煤炭的清潔生產(chǎn)及利用

總第119期《工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟) 2002年 第1期煤炭的清潔生產(chǎn)及利用李永峰張明慧- 王有順[摘要]可持續發(fā)展的觀(guān)念已經(jīng)被人們普遍接受，而真正實(shí)現可持續發(fā)展，使人類(lèi)社會(huì )的發(fā)展保持持續、健康則要受到許多因素的影響。其中，作為工業(yè)生產(chǎn)主要能源的煤炭，因其自身的特性對可持續發(fā)展具有深刻的影響。因此積極推行謀炭工業(yè)和相關(guān)工業(yè)的清潔生產(chǎn)、推動(dòng)潔凈謀技術(shù)產(chǎn)業(yè)化君又重大。本文計對我國目前煤發(fā)工業(yè)的實(shí)際，提出了推動(dòng)潔凈煤技術(shù)產(chǎn)業(yè)化九個(gè)方面的內容，以促進(jìn)清潔生產(chǎn)，立足根本，保護環(huán)境,推動(dòng)可持埃發(fā)展。.[關(guān)鍵詞]堞炭 潔凈謀技術(shù)清潔生產(chǎn)可持續發(fā)展-、推動(dòng)清潔生產(chǎn)是實(shí)現可持續發(fā)展的必然選擇民經(jīng)濟總量中，社會(huì )需要的最終產(chǎn)品僅占原材料用量的工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展在推動(dòng)人類(lèi)社會(huì )進(jìn)步的同時(shí)，也不20%一30%，另外70%--80%的資課最終成為廢物進(jìn)入斷地污染著(zhù)人類(lèi)生存的環(huán)境，為了能夠使人類(lèi)社會(huì )可持環(huán)境，造成環(huán)境污染和生態(tài)破壞。傳統的工業(yè)生產(chǎn)方式續發(fā)展，積極推行可持續發(fā)展十分必要。清沽生產(chǎn)是在能源消耗高，資源浪費大。導致污染嚴重，控制難度大，較長(cháng)的工業(yè)污染過(guò)程中，由聯(lián)合國環(huán)境規劃署工業(yè)與環(huán)經(jīng)濟代價(jià)昂貴,改善環(huán)境需要相當的資金投入。美國每境規劃話(huà)動(dòng)中心首先提出的:“清潔生產(chǎn)是指將綜合預防年用于環(huán)境保護的投資高達800-- -900 億美元，日本也的環(huán)境政策持續用于生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品中，以減少對人類(lèi)在700億美元以上。我國目前人均GNP只有800 美元左和環(huán)境的風(fēng)險性?！蹦壳?，清潔生產(chǎn)已經(jīng)引起人們的廣泛右，既缺資金，又缺技術(shù)。矩期內不可能在治理環(huán)境方關(guān)注，在1992年聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會(huì )上通過(guò)的<21 世面再增加大投入，加上我國解決環(huán)境問(wèn)題的能力與條紀議程》中，正式提出清潔生產(chǎn)是可持續發(fā)展的先決條件低下，我們不能再走“先污染，后治理”的老路，必.件，是實(shí)現可持續發(fā)展的關(guān)鍵因素。須通過(guò)推行清潔生產(chǎn)，大力節約和綜合利用資源，促進(jìn)清潔生產(chǎn)包括清潔的生產(chǎn)過(guò)程和清潔的產(chǎn)品兩個(gè)方環(huán)境與資源的協(xié)調發(fā)展。因此，積極推行清潔生產(chǎn)是實(shí)面的內容。對生產(chǎn)過(guò)程而言，清潔生產(chǎn)包括節約原材料現可持續發(fā)展的必然選撣。和能源、淘汰有毒原材料并在全部排放物和廢物離開(kāi)生二、推動(dòng)潔凈煤技術(shù)產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)過(guò)程以前減少他們的數量和毒性。對產(chǎn)品而言，清潔沽凈煤技術(shù)已經(jīng)成為當前世界各國實(shí)現可持續發(fā)展生產(chǎn)策略指在減少產(chǎn)品在從原材料提煉到產(chǎn)品的最終處戰略主攻方向之一，我國對潔凈煤技術(shù)的開(kāi)發(fā)、應用與置的整個(gè)生產(chǎn)周期過(guò)程中對人類(lèi)和環(huán)境的影響。推廣十分重視，在煤炭工業(yè)“十五”規劃中，已經(jīng)把實(shí)目前，清潔生產(chǎn)已成為世界各國的共識，《中國 21施沽凈煤戰略作為煤炭工業(yè)結構調整的四大戰略之- -，世紀議程》對清沽生產(chǎn)做了如下的界定:“清沽生產(chǎn)是既明確提出實(shí)施清凈煤戰略，加強政策引導，注重加工轉可滿(mǎn)足人們的需要,又可合理使用自然資源和能源并保換，強化清潔生產(chǎn)，推進(jìn)潔凈煤技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。護環(huán)境的實(shí)用生產(chǎn)方法和措施，其實(shí)質(zhì)是一種物料和能我國潔凈煤技術(shù)主要包括4個(gè)技術(shù)領(lǐng)城，14 個(gè)技術(shù)耗最少的人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)的規劃和管理，將廢物減量化、方面，如下表:資源化和無(wú)害化，或消滅于生產(chǎn)過(guò)程之中。同時(shí)對人體和環(huán)境無(wú)害的綠色產(chǎn)品的生產(chǎn)將隨著(zhù)可持續發(fā)展進(jìn)程的潔凈煤技術(shù)領(lǐng)域潔凈煤技術(shù)開(kāi)發(fā)、應用、推廣深入而日益成為今后產(chǎn)品生產(chǎn)的主導方向。"我國政府明選煤(推廣應用)型煤(工業(yè)型煤示范應用、民用型確指出，只有大力發(fā)展清潔生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)綠色產(chǎn)品，煤炭加工煤推廣)推行生產(chǎn)全過(guò)程控制，才會(huì )實(shí)現以盡可能小的環(huán)境代價(jià)和最少的能源、資檬消耗，獲取最大的經(jīng)濟發(fā)展效益o中國煤化工運輸,推廣應用)縱觀(guān)世界，在工業(yè)化發(fā)展過(guò)程中，各國都先后經(jīng)歷FYHCNMH G技術(shù).了“先污染，后治理"的過(guò)程。所采取的環(huán)境保護策略，煤炭燃繞|增壓硫化床燃燒技術(shù)(引進(jìn)、推廣)煙氣凈化(脫除S02、NOx)更多地是把1 h點(diǎn)放在了對污染物的“末端"控剩和處理整體煤氣化床發(fā)電技術(shù)上,付出的經(jīng)濟代價(jià)巨大，但收效甚微。據估計,在國《工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟》2002年 第1期總第119期潔凈煤技術(shù)領(lǐng)城潔凈煤技術(shù)開(kāi)發(fā)、應用、推廣濟效益顯奢且處理量大、應用面廣等特點(diǎn)。高硫煤成型時(shí)，加人適量固確劑，可大量減少SQ2的排放量,燜塵煤炭轉化|煤炭氣化、底下氣化和SO2可減少40%一50%。煤炭液化(開(kāi)發(fā)示范)燃料電油(開(kāi)發(fā))型煤按用途劃分為工業(yè)用型煤、造氣用型煤和民用煙氣凈化型煤。工業(yè)用型煤主要是用于工業(yè)窯爐和工業(yè)鍋爐的燃污染持放控制與電廠(chǎng)粉煤灰綜合利用燒。工業(yè)密爐型煤是利用廉價(jià)的無(wú)煙煤末和較為廉價(jià)的廢棄物處理煤層氣的開(kāi)發(fā)利用煤矸石和煤泥水的綜合利用煙煤末為原料，加工成型煤，用以替代價(jià)格昂貴的塊煤,發(fā)展和推廣潔凈煤技術(shù)是保證我國能源安全和可持工業(yè)鍋爐和窯爐改造而且型煤性能與原塊煤相近，甚至超過(guò)原塊煤。造氣用續發(fā)展的長(cháng)期戰略選擇。應在大力推廣成熟技術(shù)的基礎型煤可以代昝無(wú)煙塊煤用于化肥和發(fā)生爐煤氣行業(yè)，遣.上，積極開(kāi)發(fā)與引進(jìn)大型先進(jìn)技術(shù)，加快推廣潔凈煤技氣用型煤的性能超過(guò)無(wú)煙塊煤。民用型煤在我國已有較好的發(fā)展，在城鎮中的推廣率高于農村、新型型煤技術(shù)術(shù)產(chǎn)業(yè)化。的推廣開(kāi)拓了鄉鎮和廣大農村的廣國用煤市場(chǎng)。1.發(fā)展煤炭洗選加工目前世界發(fā)達國家都把發(fā)展煤炭洗選加工作為煤熒型煤改進(jìn)煤氣燃燒方式，不僅大大提高節能率，而工業(yè)技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)。煤炭合理洗選加工是當前提高煤炭且減少煙塵和有害氣體so,污染，具有顯著(zhù)的經(jīng)濟效益。使用價(jià)值、充分利用煤炭資源、增加企業(yè)經(jīng)濟效益最有據預測，今后20年內，我國型煤箭求量將以每年5%的效的技術(shù)途徑。原煤經(jīng)過(guò)洗選進(jìn)行脫灰、降硫并加工成速度增長(cháng)。應加強型煤成型技術(shù)的科技攻關(guān)，大力促進(jìn)質(zhì)量均勻、用途不同、品種適銷(xiāo)對路的煤炭產(chǎn)品。2000型煤加工產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。年全國原煤人選比重僅占原煤產(chǎn)量的35%左右，大量原3.發(fā)展配煤一條龍服務(wù)體系.煤未經(jīng)恍選直接燃燒，不利于煤炭綜合利用、環(huán)境保護、我國能源利用率低、煤耗高的原因是多方面的。但節能、節運以及經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和杜會(huì )效益的提高。是煤炭產(chǎn)品結構不合理、品種單一、供需脫節，不能按據1995年統計，少人洗1噸焦煤少收28.3元，少人洗1照用戶(hù)的設備性能要求供應煤炭產(chǎn)品是一個(gè)重要的因素。響動(dòng)力煤少收16.6元，當年動(dòng)力煤的人洗率只有6%，據分析， 煤炎資霉的很費有35%是由于企業(yè)內部缺乏健著(zhù)與30%的人洗率比較，僅此- -項，全行業(yè)就要少收30全的科學(xué)管理制度，有65%是由于工藝設備煤炭晶種質(zhì)億元。由于我國電廠(chǎng)絕大多數以原煤、洗混煤和中煤作量不相適應造成的。煤炭工業(yè)“十五"規劃要求在煤炭為燃料，煤炭灰分比國際平均高13%-15%，每千瓦時(shí)中轉港口和主要集散地建設配煤廠(chǎng)，為用戶(hù)提供質(zhì)量穩的標準煤耗比國外先進(jìn)水平高100克左右，能耗大。定、價(jià)格合理、環(huán)境保護型的煤炭。在2005年，初步形1995年全國鐵路運煤6.7億噸，其中4.5億噸未經(jīng)洗選，成產(chǎn)、配、銷(xiāo)、送及轡后服務(wù)~ -條龍體系。.約有8000萬(wàn)噸矸石隨煤外運，按平均運距600公里計4.完訾水煤漿制備和應用技術(shù)算，共占用運量480億噸公里，浪費運費25億元。另?yè)簼{是20世紀70年代興起的新型燃料,燃燒時(shí)統計，我國每年消耗12多億噸煤，要向大氣層排放二氧火焰中心溫度比燒煤和燒油低，而排放的SO2、Nox 等與化硫1800萬(wàn)噸，污染環(huán)境并由此遣成經(jīng)濟損失達160億直接燃燒原煤相比降低15%- -20%，運輸與儲存對環(huán)境元。我國每年發(fā)電用煤1.1億噸，絕大部分未經(jīng)人洗，的影響遠比煤炭要小?；曳忠话阍?0%以上。對煤炭進(jìn)行洗選加工是我國當前水煤漿技術(shù)在發(fā)達國家已日益成熟。目前，我國也煤炭沽凈生產(chǎn)的一種最基本、最有效的手段。煤炭工業(yè)已經(jīng)建成和在建多個(gè)商業(yè)性示范工程，已生產(chǎn)水煤漿的“十五”規劃中要求大中型煤礦要有配套的選煤廠(chǎng)，小型原料煤，灰分小于8%，硫分小于0.5%，水煤漿燃燒時(shí)煤礦要依托大礦的選煤廠(chǎng)或建設群礦集中選煤廠(chǎng)。重點(diǎn)排放的煙塵和SOr遠遠低于燒原煤。我國已經(jīng)在白楊河在山西、陜西、山東、內紫、河南、安徽等省區建設一電廠(chǎng)、燕山石化等多處應用水煤漿，并積累了一定的經(jīng)批先進(jìn)的選煤廠(chǎng)?，F有老的選煤廠(chǎng)要進(jìn)行技術(shù)改造，充驗。今后，應進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)水煤漿新型添加劑，不斷分發(fā)揮選煤廠(chǎng)的能力利用率，提高質(zhì)量和效益。2005 年改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提供質(zhì)量穩定、滿(mǎn)足市場(chǎng)需求的水煤漿。選煤廠(chǎng)平均工效達到40噸。重點(diǎn)研究“中國煤化工莊爐內地燒過(guò)程中2.型煤加工的固硫、JH渦爐的地區，鼓勛型煤加工是將煤粉通過(guò)-定成型技術(shù)和工藝加工成煤礦與用CNMHG公司，發(fā)展集中.具有一定形狀的煤炭產(chǎn)品。粉煤加工成型技術(shù)是煤類(lèi)加洗選、制漿、管道輸送、燃燒發(fā)電-體化工程。工轉化中，具有投資少、見(jiàn)效快、節能、環(huán)境保護和經(jīng)5.大力發(fā)展煤層氣產(chǎn)業(yè)總第119期《工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟)2002年第1期 .煤層氣的主要組成成分是甲燒(CH)，既是造成溫經(jīng)催化反映，生成液體燃料及其他碳氫化合物。宣效應的主要氣體之一,是井工開(kāi)采時(shí)礦井的有害氣體直接液化目前尚處于研究階段，間接液化也只有南的主要組成部分，又是一種優(yōu)質(zhì)潔凈能源。大力發(fā)展煤非一家公司真正實(shí)現了大規模、工業(yè)化生產(chǎn)。由于生產(chǎn)層氣產(chǎn)業(yè)，是實(shí)施潔凈煤戰略的戰略選揮。建國50多年工藝相當復雜、 投資大、生產(chǎn)成本高而未能廣泛推廣。來(lái)，一直采取礦井風(fēng)排煤層氣做為與礦井的自然災害做我國對煤炭液化相當重視，并已經(jīng)具備了一定的技術(shù)基斗爭的防止措施，風(fēng)排煤層氣因其濃度低而無(wú)法利用，礎，“十五"期間，在完成神東、云南先鋒和黑龍江依藍這樣既浪費優(yōu)質(zhì)潔凈能源井耗電，嚴重污染大氣環(huán)境。堞炭直接液化示范廠(chǎng)可行性研究的基礎上，通過(guò)經(jīng)濟技在許多高濃度煤氣層，單菲風(fēng)排不能完全解決問(wèn)題。在術(shù)合作建設1- -2個(gè)煤炭液化示范廠(chǎng)，2005年煤炭液化產(chǎn)一些高濃度煤 氣層礦井中,普遍采用對煤層氣抽放措施。油達到250萬(wàn)噸以上。1952年開(kāi)始利用巷道抽放，到1956年發(fā)隈為用鉆孔抽8.煙氣凈化放，并把抽放出的瓦斯用做燃料和制造炭黑，變害為利。姻氣凈化包括煙氣脫硫、煙氣脫氮和顆粒物控制。經(jīng)過(guò)幾十年的努力，煤層氣抽放技術(shù)有了較大的發(fā)展，煙氣脫硫有濕式和干式兩種。濕式法- - 般用石灰水琳淋洗試驗威功地適應各種煤層賦存條件和瓦斯涌出特點(diǎn)的多煙塵，so,變成亞硫酸鈣漿狀物，脫硫率-般可以達到種抽放方法。到1985年，全國已建成瓦斯抽放系統12595%以上。干式法是用石灰石漿狀噴霧，與煙氣中的處,年抽放瓦斯量達到3.4億立方米。利用率為64.7%。so,反應，產(chǎn)生硫酸鈣，脫硫效率比濕式法低。煙氣脫“十五”時(shí)期，積極發(fā)展煤層氣產(chǎn)業(yè)，繼續實(shí)行地面抽放氮有多種方法。日本已采用干式氨選摔性催化劑還原法，與井下排放并舉的煤層氣開(kāi)發(fā)方針。重點(diǎn)加快山西沁水煙氣通過(guò)催化劑在300- 400攝氏度下加入氨，使NOx分煤田、河東煤田、安徽兩淮煤田、遼寧鐵法、撫順礦區、解成無(wú)害氮和蒸汽，NOx排放量可減少80%以上。貴州六盤(pán)水等地區煤層氣的勘探評價(jià)及開(kāi)發(fā)利用。到目前，煙氣脫硫在國外已大量推廣,發(fā)達國家已可2005年，力爭使大中型煤礦瓦斯利用率達到當年抽放量以控制So,及煙塵不再增加，而我國煙氣凈化尚處在起的80%，建成2- -3 個(gè)煤層氣地面開(kāi)發(fā)利用示范基地，煤步階段。從可持續發(fā)展的要求和我國工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情層氣產(chǎn)量達到30一40億立方米。況來(lái)看,我國應該對煙氣凈化引起足夠的重視，借鑒學(xué)6.煤炭氣化技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應用習外國的經(jīng)驗技術(shù)，加快煙塵治理，實(shí)施潔凈生產(chǎn)。煤炭氣化已有近百年的歷史，技術(shù)和工藝已經(jīng)比較9.煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電成熟。煤炭氣化不僅顯著(zhù)地提高煤炭利用效率，而且能煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電供電效率高，可達到45%左極大地減少污染物的排放。煤炭氣化后生成一氧化碳、右。NO的排放只有常規電站的15%- -30%， 脫硫效率氫氣和甲烷相混合的高熱值合成氣，煤炭氣化可以使煤高達99%，耗水量只有常規燃煤電廠(chǎng)的1/2-V3.該項炭在燃燒前脫除氣態(tài)硫和氮。正在開(kāi)發(fā)的新工藝可以脫技術(shù)在國際上已經(jīng)引起廣泛的重視，正處于示范試驗階瑭9%，采取在氣化器中加人石灰石固硫的工藝，可以.段。我國也已開(kāi)始對此進(jìn)行研究，但目前尚不具備工業(yè)脫硫90%。.示范的能力。這是煤炭潔凈生產(chǎn)的發(fā)展方向。我國煤氣化技術(shù)應用較早，但煤制氣終端消費量并參考文獻不多，1988 年煤制氣的終端消費量?jì)H185 億立方米。目1.煤炭工業(yè)“十五”規劃，中國煤炭報，2001. 6.前正在發(fā)展中小型城市煤氣、工業(yè)燃料氣、合成原料氣、26大城市煤氣及煤氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電用煤氣。今后應進(jìn)- -步2.張坤民主筆，《可持續發(fā)展論>，中國環(huán)境科學(xué)出推進(jìn)氣化技術(shù)的開(kāi)發(fā)和利用，引進(jìn)國外先進(jìn)的煤氣化技版社，199術(shù)，建設大型煤炭氣化和煤化工示范項目。加快煤炎地3.甘師使主編，《可持續發(fā)展論)，中共中央黨校出下氣化試驗，積極探索煤炭開(kāi)發(fā)和利用的新途徑。版社，廣東科技出版社，19977.煤炭液化4.張明理主編，《當代中國的煤炭工業(yè)》,中國社會(huì )煤炭液化是將煤炭液化成石油、輕質(zhì)油、甲醇及柴科學(xué)技術(shù)出版社，1998袖籌液體燃料。煤的液化可以分為直接液化和間接液化。s.寧明棟，《謀炭的清潔使用及發(fā)展潔凈堞技術(shù)戰直接液化是將煤在高壓、高溫下進(jìn)行加氫反應，使煤變略的1中國煤化工2)成液體燃料;或利用煤和高硫石油在活性催化劑和添加工大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院.TYHCNMHG劑存在下，在高溫加壓下進(jìn)行混合加氫，直接生產(chǎn)液體山西洪澗縣政府)燃料。間接液化是將煤先氣化，生成合成氣，合成氣再一40一