第32卷第8期煤炭科學(xué)技術(shù)2004年8月經(jīng)團(tuán)煤矸石電廠及劣質(zhì)煤的合理利用熊飛,王金華(煤炭科學(xué)研究總院，北京10013) .摘要:對我國煤矸石排放、利用現(xiàn)狀尤其是煤矸石電廠發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題進(jìn)行了分析，提出我國當(dāng)前形勢下劣質(zhì)煤的合理利用途徑與政策建議，為政府有關(guān)部門決策提供了依據(jù)。關(guān)鍵詞:煤矸石;劣質(zhì)煤;綜合利用.中圖分類號: X75文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A文章編號: 0253 -2336 (2004) 08 -0004 -03Coal refuse-fired electric power plant and rational utilization of low-rank coalXIONG Fei, WANG Jin-hua( China Coal Research Insiue , Beijing100013, China)Abstract: Base on the analysis on the coal refuse dumping and utilization status in China, especially the development status and existingissues of the coal refue-fired eletric power plants , the paper provide the rational utilization access and policy proposals of coal refuse inthe present situation of China. The paper is to be references to the decision making departments of the govermment.Key words: coal refuse; low-rankcoal; comprehensive utilization煤矸石是煤礦在建井、開拓掘進(jìn)、采煤和煤炭排放也將逐年提高。煤矸石長期堆存，占用大量土洗選過程中排出的含炭巖石，是煤礦建設(shè)、生產(chǎn)過地。同時造成自燃，污染大氣和地下水質(zhì)。但是煤程中伴生的廢棄物。煤矸石一般占原煤產(chǎn)量的矸石又具有一定的發(fā)熱量和可利用的礦物質(zhì)，可作15% ~20%，我國煤矸石和巖石的年排放量大約在為發(fā)電燃料、生產(chǎn)建材產(chǎn)品，提取有用元素以及復(fù)1.3億t以上，截至2002年底，全國矸石累計(jì)堆存墾造田等，也是可利用的資源。因此，劣質(zhì)煤及煤量35億t，占地約1.4萬hm'，全國1 500座矸石矸石綜合利用逐漸成為煤炭結(jié)構(gòu)調(diào)整的有效途徑,山中，有130余座正在自燃，排放大量CO、CO2、也是煤炭企業(yè)實(shí)現(xiàn)扭虧增盈與可持續(xù)發(fā)展的重要措H2S、SO2等有毒有害氣體。煤矸石是目前我國排放量最大的工業(yè)固體廢棄物之- -。隨著我國潔凈煤技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，煤炭人1我國劣質(zhì)煤電廠建設(shè)現(xiàn)狀選比例逐年增加，煤矸石的排放比例尤其是選矸的煤矸石中通常含有20%以上的低熱值煤炭，設(shè)計(jì)與實(shí)施提供了科學(xué)依據(jù)。5結(jié)論(3) 該項(xiàng)技術(shù)的研究成功為紅會一礦實(shí)現(xiàn)合(1)以大放高堅(jiān)硬頂煤預(yù)先綜合弱化技術(shù)為理集中生產(chǎn)、建設(shè)高產(chǎn)高效現(xiàn)代化礦井打下堅(jiān)實(shí)基研究重點(diǎn)，通過主要配套技術(shù)研究，使工作面回采礎(chǔ)，拓寬了綜采放頂煤技術(shù)的適用條件,其成果在.率達(dá)到84.5%，工作面平均月產(chǎn)達(dá)到10.59萬t,國內(nèi)類似條件礦井中推廣應(yīng)用取得良好效果。取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。(2)通過比較深人分析研究堅(jiān)硬頂煤預(yù)先弱作者簡介:事德璽(1957-),男，甘肅靈臺人，高級工程化作用機(jī)理和基本規(guī)律，提出的預(yù)先綜合弱化基本師，現(xiàn)任靖遠(yuǎn)煤業(yè)有限責(zé)任公司科學(xué)研究設(shè)計(jì)院院長。方法及合理布孔、爆破、注水等主要參數(shù)的定量、定性確定方法，為現(xiàn)場頂煤預(yù)先綜合弱化工藝方案中國煤化工，責(zé)任編輯:李軍濤4MYHCNMHG第32卷第8期煤炭科學(xué)技術(shù)2004年8月其發(fā)熱量大約6.28~12.55 MJ/kg， 有的選中煤和完善化工作，正逐步應(yīng)用于實(shí)踐。煤泥的發(fā)熱量- -般在8.37 ~ 16.74 MJ/kg,這部分據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全國煤矸石綜合利用電廠熱值較低的燃料可作為發(fā)電和供熱燃料。國家先后.年盈利在4億元以上，絕大部分(90% 以上)的頒布了劣質(zhì)煤綜合利用電廠的法規(guī)和政策，鼓勵和煤矸石綜合利用電廠經(jīng)濟(jì)效益較好。2000年對國支持劣質(zhì)煤綜合利用電廠的發(fā)展。此外國家還在稅有重點(diǎn)煤礦綜合利用項(xiàng)目進(jìn)行跟蹤調(diào)查,效益列前收政策上，給予煤矸石綜合利用的電廠減免所得10名的均是煤矸石綜合利用電廠，由此可知，煤稅、減半征收增值稅的優(yōu)惠。在技術(shù)政策上，出臺.矸石綜合利用電廠在煤礦調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的重要地了.《煤矸石綜合利用技術(shù)政策要點(diǎn)》，引導(dǎo)企業(yè)依位。雖然近年來，煤矸石綜合利用電廠建設(shè)呈現(xiàn)出靠技術(shù)進(jìn)步，提升技術(shù)裝備水平。同時對煤矸石綜良好發(fā)展勢頭，但還存在以下主要問題:①國家合利用的電廠采取了認(rèn)定制度,對煤矸石及洗選矸給予的優(yōu)惠政策落實(shí)難;②電網(wǎng)的關(guān)系協(xié)調(diào)難;石實(shí)行了排放收費(fèi)制度，每噸5~30元。因此，從③市場監(jiān)管力度不大，市場上存在著借綜合利用政策層面上為煤矸石綜合利用的電廠創(chuàng)造了較好的電廠之名，行燃煤小火電之事的現(xiàn)象;④電廠立外部環(huán)境。項(xiàng)難，環(huán)境保護(hù)政策趨嚴(yán)，環(huán)保壓力加大;⑤電隨著國家鼓勵、扶持煤炭企業(yè)興辦煤矸石綜合力行業(yè)關(guān)停小火電，對煤矸石、煤泥綜合利用電廠利用電廠有關(guān)政策的相繼出臺和煤炭企業(yè)建設(shè)煤矸提出更高的要求。石綜合利用電廠積極性的不斷提高，煤矸石發(fā)電事2劣質(zhì)煤的合理利用途徑業(yè)發(fā)展迅速。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2003年底，煤礦自辦電廠191座，總裝機(jī)容量為910萬kW,占2003年我國生產(chǎn)原煤17.36億t，在煤炭生產(chǎn)全國燃煤電廠的2 %。其中煤矸石、煤泥、劣質(zhì)煤加工過程中，有10%~15%左右的伴生煤矸石,綜合利用電廠163座，總裝機(jī)容量270萬kW。煤其數(shù)量在1.3億t以上。目前煤矸石綜合利用電廠矸石除了作為發(fā)電廠燃料外，還可以生產(chǎn)民用建每年僅能利用2 700萬t選矸，煤矸石建材消耗約材，用作制磚和水泥等原料，到2000年煤矸石磚1 200萬t,每年有4000萬t以上可供綜合利用電廠120座， 年產(chǎn)煤矸石磚20億塊，在品種、質(zhì)量廠使用的煤矸石仍然被堆棄。按熱量計(jì)算，約相當(dāng)上有很大程度的提高，適應(yīng)了新型墻體材料發(fā)展的于1 200萬t標(biāo)準(zhǔn)煤被廢棄，上述資源量可滿足電需要。煤矸石復(fù)墾也逐漸成為煤礦區(qū)解決礦區(qū)生態(tài)廠裝機(jī)容量近500萬kW。從資源量上看絕對值較環(huán)境的有效途徑之一，煤矸石綜合利用在“ 九五”大，但其地區(qū)分布很不平衡，主要集中在山西、內(nèi)期間呈現(xiàn)出快速增長良好勢頭。1999 年煤矸石綜蒙古、河南、山東、安徽等產(chǎn)煤大省(區(qū))?？紤]合利用量達(dá)到4 500萬t,綜合利用率達(dá)42%，分到經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及其他發(fā)展電力條件的限制，“十別比1995年提高1000萬t和6個百分點(diǎn)，節(jié)約能五”末期煤矸石量可滿足新增400萬kW的裝機(jī)容源折合成標(biāo)準(zhǔn)煤約650萬t。煤矸石綜合利用走出量，“十五”期間新增300萬kW裝機(jī)容量資源是.了長期徘徊的局面，出現(xiàn)了良好的發(fā)展態(tài)勢。有保證的。煤矸石綜合利用電廠單機(jī)容量一般較小，平均2.1循環(huán)流化床燃燒技術(shù)裝機(jī)容量1.5萬kW，最大運(yùn)行單臺機(jī)組容量為循環(huán)流化床(CFB) 燃燒技術(shù)是一種新型高效5萬kW。根據(jù)有關(guān)部門對35個國有重點(diǎn)煤礦s5座低污染清潔燃燒技術(shù)，具有燃燒效率高、低溫燃燒煤矸石綜合利用電廠128臺機(jī)組的統(tǒng)計(jì)，裝機(jī)容量穩(wěn)定、煤種適應(yīng)性強(qiáng)，煙氣中NO,濃度低等特點(diǎn),13.5萬kW的2臺，5萬kW的2臺，2.5萬kW尤其是在劣質(zhì)燃料資源(高灰劣質(zhì)煤、洗中煤、的8臺，1.5萬kW的3臺，1.2萬kW的15臺,矸石、煤泥漿、油頁巖等)利用方面具有較大優(yōu)0.6萬kW的81臺，0.3萬kW以下的17臺。勢。若直接向爐膛內(nèi)加入石灰石，可實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)脫.1.2萬kW以下的機(jī)組占總裝機(jī)容量的77%，成為硫，脫硫率可達(dá)90%以上，對不同煤種燃燒效率煤矸石綜合利用電廠的主流。其中采用循環(huán)流化床可達(dá)97% -99%，鍋爐熱效率高于煤粉爐，比鼓鍋爐64臺，鼓泡流化床鍋爐79臺，目前35 V/h循泡型流化床高出5% ~ 15%。環(huán)流化床鍋爐是主流爐型，75 Vh、130 Vh、220中國煤化工T化床鍋爐逐步取V/h、 410 Uh的循環(huán)流化床鍋爐，已經(jīng)完成開發(fā)和.FYHCNMHG流化床鍋爐，成5第32卷第8期煤炭科學(xué)技術(shù)2004年8月為煤矸石、煤泥電廠的首選鍋爐。我國的循環(huán)流化3建議床燃燒技術(shù)主要來自于自主開發(fā)、國外引進(jìn)、引進(jìn)技術(shù)的消化吸收等三個方面。國內(nèi)自主開發(fā)的主要(1)將我國煤矸石綜合利用重點(diǎn)放在量大面研究單位為清華大學(xué)、中國科學(xué)院熱物理研究所及廣、高附加值的高新技術(shù)上，如煤矸石發(fā)電、煤矸西安熱工研究院等，他們與鍋爐廠結(jié)合，開發(fā)了石建材、回填復(fù)墾、回收有益礦產(chǎn)資源并進(jìn)行深加35 ~440 Vh系列化國產(chǎn)循環(huán)流化床鍋爐，以性能工等。和價(jià)格優(yōu)勢在國內(nèi)中小循環(huán)流化床鍋爐市場上占居(2)應(yīng)允許大型坑口電廠發(fā)展速度與全國電主導(dǎo)地位。力發(fā)展速度相結(jié)合，允許劣質(zhì)燃料綜合利用坑口電.2.2利用煤矸石生產(chǎn)建筑材料及制品站發(fā)展速度大于全國發(fā)電量年增長速度(3. 44%中國從20世紀(jì)50年代開始研究煤矸石制磚技~5. 06%),鼓勵條件較好的礦區(qū)，以參股人股等術(shù)，80年代曾引進(jìn)國外成套煤矸石制磚技術(shù)設(shè)備,多種經(jīng)濟(jì)形式、以煤電聯(lián)營為發(fā)展方向，鼓勵和支.目前技術(shù)較為成熟，應(yīng)用也較廣泛。1992 年和持發(fā)展煤矸石電廠。2000年分別出臺了相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，使這一技術(shù)更(3)重點(diǎn)支持西部大開發(fā)和振興東北老工業(yè)趨標(biāo)準(zhǔn)化。目前全國煤矸石磚生產(chǎn)企業(yè)僅有近千基地。對于西部的甘肅、內(nèi)蒙古、寧夏、陜西等地家，年生產(chǎn)矸石磚60億塊，仍僅占黏土磚產(chǎn)量的區(qū)，煤矸石綜合利用電廠剛剛起步，按照清潔能源0.8%，利用煤矸石1600萬t，節(jié)煤60萬t標(biāo)煤。開發(fā)的原則，建設(shè)生態(tài)煤礦工業(yè)園區(qū)，配套建設(shè)一利用煤矸石、過火矸代替黏土生產(chǎn)無熟料及少熟料批煤矸石綜合利用電廠，服務(wù)于西部開發(fā)戰(zhàn)略。東水泥。目前，全國煤矸石和粉煤灰廠57座,規(guī)模北地區(qū)在發(fā)展煤矸石綜合利用電廠方面起步較早，為665萬Va。利用煤矸石生產(chǎn)空心砌塊、沸渣加.有豐富的資源優(yōu)勢，應(yīng)重點(diǎn)支持像阜新、撫順等衰氣混凝土及矸石陶粒等新型墻體材料。老礦區(qū)發(fā)展煤研石綜合利用電廠，積極推進(jìn)，加快2.3從煤矸石、 粉煤灰中提取化工產(chǎn)品發(fā)展。從高鋁煤矸石、粉煤灰中提取氯化鋁、聚合氯(4)配合國家對小型機(jī)組電站的政策,用循化鋁、硫酸鋁、硫磺等,還可以制取分子篩等。聚環(huán)流化床等先進(jìn)技術(shù)對現(xiàn)有小型矸石電廠進(jìn)行技術(shù)合氯化鋁作為- -種新型無機(jī)凝聚劑，在凈化效果上改造，實(shí)現(xiàn)熱一電聯(lián)供，減少污染，提高能源利用比硫酸鋁、氯化鋁等有更大的優(yōu)越性。分子篩具有效率。均勻的孔隙結(jié)構(gòu),對氣體和液體可因其物理、化學(xué)(5)鼓勵企業(yè)對新建矸石電站采用新的機(jī)制性質(zhì)的差異而具有選擇性吸附特性，被廣泛應(yīng)用于和體制，打破行業(yè)界限，以坑口電站為主，煤一電氣體、液體干燥、分離和提純。波蘭等國用堿法提聯(lián)營，煤電雙贏;鼓勵煤矸石制磚技術(shù)向產(chǎn)品的節(jié)取氫氧化鋁常用高溫?zé)Y(jié)法(1 300年以上),中國能化、高檔化、集約化和環(huán)境保護(hù)綜合利用的方向則多采用常壓蒸養(yǎng)、低溫(900C左右) 脫水的工藝，其優(yōu)點(diǎn)是能耗低。但這方面的技術(shù)研究和開發(fā)(6)鼓勵開發(fā)和推廣煤矸石復(fù)墾及回填采空還比較薄弱，有待進(jìn)一步研究。區(qū)和建筑場地矸石回填處理技術(shù)，大批量消化煤矸煤炭洗選過程中，硫鐵礦大量富集在矸石中，石，達(dá)到減少礦區(qū)地面污染、消除自燃、實(shí)現(xiàn)礦區(qū)經(jīng)精選后可獲得質(zhì)量符合要求的硫精礦，硫鐵礦的生態(tài)重建的目的?；厥詹粌H減少了矸石山自燃對環(huán)境的影響，也給礦參考文獻(xiàn):區(qū)帶來經(jīng)濟(jì)效益。2.4煤矸石井下充填或研石山的復(fù)墾[1]李金柱。 合理能源結(jié)構(gòu)與煤炭清潔利用[M]. 北京:煤炭對于不易利用的煤矸石，主要可用矸石不出井工業(yè)出版社，2002.直接進(jìn)行井下充填、塌陷區(qū)或露天礦井的充填以及作者筒介:熊飛(1963-). 男,湖北英山人，碩士,高級對矸石山進(jìn)行覆蓋、生物復(fù)墾，植樹造林等方法進(jìn)工程師，現(xiàn)在煤炭研究總院科技發(fā)展部從事科研管理工作。行處理?！熬盼濉逼陂g，全國復(fù)墾采煤塌陷土地150 hm',復(fù)墾率為15%，完成露天礦挖損土地復(fù)中國煤化工08;貴任編輯:劉軍娥墾量21 hm',復(fù)墾率已達(dá)到41%。YHCNMHG