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业
产
品
功
能
北极星电力网技术频道 作者:佚名 2008/1/11 2:02:41
摘要：分析了能源市场的构成以及污染大气的主要来源——煤烟型燃料，认为在我国现阶段的能源市场中以煤炭为主的能源结构将在相当长的时间内难以改革。欲改善和预防大气污染。就必须改变落后的用煤技术，大力发展洁净煤技术才有望从根本上改善大气污染的局面，在发展经济，提高经济效益和社会效益的同时确保大气环境质量的改善。
关键词：洁净煤技术；大气环境；燃煤大气环境；煤炭洗选
中图分类号：X382.1文献标识码：A文章编号：1008-2301(2000)03-0164-04
DevelopingCleanCoalTechnologyandProtectionAtmousphereEnvironment.
XIEHai-yan(UrumqiDesignandResearchAcademyofMnistryofCoalIndustry,XinjiangUrumqi830091,China).
Abstract：Thearticleanalyzesstructureofenergyresourcesmarketandmainsourceofpollutingatmousphere—smokecoalfuel,considerstakingcoalasmainenergyresourcesinpresentenergyresourcesmarketishardtoreforminthelongperiod.Inordertoimproveandproventatmouspherepollution,peopleshouldchangebackwardusageofcoaltechnology,thatisfundamentallyimproveaspectofatmouspherepollution,develop,economy,raiseeconomicbenefitandsocialbeneficalresultatsametimeensureimprovingquntityofautmousphereenvironment.
Keywords:cleancoaltechnology;autmousphereenvironment;fuelcoal;coalwashingandselecting
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能源构成分析
在能源市场中，可供利用的一次能源有化石能源及非化石能源两大类，化石能源以煤、石油和天然气为主要形式。非化石能源主要指太阳能、风能、水能、核能、地热、潮汐、生物质能等。以各能源对环境造成的影响程度分类，太阳能、风能、核能、水能、地热、潮汐等均属清洁能源，而化石能中的天然气对环境的污染危害最小，煤炭对环境的污染最为严重。
非化石能源
非化石能源中以核能的发展最为迅速，目前世界上已有400多座核反应堆，约占世界能源的5％，核能对空气环境无污染。我国现已有浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站。由于建设核电站的基建费用相当高，乏燃料不宜处理等方面的原因，核技术虽为清洁技术，但预计近20年内核能在能源供需平衡方面尚有许多工作要做，因此，推广和普及仍有一定的难度。
我国地域内太阳能年辐射量0.6MJ/cm2以上的地区占全国总面积的2/3，即640×10000km2，资源极为丰富。但太阳能受到阴、云、雨、雪天气变化的影响，以及春、夏、秋、冬季节变化，昼夜更替，海拔高度等的影响，利用受到很大局限。目前主要用于温室，其次是热水器、太阳灶、太阳能电池、太阳能干燥器等，是一种辅助性能源。
风能、水能等均由太阳能转换而成。
我国的风能资源约1600×1000000000W，其中可利用资源约160×1000000000W，可用于发展风力电站，但投资高，推广有难度。
我国水资源丰富，但人均可开发水电容量并不多，受水能资源分布不均衡、投资大和开发条件的影响，以及丰、枯、平期水量变化的影响，水电的开发利用受到很大制约。
由此可见，核能、太阳能等新能源还存在着一定的技术问题或投资规模等问题，广泛开发和利用尚需相应的技术支持，因此挤身于主要能源仍需时日。
化石能源
1）贮量分析
化石能源石油和天然气在我国已探明的能源资源中仅占4.4％，受资源贮备和勘探程度的影响，我国的石油和天然气在能源供应方面所占比例还不高。
我国的煤炭资源十分丰富,在已探明的能源资源结构中煤炭占73.4％。是石油和天然气的贮备量的几十倍。由于煤储量多，分布区域广，埋藏浅，开采容易等优势，在能源消费构成中，煤炭一直是我国的主要能源。无论是能源消费构成还是资源结构，煤炭均居绝对的主导地位。
2）能源结构以煤为主
预计未来50年内，煤炭消费比重会逐年下降，其他优质能源的比例会有所上升。由我国的能源资源条件、技术水平和经济状况等因素决定了在今后相当长时期内煤仍将占据主导地位。而利用国际能源市场大量进口天然气和石油的作法并不可行。一是成本高，经济上无法承受；二是作为能源消费大国，将能源的发展建立在依靠别人的基础上，受制于他人，不可取；三是脱离了我国是煤炭资源大国的基本事实，与国情不符。
据有关部门预测，到2010和2050年，煤在我国的一次能源中将分别占60％和44.7％，由此可见，煤在相当长时间内仍将是我国的主要能源。
燃煤——大气污染物的主要来源
大气污染状况
据1999年我国环境状况公报，我国的大气环境污染仍然以煤烟型污染为主，主要污染物为TSP和SO2。统计的338个城市中，66.9％的城市超过国家空气质量二级标准，其中超过三级标准的占40.5％。TSP和SO2年均浓度值超过二级标准的城市分别占统计城市的60％和28.4％，可见我国大气环境中的TSP、SO2浓度超标较为严重。
以煤烟型为主的大气污染导致的酸雨覆盖区已占国土面积的30％。华中、华南、西南及华东地区是酸雨污染严重的区域。北方地区局部区域(图门、青岛等)出现酸雨。据106个城市降水pH测定，降水pH低于5.6的城市占统计城市的40.6％。其中统计的59个南方城市中，41个城市降水pH＜5.6，占69.5％。可见酸雨主要分布在我国南方。
我国酸雨是硫酸型的，这与SO2是我国的主要大气污染物的结论相一致。
污染物的主要来源─燃煤
据统计，我国约80％的电力能源，70％的工业燃料，60％的化工原料，80％的供热和民用燃料都来自煤炭。据测算，燃煤年排烟尘量约占全国总排烟尘量的80％，燃煤排放的SO2约占总排放量的90％。可见，我国大气环境中的TSP和SO2主要来源于燃煤。造成我国燃煤大气污染严重的主要原因是原煤散烧，忽视了煤的合理加工和利用。
我国原煤选洗率很低，据1998年统计，原煤选洗率仅为25.7％(发达国家为50～90％)，与我国煤炭消费水平极不相适应。原煤含灰分、硫分较高，是不洁净能源。我国有70％～80％的煤采用原煤直接燃烧。由燃煤引发的大气污染问题已成为某些地区制约经济发展的主要因素之一。
发展洁净煤技术
煤炭燃烧造成的环境污染，其原因不仅是大量使用煤炭，更主要是煤炭利用技术的落后和效率的低下。我国能源资源中煤炭占绝对优势，故从经济承受能力和能源供应的可靠性考虑，我国能源的发展应立足于煤炭资源，发展洁净煤技术，以满足发展经济与保护环境的双重需求。
燃用洁净煤可以减轻燃煤污染。根据我国煤炭资源中灰分和全硫分布情况，中灰分煤(Ad＞10.00％～30.00％)约占80％左右，全硫含量St.d＞1.00％的煤约占40％左右。可见降低煤质成分中的灰分、硫分是解决燃煤污染不容忽视的因素。
煤炭洗选，是从源头减少污染的有效措施。我国的煤炭总体上属于中等易选，通过洗选可以脱除60％以上灰分和50％～70％的黄铁矿硫(全硫中黄铁矿硫所占比例较大)，大大减轻了燃煤污染，同时可节煤10％～20％。我国的选煤技术有跳汰选煤、重介质选煤和浮选选煤等，选煤技术的开发推广应用，对提高煤炭利用效率，降低燃煤污染，改善大气环境质量，将产生深远的影响。
型煤技术的节能和环境效益十分显著，型煤固硫剂多以生石灰、石灰石、白云石、电石渣等为原料，其主要固硫成分是CaO，可有效降低煤炭燃烧过程中的SO2排放。近年来一直得到关注和发展，与烧散煤相比,型煤可节煤15％～25％，减少烟尘排放量70％～90％,固硫达40％左右。
水煤浆技术已进入工业规模试验或应用阶段，燃烧水煤浆与燃烧重油有相同的效果。该法不仅可降低硫及灰分，还可提高燃烧效率。避免运输、装卸及堆存所带来的扬尘污染。该法在我国胜利水煤浆厂和八一水煤浆厂已得到应用。
动力配煤是根据用户对煤质的要求，将若干种不同品质的煤经筛选、破碎，并按比例添加固硫剂、助燃剂等添加剂，经过优化配制，生产出适合用户使用的商品动力煤。动力配煤技术工艺成熟，生产成本低，且较易实现。使用动力配煤可提高煤的燃烧效率、降低SO2排放量。节煤率约为5％～10％，动力配煤产品适应面广，为优先发展技术。
煤炭气化是将煤转化为煤气的技术。煤经气化后无烟、无硫、无灰，可大大减少环境污染。煤炭地下气化可以把劣质煤、薄煤层、地质构造复杂的煤层或技术、经济不合理的煤层变为可利用的能源。目前美国在煤炭地下气化的试验方面取得了一些重要的技术成果。
煤炭液化是将煤炭转化成液体燃料的过程。煤炭液化能脱除煤中的矿物杂质和有害硫分，使大量高硫煤转化为低硫、低灰燃料，我国已建成年产2000t汽油和7.5mm3城市煤气的工业性试范装置。
燃料电池是将燃料贮存在电池的外部，按电池的需要，源源不断地为电池提供化学燃料。燃料电池对环境无污染，结构紧凑，运行可靠，是国内外许多研究中心所研究的课题。我国科技部正在推动燃料电池公共汽车示范计划。
此外，发展高效、洁净燃烧技术，如循环流化床燃烧、增压流化床燃烧、先进高效低污染中小粉煤脱硫锅炉等和燃烧系统，淘汰落后的燃烧工艺，进行工业锅炉、窑炉改造以及采用先进的脱硫除尘技术等也是减轻燃煤大气污染的有效途径。
结语
发展洁净煤技术的关键是洁净煤要有市场。
使用洁净煤将获得良好的环境效益，这一点勿用置疑。据估算，若我国原煤洗选量达400Mt，就可减排SO2268×10000～350×10000t，减排烟尘940×10000～1000×10000t，节省原煤40Mt以上，可见，使用洁净煤即节能又可减少污染物排放。
那么目前为什么煤炭用户使用洁净煤的积极性不高呢？这主要源于以下几点：一是洁净煤比原煤增加了成本。使用洁净煤虽然节省了煤耗、电耗，降低了脱硫除尘设施的投资费用、运行费和维护成本，减少了无效运输，但相对而言经济效益还不显著。二是环境排污收费偏低，政策力度不够，排污收费远低于用煤成本的增加，这使得许多用户宁愿交排污费而不愿用洁净煤，国外对排污则课以重罚，如美国排污罚款很重，鼓励公司企业使用洁净燃料，企业使用洁净燃料后可使环保罚款大大减少，从而使企业成本降低，并从中获益。此外，我国大多数企业对使用洁净煤带来的设备寿命延长、对环境保护缺乏认识，从而不能激发用户使用洁净煤的积极性。
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