山西省煤炭清潔生產問題研究

摘要：環境污染已經制約了山西煤炭工業的發展，只有搞好煤炭企業的環境保護，推行清潔生產，才能實現環境、經濟的協調發展。解決煤炭企業面臨的可持續發展問題的對策是發展清潔生產技術，建立煤炭企業現代管理制度，加強信息和環境管理。

關鍵詞：煤炭工業；清潔生產；可持續發展

中圖分類號：F407.27文獻標志碼：Ａ文章編號：1673－291Ｘ（2008）05－0149－02

一、前言

煤炭是我國最豐富的能源礦產，資源儲量約占全國礦產資源儲備的90%，化石能源的95%。目前我國在一次能源消費結構中，煤炭占67%。而山西是全國最大的產煤、輸煤大省，煤炭資源儲量大、分布廣、品種全、質量優。山西目前已探明煤炭儲量2 600多億噸，占全國的近1/3。全省119個行政縣（市、區）中賦存煤炭資源的有94個，其中68個縣（市）煤炭年產量在百萬噸以上。煤種包含了全國的10大煤炭品種。2005年山西煤炭產量已達5 154億噸，除供應國內28個省（市、自治區）外，還遠銷亞洲、歐洲和拉美等20多個國家和地區。

煤炭經濟占山西經濟的份額很大，2005年全省煤炭銷售收入占全省工業新增銷售收入的51%，利潤總和與利稅總額分別占全省工業的57%和46%。煤炭經濟的發展同時帶動了電力、冶金、化工、交通運輸等相關產業的發展。

二、煤炭工業引起的環境問題

以煤炭為主的能源供給結構決定了煤炭工業在國民經濟發展中占有極其重要地位。而國民經濟的快速發展、粗放經營和政策不配套又對煤炭工業產生負面作用，帶來沉重的環境壓力。這些壓力主要表現在由于地下開采，使地(巖)層結構構造遭到破壞，引起地面塌陷、水土流失、水平衡破壞；煤粉對煤礦附近環境造成嚴重污染；煤矸石堆放，不僅占地、破壞自然景觀，而且發生自燃、污染環境；煤礦排放的污水（礦井水、煤泥水、生活污水等)污染河流、水庫或農田等，大部分采礦產生的廢水是酸性的（2

三、清潔生產的先進技術、在煤炭行業的應用

清潔生產是一種新的創造性的思想，該思想將整體預防的環境戰略持續應用于生產過程、產品和服務中，以增加生態效率和減少人類及環境的風險。

（一）清潔生產的先進技術

清潔煤技術是以煤炭細選為源頭，煤炭高效，清潔燃燒與發電為核心，潔凈煤配煤、煤炭轉化和污染控制為重要內容的技術，對實現可持續發展具有長遠戰略意義。

它的基本框架是：

煤炭加工——選煤、型煤、配煤、水煤漿等；

煤炭轉化——氣化、液化、燃料電池等；

煤炭燃燒——循環流化床鍋爐、高效低污染粉煤燃燒、新型煤泥爐、燃煤聯合發電等；

污染物控制與管理——煙氣凈化、粉煤灰綜合利用、污染控制，煤矸石、煤層氣、礦井水與煤泥水的治理等。

具體技術有：

1.地下氣化技術

煤炭地下氣化就是將處于地下的煤炭進行有控制的燃燒，通過對煤氣的化學作用產生可燃氣體的過程，實現井下無人無設備生產煤氣，變傳統的物理采煤為化學采煤。地下氣化后可獲得清潔能源和化工原料，如制造氫氣、甲烷等高附加值的燃料和化工產品。

2.水煤漿技術

我國半數以上的原煤可以制成水煤漿，水煤漿含硫可控制在1%以下，且煤炭液化產生的液體燃料和水煤漿代替石油在經濟上是可行的，從這個意義上講，煤炭在未來我國能源中的地位將更加重要。

3.型煤技術

使用民用型煤煙塵和SO₂可減少40%以上，一般可節煤20%～30%，同時煤燃燒后是將硫固定下來而不是排放出去，這樣就會減少煤炭燃燒過程中向大氣排放的硫。

（二）清潔生產在山西省煤炭行業的應用

晉城煤業集團屬國家特大型煤炭企業之一，年產原煤已突破千萬噸，隨著生產規模的不斷擴大，集團公司積極推行煤炭的清潔生產技術，從煤炭的清潔開采、清潔加工到清潔利用都采取了一系列的有效措施：原煤全部入洗，對洗煤水閉路循環、礦井水復用、煤矸石綜合利用（一部分用于煤矸石電廠發電，一部分用于制造煤矸石磚等建筑材料），廢棄的煤矸石運往煤矸石廠進行處理，對原煤生產引起的土地塌陷進行了復墾，積極對西區煤層氣資源進行了開發，并開始實行“西氣東輸”，即把西區煤層氣加壓運輸至東部老區，并入老區煤氣站，各礦工業及民用鍋爐煙塵、煙氣經過水膜除塵器達標排放。經過采用清潔生產，煤礦的廢棄物大大減少，環境也得到了很大的改善，如煤炭經洗選加工后，可去除60%灰分和30%～50%的黃鐵礦硫，還可很大程度上減少污染物的排放。入洗1億噸原煤可減少燃煤排放二氧化硫100萬～150萬噸，成本僅為洗滌煙氣脫硫成本的10%；煉焦煤灰分每降低1%，焦炭灰粉可降低1.33%，燃料比降低2.66%，提高生鐵產量2.7%～4.0%；另外硫分每降低0.1%，則燃料比可降低1.5%，提高生鐵產量2%，石灰石耗量亦可減少。

西山古交礦區是山西焦煤集團西山煤電集團公司的骨干核心企業，這里的5座礦井和5座選煤廠每年要產生700萬噸中煤、煤泥和矸石，以往這些副產品不是被拋棄，就是被低價銷售，不僅嚴重污染了環境，加大了企業成本，而且造成了煤炭資源的極大浪費。為了徹底改變這種狀況，山西焦煤集團和山西電力公司共同出資組建了全國最大的燃用洗中煤坑口電廠——古交發電廠，變輸煤為輸電，用來就地消化煤炭副產品。為了實現真正意義上的循環經濟，他們建成了6萬噸煤的封閉式配煤廠，全部通過封閉式皮帶運輸，杜絕了污染和二次揚塵，也為過去的煤炭副產品找到了出路，省下了治理費用，一年就可燃用180萬噸。在此基礎上，他們還創造了五個國內第一：采用了具有國際先進水平的半干法脫硫、靜電除塵技術，脫硫效率和除塵效率分別高于國家規定的指標；使用了具有國際領先水平的直接空冷技術，減少了土地占用量，節水率高達70％；使用了二級反滲透加EDI（電除離子）物理法處理水的技術，避免了產生廢水和二次處理的程序；使用了輔機冷卻循環水系統用于輔機的冷卻，日用再生水——中水4 500噸，節約了大量的寶貴凈水資源；成功使用了GIS組合電氣開關先進技術，比常規的電力出線系統節約土地22 272平方米。

古交發電廠把清潔生產和發電聯系起來，其顯著特點有：煤電聯營，由西山煤電股份有限公司和山西和信電力發展有限公司按照55%和45%的投資比例合作建設；典型的坑口電廠，距離最近的煤礦僅800米；燃洗中煤，一期工程項目可用洗煤副產品（中煤、煤泥、矸石）180萬噸/年；環保脫硫，脫硫效率達93%，除塵效率達99.57%；采用先進的直接空冷技術，不僅節約土地，而且節水率達70%以上；中水復用，利用城市生活污水和礦井污水，經過深度處理產生再生水。

四、針對環境問題提出解決方案

（一）工業廢水處理方面

礦井工業用水可以全部重復使用礦井水，利用后的污水經處理后達標排放。對老選煤廠進行技術改造，配套選用先進的煤泥水處理工藝，實現廠內閉路循環，污水零排放。

（二）瓦斯開發與利用方面

礦井抽采的瓦斯氣主要成分是甲烷，是煤的共伴生資源。它既威脅煤礦安全生產，又會引起溫室效應。因此需充分利用瓦斯作為潔凈能源和化工原料，實現瓦斯綜合治理開發，把瓦斯作為一種新能源與煤同采。

（三）大氣污染防治方面

礦井工業場地的燃煤鍋爐和新建鍋爐，可全部配套使用高效除塵器，對鍋爐煙囪排放的廢氣進行消煙除塵，除塵效率達95%以上，同時大力發展利用瓦斯氣替代原煤作為鍋爐的新型燃料，既可降低成本，又能大大減少環境污染。

（四）煤矸石綜合利用方面

對于采煤產生的煤矸石，可把它作為再生資源進行合理利用，并通過建設煤矸石電廠、利用煤矸石代替黏土制作建筑材料、用煤矸石充填塌陷區進行復土造田等，使煤矸石利用率達90%以上。

（五）粉煤灰及爐渣利用方面

粉煤灰和爐渣排放在環境中既污染了環境，也浪費了資源，減少了經濟效益。解決這個問題，有以下幾個途徑：對粉煤灰進行分選后，作為商品灰出售；作為水泥熟料的添加劑；作為新型建材原料，生產粉煤灰空心砌塊磚；作為修筑公路的筑路材料以及回填采煤塌陷地，上面覆以黃土，使復墾的土地加以利用。坑口電廠排放的爐渣作為建材廠燒制磚瓦的原材料，可全部綜合利用。

清潔生產是個持續不斷的過程，始終伴隨著生產的發展，人民生活質量的提高，社會的進步，攀升到更高的目標。隨著經濟的持續發展，清潔生產技術也要不斷的更新，才能跟上時代發展的步伐。只有在煤炭生產過程中應用清潔生產技術，減少危險廢棄物的排放，把廢棄物循環利用到其他的行業，發展循環經濟，變廢為寶，才能實現可持續發展。