煤炭清潔高效利用相關(guān)問題研究

林宇

摘 要：作為我國能源結(jié)構(gòu)中的主體能源，煤炭資源的利用率直接影響能源發(fā)展。基于此，本文主要從煤炭開發(fā)方面、煤炭利用方面入手，分析當(dāng)前我國煤炭資源的開發(fā)利用現(xiàn)狀，并提出運(yùn)用煤炭利用方向優(yōu)化策略、煤炭燃燒結(jié)構(gòu)調(diào)整策略，實現(xiàn)煤炭資源的清潔高效利用，以期改善環(huán)境污染現(xiàn)狀，促進(jìn)我國構(gòu)建資源節(jié)約型社會目的的實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：煤炭資源；清潔高效利用；煤炭選洗

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.076

0 前言

從我國的基本能源儲備狀況來看，與石油、天然氣等能源相比，我國的煤炭資源更加豐富，這種既定的資源稟賦導(dǎo)致我國逐漸形成以煤炭為主體能源的特殊能源結(jié)構(gòu)。隨著煤炭資源的廣泛開發(fā)利用，煤炭過量開采、燃燒利用帶來了嚴(yán)重的溫室氣體排放、PM2.5指標(biāo)升高、二氧化硫排放量增多等問題。因此，實現(xiàn)煤炭資源的清潔高效利用具有一定的現(xiàn)實意義。

1 當(dāng)前煤炭資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

這里主要從以下幾方面入手，對煤炭資源的開發(fā)利用現(xiàn)狀進(jìn)行分析和研究：

1.1 煤炭開發(fā)方面

截至2015年底，與世界總產(chǎn)量相比，我國的煤炭總產(chǎn)量占比約為48.1%。從我國山西、內(nèi)蒙古等主要煤炭儲區(qū)現(xiàn)狀來看，持續(xù)性的煤炭開采導(dǎo)致各地區(qū)開發(fā)條件逐漸變差。到目前為止，在剩余煤炭資源中，低變質(zhì)媒、褐煤的占比已經(jīng)超出百分之五十，與此同時，優(yōu)質(zhì)煤炭資源余量明顯減少。從煤炭資源埋深來看，埋深超出1000米的煤炭資源占比已經(jīng)超出54%，且這一數(shù)據(jù)仍處于不斷上漲狀態(tài)。在大力開發(fā)煤炭資源趨勢的影響下，各煤炭采區(qū)環(huán)境不斷惡化，甚至對人們的身體健康構(gòu)成了一定的威脅。

1.2 煤炭利用方面

與發(fā)達(dá)國家相比，我國燃煤工業(yè)鍋爐的運(yùn)行熱效率、燃煤發(fā)電綜合利用率分別低出10%、18%左右，且我國的煤炭分散直接燃燒量顯著高于美國、英國等發(fā)達(dá)國家。在這種煤炭利用形式下，由燃煤引發(fā)的污染物在空氣污染物中的占比也發(fā)生了顯著增加。其中，燃煤產(chǎn)生的懸浮顆粒物占空氣總懸浮顆粒物的60%；燃煤產(chǎn)生的二氧化硫占空氣中二氧化硫總量的90%。

2 煤炭清潔高效利用策略

為了提高煤炭資源的利用率，改善煤炭資源開發(fā)利用引發(fā)的環(huán)境污染問題，可運(yùn)用以下幾種策略，實現(xiàn)煤炭資源的清潔高效利用：

2.1 煤炭利用方向優(yōu)化策略

從傳統(tǒng)煤炭利用狀況來看，傳統(tǒng)煤炭利用將煤炭作為單一燃料，這種利用方向是煤炭資源開發(fā)利用導(dǎo)致環(huán)境污染加劇的主要原因。結(jié)合我國實際狀況來看，以煤炭為主體能源的能源利用模式仍然會持續(xù)較長一段時間，在無法完全摒棄煤炭資源的前提下，可從利用方向?qū)用嫒胧?，將原本的單一燃料利用方向調(diào)整為原料與燃料并重方向。

在以煤炭為燃料的同時，將其作為原料進(jìn)行深加工，獲得具有高清潔度特征的化工產(chǎn)品或石油產(chǎn)品。例如，通過深加工獲取煤炭間接液化產(chǎn)品，這類清潔燃料的含硫量較低，且十六烷值較高，將其作為燃料進(jìn)行利用，可有效降低燃燒產(chǎn)物中的PM2.5。

就劣質(zhì)煉焦煤而言，可采用階梯運(yùn)用方法實現(xiàn)煤炭資源的清潔高效利用。高溫?zé)峤饬淤|(zhì)煉焦煤獲得焦?fàn)t煤氣、煤焦油后，將焦?fàn)t煤氣作為燃料或利用這種產(chǎn)品生產(chǎn)清潔度更高的天然氣燃料；煤焦油則在高溫條件下加工，獲得瀝青、咔唑等具有高附加值特征的化工產(chǎn)品。

而就特種煤炭資源而言，可通過分級分質(zhì)利用的方式，充分利用這類煤炭資源的附加價值。例如，可參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用先進(jìn)的粉焦綜合利用技術(shù)、低溫?zé)峤庥蜌饧夹g(shù)等，將富油低階煤加工成清潔度較高的化工產(chǎn)品、油氣產(chǎn)品，在實現(xiàn)分級分質(zhì)利用的同時，滿足當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展對煤炭資源提出的清潔高效利用要求。

2.2 煤炭燃燒結(jié)構(gòu)調(diào)整策略

當(dāng)前我國的煤炭燃燒結(jié)構(gòu)以民用燃煤、燃煤發(fā)電以及工業(yè)用煤為基本構(gòu)成。為了實現(xiàn)煤炭的清潔高效利用，可分別運(yùn)用以下幾種方法對煤炭燃燒結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理優(yōu)化。

從民用燃煤構(gòu)成要素來看，煤炭多被用于冬季采暖。在這方面，燃煤結(jié)構(gòu)的調(diào)整需根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H條件進(jìn)行：如采暖地區(qū)民眾經(jīng)濟(jì)條件較高，且天然氣引入較為便捷，可將當(dāng)?shù)氐膫鹘y(tǒng)燃煤取暖調(diào)整為天然氣取暖；如采暖地區(qū)經(jīng)濟(jì)條件較差，可運(yùn)用以優(yōu)質(zhì)動力煤為主要材料的先進(jìn)爐具替代傳統(tǒng)設(shè)備，進(jìn)而避免大量燃煤加劇當(dāng)?shù)乜諝馕廴荆≒M2.5升高）；如采暖地區(qū)既難以實現(xiàn)天然氣采暖，也難以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)動力煤采暖，可將傳統(tǒng)燃煤采暖方式調(diào)整為電供暖，進(jìn)而間接提高煤炭資源的利用率。

對于燃煤發(fā)電構(gòu)成要素，可行的煤炭清潔高效利用方法主要包含以下幾種：第一，煤炭洗選發(fā)電方法。利用經(jīng)過洗選處理后的煤炭資源發(fā)電。這種處理方法可借助微生物分選、物理分選或者化學(xué)分選等技術(shù)，將雜質(zhì)從煤炭資源中分離出來，可有效提升燃煤發(fā)電的清潔水平。第二，煤炭分級分質(zhì)運(yùn)用方法。根據(jù)煤炭資源的級別、質(zhì)量采用不同方法進(jìn)行發(fā)電。如褐煤可經(jīng)干燥提質(zhì)處理后，實施燃煤發(fā)電；若未低質(zhì)煤炭，可采用循環(huán)流化床發(fā)電方法提升燃煤清潔性。

對于工業(yè)用煤構(gòu)成要素，可參照工業(yè)鍋爐類型采用適宜的新型技術(shù)，提升煤炭利用率及燃煤清潔性。若工業(yè)企業(yè)的鍋爐為集中供熱爐，可運(yùn)用供熱管網(wǎng)進(jìn)行替換；若工業(yè)企業(yè)的鍋爐為落后燃煤鍋爐，可運(yùn)用先進(jìn)鍋爐及優(yōu)質(zhì)煤實現(xiàn)煤炭的清潔高效利用。例如，某北方省份大型工業(yè)企業(yè)采用普通鏈條爐燃煤，每年燃煤量高達(dá)6210tce，且對當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境造成一定污染。在可持續(xù)發(fā)展背景下，該企業(yè)管理層經(jīng)協(xié)商后，決定運(yùn)用煤粉爐替代企業(yè)原本的每小時10t的普通鏈條爐，引入先進(jìn)鍋爐后第二年統(tǒng)計結(jié)果顯示，與鏈條爐燃煤相比，企業(yè)每年的節(jié)煤量可達(dá)一千tce以上，二氧化碳、二氧化硫以及煙塵的年減排量分別為2985噸、81噸以及28噸。從這個角度來講，可認(rèn)為先進(jìn)鍋爐技術(shù)的應(yīng)用可有效促進(jìn)煤炭清潔高效利用目的的實現(xiàn)。

3 結(jié)論

綜上所述，加強(qiáng)煤炭清潔高效利用已經(jīng)成為我國能源發(fā)展的必然趨勢之一。為了實現(xiàn)這一目的，應(yīng)結(jié)合當(dāng)前煤炭利用現(xiàn)狀，采用適宜的技術(shù)方法，提高煤炭資源的利用率及燃煤清潔度，降低燃煤產(chǎn)物中的二氧化硫、懸浮顆粒物含量，為空氣質(zhì)量的改善奠定良好的基礎(chǔ)。在優(yōu)化煤炭利用率的同時，實現(xiàn)可再生能源、清潔能源與煤炭資源的統(tǒng)一運(yùn)用，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]樊金璐.煤炭清潔高效利用方式發(fā)展方向研究[J].中國能源，2016

，38（09）：20-22+44.