1 我国大气污染的主要来源

　　环境问题是当代世界四大问题(经济、资源、人口、环境)之一。燃煤引发的煤烟型污染是我国大气污染的主要类型,目前引起全球关注的酸雨、温室效应和臭氧层枯竭等三大威胁着人类生存的问题,都与燃煤产生的二氧化硫、氮氧化物、烃类化合物、碳氧化物等直接有关。我国的大气漂尘在世界各国中名列前茅,全国每年排入大气的尘量约2800万t,其中燃煤尘约2200万t,占78%;每年排入大气中的SO21460万t,其中燃煤排放为1310万t,占89.7%。当前最突出的是城市大气中总悬浮微粒(TSP)和SO2的污染。据有关部门统计,总悬浮微粒在我国北方地区城市百分之百超标。而 SO2 的大量排放 ,使我国酸雨侵害面积已达266.7万hm2,估计每年损失在20亿元以上,每年因燃煤污染造成的损失高达 1 0 0亿元以上。显 ,全国大气污染的主要来源是燃煤排放的废气,尤其是山西省太原市更为严重。太原市属于全国大气污染最严重的城市之一,空气污染主要为以粉尘和 SO2 为主要污染物的煤烟型污染, 3项主要污染物污染负荷最大的为总悬浮颗粒物。太原市对锅炉排放SO2和TSP做过专门的调查,全市年排放的SO217.66万t、TSP20.3万t,分别有52.13%和58.45%由锅炉排放,对人们的生活、工作带来很大影响。

　　2　控制煤烟型污染的方法

　　控制煤烟型污染的主要方法有3个:一是在燃烧前将原煤净化;二是减少燃烧过程中污染物大生成量;三是对燃烧时排出的烟气进行净化。燃烧前煤的净化有煤的洗选、分级、成型、脱硫、水煤浆制备,以及煤的气化、液化等深度加工。减少燃烧过程中污染物的生成量,主要有控制燃烧时的工艺条件(火焰温度、炉膛压力、空气过剩系数)以及提高燃烧效率等达到减少用煤量、减少污染物生成量的目的。对排出的烟气净化,分为干法和湿法两种。根据烟气量的大小,所含污染物的种类、数量以及国家排放标准,选择相应的净化工艺路线。

　　应当注意到,在选择任何一种防治污染的方案时,必须把防治过程看成燃烧系统的一个组成部分,以便对系统中各组成部分进行仔细的能耗核算,保证在总的能量支出中做到能量的合理利用,取得好的经济效益和环境效益。

　　3　洁净煤技术的开发与应用

　　目前我国有80%以上的煤炭用于直接燃烧,由于燃烧设备落后,煤炭的利用率很低,不仅浪费了大量的煤炭,而且排出了大量的硫氧化物、氮氧化物、烟尘、废渣等。由于煤炭的气化、液化、水煤浆制备等深度加工受技术条件、经济效益及巨额投资等因素的制约,在短期内将难于大面积推广,可以说在相当长时期内煤的直接燃烧仍将占相当大的比例。面对燃煤污染相当严重的现实,不但要强化环境意识,加强煤炭的筛选、洗选、型煤、固硫等“洁净煤技术”的应用,与此同时应有步骤地发展热电联供、集中供热、城市民用煤气等工程,以提高煤炭利用率,改善环境质量。既要支持经济的高度发展又要保持良好的生存环境,就必须提高煤炭综合利用效率,使煤成为洁净高效和便于使用的能源和原料,唯一的途径和出路就是开发和应用洁净煤技术。下面谈谈洁净煤技术对改善环境质量的作用。

　　3.1　煤炭的洗选加工

　　目前很多国家十分重视煤炭的洗选加工,炼焦煤全部入洗,大部分动力煤也要进行洗选加工。德国、日本、英国、澳大利亚原煤入洗率在90%左右,而我国的原煤入洗比重不足,尤其是动力煤,很大部分是原煤直接燃烧,造成严重的环境污染。煤炭的洗选有很好的环境效益。以山西省为例:1999年全省总耗煤量约9850万t,排出烟尘123. 9万t、SO292.5万t,如果全部燃煤都经过洗选,粗略估计,全年可减少烟尘排放量84万t、SO236万t,这将会大大改善环境质量。

　　对动力煤的洗选深度,应考虑用户的需要,资源的品位等情况而定。但对动力煤的筛选加工是必需的,因为各种炉窑、锅炉对煤炭的粒度都有一定的要求。目前煤炭的开采、运销体系很难满足用户的这一要求,绝大部分炉窑、锅炉都在烧混煤。混煤的粒度构成中,小于13mm的占55%～80%,这种粒度组成的混煤在燃烧时,在炉排的运转中很容易从间隙中漏掉,细小的煤粒还会随气流从烟囱排出。同时由于粒度的差异,造成了废渣残炭量的提高,既降低了煤炭的利用率,又增加了废渣的排出量。据统计数据:工业锅炉烧混煤改烧混中块或中块煤,可起到节能效果,以大同煤为例,可节煤10%,锅炉热效率提高6%,飞灰减少11%,平均火焰的温度提高了近100℃。对动力煤实行产品分级、对路供应(小于13mm的煤供电厂使用,13mm～50mm的块煤供锅炉使用),其综合经济效益、环境效益都较好。

　　3.2　煤的成型及固硫

　　前面已经提到:我国众多的工业锅炉绝大多数是以烧混煤为主,不仅燃烧效率低,而且还造成严重的环境污染。为了改变这种状况,我国有关部门对型煤生产很重视,把工业型煤列入重点科研课题,山西省煤化所承担的“复合粘结剂制锅炉型煤”开发研究课题,就是国家“七五”重点科技开发项目。目前,我国杭州、重庆、兰州等大城市已建成年产10万t～20万t的工业型煤厂,山西省太原市王封煤矿在原山西矿院的协助下,在1989年建成了年产3万t的工业型煤实验厂,在此之前小返、东社也有小型工业型煤厂,目前在榆次、清徐等地也建了一些年产3万t～5万t的型煤厂。前几年,山西省拟用世行贷款建设的大型综合项目,其中环境保护为整个项目的先决条件,环保项目中就有年产60万t的工业型煤厂。

　　型煤的生产受到如此重视,是因为粉煤成型工艺改善了煤的缺点,提高了煤炭的使用性能,达到清洁、高效燃烧的目的。型煤粒径一致,在固定床工业炉中,床层比例分布均匀,床层透气性好,为气固相反应提供了良好的条件,从而提高了燃烧效率,与散煤相比燃烧效率可提高10%～15%。另外在散煤或型煤中加入一定的多功能复合添加剂(固硫、助燃、消烟等),在燃烧条件不变的情况下,林格曼黑度可降低1～2级;燃煤的SO2排放量可降低30%以上(型煤中加入更高);烟尘排放量降低30%以上。

　　目前工业型煤的生产和使用已受到各级政府的高度重视,做了大量的工作。山西省政府晋发[1997]01号文件要求到2000年省辖6个城市和5个地区行署所在地城市,在市区全部停止使用散煤,改烧型煤。太原市环保局在1999年10月发出《关于改善大气环境质量、推广工业型煤的通告》中,对禁烧原煤与散煤、使用工业型煤也作了明确的规定。如近两年就对配有6t以上的锅炉、窑炉和排放量在100t以上的企事业单位做了重点整治,在SO2控制区内要继续严格禁烧散煤,淘汰落后的燃煤锅炉,尽量使用燃油锅炉。随着国民经济的发展,煤成型技术的提高以及人们环境意识的增强,煤的成型及固硫会越来越受到重视。

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