煤炭清潔高效利用相關問題研究

林宇

摘 要：作為我國能源結構中的主體能源，煤炭資源的利用率直接影響能源發(fā)展?；诖?，本文主要從煤炭開發(fā)方面、煤炭利用方面入手，分析當前我國煤炭資源的開發(fā)利用現(xiàn)狀，并提出運用煤炭利用方向優(yōu)化策略、煤炭燃燒結構調(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，促進我國構建資源節(jié)約型社會目的的實現(xiàn)。

關鍵詞：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致我國逐漸形成以煤炭為主體能源的特殊能源結構。隨著煤炭資源的廣泛開發(fā)利用，煤炭過量開采、燃燒利用帶來了嚴重的溫室氣體排放、PM2.5指標升高、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，低變質媒、褐煤的占比已經(jīng)超出百分之五十，與此同時，優(yōu)質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成了一定的威脅。

1.2 煤炭利用方面

與發(fā)達國家相比，我國燃煤工業(yè)鍋爐的運行熱效率、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)利用導致環(huán)境污染加劇的主要原因。結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，可從利用方向層面入手，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，將其作為燃料進行利用，可有效降低燃燒產(chǎn)物中的PM2.5。

就劣質煉焦煤而言，可采用階梯運用方法實現(xiàn)煤炭資源的清潔高效利用。高溫熱解劣質煉焦煤獲得焦爐煤氣、煤焦油后，將焦爐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，可參照相關標準，運用先進的粉焦綜合利用技術、低溫熱解油氣技術等，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)分級分質利用的同時，滿足當前可持續(xù)發(fā)展對煤炭資源提出的清潔高效利用要求。

2.2 煤炭燃燒結構調(diào)整策略

當前我國的煤炭燃燒結構以民用燃煤、燃煤發(fā)電以及工業(yè)用煤為基本構成。為了實現(xiàn)煤炭的清潔高效利用，可分別運用以下幾種方法對煤炭燃燒結構進行合理優(yōu)化。

從民用燃煤構成要素來看，煤炭多被用于冬季采暖。在這方面，燃煤結構的調(diào)整需根據(jù)當?shù)貙嶋H條件進行：如采暖地區(qū)民眾經(jīng)濟條件較高，且天然氣引入較為便捷，可將當?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)濟條件較差，可運用以優(yōu)質動力煤為主要材料的先進爐具替代傳統(tǒng)設備，進而避免大量燃煤加劇當?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)質動力煤采暖，可將傳統(tǒng)燃煤采暖方式調(diào)整為電供暖，進而間接提高煤炭資源的利用率。

對于燃煤發(fā)電構成要素，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、物理分選或者化學分選等技術，將雜質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，煤炭分級分質運用方法。根據(jù)煤炭資源的級別、質量采用不同方法進行發(fā)電。如褐煤可經(jīng)干燥提質處理后，實施燃煤發(fā)電；若未低質煤炭，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)用煤構成要素，可參照工業(yè)鍋爐類型采用適宜的新型技術，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，可運用供熱管網(wǎng)進行替換；若工業(yè)企業(yè)的鍋爐為落后燃煤鍋爐，可運用先進鍋爐及優(yōu)質煤實現(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6210tce，且對當?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，引入先進鍋爐后第二年統(tǒng)計結果顯示，與鏈條爐燃煤相比，企業(yè)每年的節(jié)煤量可達一千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，可認為先進鍋爐技術的應用可有效促進煤炭清潔高效利用目的的實現(xiàn)。

3 結論

綜上所述，加強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，應結合當前煤炭利用現(xiàn)狀，采用適宜的技術方法，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，為空氣質量的改善奠定良好的基礎。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)一運用，促進可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)。

參考文獻：

[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.