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摘要:环境污染已经制约了山西煤炭工业的发展,只有搞好煤炭企业的环境保护,推行清洁生产,才能实现环境、经济的协调发展。解决煤炭企业面临的可持续发展问题的对策是发展清洁生产技术,建立煤炭企业现代管理制度,加强信息和环境管理。
关键词:煤炭工业;清洁生产;可持续发展
中图分类号:F407.27文献标志码:A文章编号:1673-291X(2008)05-0149-02
一、前言
煤炭是我国最丰富的能源矿产,资源储量约占全国矿产资源储备的90%,化石能源的95%。目前我国在一次能源消费结构中,煤炭占67%。而山西是全国最大的产煤、输煤大省,煤炭资源储量大、分布广、品种全、质量优。山西目前已探明煤炭储量2 600多亿吨,占全国的近1/3。全省119个行政县(市、区)中赋存煤炭资源的有94个,其中68个县(市)煤炭年产量在百万吨以上。煤种包含了全国的10大煤炭品种。2005年山西煤炭产量已达5 154亿吨,除供应国内28个省(市、自治区)外,还远销亚洲、欧洲和拉美等20多个国家和地区。
煤炭经济占山西经济的份额很大,2005年全省煤炭销售收入占全省工业新增销售收入的51%,利润总和与利税总额分别占全省工业的57%和46%。煤炭经济的发展同时带动了电力、冶金、化工、交通运输等相关产业的发展。
二、煤炭工业引起的环境问题
以煤炭为主的能源供给结构决定了煤炭工业在国民经济发展中占有极其重要地位。而国民经济的快速发展、粗放经营和政策不配套又对煤炭工业产生负面作用,带来沉重的环境压力。这些压力主要表现在由于地下开采,使地(岩)层结构构造遭到破坏,引起地面塌陷、水土流失、水平衡破坏;煤粉对煤矿附近环境造成严重污染;煤矸石堆放,不仅占地、破坏自然景观,而且发生自燃、污染环境;煤矿排放的污水(矿井水、煤泥水、生活污水等)污染河流、水库或农田等,大部分采矿产生的废水是酸性的(2
三、清洁生产的先进技术、在煤炭行业的应用
清洁生产是一种新的创造性的思想,该思想将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中,以增加生态效率和减少人类及环境的风险。
(一)清洁生产的先进技术
清洁煤技术是以煤炭细选为源头,煤炭高效,清洁燃烧与发电为核心,洁净煤配煤、煤炭转化和污染控制为重要内容的技术,对实现可持续发展具有长远战略意义。
它的基本框架是:
煤炭加工——选煤、型煤、配煤、水煤浆等;
煤炭转化——气化、液化、燃料电池等;
煤炭燃烧——循环流化床锅炉、高效低污染粉煤燃烧、新型煤泥炉、燃煤联合发电等;
污染物控制与管理——烟气净化、粉煤灰综合利用、污染控制,煤矸石、煤层气、矿井水与煤泥水的治理等。
具体技术有:
1.地下气化技术
煤炭地下气化就是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧,通过对煤气的化学作用产生可燃气体的过程,实现井下无人无设备生产煤气,变传统的物理采煤为化学采煤。地下气化后可获得清洁能源和化工原料,如制造氢气、甲烷等高附加值的燃料和化工产品。
2.水煤浆技术
我国半数以上的原煤可以制成水煤浆,水煤浆含硫可控制在1%以下,且煤炭液化产生的液体燃料和水煤浆代替石油在经济上是可行的,从这个意义上讲,煤炭在未来我国能源中的地位将更加重要。
3.型煤技术
使用民用型煤烟尘和SO2可减少40%以上,一般可节煤20%~30%,同时煤燃烧后是将硫固定下来而不是排放出去,这样就会减少煤炭燃烧过程中向大气排放的硫。
(二)清洁生产在山西省煤炭行业的应用
晋城煤业集团属国家特大型煤炭企业之一,年产原煤已突破千万吨,随着生产规模的不断扩大,集团公司积极推行煤炭的清洁生产技术,从煤炭的清洁开采、清洁加工到清洁利用都采取了一系列的有效措施:原煤全部入洗,对洗煤水闭路循环、矿井水复用、煤矸石综合利用(一部分用于煤矸石电厂发电,一部分用于制造煤矸石砖等建筑材料),废弃的煤矸石运往煤矸石厂进行处理,对原煤生产引起的土地塌陷进行了复垦,积极对西区煤层气资源进行了开发,并开始实行“西气东输”,即把西区煤层气加压运输至东部老区,并入老区煤气站,各矿工业及民用锅炉烟尘、烟气经过水膜除尘器达标排放。经过采用清洁生产,煤矿的废弃物大大减少,环境也得到了很大的改善,如煤炭经洗选加工后,可去除60%灰分和30%~50%的黄铁矿硫,还可很大程度上减少污染物的排放。入洗1亿吨原煤可减少燃煤排放二氧化硫100万~150万吨,成本仅为洗涤烟气脱硫成本的10%;炼焦煤灰分每降低1%,焦炭灰粉可降低1.33%,燃料比降低2.66%,提高生铁产量2.7%~4.0%;另外硫分每降低0.1%,则燃料比可降低1.5%,提高生铁产量2%,石灰石耗量亦可减少。
西山古交矿区是山西焦煤集团西山煤电集团公司的骨干核心企业,这里的5座矿井和5座选煤厂每年要产生700万吨中煤、煤泥和矸石,以往这些副产品不是被抛弃,就是被低价销售,不仅严重污染了环境,加大了企业成本,而且造成了煤炭资源的极大浪费。为了彻底改变这种状况,山西焦煤集团和山西电力公司共同出资组建了全国最大的燃用洗中煤坑口电厂——古交发电厂,变输煤为输电,用来就地消化煤炭副产品。为了实现真正意义上的循环经济,他们建成了6万吨煤的封闭式配煤厂,全部通过封闭式皮带运输,杜绝了污染和二次扬尘,也为过去的煤炭副产品找到了出路,省下了治理费用,一年就可燃用180万吨。在此基础上,他们还创造了五个国内第一:采用了具有国际先进水平的半干法脱硫、静电除尘技术,脱硫效率和除尘效率分别高于国家规定的指标;使用了具有国际领先水平的直接空冷技术,减少了土地占用量,节水率高达70%;使用了二级反渗透加EDI(电除离子)物理法处理水的技术,避免了产生废水和二次处理的程序;使用了辅机冷却循环水系统用于辅机的冷却,日用再生水——中水4 500吨,节约了大量的宝贵净水资源;成功使用了GIS组合电气开关先进技术,比常规的电力出线系统节约土地22 272平方米。
古交发电厂把清洁生产和发电联系起来,其显著特点有:煤电联营,由西山煤电股份有限公司和山西和信电力发展有限公司按照55%和45%的投资比例合作建设;典型的坑口电厂,距离最近的煤矿仅800米;燃洗中煤,一期工程项目可用洗煤副产品(中煤、煤泥、矸石)180万吨/年;环保脱硫,脱硫效率达93%,除尘效率达99.57%;采用先进的直接空冷技术,不仅节约土地,而且节水率达70%以上;中水复用,利用城市生活污水和矿井污水,经过深度处理产生再生水。
四、针对环境问题提出解决方案
(一)工业废水处理方面
矿井工业用水可以全部重复使用矿井水,利用后的污水经处理后达标排放。对老选煤厂进行技术改造,配套选用先进的煤泥水处理工艺,实现厂内闭路循环,污水零排放。
(二)瓦斯开发与利用方面
矿井抽采的瓦斯气主要成分是甲烷,是煤的共伴生资源。它既威胁煤矿安全生产,又会引起温室效应。因此需充分利用瓦斯作为洁净能源和化工原料,实现瓦斯综合治理开发,把瓦斯作为一种新能源与煤同采。
(三)大气污染防治方面
矿井工业场地的燃煤锅炉和新建锅炉,可全部配套使用高效除尘器,对锅炉烟囱排放的废气进行消烟除尘,除尘效率达95%以上,同时大力发展利用瓦斯气替代原煤作为锅炉的新型燃料,既可降低成本,又能大大减少环境污染。
(四)煤矸石综合利用方面
对于采煤产生的煤矸石,可把它作为再生资源进行合理利用,并通过建设煤矸石电厂、利用煤矸石代替黏土制作建筑材料、用煤矸石充填塌陷区进行复土造田等,使煤矸石利用率达90%以上。
(五)粉煤灰及炉渣利用方面
粉煤灰和炉渣排放在环境中既污染了环境,也浪费了资源,减少了经济效益。解决这个问题,有以下几个途径:对粉煤灰进行分选后,作为商品灰出售;作为水泥熟料的添加剂;作为新型建材原料,生产粉煤灰空心砌块砖;作为修筑公路的筑路材料以及回填采煤塌陷地,上面覆以黄土,使复垦的土地加以利用。坑口电厂排放的炉渣作为建材厂烧制砖瓦的原材料,可全部综合利用。
清洁生产是个持续不断的过程,始终伴随着生产的发展,人民生活质量的提高,社会的进步,攀升到更高的目标。随着经济的持续发展,清洁生产技术也要不断的更新,才能跟上时代发展的步伐。只有在煤炭生产过程中应用清洁生产技术,减少危险废弃物的排放,把废弃物循环利用到其他的行业,发展循环经济,变废为宝,才能实现可持续发展。
关键词:煤炭工业;清洁生产;可持续发展
中图分类号:F407.27文献标志码:A文章编号:1673-291X(2008)05-0149-02
一、前言
煤炭是我国最丰富的能源矿产,资源储量约占全国矿产资源储备的90%,化石能源的95%。目前我国在一次能源消费结构中,煤炭占67%。而山西是全国最大的产煤、输煤大省,煤炭资源储量大、分布广、品种全、质量优。山西目前已探明煤炭储量2 600多亿吨,占全国的近1/3。全省119个行政县(市、区)中赋存煤炭资源的有94个,其中68个县(市)煤炭年产量在百万吨以上。煤种包含了全国的10大煤炭品种。2005年山西煤炭产量已达5 154亿吨,除供应国内28个省(市、自治区)外,还远销亚洲、欧洲和拉美等20多个国家和地区。
煤炭经济占山西经济的份额很大,2005年全省煤炭销售收入占全省工业新增销售收入的51%,利润总和与利税总额分别占全省工业的57%和46%。煤炭经济的发展同时带动了电力、冶金、化工、交通运输等相关产业的发展。
二、煤炭工业引起的环境问题
以煤炭为主的能源供给结构决定了煤炭工业在国民经济发展中占有极其重要地位。而国民经济的快速发展、粗放经营和政策不配套又对煤炭工业产生负面作用,带来沉重的环境压力。这些压力主要表现在由于地下开采,使地(岩)层结构构造遭到破坏,引起地面塌陷、水土流失、水平衡破坏;煤粉对煤矿附近环境造成严重污染;煤矸石堆放,不仅占地、破坏自然景观,而且发生自燃、污染环境;煤矿排放的污水(矿井水、煤泥水、生活污水等)污染河流、水库或农田等,大部分采矿产生的废水是酸性的(2
三、清洁生产的先进技术、在煤炭行业的应用
清洁生产是一种新的创造性的思想,该思想将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中,以增加生态效率和减少人类及环境的风险。
(一)清洁生产的先进技术
清洁煤技术是以煤炭细选为源头,煤炭高效,清洁燃烧与发电为核心,洁净煤配煤、煤炭转化和污染控制为重要内容的技术,对实现可持续发展具有长远战略意义。
它的基本框架是:
煤炭加工——选煤、型煤、配煤、水煤浆等;
煤炭转化——气化、液化、燃料电池等;
煤炭燃烧——循环流化床锅炉、高效低污染粉煤燃烧、新型煤泥炉、燃煤联合发电等;
污染物控制与管理——烟气净化、粉煤灰综合利用、污染控制,煤矸石、煤层气、矿井水与煤泥水的治理等。
具体技术有:
1.地下气化技术
煤炭地下气化就是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧,通过对煤气的化学作用产生可燃气体的过程,实现井下无人无设备生产煤气,变传统的物理采煤为化学采煤。地下气化后可获得清洁能源和化工原料,如制造氢气、甲烷等高附加值的燃料和化工产品。
2.水煤浆技术
我国半数以上的原煤可以制成水煤浆,水煤浆含硫可控制在1%以下,且煤炭液化产生的液体燃料和水煤浆代替石油在经济上是可行的,从这个意义上讲,煤炭在未来我国能源中的地位将更加重要。
3.型煤技术
使用民用型煤烟尘和SO2可减少40%以上,一般可节煤20%~30%,同时煤燃烧后是将硫固定下来而不是排放出去,这样就会减少煤炭燃烧过程中向大气排放的硫。
(二)清洁生产在山西省煤炭行业的应用
晋城煤业集团属国家特大型煤炭企业之一,年产原煤已突破千万吨,随着生产规模的不断扩大,集团公司积极推行煤炭的清洁生产技术,从煤炭的清洁开采、清洁加工到清洁利用都采取了一系列的有效措施:原煤全部入洗,对洗煤水闭路循环、矿井水复用、煤矸石综合利用(一部分用于煤矸石电厂发电,一部分用于制造煤矸石砖等建筑材料),废弃的煤矸石运往煤矸石厂进行处理,对原煤生产引起的土地塌陷进行了复垦,积极对西区煤层气资源进行了开发,并开始实行“西气东输”,即把西区煤层气加压运输至东部老区,并入老区煤气站,各矿工业及民用锅炉烟尘、烟气经过水膜除尘器达标排放。经过采用清洁生产,煤矿的废弃物大大减少,环境也得到了很大的改善,如煤炭经洗选加工后,可去除60%灰分和30%~50%的黄铁矿硫,还可很大程度上减少污染物的排放。入洗1亿吨原煤可减少燃煤排放二氧化硫100万~150万吨,成本仅为洗涤烟气脱硫成本的10%;炼焦煤灰分每降低1%,焦炭灰粉可降低1.33%,燃料比降低2.66%,提高生铁产量2.7%~4.0%;另外硫分每降低0.1%,则燃料比可降低1.5%,提高生铁产量2%,石灰石耗量亦可减少。
西山古交矿区是山西焦煤集团西山煤电集团公司的骨干核心企业,这里的5座矿井和5座选煤厂每年要产生700万吨中煤、煤泥和矸石,以往这些副产品不是被抛弃,就是被低价销售,不仅严重污染了环境,加大了企业成本,而且造成了煤炭资源的极大浪费。为了彻底改变这种状况,山西焦煤集团和山西电力公司共同出资组建了全国最大的燃用洗中煤坑口电厂——古交发电厂,变输煤为输电,用来就地消化煤炭副产品。为了实现真正意义上的循环经济,他们建成了6万吨煤的封闭式配煤厂,全部通过封闭式皮带运输,杜绝了污染和二次扬尘,也为过去的煤炭副产品找到了出路,省下了治理费用,一年就可燃用180万吨。在此基础上,他们还创造了五个国内第一:采用了具有国际先进水平的半干法脱硫、静电除尘技术,脱硫效率和除尘效率分别高于国家规定的指标;使用了具有国际领先水平的直接空冷技术,减少了土地占用量,节水率高达70%;使用了二级反渗透加EDI(电除离子)物理法处理水的技术,避免了产生废水和二次处理的程序;使用了辅机冷却循环水系统用于辅机的冷却,日用再生水——中水4 500吨,节约了大量的宝贵净水资源;成功使用了GIS组合电气开关先进技术,比常规的电力出线系统节约土地22 272平方米。
古交发电厂把清洁生产和发电联系起来,其显著特点有:煤电联营,由西山煤电股份有限公司和山西和信电力发展有限公司按照55%和45%的投资比例合作建设;典型的坑口电厂,距离最近的煤矿仅800米;燃洗中煤,一期工程项目可用洗煤副产品(中煤、煤泥、矸石)180万吨/年;环保脱硫,脱硫效率达93%,除尘效率达99.57%;采用先进的直接空冷技术,不仅节约土地,而且节水率达70%以上;中水复用,利用城市生活污水和矿井污水,经过深度处理产生再生水。
四、针对环境问题提出解决方案
(一)工业废水处理方面
矿井工业用水可以全部重复使用矿井水,利用后的污水经处理后达标排放。对老选煤厂进行技术改造,配套选用先进的煤泥水处理工艺,实现厂内闭路循环,污水零排放。
(二)瓦斯开发与利用方面
矿井抽采的瓦斯气主要成分是甲烷,是煤的共伴生资源。它既威胁煤矿安全生产,又会引起温室效应。因此需充分利用瓦斯作为洁净能源和化工原料,实现瓦斯综合治理开发,把瓦斯作为一种新能源与煤同采。
(三)大气污染防治方面
矿井工业场地的燃煤锅炉和新建锅炉,可全部配套使用高效除尘器,对锅炉烟囱排放的废气进行消烟除尘,除尘效率达95%以上,同时大力发展利用瓦斯气替代原煤作为锅炉的新型燃料,既可降低成本,又能大大减少环境污染。
(四)煤矸石综合利用方面
对于采煤产生的煤矸石,可把它作为再生资源进行合理利用,并通过建设煤矸石电厂、利用煤矸石代替黏土制作建筑材料、用煤矸石充填塌陷区进行复土造田等,使煤矸石利用率达90%以上。
(五)粉煤灰及炉渣利用方面
粉煤灰和炉渣排放在环境中既污染了环境,也浪费了资源,减少了经济效益。解决这个问题,有以下几个途径:对粉煤灰进行分选后,作为商品灰出售;作为水泥熟料的添加剂;作为新型建材原料,生产粉煤灰空心砌块砖;作为修筑公路的筑路材料以及回填采煤塌陷地,上面覆以黄土,使复垦的土地加以利用。坑口电厂排放的炉渣作为建材厂烧制砖瓦的原材料,可全部综合利用。
清洁生产是个持续不断的过程,始终伴随着生产的发展,人民生活质量的提高,社会的进步,攀升到更高的目标。随着经济的持续发展,清洁生产技术也要不断的更新,才能跟上时代发展的步伐。只有在煤炭生产过程中应用清洁生产技术,减少危险废弃物的排放,把废弃物循环利用到其他的行业,发展循环经济,变废为宝,才能实现可持续发展。