發(fā)展煤炭深加工是綠色、低碳經(jīng)濟發(fā)展進步的必然之路

張英杰

（山西焦煤西山煤電公司機電廠，山西 太原 030053）

山西焦煤集團有限責任公司以煤炭開采加工為主，集礦井建設、煤礦機械制造、機電設備修造、發(fā)供電、化工、建筑安裝、建材、運輸、進出口貿(mào)易以及三產(chǎn)服務業(yè)于一體的主業(yè)突出、綜合發(fā)展的多元化大型企業(yè)集團。

山西焦煤集團是中國目前規(guī)模最大、煤種最全的煉焦煤生產(chǎn)企業(yè)，焦煤生產(chǎn)能力穩(wěn)居全國第一、世界第二。其產(chǎn)品除焦炭外，還有甲醇、烯烴、醋酸、聚甲醛等煤化工產(chǎn)品。在山西最大的五家煤炭集團當中，山西焦煤集團利潤最高，因此山西焦煤也成為山西省推動省內(nèi)煤企壯大產(chǎn)業(yè)的先鋒。

但是，山西焦煤在快速發(fā)展的過程中存在著一些問題，這些問題已逐漸成為制約其可持續(xù)發(fā)展的不利因素。隨著其他產(chǎn)業(yè)的迅速崛起、發(fā)展壯大，對能源的環(huán)保需求層次更加嚴格，而傳統(tǒng)的發(fā)展模式難以適應現(xiàn)代化能源需求的多層次要求，因此，對煤炭能源的多層次產(chǎn)品開發(fā)提出了新的要求。

1 低碳經(jīng)濟是發(fā)展必然模式

所謂低碳經(jīng)濟是指在可持續(xù)、科學發(fā)展理論指導下，通過技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、新能源開發(fā)等多種手段，盡可能地減少煤炭、石油等高碳能源消耗，減少溫室有害氣體排放，達到經(jīng)濟社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護雙贏的一種經(jīng)濟發(fā)展形態(tài)。

在實際應用中，低碳經(jīng)濟是以低污染、低排放為基礎的經(jīng)濟模式，是人類社會繼社會文明、工業(yè)文明之后的又一次重大進步。低碳經(jīng)濟實質(zhì)是能源高效利用、清潔能源開發(fā)、追求綠色GDP的問題，核心是能源技術(shù)和減排技術(shù)創(chuàng)新，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和制度創(chuàng)新以及人類生存發(fā)展觀念的根本性轉(zhuǎn)變。

山西省是能源重化工基地，也是重點產(chǎn)煤大省。用原煤作能源燃料，就地取材，使用方便，價格低廉，但帶來的問題就是環(huán)境污染日益嚴重，太原市也成為全國最污染城市之一。既要保護好環(huán)境，又不影響經(jīng)濟的增長，這就給我們提出了煤炭綠色、深加工綜合利用的高難度課題。經(jīng)過幾年的不斷實踐，引進先進高新專利技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了煤炭產(chǎn)生新的綜合利用規(guī)律，成功地解決了這個難題。按照上述技術(shù)運用，采取有力措施，必將從根本上達到能源清潔、環(huán)境優(yōu)美、效益大增的目的。

2 專利技術(shù)的應用

ZL941169278專利技術(shù)是多種礦物質(zhì)組合的具有綜合功能的添加劑，主要性能是防水、高強、催化、節(jié)能、凈化、有效提取貴重金屬等。在煤炭加工燃燒體現(xiàn)的技術(shù)指數(shù)：固硫率75%以上，固氮率50%以上，固塵率90%以上，催化消煙率80%以上，貴重金屬提取率95%以上，煤炭燃盡率95%以上，爐渣利用率100%.潔凈煤的爐渣回收利用，從真正意義上實現(xiàn)了綠色產(chǎn)業(yè)鏈的良性循環(huán)，不僅解決了潔凈煤加工自身增加的成本，而且將成倍地提高煤炭產(chǎn)品的價值，為全面推廣使用潔凈煤提供了可靠的經(jīng)濟條件。

3 重點突破的實施方法和工藝路線

3.1 注重環(huán)保，改進煤炭利用技術(shù)

電廠用煤除了煤煙型污染以外，還有爐渣中的重金屬及放射性的污染，以及大量的粉煤灰排放，生成環(huán)境惡化等情況。

從改造煤炭燃燒入手，改變以往單一的發(fā)電為目的設計思路，利用深加工的煤炭綜合利用技術(shù)進行對電廠用煤原有工藝的補充，增加爐渣回收利用系統(tǒng)，增加收入，創(chuàng)造綜合利潤，用于環(huán)境改造。這是一種以治理污染為目的的技術(shù)，卻又利用污染成分創(chuàng)收財富，把發(fā)電用的煤炭更加合理地利用。

根據(jù)電廠用煤量大，適合采用配制摻混燃燒的方法，添加催化硫氮固化劑、爐渣轉(zhuǎn)化劑等有效的改變煤炭的化學反應結(jié)構(gòu)。例如：①添加催化劑是為了提高燃盡率，減少爐渣當中碳的含量，可提高熱效率10%以上。②添加硫氮固化劑減少二氧化硫和氮氧化物的排放量（一般減少硫的2/3，氮的1/2）。目前，山西省低硫煤含量的限制，一般含硫3%以下的通過加工燃燒固硫，完全可以達標排放。固化結(jié)果所生成的硫氰化物為硫氰酸鈉，這種物質(zhì)屬于中性無毒害，它又是絡合劑，對爐渣中的金屬元素可以用絡合劑侵出的辦法加以有效提取，因而具有治理和利用的雙重作用。③添加轉(zhuǎn)化劑是針對鍋爐溫度不能生成硅、鋁、酸、鈣的反應，化學動力不夠，所以改用鎂系物質(zhì)來代替鈣系物質(zhì)，可以生成硅、鋁、酸、鎂來提高爐渣中大約55%的物質(zhì)活性，這就為開發(fā)爐渣的綜合利用創(chuàng)造了條件。

3.2 型煤產(chǎn)業(yè)化研發(fā)

型煤是解決潔凈煤的最佳出路，但以往的技術(shù)路線影響了型煤產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。采用滾動成型原理，進行型煤產(chǎn)業(yè)化的開發(fā)，正是適應了生產(chǎn)實踐的要求，滿足了工業(yè)、民用動力潔凈煤需要。滾動型小球狀型煤是潔凈煤的主導產(chǎn)品。這種工藝技術(shù)設備都是水泥工業(yè)當中成熟的技術(shù)工藝，具有強大的生產(chǎn)能力，可靠的運行周期，而且投資少、適應面廣。通過添加硫氮固化劑生產(chǎn)出6～12 mm顆粒狀型煤，它能適應任何大小鍋爐燃燒所需要的條件，并能達到環(huán)保要求熱電廠放的各項指標，節(jié)約能源15%以上，同時使關(guān)閉的水泥廠有了轉(zhuǎn)產(chǎn)的可能。

3.3 型煤爐渣綜合利用的可行性

為了更有效地開展煤炭的綜合利用，公司進行了大量的研究實驗和探索。其重點是通過所添加的黏結(jié)劑手段，達到煤質(zhì)當中礦物質(zhì)的重新組合。實踐證明，這種方法改變了熱化學反應內(nèi)容，按所添加的礦物質(zhì)形成了反應的主流。目前，已經(jīng)探明的反應方式有10%~30%硫氰化反應，生成硫氰酸鹽，有55%的硅鋁鎂代替鈣，生成硅鋁酸鎂等。這就為爐渣的綜合利用敞開了大門，作為解決治理環(huán)境推廣使用潔凈煤的配套措施，建設爐渣回收給加工廠，所回收的資金可補充對煤炭深加工費用。

山西焦煤集團這幾年在原煤利用上取得了一些世人矚目的成績，但在原煤深加工產(chǎn)品上還有許多路要走，相信不久的將來，山西焦煤集團會在低碳經(jīng)濟、綠色產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展上取得更大的業(yè)績，為社會提供更多、更好的清潔能源。