在2019~2020年采暖季中,河北省定州市全市空氣質(zhì)量創(chuàng)下近年來最好水平,在秋冬季31個通道城市考核中PM2.5改善率排名第一,打贏了環(huán)保“翻身仗”。此前,定州市是“2+26”通道城市,民用散煤燃燒排放形成的重污染,是當?shù)仉y以根治的“頑疾”。自從與晉煤集團簽訂“藍天”系列潔凈炭戰(zhàn)略合作協(xié)議后,首年即獲佳績。
現(xiàn)狀:與生俱來潔凈 亟需打開市場先機
煤炭清潔利用與生態(tài)環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展任務艱巨,煤炭清潔利用技術發(fā)展趨勢備受矚目。推動煤炭產(chǎn)業(yè)清潔綠色發(fā)展就是保護綠水青山。無煙煤,迎來了新的發(fā)展機遇期。
無煙煤形成年代最久,是煤炭及其衍生產(chǎn)品中最環(huán)保、最潔凈的,具有揮發(fā)分低、含碳高、雜質(zhì)少、無煙、環(huán)保等特性,是國內(nèi)民用煤首選,被當?shù)乩习傩沼H切地稱為“香煤”“香炭”。
在無煙煤領域,全世界無煙煤儲量,山西第一;山西省無煙煤儲量,晉城第一。晉城享有“煤鐵之鄉(xiāng)”的盛譽,位于我國煤田深部全為無煙煤、整體儲量達到3000億噸以上的沁水煤田西南部。晉城煤炭資源儲量458.8億噸,其中已查明資源儲量273億噸,幾乎全部為優(yōu)質(zhì)無煙煤,約占全國無煙煤儲量的25%。按現(xiàn)晉城年產(chǎn)量1.1億噸匡算,還可開采200年以上。
由于其與生俱來的潔凈環(huán)保性,無煙煤是使用行業(yè)最廣的煤種,是最佳的化工、冶金和石灰的原料、燃料,被廣泛用于煤炭消費下游各領域。無煙煤以其燃燒時間長、火力旺、無煙等特點,成為民用首選,并經(jīng)歷了“唯獨無煙煤可生產(chǎn)尿素”的一段黃金期。
近幾年,由于大型加壓煤氣化技術的蓬勃發(fā)展,以無煙煤為原料的常壓間歇固定床氣化工藝迅速淘汰,加之煤炭去產(chǎn)能和供給側結構性改革,無煙煤市場嚴重萎縮,產(chǎn)業(yè)發(fā)展岌岌可危。
利用:產(chǎn)量4億噸 約50%用于發(fā)電
無煙煤是煤化程度最深的煤,擁有“清潔炭”“潔凈炭”美譽。守著個渾身是寶的“金疙瘩”,還能沒出路?其實,在發(fā)電、冶金、化工、建材、民用等各個煤炭利用領域中都有它的身影。
在發(fā)電領域,目前,全國無煙煤礦區(qū)主要在晉城礦區(qū)、陽泉礦區(qū)。全國范圍內(nèi),無煙煤產(chǎn)量4億噸,約50%用于發(fā)電,國內(nèi)使用無煙煤的電廠主要有:大唐陽城電廠、陽泉電廠、華能邯峰電廠、上安電廠、岳陽電廠、德州電廠、珞璜電廠、沁北電廠等。
在化工原料生產(chǎn)領域,無煙煤是最潔凈、最環(huán)保的化工原料,業(yè)內(nèi)至今還流傳著十幾年前“唯獨無煙煤可生產(chǎn)尿素”的佳話。上世紀中葉至本世紀初的50余年間,山西晉煤集團是煤化工原料唯一的保供大型企業(yè)集團。如今,無煙煤作為氣化原料,合成氨單位產(chǎn)品綜合能耗先進值為1150kgec/t,遠低于以粉煤為原料的1500kgec/t。近年來,以無煙塊煤為原料的加壓煤氣化技術迅速發(fā)展,其氣化裝置具有節(jié)約用地、節(jié)約投資等優(yōu)點,同時在污水處理方面成本低,效果好。
在炭基新材料領域,中國科學院山西煤炭化學研究所、中國科學院炭材料重點實驗室陳成猛表示,無煙煤固定碳含量高,在電容炭、鋰電池負極材料等炭基新材料方面有廣闊的應用前景。電容炭是超級電容器的核心材料,無煙煤所制備的電容炭具有較高的比表面積和比容量。石墨負極材料是鋰電池的四大部件之一,無煙煤經(jīng)過改性、整形、包覆之后可制備性能優(yōu)異的鋰離子電池快充石墨負極材料。
在冶金行業(yè)領域,北京科技大學冶金噴槍研究中心朱榮表示,無煙煤可廣泛應用于冶金行業(yè),且優(yōu)勢明顯。轉(zhuǎn)爐中使用無煙煤,有利于降低鐵水消耗,提高廢鋼比;電爐中使用無煙煤,能有效增加熔池碳量,降低電耗和鋼鐵料消耗;燒結中使用無煙煤,有利于提高燃燒帶寬,高溫保持時間長,有助于降低燃耗,改善燒結礦質(zhì)量。無煙塊煤在高爐中替代5%以上焦炭和在熔分爐中替代20%以上焦炭技術可行,有利于提高產(chǎn)量,降低成本。
在配煤煉焦領域,無煙煤堪稱“天然焦炭”,多項指標與焦炭和蘭炭基本相近,其突出優(yōu)點是生產(chǎn)過程更潔凈環(huán)保。隨著配煤煉焦技術的不斷進步,無煙洗末煤因其低硫、低灰、低揮發(fā)分、熱穩(wěn)定性好、發(fā)熱量高等特性,成為未來配煤煉焦較理想原料。近兩年,我國唯一的國家級煉焦技術綜合研究單位——中鋼集團鞍山熱能研究院已實現(xiàn)大比例應用無煙洗末煤生產(chǎn)冶金焦的配煤技術,不僅解決了煉焦煤優(yōu)質(zhì)資源不足問題,還提高了焦炭塊度,降低了焦炭灰分和硫分,改善了焦炭熱性質(zhì),降低了配煤成本。
在石灰生產(chǎn)領域,國內(nèi)混合燒成石灰豎爐技術專家李昕介紹,燃料是影響石灰生產(chǎn)質(zhì)量的主要因素,因此,保證燃料的質(zhì)量十分關鍵。無煙塊煤的固定碳高、發(fā)熱量高、硫分低、灰分低、硬度大,以及粒級品種多的特點,均可滿足混合燒成石灰豎爐對燃料煤的要求,是生產(chǎn)石灰的優(yōu)質(zhì)燃料。從經(jīng)濟效益角度看,1噸無煙洗粒煤可產(chǎn)出7~8噸生石灰,不僅節(jié)能、降耗、環(huán)保,還可提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。
未來:加大技術投入 搶占發(fā)展先機
作為國家政策支持的優(yōu)質(zhì)民用煤和潔凈型煤,無煙煤具有燃燒熱值高、燃燒時間長、排放污染小等顯著優(yōu)勢。面對“十四五”煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的大趨勢,無煙煤將以其高效、潔凈、綠色、環(huán)保的獨特優(yōu)勢,進一步占領化工、冶金、煉焦、民用市場,并打開炭基新材料的廣闊天地,搶占未來煤炭多領域清潔高效利用發(fā)展先機。
中國煤炭運銷協(xié)會理事長楊顯峰認為,針對無煙煤清潔高效利用發(fā)展,應進一步加大科技創(chuàng)新的力度,加大技術投入,把真正好的無煙煤用在最好的、最適合的地方;其次,希望政府能給予無煙煤行業(yè)特殊的保護性開采和政策,幫助無煙煤企業(yè)渡過難關;從行業(yè)協(xié)會的角度,要積極啟動“去煤化”的變革和發(fā)展,一起探索綠色發(fā)展的途徑,促進無煙煤穩(wěn)定生產(chǎn)。