民用煤質(zhì)量控制及國家標(biāo)準(zhǔn)解讀

羅隕飛

(1.全國煤炭標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，北京市朝陽區(qū)，100013；2.中國質(zhì)量檢驗(yàn)協(xié)會(huì)煤炭專業(yè)委員會(huì)，北京市朝陽區(qū)，100125；3.力鴻智信(北京)科技有限公司，北京市順義區(qū)，101312)

民用煤分散燃燒是我國北方地區(qū)秋冬季大氣污染的主要因素之一。2017年9月，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布2項(xiàng)強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)：GB34169-2017《商品煤質(zhì)量 民用散煤》和GB34170-2017《商品煤質(zhì)量 民用型煤》，并于2018年1月1日起正式實(shí)施，從源頭上加強(qiáng)煤炭質(zhì)量管控和減少污染。民用煤國家標(biāo)準(zhǔn)是加強(qiáng)民用燃煤源頭質(zhì)量管控、促進(jìn)民用燃煤質(zhì)量提升的重要依據(jù)，其發(fā)布實(shí)施對(duì)于嚴(yán)控劣質(zhì)散煤流向民用市場，提高煤炭利用效率、緩解北方地區(qū)秋冬季大氣污染具有重要意義，對(duì)推動(dòng)我國商品煤質(zhì)量控制與清潔利用也將起到重要的促進(jìn)作用。

1 民用煤質(zhì)量控制和優(yōu)質(zhì)煤替代

由于民用煤的利用方式主要為分散式燃燒，燃燒后污染物基本上直接排放，絕大多數(shù)沒有采取除塵、脫硫、脫硝等環(huán)保措施，呈現(xiàn)“量大面廣低空排放”的特點(diǎn)，大量研究結(jié)果表明，民用煤的這種散燒方式對(duì)居民區(qū)空氣的污染危害程度遠(yuǎn)比工業(yè)燃煤污染更甚，在以燃燒煙煤散煤為主的城市和地區(qū)的冬季采暖期，民用煤燃燒(尤其是煙煤燃燒)會(huì)排放大量的有毒污染物，如PM2.5、多環(huán)芳烴、苯并芘、黑碳、有機(jī)碳、汞等，是造成大氣污染特別嚴(yán)重的主要原因，對(duì)人體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。由于民用煤燃燒污染物排放目前缺乏切實(shí)可行的有效控制手段，因此從源頭提升民用煤質(zhì)量、限制民用煤中有害物質(zhì)的含量，對(duì)降低污染排放至關(guān)重要。

目前，我國民用煤的原料主要考慮就地取材，煤種上從無煙煤到低變質(zhì)煙煤都有，其中，低變質(zhì)煙煤由于價(jià)格低、易點(diǎn)燃、好燃燒，在民用散煤中占有較大的比重。民用煤燃燒特點(diǎn)及污染物排放研究表明，煤中揮發(fā)分產(chǎn)率(煤種)對(duì)民用燃煤污染物的排放影響顯著，其次不同燃燒形態(tài)(成型和散燒)對(duì)污染物排放也有顯著影響。總的來看，民用煤治理的基本原則是“優(yōu)質(zhì)煤替代”，其過程則是由優(yōu)質(zhì)煤炭和潔凈型煤逐步替代煙煤、散煤的過程。

“優(yōu)質(zhì)煤替代”原則，即在煤炭資源條件較好、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件較好或污染嚴(yán)重的地區(qū)，民用煤原料應(yīng)優(yōu)先選用低硫、低灰的優(yōu)質(zhì)無煙煤和蘭炭。但受到我國煤炭資源條件所限，可穩(wěn)定用于民用潔凈燃料的優(yōu)質(zhì)無煙煤煤源有限，因此，在暫時(shí)不能供應(yīng)優(yōu)質(zhì)無煙煤和蘭炭的地區(qū)，也應(yīng)選用低硫、低灰的優(yōu)質(zhì)煙煤作為民用煤，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)適合煙煤的潔凈民用燃燒技術(shù)和爐具的開發(fā)和推廣。

此外，應(yīng)積極推進(jìn)民用煤潔凈成型加工技術(shù)，提高潔凈型煤在民用煤中的使用比例，鼓勵(lì)各地區(qū)建設(shè)規(guī)范化、清潔化的民用潔凈型煤生產(chǎn)配送中心；并在生產(chǎn)和推廣使用民用潔凈型煤的同時(shí)，加強(qiáng)配煤成型、型煤固硫、引火型煤等配套技術(shù)的研發(fā)。

隨著民用煤散燒治理各項(xiàng)政策、北方7省(市)民用煤地方標(biāo)準(zhǔn)及強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)的相繼發(fā)布實(shí)施，京津冀及周邊地區(qū)民用煤供應(yīng)結(jié)構(gòu)已發(fā)生了相應(yīng)變化?？偟膩砜?，民用煤散燒治理主要采取散煤減量替代與清潔化替代并舉等措施，其中，核心地區(qū)基本推行“無煤化”(煤改氣、煤改電等)政策，其他地區(qū)政府鼓勵(lì)使用民用潔凈煤和型煤，并給予財(cái)政補(bǔ)貼，低灰、低硫的優(yōu)質(zhì)無煙煤、優(yōu)質(zhì)型煤及蘭炭產(chǎn)品供應(yīng)量逐漸增大，而高揮發(fā)分的低變質(zhì)煙煤的用量已在逐漸減少，民用煤散燒治理工作已取得一定成效。

2 已發(fā)布的相關(guān)政策法規(guī)和地方標(biāo)準(zhǔn)

2.1 政策法規(guī)

近兩年來，國家相繼發(fā)布出臺(tái)了《中華人民共和國大氣污染防治法》、《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃(2014-2020年)》、《煤炭清潔高效利用行動(dòng)計(jì)劃(2015-2020年)》、《2014-2015年節(jié)能減排低碳發(fā)展行動(dòng)方案》、《關(guān)于促進(jìn)煤炭安全綠色開發(fā)和清潔高效利用的意見》、《商品煤質(zhì)量管理暫行辦法》、《重點(diǎn)地區(qū)煤炭消費(fèi)減量替代管理暫行辦法》等系列政策法規(guī)文件，就建立政策引導(dǎo)與市場推動(dòng)相結(jié)合的煤炭清潔高效利用推進(jìn)機(jī)制，構(gòu)建清潔、高效、低碳、安全、可持續(xù)的現(xiàn)代能源清潔利用體系，以及建立健全商品煤質(zhì)量評(píng)價(jià)機(jī)制、加強(qiáng)商品煤全過程質(zhì)量管理、提高終端用煤質(zhì)量，作出了安排部署，提出了明確要求。

特別是針對(duì)民用散煤清潔化治理，《2014-2015年節(jié)能減排低碳發(fā)展行動(dòng)方案》中提出，“加快推進(jìn)煤炭清潔高效利用，在大氣污染防治重點(diǎn)區(qū)域地級(jí)以上城市大力推廣使用型煤、清潔優(yōu)質(zhì)煤及清潔能源，限制銷售灰分高于16%、硫分高于1%的散煤”；國家能源局在印發(fā)的《煤炭清潔高效利用行動(dòng)計(jì)劃(2015-2020年)》中，強(qiáng)調(diào)了加大民用散煤清潔化治理力度，減少煤炭分散直接燃燒，要求“擴(kuò)大城市高污染燃料禁燃區(qū)范圍，逐步由城市建成區(qū)擴(kuò)展到近郊，禁燃區(qū)內(nèi)禁止使用散煤等高污染燃料，逐步實(shí)現(xiàn)無煤化”。除此之外，環(huán)保部目前正在制定《民用煤大氣污染物排放清單編制技術(shù)指南(試行)》及《民用煤燃燒污染綜合治理技術(shù)指南(試行)》兩項(xiàng)技術(shù)文件，北京、天津、河北、山東、山西、內(nèi)蒙古、河南等省份也制定發(fā)布了有關(guān)散煤治理及替代的實(shí)施方案，民用散煤清潔化治理的力度空前加大。

2.2 地方標(biāo)準(zhǔn)

目前，部分省市區(qū)域(京津冀、陜西、山西、內(nèi)蒙古等)已發(fā)布實(shí)施了民用煤質(zhì)量控制方面的地方標(biāo)準(zhǔn)，其主要控制指標(biāo)為全硫、灰分、揮發(fā)分和發(fā)熱量等，如表1和表2所示?？偟膩碚f，京津冀等地制定的地方標(biāo)準(zhǔn)為國家標(biāo)準(zhǔn)的制定提供了實(shí)踐依據(jù)，而民用煤國家標(biāo)準(zhǔn)的研制也將統(tǒng)籌考慮各地不同的資源現(xiàn)狀、區(qū)域需求、燃煤排放等因素，提出產(chǎn)品分類和指標(biāo)分級(jí)的思路。

表1 已發(fā)布的民用煤質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)

表2 已發(fā)布的民用型煤質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)

3 民用煤質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)的研究與制定

3.1 民用煤國家標(biāo)準(zhǔn)是商品煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系中的重要組成部分

為保障煤炭產(chǎn)品清潔利用和質(zhì)量控制，新的商品煤質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)體系目前正在規(guī)劃編制中，見表3。其中，GB/T 31356-2014《商品煤質(zhì)量評(píng)價(jià)與控制技術(shù)指南》作為商品煤質(zhì)量體系中重要的基礎(chǔ)管理性標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)不同類別的商品煤(動(dòng)力用煤、冶金用煤和化工用原料煤)分別提出了質(zhì)量(灰分、硫分、煤中有害元素等煤質(zhì)指標(biāo))的底線值。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)發(fā)電、煉焦、工業(yè)鍋爐、民用等不同用途的商品煤，進(jìn)一步提出完善科學(xué)適用的系列產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其質(zhì)量提出具體要求并進(jìn)行規(guī)范。民用煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)即是商品煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系中重要標(biāo)準(zhǔn)之一。

表3 商品煤質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)體系

3.2 民用煤國家標(biāo)準(zhǔn)的編制原則

基于目前民用煤的燃燒排放特點(diǎn)，民用煤污染治理的核心和主要方向應(yīng)考慮優(yōu)質(zhì)煤替換，并在此基礎(chǔ)上，充分考慮我國不同區(qū)域的自然地形、生活生產(chǎn)特征、煤炭資源可獲得性和經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)等因素，體現(xiàn)一定的差異性。

3.2.1 優(yōu)質(zhì)煤源及質(zhì)量等級(jí)劃分

民用煤應(yīng)優(yōu)先選用低揮發(fā)分、低灰、低硫的優(yōu)質(zhì)煤炭和潔凈型煤；考慮全國不同地區(qū)的資源條件和環(huán)保需求，不能“一刀切”，應(yīng)考慮不同煤種和不同質(zhì)量等級(jí)。

3.2.2 民用煤控制指標(biāo)的提出

主要考慮對(duì)環(huán)境和人體健康有較大危害的質(zhì)量指標(biāo)，即揮發(fā)分、灰分、硫分和煤中微量有害元素等。

3.2.3 民用煤質(zhì)量控制值

不低于現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)和《商品煤質(zhì)量管理暫行辦法》中的有關(guān)規(guī)定，相對(duì)于工業(yè)用煤，民用煤標(biāo)準(zhǔn)對(duì)有關(guān)控制值提出更嚴(yán)格的控制要求，灰分、硫分、揮發(fā)分和有害元素等含量均更低。

3.3 民用煤國家標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)內(nèi)容

3.3.1 原料要求

民用煤的原料可以為優(yōu)質(zhì)的無煙煤、煙煤和其他煤制品，如蘭炭等。

3.3.2 產(chǎn)品分類

民用煤是動(dòng)力用煤的一種，應(yīng)按是否加工成型分為民用散煤和民用型煤。其中，民用散煤按其質(zhì)量指標(biāo)分為無煙1號(hào)、無煙2號(hào)、煙煤1號(hào)和煙煤2號(hào)4個(gè)牌號(hào)；民用型煤又可分為蜂窩煤和其他型煤，按其質(zhì)量指標(biāo)分為蜂窩煤1號(hào)、蜂窩煤2號(hào)、型煤1號(hào)和型煤2號(hào)4個(gè)牌號(hào)。

3.3.3 質(zhì)量控制指標(biāo)

(1)揮發(fā)分：高揮發(fā)分煤燃燒不充分易產(chǎn)生未燃盡的碳顆粒是造成燃煤污染的重要因素之一，因此揮發(fā)分指標(biāo)是民用煤重點(diǎn)關(guān)注的主要質(zhì)量指標(biāo)。根據(jù)民用煤資源條件及燃燒排放特點(diǎn)，低揮發(fā)分民用煤干燥無灰基揮發(fā)分限值應(yīng)小于12%；高揮發(fā)分民用煤干燥無灰基揮發(fā)分限值應(yīng)小于37%；成型后的民用煤干燥基揮發(fā)分限值應(yīng)小于10%。

(2)硫分：煤中硫燃燒后隨煙氣排放導(dǎo)致大氣污染，對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了巨大危害。根據(jù)現(xiàn)有政策、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)等要求，民用煤全硫含量應(yīng)小于1%，作為民用煤硫分的底限要求；同時(shí)考慮SO2污染物影響的嚴(yán)重性，重點(diǎn)控制地區(qū)則要求全硫含量應(yīng)小于0.50%(特低硫煤)。

(3)灰分(針對(duì)散煤)：灰分來自煤中不可燃燒的礦物質(zhì)，煤中灰分較高會(huì)影響煤的使用、運(yùn)輸和儲(chǔ)存，燃燒后灰渣的排放是環(huán)境污染物的重要來源，且灰分增加了商品煤的無效運(yùn)輸。依據(jù)有關(guān)政策文件要求，“在大氣污染防治重點(diǎn)區(qū)域地級(jí)以上城市(或京津冀及周邊、長三角、珠三角等區(qū)域)，限制銷售灰分高于16%、硫分高于1%的散煤”；其他區(qū)域可采用指標(biāo)灰分≤25%(中高灰煤)，依據(jù)無煙煤優(yōu)先原則，放寬至30%。

(4)發(fā)熱量(針對(duì)型煤)：民用型煤生產(chǎn)過程中需要添加黏結(jié)劑、固硫劑等高灰分添加劑，本標(biāo)準(zhǔn)特提出民用型煤用發(fā)熱量代替灰分作為質(zhì)量分級(jí)指標(biāo)。根據(jù)現(xiàn)有政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)等，要求重點(diǎn)區(qū)域民用蜂窩煤的發(fā)熱量不低于21.00 MJ/kg，一般區(qū)域要求發(fā)熱量不低于18.50 MJ/kg；要求重點(diǎn)區(qū)域民用其他型煤的發(fā)熱量不低于24.00 MJ/kg，一般區(qū)域要求發(fā)熱量不低于21.00 MJ/kg。

(5)煤中有害元素(磷、氯、砷、汞、氟)：《商品煤質(zhì)量管理暫行辦法》和《商品煤質(zhì)量評(píng)價(jià)與控制技術(shù)指南》國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)煤中磷、氯、砷、汞和氟等有害元素含量提出控制要求，這些煤中微量有害元素的存在對(duì)煤炭產(chǎn)品的利用造成一定影響，也是燃煤有害污染物排放的主要因素之一。考慮到民用煤的利用特點(diǎn)，相較于工業(yè)用煤，民用煤的質(zhì)量要求應(yīng)更嚴(yán)格，應(yīng)不低于甚至更加嚴(yán)格于以上標(biāo)準(zhǔn)及辦法。

4 結(jié)語

民用煤質(zhì)量控制是民用煤散燒污染治理的重要環(huán)節(jié)。由于民用煤燃燒污染物排放目前缺乏切實(shí)可行的有效控制手段，只能考慮從源頭控制商品煤質(zhì)量，對(duì)生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)運(yùn)、銷售、使用等各環(huán)節(jié)的民用煤質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督控制。

民用煤質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)是商品煤質(zhì)量體系中重要的組成部分，該標(biāo)準(zhǔn)的提出和研究制定，對(duì)于提升國內(nèi)民用煤質(zhì)量，嚴(yán)控劣質(zhì)散煤流向民用市場，提高煤炭利用效率、減少污染排放具有十分重要的意義。該標(biāo)準(zhǔn)頒布生效后，各地應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源條件和環(huán)境需求，執(zhí)行相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)或者嚴(yán)于國家的地方標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)的制定也可以為煤炭生產(chǎn)和用煤企業(yè)進(jìn)行對(duì)標(biāo)生產(chǎn)、民用煤產(chǎn)品合格評(píng)定以及民用爐具的配套設(shè)計(jì)供應(yīng)提供技術(shù)依據(jù)。