煤炭在開發(fā)利用過程中對(duì)環(huán)境的影響及應(yīng)對(duì)措施

羅嬌贏

(雞西大學(xué) 安全與環(huán)境工程系，黑龍江 雞西 158100)

煤炭在開發(fā)利用過程中對(duì)環(huán)境的影響及應(yīng)對(duì)措施

羅嬌贏

(雞西大學(xué) 安全與環(huán)境工程系，黑龍江 雞西 158100)

煤炭在開發(fā)利用過程中會(huì)產(chǎn)生諸多環(huán)境問題，而中國(guó)目前的能源現(xiàn)狀決定了煤炭的主要地位，我國(guó)煤炭利用方式單一，效率不高。潔凈煤技術(shù)和其它相關(guān)措施可以解決煤炭利用與環(huán)境間的矛盾，通過洗選、型煤等技術(shù)手段可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益的共同發(fā)展。

煤炭；潔凈煤；環(huán)境

煤炭作為我國(guó)的能源，不但儲(chǔ)量多，而且分布廣、品種齊全。中國(guó)目前是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)，同時(shí)也是最大的出口國(guó)和消費(fèi)國(guó)，煤炭作為主要的能源在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)不會(huì)改變，煤炭的開發(fā)和利用既對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了推動(dòng)作用，同時(shí)也在煤炭開發(fā)和利用的每一個(gè)環(huán)節(jié)，包括，開采、洗選、運(yùn)輸、加工、燃燒等過程，對(duì)環(huán)境造成了重大影響，因此應(yīng)加快潔凈煤技術(shù)的應(yīng)用，減少污染。

一 煤炭在開采、運(yùn)輸、利用過程中對(duì)環(huán)境的影響

1.煤炭在開采過程中對(duì)環(huán)境的影響。

煤炭開采對(duì)土地資源的破壞，表現(xiàn)為地表塌陷、水土流失、固體廢棄物占用土地等。中國(guó)的煤炭開采以井工為主，井工平均開采每萬噸原煤，地表塌陷面積為0.2公頃，全國(guó)累計(jì)地表塌陷面積為40萬公頃；露天平均開采每萬噸原煤破壞土地面積約為0.22公頃，其中挖掘破壞0.12公頃，外排壓土地占0.10公頃，露天開采每年破壞土地面積約2200公頃；另外，矸石山占用土地現(xiàn)已達(dá)到1.2萬公頃。[1]

煤炭開采過程中形成的大氣污染主要來源于礦井瓦斯。據(jù)初步測(cè)算，中國(guó)每年通過井下通風(fēng)排放的煤層氣約有100億立方米，為全國(guó)甲烷排放總量的29%，甲烷的溫室效應(yīng)是二氧化碳的20倍，對(duì)礦區(qū)的大氣環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的危害，而且也加劇了全球氣候變暖，影響全球氣候變化。

煤炭開采對(duì)水資源也會(huì)造成影響。全國(guó)每年因采煤外排礦井水約22億噸，選煤外排煤泥水0.28億噸，外排其他工業(yè)廢水0.3億噸。

2.煤炭在運(yùn)輸過程中對(duì)環(huán)境的影響。

據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)鐵路運(yùn)煤漏損率達(dá)3%-5%，水運(yùn)損耗率達(dá)6%-7%。每年有6億噸煤炭通過鐵路、公路運(yùn)輸，在運(yùn)輸和裝卸堆放過程中至少排放300萬噸煤塵。

3.煤炭在利用過程中對(duì)環(huán)境的影響。

我國(guó)煤炭的利用以直接燃燒為主，直接燃煤造成我國(guó)大氣典型的煤煙型污染。燃煤產(chǎn)生了大量的煙塵、NOx、SO2、CO2等大量有害的污染物。中國(guó)燃煤產(chǎn)生的粉塵排放量約占粉塵總排放量的70%，燃燒排放的SO2約占總排放量的90%，NOx約占排放量的70%，CO2的排放量約占全國(guó)總的排放量的80%。據(jù)國(guó)家環(huán)保局統(tǒng)計(jì)，目前中國(guó)SO2污染產(chǎn)生的酸雨面積已經(jīng)達(dá)到國(guó)土總面積的30%。造成我國(guó)北方城市污染較南方重的局面，這與冬季北方燃煤有關(guān)，見表1-1。

表1-1 中國(guó)夏冬季節(jié)城市大氣污染比較

二 中國(guó)的潔凈煤技術(shù)

中國(guó)政府非常重視潔凈煤技術(shù)的發(fā)展，把能源與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，作為國(guó)家發(fā)展的重大戰(zhàn)略目標(biāo)，按照國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)的《中國(guó)潔凈煤技術(shù)九五計(jì)劃和2010年發(fā)展綱要》，中潔凈煤技術(shù)包括煤炭加工、煤炭高效潔凈燃燒、煤炭轉(zhuǎn)化和污染排放控制與廢棄物處理四大領(lǐng)域。

1.煤炭洗選技術(shù)。

煤炭洗選是傳統(tǒng)的煤炭加工技術(shù)，也是潔凈煤技術(shù)中最有效最經(jīng)濟(jì)的途徑。通過洗選，可減少無效運(yùn)輸，減少污染物排放，保護(hù)環(huán)境。入洗1億噸原煤一般可排除2000萬噸矸石，減少SO2排放量100-150萬噸。假設(shè)煤炭經(jīng)鐵路運(yùn)輸?shù)谋壤秊?0%，表2-1顯示了因煤炭洗選減少運(yùn)力可減少CO2排放情況。[2]

表2-1 節(jié)省運(yùn)力減少CO2減排

在大中型洗煤廠的跳汰、浮游、重介質(zhì)三大類洗選成套工藝設(shè)備方面，我國(guó)已有成熟的技術(shù)和配套能力，入洗原煤能力達(dá)2億噸以上。

但是目前中國(guó)的原煤入洗率很低，只有25%左右，發(fā)達(dá)國(guó)家在90%以上。先進(jìn)的重介質(zhì)選比例和小，選煤廠單機(jī)處理能力小，自動(dòng)化程度低。

2.水煤漿技術(shù)。

水煤漿具有良好的穩(wěn)定性及流變性，易于裝卸、儲(chǔ)存、輸送及直接霧化燃燒，可廣泛用于工業(yè)鍋爐、電站鍋爐、工業(yè)窯爐上代油燃燒，亦可用作氣化原料，用于合成氨、合成甲醇、合成尿素等化工項(xiàng)目中。工業(yè)性應(yīng)用示范證明，燃用水煤漿可提高燃燒效率5%-10%,降低能耗約20%，用1.8-2.1噸水煤漿可代替1噸重油，預(yù)測(cè)當(dāng)燃料油和水煤漿的比價(jià)超過2.25時(shí)，水煤漿在經(jīng)濟(jì)上就有競(jìng)爭(zhēng)力。

3.型煤。

型煤可以有效的提高煤炭利用率，燃用型煤與原煤散燒相比，工業(yè)鍋爐平均節(jié)約15%-23%，民用爐灶20%-30%，可以有效的減少環(huán)境污染，其中CO排放量減少70%-80%，煙塵減少60%，總固硫率為54%-74%。根據(jù)我國(guó)的實(shí)驗(yàn)，使用型煤的環(huán)境效益雖然比煤的氣化、液化低，但從環(huán)境、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)性方面考慮，型煤仍是減少大氣污染的主要有效途徑。表2-2顯示了型煤的投資效益評(píng)價(jià)。[3]

表2-2 型煤的投資效益評(píng)價(jià)

4.煤的氣化技術(shù)。

煤氣化和脫硫凈化后，得到低熱值煤氣，用于復(fù)合循環(huán)發(fā)電。這種系統(tǒng)熱效較高，達(dá)42%，電作為能源更為清潔。在氣化過程中，煤中的硫轉(zhuǎn)化為硫化氫，含氮的化合物與氧氣結(jié)合，大半轉(zhuǎn)化成了氨。硫化氫比二氧化硫更易去除。

三 其他相關(guān)環(huán)境保護(hù)措施

針對(duì)地表塌陷的主要措施：恢復(fù)和治理開采塌陷區(qū)的生態(tài)環(huán)境，綜合運(yùn)用生態(tài)保護(hù)技術(shù)，結(jié)合煤矸石等固體廢棄物的處理，對(duì)塌陷區(qū)進(jìn)行充填，復(fù)墾。

針對(duì)礦井水的主要措施：積極實(shí)現(xiàn)礦井水的資源化利用，即可減少排污，又可節(jié)約水資源，解決水資源短缺的問題，礦井污水一般包括四種類型，即含懸浮物、高礦化度、酸性及含特殊污染物的礦井水，針對(duì)不同污染類型的礦井水，可采取不同的資源化處理方式。

針對(duì)采煤過程中產(chǎn)生的煤層氣處理措施：在采煤之前和采煤中預(yù)先將煤層氣抽取出來并加以利用，可以減少礦井瓦斯的威脅，減緩溫室效應(yīng)，同時(shí)獲得廉價(jià)、潔凈、高效的能源。煤層氣的抽采實(shí)現(xiàn)了環(huán)境效應(yīng)與經(jīng)濟(jì)效益和安全生產(chǎn)三者的有機(jī)結(jié)合。

針對(duì)煤矸石的主要處理措施：煤矸石除了可以作為回填材料外，有些煤矸石還有一定的發(fā)熱量，可作為低熱值燃料，還可作為水泥摻混原料，制煤矸石磚、釉面磚等建筑材料。煤矸石中的微量和常量元素也有利用價(jià)值，生產(chǎn)聚合氯化鋁、碳化硅、石棉、分子篩。[4]

四 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)煤炭需求和煤炭供應(yīng)情況的預(yù)測(cè)，得到2020年環(huán)境情況的預(yù)測(cè)表，見表4-1。[5]

表4-1 環(huán)境預(yù)測(cè)結(jié)果

由表可以看出，由于煤炭消費(fèi)總量的上升，溫室氣體的排放量將不斷上升，水資源和土地資源的破壞也非常嚴(yán)重，因此有必要采取綜合措施合理處理環(huán)境與能源的利用問題。

(1)不斷優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，積極開發(fā)利用清潔能源。

(2)鼓勵(lì)煤炭的清潔生產(chǎn)與清潔利用。

(3)積極治理相關(guān)環(huán)境問題，完善環(huán)境管理機(jī)制。

(4)多部門積極配合，完成技術(shù)改進(jìn)和環(huán)境治理相關(guān)工作。

[1]郝臨山.潔凈煤技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009.

[2]辛凡文.煤炭加工利用過程中的碳排放特點(diǎn)及減排途徑[J].現(xiàn)代礦業(yè),2009(2).

[3]莊亞輝.煤炭加工利用過程對(duì)環(huán)境的影響[J].環(huán)境科學(xué)技術(shù),2008(1).

[4]董雪玲.煤炭開發(fā)中的環(huán)境污染及防治措施[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2005(5).

[5]胡予紅.煤炭對(duì)環(huán)境的影響研究[J].中國(guó)能源,2004(1).

ClassNo.:X752DocumentMark：A

(責(zé)任編輯：蔡雪嵐)

ImpactofCoaldevelopmentandUtilizationontheEnvironmentandCountermeasures

Luo Jiaoying

(Department of Safety and Environmental Engineering, Jixi University, Jixi, Heilongjiang 158100，China)

The paper discussed the grave impact of the coal utilization on the environment. Coal is still the main energy at this stage .in China . The utilization of coal in China is not efficient. To resolve the contradiction between the use of coal and the environment protection, the clean coal technology and other measures has been developed . Moreover , CCT and other technology can achieve the goal of the environmental and economic growth.

coal；clean coal; environment

羅嬌贏，碩士，助教，雞西大學(xué)安全與環(huán)境工程系。研究方向：環(huán)境保護(hù)。

1672-6758(2013)04-0126-2

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