貴州酸雨地區(qū)高硫煤利用中的環(huán)境保護(hù)措施

宋紅光

（貴州省煤礦設(shè)計(jì)研究院 貴州貴陽 550025）

1 高硫煤儲(chǔ)量及分布

我國人均煤炭資源儲(chǔ)量為103t，遠(yuǎn)低于435t的世界平均水平，人均可采煤炭儲(chǔ)量為52t，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于173t的世界人均水平[1]。同時(shí)我國煤炭資源空間分布不均，北多南少，且由于地質(zhì)沉積原因，資源分布較少的西南地區(qū)又大量分布著含硫量高于3%的資源，根據(jù)2005年年底的普查，貴州省已探明儲(chǔ)量中高硫煤占504.28億t，平均含硫量為4.02%，占全國總探明儲(chǔ)量的4.83%，占所有含硫量大于3%省份全部高硫煤的75.7%，貴州省是全國高硫煤炭的集中分布區(qū)，因此，高硫煤是貴州一種重要的資源。

2 高硫煤對(duì)環(huán)境的影響

煤炭作為一次能源，其能源轉(zhuǎn)化的最主要途徑為燃燒，其污染物產(chǎn)物為SO2，根據(jù)《貴州年鑒2011》，2010年貴州省一次能源生產(chǎn)總量中原煤占比為89.9%，能源終端消費(fèi)中原煤占比約為82.0%（含電力折算部分），據(jù)《2011年貴州省環(huán)境質(zhì)量狀況公報(bào)》載，貴州省2011 SO2的排放總量為110.42萬t。

高硫煤與中高硫煤的儲(chǔ)量約占全國煤炭資源的1/9，但由其燃燒所產(chǎn)生的SO2占總排放量的近一半[2]。貴州2011全省11個(gè)城市（不含清鎮(zhèn)市）年均降水pH值范圍在5.44－7.09之間。安順、貴陽等7個(gè)城市不同程度出現(xiàn)過酸雨，其中貴陽、安順和凱里3城市的降水年均pH值均小于5.6，酸雨率大于20%。由此可見,高硫煤的燃燒對(duì)環(huán)境空氣中SO2的貢獻(xiàn)較大，是局部地區(qū)酸雨污染的來源之一，針對(duì)高硫煤應(yīng)制定較為嚴(yán)格和可行的環(huán)保措施，從源頭及使用全過程進(jìn)行監(jiān)控，加大對(duì)排放總量的控制力度，部分地區(qū)需對(duì)SO2的排放總量進(jìn)行削減，在逐步改善環(huán)境空氣質(zhì)量的前提下合理利用高硫煤炭資源。

3 高硫煤的利用不可避免

高硫煤炭在世界其他地區(qū)尤其是缺煤地區(qū)應(yīng)用廣泛[3]，貴州地區(qū)煤炭賦存的地質(zhì)條件極其復(fù)雜，高硫煤儲(chǔ)量占比較高，高硫煤并不是于某個(gè)地方集中分布，其賦存地質(zhì)條件復(fù)雜，部分高硫煤層與其他煤層相距很近，其他相近煤層在開采過程中都會(huì)導(dǎo)致高硫煤層被破壞，因此，不可避免的要采出大量的高硫煤。

我國特低硫煤分部地區(qū)極少，分布面積小，主要分布在內(nèi)蒙古、吉林、黑龍江以及西部部分地區(qū)，已探明儲(chǔ)量以及產(chǎn)量均較小，一般需要長距離運(yùn)輸，且貴州本為西南地區(qū)煤炭生產(chǎn)能力大省，因此，貴州地區(qū)長期大量使用外來低硫及特低硫煤并不現(xiàn)實(shí)，當(dāng)前及以后貴州地區(qū)使用高硫煤炭是不可避免的。

4 高硫煤及二氧化硫治理措施

貴州部分地區(qū)屬于酸雨和二氧化硫控制區(qū)，環(huán)境空氣煤煙型污染較為嚴(yán)重，如繼續(xù)利用高硫煤炭，則須采取較為可行的環(huán)保措施以控制二氧化硫的排放量，逐步改善環(huán)境空氣質(zhì)量。結(jié)合貴州的實(shí)際情況，可從以下幾方面治理：

4.1 部分禁采

全面禁采高硫煤不符合實(shí)際情況，但可結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行部分禁采，如處于鐵路下、水體下、建筑物下等“三下”高硫煤層，可考慮留設(shè)保護(hù)煤柱，尤其是建筑物下，貴州大部分礦井尤其老礦均是采取“先開采后賠償”的方針，在開采設(shè)計(jì)時(shí)一般很少考慮留設(shè)村莊煤柱，對(duì)于較為集中的村莊及建筑物下的煤炭資源，若屬于高硫煤炭則可考慮禁止開采，如此，既可減少搬遷費(fèi)用和社會(huì)問題，又解決了高硫煤帶來的環(huán)境污染問題。

4.2 設(shè)置選煤廠，加大洗選力度

貴州地區(qū)的原煤含硫率較高，部分地區(qū)達(dá)4.16%－7.84%,個(gè)別地區(qū)甚至更高，屬于特高硫煤。高硫煤中硫分一般以硫化鐵等無機(jī)物質(zhì)存在,以無機(jī)形式存在的硫占71%；其次以有機(jī)硫形式存在的硫占25%，剩余部分主要以硫酸鹽硫形式存在。無機(jī)狀態(tài)的硫單體較易分選，有機(jī)和硫酸鹽形式存在的硫較難分選，由于無機(jī)形式存在的硫占比較高，從畢節(jié)地區(qū)多個(gè)礦井多次分選實(shí)驗(yàn)來看，硫分整體去除率約達(dá)60%，因此，大量洗選原煤既可以改變?cè)浩焚|(zhì)，又可解決部分高硫煤污染問題。

4.3 高硫煤進(jìn)電廠

貴州地區(qū)每個(gè)礦井均有電煤指標(biāo)，導(dǎo)致有的礦井需要將品質(zhì)好的原煤或低硫煤，甚至部分焦煤列入電煤指標(biāo)，部分礦井則考慮買進(jìn)低價(jià)煤列入電煤指標(biāo)。從環(huán)境保護(hù)角度考慮，政府部門可從宏觀上調(diào)節(jié)，減少“一刀切”的做法，將大量的高硫煤列入電煤指標(biāo)，可集中利用電廠現(xiàn)有的脫硫設(shè)施，在可保證脫硫質(zhì)量的同時(shí)可大大減少高硫煤分散利用過程所必須設(shè)置的脫硫措施，更可減少部分高品質(zhì)煤炭單純用作燃料的損失。

在高硫煤炭集中地區(qū)甚至可以設(shè)置坑口電站，可大量消耗高硫煤，將輸煤變成輸電，大大減少煤炭的運(yùn)輸量，可減少沿途粉塵的產(chǎn)生，從另一方面保護(hù)了環(huán)境。

4.4 采用集中供熱

當(dāng)前貴州部分地區(qū)存在大量分散的小鍋爐，主要燃燒附近小型礦井生產(chǎn)的煤炭，小鍋爐一般未配置脫硫除塵措施，大量分散的小型鍋爐事實(shí)上形成了區(qū)域污染。在人口較為集中的地區(qū)，如盤縣紅果、斷江等地活著小微企業(yè)較為集中的地區(qū)進(jìn)行集中供熱。集中供熱時(shí)采取的脫硫措施更容易監(jiān)管，脫硫效果更有效果，單位脫硫成本也可大為降低。

4.5 型煤固硫

如果在煤炭中加固硫劑，則將有50%左右的硫被保留在殘?jiān)?dāng)中[4]，因此，排放到環(huán)境空氣中的SO2可減少約50%，而被截留的硫融入了爐渣，可當(dāng)成固體廢棄物進(jìn)行合適的處理。貴州高硫煤地區(qū)可加大型煤固硫的研究和生產(chǎn)，若能推廣民用，則可使部分分散用戶較好的控制SO2的排放。

4.6 燃燒前、燃燒中和燃燒后脫硫結(jié)合

選煤技術(shù)屬于燃燒前脫硫，由于小鍋爐分布廣泛、耗煤量大，且來源不同，因此其污染較難控制，在集中供熱覆蓋不大的地方，使用選煤廠的選煤產(chǎn)品可將入爐的煤炭含硫率控制在一定范圍[5]。

燃燒中脫硫又稱為爐內(nèi)脫硫，在燃燒過程噴入脫硫劑（主要為CaCO3或CaO粉末），經(jīng)氧化生成的SO2與爐內(nèi)的CaO反應(yīng)結(jié)合成CaSO3或CaSO4，并最終全部氧化為CaSO4融入爐渣，其脫硫效率約為60-80%。

煙氣脫硫（FGD）又稱為燃燒后脫硫，屬于末端處理，其去除效率可達(dá)90%以上，其處理費(fèi)用較高，工藝較為復(fù)雜，副產(chǎn)品屬于二類固體廢物，副產(chǎn)品的處理過程也較復(fù)雜，目前一般用于電廠或其他大型水泥廠、氧化鋁廠等耗煤量很大的企業(yè)。貴州地區(qū)煤炭含硫率較高，同時(shí)現(xiàn)有部分地區(qū)環(huán)境容量較小，對(duì)高硫煤處理的要求較高。因此，耗煤單位在采取一般降硫措施后，若再利用煙氣脫硫進(jìn)行終端處理，則可使SO2達(dá)到國家和地方的環(huán)保要求。若含硫4%的高硫煤使用煙氣脫硫，則相當(dāng)于燃燒使用0.4%的特低硫煤炭，使用煙氣脫硫，高硫煤帶來的SO2在排放前有了相應(yīng)的環(huán)保措施。

當(dāng)前，單靠一種方法越來越不能滿足環(huán)保要求，在必要時(shí)應(yīng)燃燒前-燃燒中-燃燒后聯(lián)合使用，將高硫煤的環(huán)境影響減到最小。

5 二氧化硫脫出經(jīng)濟(jì)可行性

高硫煤SO2脫硫費(fèi)用可以不斷降低，當(dāng)前可以實(shí)現(xiàn)脫硫技術(shù)和裝備的國產(chǎn)化，脫硫裝備成本可以降到國際價(jià)格近一半，脫硫成本可控制在總投資的10%以內(nèi)[6]，因此在環(huán)保意識(shí)日益強(qiáng)烈的當(dāng)前，SO2的脫除是非常必要和可行的。

6 結(jié)論

自從將SO2確定為污染物，高硫煤就被認(rèn)為是環(huán)境空氣SO2污染的主要污染源，國家發(fā)展和改革委員會(huì)令第9號(hào)《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2011年本）》中規(guī)定淘汰高硫高灰（含硫高于3%）生產(chǎn)礦井?！度济憾趸蚺欧盼廴痉乐渭夹g(shù)政策》規(guī)定：“各地不得新建煤層含硫份大于3%的礦井”，但實(shí)際上生產(chǎn)中高硫煤被大量采出且由于資源的不可再生性而不可避免的在使用。本文從實(shí)際出發(fā)，積極探討貴州地區(qū)高硫煤的使用及治理措施，以最大程度減小高硫煤對(duì)環(huán)境空氣的影響，各地方有關(guān)部分可結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，在目前的禁采模式上考慮采取全過程的治理和監(jiān)控措施。

[1]盛明，蔣翠蓉.淺談高硫煤資源及其利用[J].煤炭技術(shù),2008,11(6):4-6.

[2]陳鵬.中國高硫極其排放SO2污染控制[J].煤炭轉(zhuǎn)化,1998,21(3):1-6.

[3]楊永清，張慧娟，米杰.高硫煤的利用途徑[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2005,15(5):166.

[4]楊新興，高慶先.等.我國SO2減排構(gòu)想與經(jīng)濟(jì)分析[J].環(huán)境科學(xué)研究,1998,11(6):13-15.

[5]石斌.高硫煤燃前脫硫及強(qiáng)化脫硫方法[J].選煤技術(shù),2011,4(2):68-71.

[6]張可鉅.珞璜電廠煙氣脫硫裝置.1994（3）