辛莎莎(延長石油榆林煤化有限公司 陜西 榆林 719000)
我國的煤炭資源豐富,占全世界煤炭含量的11.60%,是世界上煤炭產量最高的國家,但是我國人口的數量也是相當龐大的,對于這個有著接近14億人口的國家來說,人均礦產量就很少了。改革開放以來,我國煤炭的產量越來越高,所以在未來一段較長的時間里,煤炭依舊是我國資源礦產的主力部隊,它在我國能源消費經濟中仍將占據著主導作用。現階段,我國已探明的煤炭資源除了上海之外,全國其他省市區都有分布,主要集中在山西、陜西、貴州、云南、內蒙古、河南和安徽七省,也印證了上述所說的“西多東少,南多北少”的特點。
開發和回收能力不足主要是針對中小型煤礦而言。因為大中型礦井的開采規模、開采方法,技術裝備水平都已經達到世界領先水平,能夠實現深程度的開采和回收。但是目前來說,因為受到煤炭分布資源的條件限制,我國中小型煤礦的數量遠高于大中型煤礦的數量。中小型煤礦的開采規模本來就偏小,再加上開采設備不夠精良,導致開采成績較差,遠遠低于世界主要產煤國家的單井水平。
原煤是指:剛從礦井開采出來的去掉了矸石、黃鐵礦等后的煤,原煤的碳化程度還未得到區分,對于原煤進行加工分類能得到泥煤、褐煤、煙煤和無煙煤等資源。提高原煤的開采率能有效地減少我國無效運輸率,據筆者調查,每年我國在無效運輸原煤方面損失了12000萬噸運力,折合成人民幣也高達百萬。提高原煤產率還能降低環境污染、增加煤炭產品的附加價值,推動我國的經濟發展。
我國開采煤礦普遍運用的壁式采煤法,雖然壁式采煤法能高產高效的開采煤礦,但是壁式采煤法主要應用于大中型煤礦,對于我國眾多的中小型煤礦而言,普遍使用開采率較低的巷道式和房柱式采煤法。從某種程度來說,加劇了我國煤炭資源開采不完全,利用率低的狀況。
煤轉肥就是指在煤炭加工過程中,對分離出來的化肥物質進行分類收集。以山西晉城為例,據筆者調查,晉城2007年產出18萬噸合成氨、30萬噸大顆粒尿素,后來又得到了大型化工企業的加入、使企業范圍迅速擴大。現如今已經增加了13個化工項目。尿素產量破350萬噸,農用化肥產量達到200萬噸。
這種轉化方式既能有效地降低煤炭中的污染成分,又能為農作物生產提供原料。我國每年通過“煤轉肥”的形式產出化肥,能有效降低化肥的售價,為農民耕作提供有力條件。
煤轉電就是將煤炭加入鍋爐中,鍋爐和盛水的容器相連,將加熱產出的水蒸氣輸送到發電機,促使葉輪轉動,從而發電。
我國既是個發電大國也是個用電大國,發電的途徑有很多種,比如:水力發電、火力發電、潮汐發電等,煤轉電就是火力發電中的一種。但是煤炭中含有的硫元素對環境污染嚴重,最常見的就是以酸雨的形式污染農作物和建筑,但是煤炭發電已經成為我國電能供應的主要渠道之一。所以為了應對上述兩種狀況,已經開發了“潔凈煤技術”,這項技術主要就是脫掉煤炭中含有的硫元素,使進行火力發電的煤炭在經濟效益和環境保護兩方面具有可接受性。
煤轉油主要是指將煤礦轉制為石油。具體來說,是在特定的實驗環境下,采用催化劑改變固態的煤礦的形態,將礦石制成液態燃料。液態煤礦可以用來煉制汽油或其他燃料產品。將煤礦轉化為液體的方式主要有兩種,一是通過實驗,直接把礦石轉化為液體,一是先將煤礦分解為其他形態,再進一步將煤礦制成液體。
(1)將煤礦間接轉化為石油的方式
先采用氣化技術,將煤礦分解為一氧化碳和氫氣,通過氣體凈化技術對分解成的一氧化碳和氫氣進行調整。使用催化手段促使一氧化碳與氫氣發生合成反應,最終練成柴油或汽油。間接將煤礦轉化為石油的實驗主要分為三個步驟:①制成一氧化碳與氫氣的化和氣體。將少量煤炭置入反應裝置,使用氧氣和汽態水作為氣化劑,讓部分煤炭燃燒起來產生CO與H2,讓兩種氣體在裝置中進一步生成化和氣體。②使用催化劑,使化和氣體轉化為石油。先通過凈化技術對CO與H2的化和氣體進行調整,接著將催化劑添加到氣體中,使氣體轉化為石油。③對氣體轉化的石油進行加工,提高液體燃料的純度。
(2)將煤礦直接轉化為石油的方式
在高壓環境下,直接把H2通入實驗裝置中,促使煤礦發生分解反應。經過氫氣催化,結構較大的煤礦分子會逐漸裂變為汽油分子,從而生成液態汽油燃料。相對間接技術而言,直接將煤礦轉制為液化燃料的技術操作更為簡便,制成的汽油質量更高。
(3)煤轉油技術的優劣分析
將煤礦轉化為石油,不但可以減少直接燒煤造成的污染,還能提高煤礦的利用率,同時,用煤礦制成的液體燃料可以完全燃燒,產生更高的熱量。此外,相對其他的煤礦應用技術而言,將煤礦轉化為液態燃料消耗的成本較低。但將煤礦轉化為汽油的技術目前尚未發展成熟,實驗條件難以控制,因此無法進行大規模的煤轉油生產。
構建資源節約型、環境友好型社會是黨和人民的期望,對于如何建造“資源—環境—經濟—社會”的資源體系,是社會各界人士所關注的問題。尋找我國礦產資源科學分配方案,建造可持續發展道路是中國現階段面臨的最大的能源問題。本文從我國煤炭資源的現狀和煤炭資源的利用途徑兩方面著手,重點論述了目前所面臨的問題。
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