總第119期《工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)) 2002年 第1期煤炭的清潔生產(chǎn)及利用李永峰張明慧- 王有順[摘要]可持續(xù)發(fā)展的觀念已經(jīng)被人們普遍接受，而真正實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，使人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展保持持續(xù)、健康則要受到許多因素的影響。其中，作為工業(yè)生產(chǎn)主要能源的煤炭，因其自身的特性對(duì)可持續(xù)發(fā)展具有深刻的影響。因此積極推行謀炭工業(yè)和相關(guān)工業(yè)的清潔生產(chǎn)、推動(dòng)潔凈謀技術(shù)產(chǎn)業(yè)化君又重大。本文計(jì)對(duì)我國(guó)目前煤發(fā)工業(yè)的實(shí)際，提出了推動(dòng)潔凈煤技術(shù)產(chǎn)業(yè)化九個(gè)方面的內(nèi)容，以促進(jìn)清潔生產(chǎn)，立足根本，保護(hù)環(huán)境,推動(dòng)可持埃發(fā)展。.[關(guān)鍵詞]堞炭 潔凈謀技術(shù)清潔生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展-、推動(dòng)清潔生產(chǎn)是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇民經(jīng)濟(jì)總量中，社會(huì)需要的最終產(chǎn)品僅占原材料用量的工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展在推動(dòng)人類(lèi)社會(huì)進(jìn)步的同時(shí)，也不20%一30%，另外70%--80%的資課最終成為廢物進(jìn)入斷地污染著人類(lèi)生存的環(huán)境，為了能夠使人類(lèi)社會(huì)可持環(huán)境，造成環(huán)境污染和生態(tài)破壞。傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)方式續(xù)發(fā)展，積極推行可持續(xù)發(fā)展十分必要。清沽生產(chǎn)是在能源消耗高，資源浪費(fèi)大。導(dǎo)致污染嚴(yán)重，控制難度大，較長(zhǎng)的工業(yè)污染過(guò)程中，由聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署工業(yè)與環(huán)經(jīng)濟(jì)代價(jià)昂貴,改善環(huán)境需要相當(dāng)?shù)馁Y金投入。美國(guó)每境規(guī)劃話(huà)動(dòng)中心首先提出的:“清潔生產(chǎn)是指將綜合預(yù)防年用于環(huán)境保護(hù)的投資高達(dá)800-- -900 億美元，日本也的環(huán)境政策持續(xù)用于生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品中，以減少對(duì)人類(lèi)在700億美元以上。我國(guó)目前人均GNP只有800 美元左和環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)性?！蹦壳?，清潔生產(chǎn)已經(jīng)引起人們的廣泛右，既缺資金，又缺技術(shù)。矩期內(nèi)不可能在治理環(huán)境方關(guān)注，在1992年聯(lián)合國(guó)環(huán)境與發(fā)展大會(huì)上通過(guò)的<21 世面再增加大投入，加上我國(guó)解決環(huán)境問(wèn)題的能力與條紀(jì)議程》中，正式提出清潔生產(chǎn)是可持續(xù)發(fā)展的先決條件低下，我們不能再走“先污染，后治理”的老路，必.件，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。須通過(guò)推行清潔生產(chǎn)，大力節(jié)約和綜合利用資源，促進(jìn)清潔生產(chǎn)包括清潔的生產(chǎn)過(guò)程和清潔的產(chǎn)品兩個(gè)方環(huán)境與資源的協(xié)調(diào)發(fā)展。因此，積極推行清潔生產(chǎn)是實(shí)面的內(nèi)容。對(duì)生產(chǎn)過(guò)程而言，清潔生產(chǎn)包括節(jié)約原材料現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然選撣。和能源、淘汰有毒原材料并在全部排放物和廢物離開(kāi)生二、推動(dòng)潔凈煤技術(shù)產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)過(guò)程以前減少他們的數(shù)量和毒性。對(duì)產(chǎn)品而言，清潔沽凈煤技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前世界各國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展生產(chǎn)策略指在減少產(chǎn)品在從原材料提煉到產(chǎn)品的最終處戰(zhàn)略主攻方向之一，我國(guó)對(duì)潔凈煤技術(shù)的開(kāi)發(fā)、應(yīng)用與置的整個(gè)生產(chǎn)周期過(guò)程中對(duì)人類(lèi)和環(huán)境的影響。推廣十分重視，在煤炭工業(yè)“十五”規(guī)劃中，已經(jīng)把實(shí)目前，清潔生產(chǎn)已成為世界各國(guó)的共識(shí)，《中國(guó) 21施沽凈煤戰(zhàn)略作為煤炭工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的四大戰(zhàn)略之- -，世紀(jì)議程》對(duì)清沽生產(chǎn)做了如下的界定:“清沽生產(chǎn)是既明確提出實(shí)施清凈煤戰(zhàn)略，加強(qiáng)政策引導(dǎo)，注重加工轉(zhuǎn)可滿(mǎn)足人們的需要,又可合理使用自然資源和能源并保換，強(qiáng)化清潔生產(chǎn)，推進(jìn)潔凈煤技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。護(hù)環(huán)境的實(shí)用生產(chǎn)方法和措施，其實(shí)質(zhì)是一種物料和能我國(guó)潔凈煤技術(shù)主要包括4個(gè)技術(shù)領(lǐng)城，14 個(gè)技術(shù)耗最少的人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)的規(guī)劃和管理，將廢物減量化、方面，如下表:資源化和無(wú)害化，或消滅于生產(chǎn)過(guò)程之中。同時(shí)對(duì)人體和環(huán)境無(wú)害的綠色產(chǎn)品的生產(chǎn)將隨著可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程的潔凈煤技術(shù)領(lǐng)域潔凈煤技術(shù)開(kāi)發(fā)、應(yīng)用、推廣深入而日益成為今后產(chǎn)品生產(chǎn)的主導(dǎo)方向。"我國(guó)政府明選煤(推廣應(yīng)用)型煤(工業(yè)型煤示范應(yīng)用、民用型確指出，只有大力發(fā)展清潔生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)綠色產(chǎn)品，煤炭加工煤推廣)推行生產(chǎn)全過(guò)程控制，才會(huì)實(shí)現(xiàn)以盡可能小的環(huán)境代價(jià)和最少的能源、資檬消耗，獲取最大的經(jīng)濟(jì)發(fā)展效益o中國(guó)煤化工運(yùn)輸,推廣應(yīng)用)縱觀世界，在工業(yè)化發(fā)展過(guò)程中，各國(guó)都先后經(jīng)歷FYHCNMH G技術(shù).了“先污染，后治理"的過(guò)程。所采取的環(huán)境保護(hù)策略，煤炭燃繞|增壓硫化床燃燒技術(shù)(引進(jìn)、推廣)煙氣凈化(脫除S02、NOx)更多地是把1 h點(diǎn)放在了對(duì)污染物的“末端"控剩和處理整體煤氣化床發(fā)電技術(shù)上,付出的經(jīng)濟(jì)代價(jià)巨大，但收效甚微。據(jù)估計(jì),在國(guó)《工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)》2002年 第1期總第119期潔凈煤技術(shù)領(lǐng)城潔凈煤技術(shù)開(kāi)發(fā)、應(yīng)用、推廣濟(jì)效益顯奢且處理量大、應(yīng)用面廣等特點(diǎn)。高硫煤成型時(shí)，加人適量固確劑，可大量減少SQ2的排放量,燜塵煤炭轉(zhuǎn)化|煤炭氣化、底下氣化和SO2可減少40%一50%。煤炭液化(開(kāi)發(fā)示范)燃料電油(開(kāi)發(fā))型煤按用途劃分為工業(yè)用型煤、造氣用型煤和民用煙氣凈化型煤。工業(yè)用型煤主要是用于工業(yè)窯爐和工業(yè)鍋爐的燃污染持放控制與電廠(chǎng)粉煤灰綜合利用燒。工業(yè)密爐型煤是利用廉價(jià)的無(wú)煙煤末和較為廉價(jià)的廢棄物處理煤層氣的開(kāi)發(fā)利用煤矸石和煤泥水的綜合利用煙煤末為原料，加工成型煤，用以替代價(jià)格昂貴的塊煤,發(fā)展和推廣潔凈煤技術(shù)是保證我國(guó)能源安全和可持工業(yè)鍋爐和窯爐改造而且型煤性能與原塊煤相近，甚至超過(guò)原塊煤。造氣用續(xù)發(fā)展的長(zhǎng)期戰(zhàn)略選擇。應(yīng)在大力推廣成熟技術(shù)的基礎(chǔ)型煤可以代昝無(wú)煙塊煤用于化肥和發(fā)生爐煤氣行業(yè)，遣.上，積極開(kāi)發(fā)與引進(jìn)大型先進(jìn)技術(shù)，加快推廣潔凈煤技?xì)庥眯兔旱男阅艹^(guò)無(wú)煙塊煤。民用型煤在我國(guó)已有較好的發(fā)展，在城鎮(zhèn)中的推廣率高于農(nóng)村、新型型煤技術(shù)術(shù)產(chǎn)業(yè)化。的推廣開(kāi)拓了鄉(xiāng)鎮(zhèn)和廣大農(nóng)村的廣國(guó)用煤市場(chǎng)。1.發(fā)展煤炭洗選加工目前世界發(fā)達(dá)國(guó)家都把發(fā)展煤炭洗選加工作為煤熒型煤改進(jìn)煤氣燃燒方式，不僅大大提高節(jié)能率，而工業(yè)技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)。煤炭合理洗選加工是當(dāng)前提高煤炭且減少煙塵和有害氣體so,污染，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。使用價(jià)值、充分利用煤炭資源、增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最有據(jù)預(yù)測(cè)，今后20年內(nèi)，我國(guó)型煤箭求量將以每年5%的效的技術(shù)途徑。原煤經(jīng)過(guò)洗選進(jìn)行脫灰、降硫并加工成速度增長(zhǎng)。應(yīng)加強(qiáng)型煤成型技術(shù)的科技攻關(guān)，大力促進(jìn)質(zhì)量均勻、用途不同、品種適銷(xiāo)對(duì)路的煤炭產(chǎn)品。2000型煤加工產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。年全國(guó)原煤人選比重僅占原煤產(chǎn)量的35%左右，大量原3.發(fā)展配煤一條龍服務(wù)體系.煤未經(jīng)恍選直接燃燒，不利于煤炭綜合利用、環(huán)境保護(hù)、我國(guó)能源利用率低、煤耗高的原因是多方面的。但節(jié)能、節(jié)運(yùn)以及經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和杜會(huì)效益的提高。是煤炭產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理、品種單一、供需脫節(jié)，不能按據(jù)1995年統(tǒng)計(jì)，少人洗1噸焦煤少收28.3元，少人洗1照用戶(hù)的設(shè)備性能要求供應(yīng)煤炭產(chǎn)品是一個(gè)重要的因素。響動(dòng)力煤少收16.6元，當(dāng)年動(dòng)力煤的人洗率只有6%，據(jù)分析， 煤炎資霉的很費(fèi)有35%是由于企業(yè)內(nèi)部缺乏健著與30%的人洗率比較，僅此- -項(xiàng)，全行業(yè)就要少收30全的科學(xué)管理制度，有65%是由于工藝設(shè)備煤炭晶種質(zhì)億元。由于我國(guó)電廠(chǎng)絕大多數(shù)以原煤、洗混煤和中煤作量不相適應(yīng)造成的。煤炭工業(yè)“十五"規(guī)劃要求在煤炭為燃料，煤炭灰分比國(guó)際平均高13%-15%，每千瓦時(shí)中轉(zhuǎn)港口和主要集散地建設(shè)配煤廠(chǎng)，為用戶(hù)提供質(zhì)量穩(wěn)的標(biāo)準(zhǔn)煤耗比國(guó)外先進(jìn)水平高100克左右，能耗大。定、價(jià)格合理、環(huán)境保護(hù)型的煤炭。在2005年，初步形1995年全國(guó)鐵路運(yùn)煤6.7億噸，其中4.5億噸未經(jīng)洗選，成產(chǎn)、配、銷(xiāo)、送及轡后服務(wù)~ -條龍?bào)w系。.約有8000萬(wàn)噸矸石隨煤外運(yùn)，按平均運(yùn)距600公里計(jì)4.完訾水煤漿制備和應(yīng)用技術(shù)算，共占用運(yùn)量480億噸公里，浪費(fèi)運(yùn)費(fèi)25億元。另?yè)?jù)水煤漿是20世紀(jì)70年代興起的新型燃料,燃燒時(shí)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年消耗12多億噸煤，要向大氣層排放二氧火焰中心溫度比燒煤和燒油低，而排放的SO2、Nox 等與化硫1800萬(wàn)噸，污染環(huán)境并由此遣成經(jīng)濟(jì)損失達(dá)160億直接燃燒原煤相比降低15%- -20%，運(yùn)輸與儲(chǔ)存對(duì)環(huán)境元。我國(guó)每年發(fā)電用煤1.1億噸，絕大部分未經(jīng)人洗，的影響遠(yuǎn)比煤炭要小?；曳忠话阍?0%以上。對(duì)煤炭進(jìn)行洗選加工是我國(guó)當(dāng)前水煤漿技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家已日益成熟。目前，我國(guó)也煤炭沽凈生產(chǎn)的一種最基本、最有效的手段。煤炭工業(yè)已經(jīng)建成和在建多個(gè)商業(yè)性示范工程，已生產(chǎn)水煤漿的“十五”規(guī)劃中要求大中型煤礦要有配套的選煤廠(chǎng)，小型原料煤，灰分小于8%，硫分小于0.5%，水煤漿燃燒時(shí)煤礦要依托大礦的選煤廠(chǎng)或建設(shè)群礦集中選煤廠(chǎng)。重點(diǎn)排放的煙塵和SOr遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于燒原煤。我國(guó)已經(jīng)在白楊河在山西、陜西、山東、內(nèi)紫、河南、安徽等省區(qū)建設(shè)一電廠(chǎng)、燕山石化等多處應(yīng)用水煤漿，并積累了一定的經(jīng)批先進(jìn)的選煤廠(chǎng)?，F(xiàn)有老的選煤廠(chǎng)要進(jìn)行技術(shù)改造，充驗(yàn)。今后，應(yīng)進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)水煤漿新型添加劑，不斷分發(fā)揮選煤廠(chǎng)的能力利用率，提高質(zhì)量和效益。2005 年改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提供質(zhì)量穩(wěn)定、滿(mǎn)足市場(chǎng)需求的水煤漿。選煤廠(chǎng)平均工效達(dá)到40噸。重點(diǎn)研究“中國(guó)煤化工莊爐內(nèi)地?zé)^(guò)程中2.型煤加工的固硫、JH渦爐的地區(qū)，鼓勛型煤加工是將煤粉通過(guò)-定成型技術(shù)和工藝加工成煤礦與用CNMHG公司，發(fā)展集中.具有一定形狀的煤炭產(chǎn)品。粉煤加工成型技術(shù)是煤類(lèi)加洗選、制漿、管道輸送、燃燒發(fā)電-體化工程。工轉(zhuǎn)化中，具有投資少、見(jiàn)效快、節(jié)能、環(huán)境保護(hù)和經(jīng)5.大力發(fā)展煤層氣產(chǎn)業(yè)總第119期《工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì))2002年第1期 .煤層氣的主要組成成分是甲燒(CH)，既是造成溫經(jīng)催化反映，生成液體燃料及其他碳?xì)浠衔?。宣效?yīng)的主要?dú)怏w之一,是井工開(kāi)采時(shí)礦井的有害氣體直接液化目前尚處于研究階段，間接液化也只有南的主要組成部分，又是一種優(yōu)質(zhì)潔凈能源。大力發(fā)展煤非一家公司真正實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模、工業(yè)化生產(chǎn)。由于生產(chǎn)層氣產(chǎn)業(yè)，是實(shí)施潔凈煤戰(zhàn)略的戰(zhàn)略選揮。建國(guó)50多年工藝相當(dāng)復(fù)雜、 投資大、生產(chǎn)成本高而未能廣泛推廣。來(lái)，一直采取礦井風(fēng)排煤層氣做為與礦井的自然災(zāi)害做我國(guó)對(duì)煤炭液化相當(dāng)重視，并已經(jīng)具備了一定的技術(shù)基斗爭(zhēng)的防止措施，風(fēng)排煤層氣因其濃度低而無(wú)法利用，礎(chǔ)，“十五"期間，在完成神東、云南先鋒和黑龍江依藍(lán)這樣既浪費(fèi)優(yōu)質(zhì)潔凈能源井耗電，嚴(yán)重污染大氣環(huán)境。堞炭直接液化示范廠(chǎng)可行性研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)經(jīng)濟(jì)技在許多高濃度煤氣層，單菲風(fēng)排不能完全解決問(wèn)題。在術(shù)合作建設(shè)1- -2個(gè)煤炭液化示范廠(chǎng)，2005年煤炭液化產(chǎn)一些高濃度煤 氣層礦井中,普遍采用對(duì)煤層氣抽放措施。油達(dá)到250萬(wàn)噸以上。1952年開(kāi)始利用巷道抽放，到1956年發(fā)隈為用鉆孔抽8.煙氣凈化放，并把抽放出的瓦斯用做燃料和制造炭黑，變害為利。姻氣凈化包括煙氣脫硫、煙氣脫氮和顆粒物控制。經(jīng)過(guò)幾十年的努力，煤層氣抽放技術(shù)有了較大的發(fā)展，煙氣脫硫有濕式和干式兩種。濕式法- - 般用石灰水琳淋洗試驗(yàn)威功地適應(yīng)各種煤層賦存條件和瓦斯涌出特點(diǎn)的多煙塵，so,變成亞硫酸鈣漿狀物，脫硫率-般可以達(dá)到種抽放方法。到1985年，全國(guó)已建成瓦斯抽放系統(tǒng)12595%以上。干式法是用石灰石漿狀噴霧，與煙氣中的處,年抽放瓦斯量達(dá)到3.4億立方米。利用率為64.7%。so,反應(yīng)，產(chǎn)生硫酸鈣，脫硫效率比濕式法低。煙氣脫“十五”時(shí)期，積極發(fā)展煤層氣產(chǎn)業(yè)，繼續(xù)實(shí)行地面抽放氮有多種方法。日本已采用干式氨選摔性催化劑還原法，與井下排放并舉的煤層氣開(kāi)發(fā)方針。重點(diǎn)加快山西沁水煙氣通過(guò)催化劑在300- 400攝氏度下加入氨，使NOx分煤田、河?xùn)|煤田、安徽兩淮煤田、遼寧鐵法、撫順礦區(qū)、解成無(wú)害氮和蒸汽，NOx排放量可減少80%以上。貴州六盤(pán)水等地區(qū)煤層氣的勘探評(píng)價(jià)及開(kāi)發(fā)利用。到目前，煙氣脫硫在國(guó)外已大量推廣,發(fā)達(dá)國(guó)家已可2005年，力爭(zhēng)使大中型煤礦瓦斯利用率達(dá)到當(dāng)年抽放量以控制So,及煙塵不再增加，而我國(guó)煙氣凈化尚處在起的80%，建成2- -3 個(gè)煤層氣地面開(kāi)發(fā)利用示范基地，煤步階段。從可持續(xù)發(fā)展的要求和我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情層氣產(chǎn)量達(dá)到30一40億立方米。況來(lái)看,我國(guó)應(yīng)該對(duì)煙氣凈化引起足夠的重視，借鑒學(xué)6.煤炭氣化技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用習(xí)外國(guó)的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)，加快煙塵治理，實(shí)施潔凈生產(chǎn)。煤炭氣化已有近百年的歷史，技術(shù)和工藝已經(jīng)比較9.煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電成熟。煤炭氣化不僅顯著地提高煤炭利用效率，而且能煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電供電效率高，可達(dá)到45%左極大地減少污染物的排放。煤炭氣化后生成一氧化碳、右。NO的排放只有常規(guī)電站的15%- -30%， 脫硫效率氫氣和甲烷相混合的高熱值合成氣，煤炭氣化可以使煤高達(dá)99%，耗水量只有常規(guī)燃煤電廠(chǎng)的1/2-V3.該項(xiàng)炭在燃燒前脫除氣態(tài)硫和氮。正在開(kāi)發(fā)的新工藝可以脫技術(shù)在國(guó)際上已經(jīng)引起廣泛的重視，正處于示范試驗(yàn)階瑭9%，采取在氣化器中加人石灰石固硫的工藝，可以.段。我國(guó)也已開(kāi)始對(duì)此進(jìn)行研究，但目前尚不具備工業(yè)脫硫90%。.示范的能力。這是煤炭潔凈生產(chǎn)的發(fā)展方向。我國(guó)煤氣化技術(shù)應(yīng)用較早，但煤制氣終端消費(fèi)量并參考文獻(xiàn)不多，1988 年煤制氣的終端消費(fèi)量?jī)H185 億立方米。目1.煤炭工業(yè)“十五”規(guī)劃，中國(guó)煤炭報(bào)，2001. 6.前正在發(fā)展中小型城市煤氣、工業(yè)燃料氣、合成原料氣、26大城市煤氣及煤氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電用煤氣。今后應(yīng)進(jìn)- -步2.張坤民主筆，《可持續(xù)發(fā)展論>，中國(guó)環(huán)境科學(xué)出推進(jìn)氣化技術(shù)的開(kāi)發(fā)和利用，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的煤氣化技版社，199術(shù)，建設(shè)大型煤炭氣化和煤化工示范項(xiàng)目。加快煤炎地3.甘師使主編，《可持續(xù)發(fā)展論)，中共中央黨校出下氣化試驗(yàn)，積極探索煤炭開(kāi)發(fā)和利用的新途徑。版社，廣東科技出版社，19977.煤炭液化4.張明理主編，《當(dāng)代中國(guó)的煤炭工業(yè)》,中國(guó)社會(huì)煤炭液化是將煤炭液化成石油、輕質(zhì)油、甲醇及柴科學(xué)技術(shù)出版社，1998袖籌液體燃料。煤的液化可以分為直接液化和間接液化。s.寧明棟，《謀炭的清潔使用及發(fā)展?jié)崈糗夹g(shù)戰(zhàn)直接液化是將煤在高壓、高溫下進(jìn)行加氫反應(yīng)，使煤變略的1中國(guó)煤化工2)成液體燃料;或利用煤和高硫石油在活性催化劑和添加工大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院.TYHCNMHG劑存在下，在高溫加壓下進(jìn)行混合加氫，直接生產(chǎn)液體山西洪澗縣政府)燃料。間接液化是將煤先氣化，生成合成氣，合成氣再一40一