發(fā)展型煤生產(chǎn)與大氣環(huán)境質(zhì)量改善研究

李顯榮

（山西省陽(yáng)泉蔭營(yíng)煤礦正坤公司， 山西 陽(yáng)泉 045053）

我國(guó)現(xiàn)階段能源結(jié)構(gòu)主要以煤炭為主、其他清潔能源為輔，而由煤炭燃燒產(chǎn)生的煤煙型污染是造成大氣污染的主要因素，從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展角度入手，煤氣化和集中供熱是改善大氣環(huán)境質(zhì)量的關(guān)鍵途徑。但是，我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，經(jīng)濟(jì)實(shí)力還不是太強(qiáng)，城市要在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)煤氣化和集中供熱不太現(xiàn)實(shí)。在這種基本國(guó)情下，提升煤炭再加工產(chǎn)品的環(huán)保品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量的有效改善是現(xiàn)階段煤炭加工企業(yè)必須面對(duì)的首要任務(wù)，這也是煤炭加工企業(yè)的生存之本?；诖?，本文對(duì)型煤生產(chǎn)策略展開了分析，在提高熱效率的同時(shí)可以有效解決大氣污染問題的，真正達(dá)到除塵、脫硫等目的。

1 發(fā)展型煤生產(chǎn)思路

目前，直接燃燒原煤的國(guó)家比較少，基本上都是先加工、后使用，這樣不僅能夠節(jié)省燃料，還能有效控制大氣環(huán)境質(zhì)量。加工方式主要包括氣化、粉煤、型煤等。其中，煤炭加工成型煤，在節(jié)能爐具中燃燒，是一種最有效的方法，而且還能降低廢氣排放中存在的污染物含量。因此，在民用煤和工業(yè)用煤方面可大力發(fā)展生產(chǎn)型煤，以期達(dá)到環(huán)保、節(jié)能減排的效果。根據(jù)相關(guān)資料顯示，在比較型煤與散煤時(shí)，型煤煙塵排放量至少能夠減少90%，一氧化碳減少85%、二氧化硫減少50%等。我國(guó)型煤生產(chǎn)已經(jīng)有很長(zhǎng)時(shí)間的歷史，但大多是通過手工、半機(jī)械加工，產(chǎn)量非常少。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，型煤推廣區(qū)域逐漸拓寬，在地理氣候、居民生活習(xí)慣、用煤方式等影響下，型煤開始向多規(guī)格、多品種、多用途發(fā)展，我國(guó)型煤年產(chǎn)量也在不斷上升。型煤不僅在居民生活和第三產(chǎn)業(yè)中有著重要作用，在建材、造紙、化工、冶金等方面也至關(guān)重要，部分發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)型煤生產(chǎn)給予了高度重視，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了大氣環(huán)境質(zhì)量的改善。除此之外，能源危機(jī)、環(huán)境污染是各個(gè)國(guó)家正面臨的兩大難題，部分發(fā)達(dá)國(guó)家的煤利用率大約在80%左右，而我國(guó)民用煤的熱能利用率只有20%左右，大量熱能被排放到空氣中。在這種情況下，不僅浪費(fèi)資源，還嚴(yán)重污染環(huán)境，所以在發(fā)展型煤生產(chǎn)的同時(shí)提升其環(huán)保品質(zhì)是改善大氣環(huán)境質(zhì)量，做好環(huán)境保護(hù)工作的關(guān)鍵[1]。

2 發(fā)展型煤生產(chǎn)、改善大氣環(huán)境質(zhì)量的舉措

2.1 引進(jìn)先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)

我國(guó)型煤生產(chǎn)研究從上世紀(jì)60年代開始，至今為止已取得了多項(xiàng)成果。但是對(duì)于型煤的生產(chǎn)、研究及應(yīng)用而言，與發(fā)達(dá)國(guó)家之間仍然存在一定的差距，要想縮短這種差距，應(yīng)該積極引進(jìn)先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)、借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上加大研究力度，確保型煤生產(chǎn)工作能夠順利進(jìn)行。通過引進(jìn)、使用、吸收國(guó)外先進(jìn)設(shè)備，科研設(shè)計(jì)單位在基礎(chǔ)科學(xué)理論方面也發(fā)揮著非常重要作用，因此，應(yīng)該促進(jìn)型煤設(shè)備制造商與科研單位之間的合作，使企業(yè)能夠快速消化先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，并充分發(fā)揮出設(shè)備的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)型煤生產(chǎn)質(zhì)量和效率，確保型煤產(chǎn)業(yè)能夠進(jìn)入到正常的發(fā)展道路。除此之外，為了能夠增強(qiáng)自力更生的能力，科研單位還應(yīng)該對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和管理模式加以研究，并吸取型煤生產(chǎn)中的經(jīng)驗(yàn)，從而研發(fā)出屬于我國(guó)的型煤生產(chǎn)技術(shù)和發(fā)展模式，最終實(shí)現(xiàn)大氣環(huán)境質(zhì)量的改善。

2.2 充分發(fā)揮環(huán)保部門作用

通過環(huán)保部門的介入，能夠增強(qiáng)型煤環(huán)保性能，有利于改善大氣環(huán)境質(zhì)量。型煤環(huán)境效益是型煤的一大優(yōu)勢(shì)，而對(duì)于環(huán)境的保護(hù)是推廣發(fā)展型煤的重要理由，為了能夠達(dá)到充分發(fā)揮環(huán)保部門作用的目的，可以構(gòu)建一個(gè)完整的、規(guī)范的檢測(cè)體系，有機(jī)結(jié)合環(huán)境保護(hù)型煤設(shè)計(jì)研究機(jī)構(gòu)，使其在優(yōu)化工藝路線、檢測(cè)型煤排污性能、黏結(jié)劑配方研究中發(fā)揮關(guān)鍵性作用。但是，在研究某省的型煤產(chǎn)品之后，發(fā)現(xiàn)其存在黏結(jié)劑選用不合理現(xiàn)象，對(duì)環(huán)境效益的發(fā)揮造成嚴(yán)重影響，尤其是民用型煤黏結(jié)劑重點(diǎn)以黏土為主，添加量大約在15%～25%之間。在這種情況下，不僅增加了固體廢棄物的產(chǎn)生量，也嚴(yán)重破壞了土地資源結(jié)構(gòu)，固硫效果受到了影響?，F(xiàn)階段，對(duì)新型高效黏合劑的需求非常大，環(huán)保部門對(duì)以生物物質(zhì)為黏結(jié)劑的型煤進(jìn)行了探究，并且吸取了一定經(jīng)驗(yàn)，但是該種型煤的成本比較高，燃燒后容易出現(xiàn)黑核殘留問題，目前仍然沒有得到順利解決[2]。

2.3 加強(qiáng)型煤質(zhì)量檢測(cè)

對(duì)于型煤的質(zhì)量檢測(cè)而言，可以從工業(yè)型煤和民用型煤的質(zhì)量指標(biāo)入手。

2.3.1 工業(yè)型煤

在評(píng)價(jià)工業(yè)型煤質(zhì)量指標(biāo)時(shí)，不僅要對(duì)型煤展開工業(yè)分析、元素分析，還要對(duì)以下指標(biāo)加以重視。

1）機(jī)械強(qiáng)度，具體包括冷機(jī)械強(qiáng)度、熱機(jī)械強(qiáng)度、大落下強(qiáng)度以及轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度等，而工業(yè)型煤開發(fā)時(shí)冷抗壓強(qiáng)度通常在350～500 N/球，落下強(qiáng)度要大于80%，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度大于75%。除此之外，國(guó)內(nèi)大部分型煤專家對(duì)氣化型煤的機(jī)械強(qiáng)度予以規(guī)定，要求冷抗壓強(qiáng)度大于450 N/球，熱抗壓強(qiáng)度大于250 N/球，熱穩(wěn)定性要大于80%，落下強(qiáng)度大約85%，而鍋爐等燃料型煤要求可適當(dāng)放寬。

2）灰熔融性，氣化用型煤的灰熔融性ST應(yīng)大于1 255℃。

3）固硫性能，添加固硫劑的工業(yè)型煤固硫率應(yīng)大于50%。

4）防水性，將型煤浸入水后的性能作為分析指標(biāo)。

2.3.2 民用型煤

民用型煤指標(biāo)分析包括工業(yè)分析和元素分析，此外還包括：發(fā)熱量，通常在16.7～20.9 MJ/kg，地區(qū)不同要求也不盡相同；蜂窩煤端面抗壓強(qiáng)度，Φ102 mm，大于 600 N/塊，Φ127 mm，大于 700 N/塊；熱穩(wěn)定性，燃燒時(shí)確保不堵孔、不結(jié)渣、不爆裂；上火速度大于1℃/min；活力強(qiáng)度大于15 g/min；熱效率大于45%；灰熔融性大于1 100℃。

2.4 強(qiáng)調(diào)環(huán)保型型煤的產(chǎn)品準(zhǔn)入制度

強(qiáng)調(diào)環(huán)保型型煤的產(chǎn)品準(zhǔn)入制度可以從檢測(cè)型煤的以下質(zhì)量指標(biāo)入手。

1）水分。型煤水分主要是指型煤完成生產(chǎn)工藝之后的水分含量。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)表明，型煤中水分含量與型煤冷抗壓強(qiáng)度有著密切聯(lián)系，水分大約在3%最為合適，一旦大于5%，冷抗壓強(qiáng)度就會(huì)大幅度下降。

2）灰分?；曳质切兔涸嚇釉?15℃下燃燒之后形成的殘留物。型煤灰分不僅與型煤造氣量有關(guān)，而且與型煤抗壓強(qiáng)度、熱強(qiáng)度以及熱穩(wěn)定性也有著一定聯(lián)系。通常情況下，灰分增加時(shí)型煤抗壓強(qiáng)度、熱強(qiáng)度及熱穩(wěn)定性會(huì)有所增加，而反應(yīng)性不斷下降，結(jié)渣率也會(huì)隨著一定規(guī)律發(fā)生變化。

3）灰熔點(diǎn)。所謂灰熔點(diǎn)，主要是指型煤灰分在一定條件下發(fā)生變形的溫度。如果灰熔點(diǎn)過低，氣化型煤會(huì)導(dǎo)致造氣爐結(jié)疤，在工作時(shí)存在一定難度。因此，型煤要求灰熔點(diǎn)保持在1 255℃以上。

4）熱強(qiáng)度。型煤熱強(qiáng)度指的是型煤在熱狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度，有可能致使造氣爐坍塌、通風(fēng)性能變?nèi)?，造氣廠家要求型煤熱強(qiáng)度大于300 N/個(gè)。

5）熱穩(wěn)定性。熱穩(wěn)定性主要用于氣化型煤加熱后耐磨能力及抗碎能力的衡量。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，熱穩(wěn)定性較低的型煤在造氣時(shí)會(huì)導(dǎo)致管路堵塞，因此，熱穩(wěn)定性最好在70%左右[3]。

3 結(jié)語

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、科技不斷創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，對(duì)環(huán)境保護(hù)也提出了較高要求，而能源結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生了極大的改變。節(jié)能降耗以及環(huán)保問題越來越突出，因此，要加快環(huán)保型型煤生產(chǎn)，加大可再生能源開發(fā)力度，在創(chuàng)新型煤技術(shù)、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上改善大氣環(huán)境質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)環(huán)保目標(biāo)。

[1]曹秀容.發(fā)展新型生物質(zhì)型煤改善首都大氣質(zhì)量——論P(yáng)M2.5及新型生物質(zhì)型煤對(duì)首都PM2.5防治的貢獻(xiàn)[C]//華北五省市區(qū)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)，2013.

[2]管聰榮.論型煤生產(chǎn)工藝[J].山西大同大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015（4）：65-69.

[3]馬大江，韋海云，左嘉銘，等.型煤生產(chǎn)問題及處理措施[J].中氮肥，2014（2）：32-34.