山西省煤炭清潔生產(chǎn)問題研究

摘要：環(huán)境污染已經(jīng)制約了山西煤炭工業(yè)的發(fā)展，只有搞好煤炭企業(yè)的環(huán)境保護(hù)，推行清潔生產(chǎn)，才能實現(xiàn)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。解決煤炭企業(yè)面臨的可持續(xù)發(fā)展問題的對策是發(fā)展清潔生產(chǎn)技術(shù)，建立煤炭企業(yè)現(xiàn)代管理制度，加強(qiáng)信息和環(huán)境管理。

關(guān)鍵詞：煤炭工業(yè)；清潔生產(chǎn)；可持續(xù)發(fā)展

中圖分類號：F407.27文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ文章編號：1673－291Ｘ（2008）05－0149－02

一、前言

煤炭是我國最豐富的能源礦產(chǎn)，資源儲量約占全國礦產(chǎn)資源儲備的90%，化石能源的95%。目前我國在一次能源消費結(jié)構(gòu)中，煤炭占67%。而山西是全國最大的產(chǎn)煤、輸煤大省，煤炭資源儲量大、分布廣、品種全、質(zhì)量優(yōu)。山西目前已探明煤炭儲量2 600多億噸，占全國的近1/3。全省119個行政縣（市、區(qū)）中賦存煤炭資源的有94個，其中68個縣（市）煤炭年產(chǎn)量在百萬噸以上。煤種包含了全國的10大煤炭品種。2005年山西煤炭產(chǎn)量已達(dá)5 154億噸，除供應(yīng)國內(nèi)28個?。ㄊ?、自治區(qū)）外，還遠(yuǎn)銷亞洲、歐洲和拉美等20多個國家和地區(qū)。

煤炭經(jīng)濟(jì)占山西經(jīng)濟(jì)的份額很大，2005年全省煤炭銷售收入占全省工業(yè)新增銷售收入的51%，利潤總和與利稅總額分別占全省工業(yè)的57%和46%。煤炭經(jīng)濟(jì)的發(fā)展同時帶動了電力、冶金、化工、交通運輸?shù)认嚓P(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

二、煤炭工業(yè)引起的環(huán)境問題

以煤炭為主的能源供給結(jié)構(gòu)決定了煤炭工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有極其重要地位。而國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、粗放經(jīng)營和政策不配套又對煤炭工業(yè)產(chǎn)生負(fù)面作用，帶來沉重的環(huán)境壓力。這些壓力主要表現(xiàn)在由于地下開采，使地(巖)層結(jié)構(gòu)構(gòu)造遭到破壞，引起地面塌陷、水土流失、水平衡破壞；煤粉對煤礦附近環(huán)境造成嚴(yán)重污染；煤矸石堆放，不僅占地、破壞自然景觀，而且發(fā)生自燃、污染環(huán)境；煤礦排放的污水（礦井水、煤泥水、生活污水等)污染河流、水庫或農(nóng)田等，大部分采礦產(chǎn)生的廢水是酸性的（2

三、清潔生產(chǎn)的先進(jìn)技術(shù)、在煤炭行業(yè)的應(yīng)用

清潔生產(chǎn)是一種新的創(chuàng)造性的思想，該思想將整體預(yù)防的環(huán)境戰(zhàn)略持續(xù)應(yīng)用于生產(chǎn)過程、產(chǎn)品和服務(wù)中，以增加生態(tài)效率和減少人類及環(huán)境的風(fēng)險。

（一）清潔生產(chǎn)的先進(jìn)技術(shù)

清潔煤技術(shù)是以煤炭細(xì)選為源頭，煤炭高效，清潔燃燒與發(fā)電為核心，潔凈煤配煤、煤炭轉(zhuǎn)化和污染控制為重要內(nèi)容的技術(shù)，對實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有長遠(yuǎn)戰(zhàn)略意義。

它的基本框架是：

煤炭加工——選煤、型煤、配煤、水煤漿等；

煤炭轉(zhuǎn)化——氣化、液化、燃料電池等；

煤炭燃燒——循環(huán)流化床鍋爐、高效低污染粉煤燃燒、新型煤泥爐、燃煤聯(lián)合發(fā)電等；

污染物控制與管理——煙氣凈化、粉煤灰綜合利用、污染控制，煤矸石、煤層氣、礦井水與煤泥水的治理等。

具體技術(shù)有：

1.地下氣化技術(shù)

煤炭地下氣化就是將處于地下的煤炭進(jìn)行有控制的燃燒，通過對煤氣的化學(xué)作用產(chǎn)生可燃?xì)怏w的過程，實現(xiàn)井下無人無設(shè)備生產(chǎn)煤氣，變傳統(tǒng)的物理采煤為化學(xué)采煤。地下氣化后可獲得清潔能源和化工原料，如制造氫氣、甲烷等高附加值的燃料和化工產(chǎn)品。

2.水煤漿技術(shù)

我國半數(shù)以上的原煤可以制成水煤漿，水煤漿含硫可控制在1%以下，且煤炭液化產(chǎn)生的液體燃料和水煤漿代替石油在經(jīng)濟(jì)上是可行的，從這個意義上講，煤炭在未來我國能源中的地位將更加重要。

3.型煤技術(shù)

使用民用型煤煙塵和SO₂可減少40%以上，一般可節(jié)煤20%～30%，同時煤燃燒后是將硫固定下來而不是排放出去，這樣就會減少煤炭燃燒過程中向大氣排放的硫。

（二）清潔生產(chǎn)在山西省煤炭行業(yè)的應(yīng)用

晉城煤業(yè)集團(tuán)屬國家特大型煤炭企業(yè)之一，年產(chǎn)原煤已突破千萬噸，隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，集團(tuán)公司積極推行煤炭的清潔生產(chǎn)技術(shù)，從煤炭的清潔開采、清潔加工到清潔利用都采取了一系列的有效措施：原煤全部入洗，對洗煤水閉路循環(huán)、礦井水復(fù)用、煤矸石綜合利用（一部分用于煤矸石電廠發(fā)電，一部分用于制造煤矸石磚等建筑材料），廢棄的煤矸石運往煤矸石廠進(jìn)行處理，對原煤生產(chǎn)引起的土地塌陷進(jìn)行了復(fù)墾，積極對西區(qū)煤層氣資源進(jìn)行了開發(fā)，并開始實行“西氣東輸”，即把西區(qū)煤層氣加壓運輸至東部老區(qū)，并入老區(qū)煤氣站，各礦工業(yè)及民用鍋爐煙塵、煙氣經(jīng)過水膜除塵器達(dá)標(biāo)排放。經(jīng)過采用清潔生產(chǎn)，煤礦的廢棄物大大減少，環(huán)境也得到了很大的改善，如煤炭經(jīng)洗選加工后，可去除60%灰分和30%～50%的黃鐵礦硫，還可很大程度上減少污染物的排放。入洗1億噸原煤可減少燃煤排放二氧化硫100萬～150萬噸，成本僅為洗滌煙氣脫硫成本的10%；煉焦煤灰分每降低1%，焦炭灰粉可降低1.33%，燃料比降低2.66%，提高生鐵產(chǎn)量2.7%～4.0%；另外硫分每降低0.1%，則燃料比可降低1.5%，提高生鐵產(chǎn)量2%，石灰石耗量亦可減少。

西山古交礦區(qū)是山西焦煤集團(tuán)西山煤電集團(tuán)公司的骨干核心企業(yè)，這里的5座礦井和5座選煤廠每年要產(chǎn)生700萬噸中煤、煤泥和矸石，以往這些副產(chǎn)品不是被拋棄，就是被低價銷售，不僅嚴(yán)重污染了環(huán)境，加大了企業(yè)成本，而且造成了煤炭資源的極大浪費。為了徹底改變這種狀況，山西焦煤集團(tuán)和山西電力公司共同出資組建了全國最大的燃用洗中煤坑口電廠——古交發(fā)電廠，變輸煤為輸電，用來就地消化煤炭副產(chǎn)品。為了實現(xiàn)真正意義上的循環(huán)經(jīng)濟(jì)，他們建成了6萬噸煤的封閉式配煤廠，全部通過封閉式皮帶運輸，杜絕了污染和二次揚塵，也為過去的煤炭副產(chǎn)品找到了出路，省下了治理費用，一年就可燃用180萬噸。在此基礎(chǔ)上，他們還創(chuàng)造了五個國內(nèi)第一：采用了具有國際先進(jìn)水平的半干法脫硫、靜電除塵技術(shù)，脫硫效率和除塵效率分別高于國家規(guī)定的指標(biāo)；使用了具有國際領(lǐng)先水平的直接空冷技術(shù)，減少了土地占用量，節(jié)水率高達(dá)70％；使用了二級反滲透加EDI（電除離子）物理法處理水的技術(shù)，避免了產(chǎn)生廢水和二次處理的程序；使用了輔機(jī)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)用于輔機(jī)的冷卻，日用再生水——中水4 500噸，節(jié)約了大量的寶貴凈水資源；成功使用了GIS組合電氣開關(guān)先進(jìn)技術(shù)，比常規(guī)的電力出線系統(tǒng)節(jié)約土地22 272平方米。

古交發(fā)電廠把清潔生產(chǎn)和發(fā)電聯(lián)系起來，其顯著特點有：煤電聯(lián)營，由西山煤電股份有限公司和山西和信電力發(fā)展有限公司按照55%和45%的投資比例合作建設(shè)；典型的坑口電廠，距離最近的煤礦僅800米；燃洗中煤，一期工程項目可用洗煤副產(chǎn)品（中煤、煤泥、矸石）180萬噸/年；環(huán)保脫硫，脫硫效率達(dá)93%，除塵效率達(dá)99.57%；采用先進(jìn)的直接空冷技術(shù)，不僅節(jié)約土地，而且節(jié)水率達(dá)70%以上；中水復(fù)用，利用城市生活污水和礦井污水，經(jīng)過深度處理產(chǎn)生再生水。

四、針對環(huán)境問題提出解決方案

（一）工業(yè)廢水處理方面

礦井工業(yè)用水可以全部重復(fù)使用礦井水，利用后的污水經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放。對老選煤廠進(jìn)行技術(shù)改造，配套選用先進(jìn)的煤泥水處理工藝，實現(xiàn)廠內(nèi)閉路循環(huán)，污水零排放。

（二）瓦斯開發(fā)與利用方面

礦井抽采的瓦斯氣主要成分是甲烷，是煤的共伴生資源。它既威脅煤礦安全生產(chǎn)，又會引起溫室效應(yīng)。因此需充分利用瓦斯作為潔凈能源和化工原料，實現(xiàn)瓦斯綜合治理開發(fā)，把瓦斯作為一種新能源與煤同采。

（三）大氣污染防治方面

礦井工業(yè)場地的燃煤鍋爐和新建鍋爐，可全部配套使用高效除塵器，對鍋爐煙囪排放的廢氣進(jìn)行消煙除塵，除塵效率達(dá)95%以上，同時大力發(fā)展利用瓦斯氣替代原煤作為鍋爐的新型燃料，既可降低成本，又能大大減少環(huán)境污染。

（四）煤矸石綜合利用方面

對于采煤產(chǎn)生的煤矸石，可把它作為再生資源進(jìn)行合理利用，并通過建設(shè)煤矸石電廠、利用煤矸石代替黏土制作建筑材料、用煤矸石充填塌陷區(qū)進(jìn)行復(fù)土造田等，使煤矸石利用率達(dá)90%以上。

（五）粉煤灰及爐渣利用方面

粉煤灰和爐渣排放在環(huán)境中既污染了環(huán)境，也浪費了資源，減少了經(jīng)濟(jì)效益。解決這個問題，有以下幾個途徑：對粉煤灰進(jìn)行分選后，作為商品灰出售；作為水泥熟料的添加劑；作為新型建材原料，生產(chǎn)粉煤灰空心砌塊磚；作為修筑公路的筑路材料以及回填采煤塌陷地，上面覆以黃土，使復(fù)墾的土地加以利用?？涌陔姀S排放的爐渣作為建材廠燒制磚瓦的原材料，可全部綜合利用。

清潔生產(chǎn)是個持續(xù)不斷的過程，始終伴隨著生產(chǎn)的發(fā)展，人民生活質(zhì)量的提高，社會的進(jìn)步，攀升到更高的目標(biāo)。隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，清潔生產(chǎn)技術(shù)也要不斷的更新，才能跟上時代發(fā)展的步伐。只有在煤炭生產(chǎn)過程中應(yīng)用清潔生產(chǎn)技術(shù)，減少危險廢棄物的排放，把廢棄物循環(huán)利用到其他的行業(yè)，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，變廢為寶，才能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。