①?lài)液侠玫碾姀S(chǎng)采取了認定制度,對煤矸石及洗選矸給予的優(yōu)惠政策落實(shí)難;②電網(wǎng)的關(guān)系協(xié)調難;石實(shí)行了排放收費制度，每噸5~30元。因此，從③市場(chǎng)監管力度不大，市場(chǎng)上存在著(zhù)借綜合利用政策層面上為煤矸石綜合利用的電廠(chǎng)創(chuàng )造了較好的電廠(chǎng)之名，行燃煤小火電之事的現象;④電廠(chǎng)立外部環(huán)境。項難，環(huán)境保護政策趨嚴，環(huán)保壓力加大;⑤電隨著(zhù)國家鼓勵、扶持煤炭企業(yè)興辦煤矸石綜合力行業(yè)關(guān)停小火電，對煤矸石、煤泥綜合利用電廠(chǎng)利用電廠(chǎng)有關(guān)政策的相繼出臺和煤炭企業(yè)建設煤矸提出更高的要求。石綜合利用電廠(chǎng)積極性的不斷提高，煤矸石發(fā)電事2劣質(zhì)煤的合理利用途徑業(yè)發(fā)展迅速。據不完全統計，截至2003年底，煤礦自辦電廠(chǎng)191座，總裝機容量為910萬(wàn)kW,占2003年我國生產(chǎn)原煤17.36億t，在煤炭生產(chǎn)全國燃煤電廠(chǎng)的2 %。其中煤矸石、煤泥、劣質(zhì)煤加工過(guò)程中，有10%~15%左右的伴生煤矸石,綜合利用電廠(chǎng)163座，總裝機容量270萬(wàn)kW。煤其數量在1.3億t以上。目前煤矸石綜合利用電廠(chǎng)矸石除了作為發(fā)電廠(chǎng)燃料外，還可以生產(chǎn)民用建每年僅能利用2 700萬(wàn)t選矸，煤矸石建材消耗約材，用作制磚和水泥等原料，到2000年煤矸石磚1 200萬(wàn)t,每年有4000萬(wàn)t以上可供綜合利用電廠(chǎng)120座， 年產(chǎn)煤矸石磚20億塊，在品種、質(zhì)量廠(chǎng)使用的煤矸石仍然被堆棄。按熱量計算，約相當上有很大程度的提高，適應了新型墻體材料發(fā)展的于1 200萬(wàn)t標準煤被廢棄，上述資源量可滿(mǎn)足電需要。煤矸石復墾也逐漸成為煤礦區解決礦區生態(tài)廠(chǎng)裝機容量近500萬(wàn)kW。從資源量上看絕對值較環(huán)境的有效途徑之一，煤矸石綜合利用在“ 九五”大，但其地區分布很不平衡，主要集中在山西、內期間呈現出快速增長(cháng)良好勢頭。1999 年煤矸石綜蒙古、河南、山東、安徽等產(chǎn)煤大省(區)?？紤]合利用量達到4 500萬(wàn)t,綜合利用率達42%，分到經(jīng)濟發(fā)展以及其他發(fā)展電力條件的限制，“十別比1995年提高1000萬(wàn)t和6個(gè)百分點(diǎn)，節約能五”末期煤矸石量可滿(mǎn)足新增400萬(wàn)kW的裝機容源折合成標準煤約650萬(wàn)t。煤矸石綜合利用走出量，“十五”期間新增300萬(wàn)kW裝機容量資源是.了長(cháng)期徘徊的局面，出現了良好的發(fā)展態(tài)勢。有保證的。煤矸石綜合利用電廠(chǎng)單機容量一般較小，平均2.1循環(huán)流化床燃燒技術(shù)裝機容量1.5萬(wàn)kW，最大運行單臺機組容量為循環(huán)流化床(CFB) 燃燒技術(shù)是一種新型高效5萬(wàn)kW。根據有關(guān)部門(mén)對35個(gè)國有重點(diǎn)煤礦s5座低污染清潔燃燒技術(shù)，具有燃燒效率高、低溫燃燒煤矸石綜合利用電廠(chǎng)128臺機組的統計，裝機容量穩定、煤種適應性強，煙氣中NO,濃度低等特點(diǎn),13.5萬(wàn)kW的2臺，5萬(wàn)kW的2臺，2.5萬(wàn)kW尤其是在劣質(zhì)燃料資源(高灰劣質(zhì)煤、洗中煤、的8臺，1.5萬(wàn)kW的3臺，1.2萬(wàn)kW的15臺,矸石、煤泥漿、油頁(yè)巖等)利用方面具有較大優(yōu)0.6萬(wàn)kW的81臺，0.3萬(wàn)kW以下的17臺。勢。若直接向爐膛內加入石灰石，可實(shí)現爐內脫.1.2萬(wàn)kW以下的機組占總裝機容量的77%，成為硫，脫硫率可達90%以上，對不同煤種燃燒效率煤矸石綜合利用電廠(chǎng)的主流。其中采用循環(huán)流化床可達97% -99%，鍋爐熱效率高于煤粉爐，比鼓鍋爐64臺，鼓泡流化床鍋爐79臺，目前35 V/h循泡型流化床高出5% ~ 15%。環(huán)流化床鍋爐是主流爐型，75 Vh、130 Vh、220中國煤化工T化床鍋爐逐步取V/h、 410 Uh的循環(huán)流化床鍋爐，已經(jīng)完成開(kāi)發(fā)和.FYHCNMHG流化床鍋爐，成5第32卷第8期煤炭科學(xué)技術(shù)2004年8月為煤矸石、煤泥電廠(chǎng)的首選鍋爐。我國的循環(huán)流化3建議床燃燒技術(shù)主要來(lái)自于自主開(kāi)發(fā)、國外引進(jìn)、引進(jìn)技術(shù)的消化吸收等三個(gè)方面。國內自主開(kāi)發(fā)的主要(1)將我國煤矸石綜合利用重點(diǎn)放在量大面研究單位為清華大學(xué)、中國科學(xué)院熱物理研究所及廣、高附加值的高新技術(shù)上，如煤矸石發(fā)電、煤矸西安熱工研究院等，他們與鍋爐廠(chǎng)結合，開(kāi)發(fā)了石建材、回填復墾、回收有益礦產(chǎn)資源并進(jìn)行深加35 ~440 Vh系列化國產(chǎn)循環(huán)流化床鍋爐，以性能工等。和價(jià)格優(yōu)勢在國內中小循環(huán)流化床鍋爐市場(chǎng)上占居(2)應允許大型坑口電廠(chǎng)發(fā)展速度與全國電主導地位。力發(fā)展速度相結合，允許劣質(zhì)燃料綜合利用坑口電.2.2利用煤矸石生產(chǎn)建筑材料及制品站發(fā)展速度大于全國發(fā)電量年增長(cháng)速度(3. 44%中國從20世紀50年代開(kāi)始研究煤矸石制磚技~5. 06%),鼓勵條件較好的礦區，以參股人股等術(shù)，80年代曾引進(jìn)國外成套煤矸石制磚技術(shù)設備,多種經(jīng)濟形式、以煤電聯(lián)營(yíng)為發(fā)展方向，鼓勵和支.目前技術(shù)較為成熟，應用也較廣泛。1992 年和持發(fā)展煤矸石電廠(chǎng)。2000年分別出臺了相關(guān)國家標準，使這一技術(shù)更(3)重點(diǎn)支持西部大開(kāi)發(fā)和振興東北老工業(yè)趨標準化。目前全國煤矸石磚生產(chǎn)企業(yè)僅有近千基地。對于西部的甘肅、內蒙古、寧夏、陜西等地家，年生產(chǎn)矸石磚60億塊，仍?xún)H占黏土磚產(chǎn)量的區，煤矸石綜合利用電廠(chǎng)剛剛起步，按照清潔能源0.8%，利用煤矸石1600萬(wàn)t，節煤60萬(wàn)t標煤。開(kāi)發(fā)的原則，建設生態(tài)煤礦工業(yè)園區，配套建設一利用煤矸石、過(guò)火矸代替黏土生產(chǎn)無(wú)熟料及少熟料批煤矸石綜合利用電廠(chǎng)，服務(wù)于西部開(kāi)發(fā)戰略。東水泥。目前，全國煤矸石和粉煤灰廠(chǎng)57座,規模北地區在發(fā)展煤矸石綜合利用電廠(chǎng)方面起步較早，為665萬(wàn)Va。利用煤矸石生產(chǎn)空心砌塊、沸渣加.有豐富的資源優(yōu)勢，應重點(diǎn)支持像阜新、撫順等衰氣混凝土及矸石陶粒等新型墻體材料。老礦區發(fā)展煤研石綜合利用電廠(chǎng)，積極推進(jìn)，加快2.3從煤矸石、 粉煤灰中提取化工產(chǎn)品發(fā)展。從高鋁煤矸石、粉煤灰中提取氯化鋁、聚合氯(4)配合國家對小型機組電站的政策,用循化鋁、硫酸鋁、硫磺等,還可以制取分子篩等。聚環(huán)流化床等先進(jìn)技術(shù)對現有小型矸石電廠(chǎng)進(jìn)行技術(shù)合氯化鋁作為- -種新型無(wú)機凝聚劑，在凈化效果上改造，實(shí)現熱一電聯(lián)供，減少污染，提高能源利用比硫酸鋁、氯化鋁等有更大的優(yōu)越性。分子篩具有效率。均勻的孔隙結構,對氣體和液體可因其物理、化學(xué)(5)鼓勵企業(yè)對新建矸石電站采用新的機制性質(zhì)的差異而具有選擇性吸附特性，被廣泛應用于和體制，打破行業(yè)界限，以坑口電站為主，煤一電氣體、液體干燥、分離和提純。波蘭等國用堿法提聯(lián)營(yíng)，煤電雙贏(yíng);鼓勵煤矸石制磚技術(shù)向產(chǎn)品的節取氫氧化鋁常用高溫燒結法(1 300年以上),中國能化、高檔化、集約化和環(huán)境保護綜合利用的方向則多采用常壓蒸養、低溫(900C左右) 脫水的工藝，其優(yōu)點(diǎn)是能耗低。但這方面的技術(shù)研究和開(kāi)發(fā)(6)鼓勵開(kāi)發(fā)和推廣煤矸石復墾及回填采空還比較薄弱，有待進(jìn)一步研究。區和建筑場(chǎng)地矸石回填處理技術(shù)，大批量消化煤矸煤炭洗選過(guò)程中，硫鐵礦大量富集在矸石中，石，達到減少礦區地面污染、消除自燃、實(shí)現礦區經(jīng)精選后可獲得質(zhì)量符合要求的硫精礦，硫鐵礦的生態(tài)重建的目的?；厥詹粌H減少了矸石山自燃對環(huán)境的影響，也給礦參考文獻:區帶來(lái)經(jīng)濟效益。2.4煤矸石井下充填或研石山的復墾[1]李金柱。 合理能源結構與煤炭清潔利用[M]. 北京:煤炭對于不易利用的煤矸石，主要可用矸石不出井工業(yè)出版社，2002.直接進(jìn)行井下充填、塌陷區或露天礦井的充填以及作者筒介:熊飛(1963-). 男,湖北英山人，碩士,高級對矸石山進(jìn)行覆蓋、生物復墾，植樹(shù)造林等方法進(jìn)工程師，現在煤炭研究總院科技發(fā)展部從事科研管理工作。行處理?！熬盼濉逼陂g，全國復墾采煤塌陷土地150 hm',復墾率為15%，完成露天礦挖損土地復中國煤化工08;貴任編輯:劉軍娥墾量21 hm',復墾率已達到41%。YHCNMHG