大屯矿区发展循环经济的调查与分析

龚贵生

摘 要:介绍了大屯矿区依据循环经济思想及其动因,通过调查分析,从水资源循环使用、能源利用效率、煤泥、煤矸石及煤灰的综合利用、塌陷地的复垦绿化工作等方面阐述矿区循环经济发展状态,认为矿区构建生态产业链,有效地实现了社会效益与经济效益的最大化。

关键词:循环经济;资源利用;节能;降耗

中图分类号:F205文献标识码: A 文章编号:1005-569X(2009)08-0080-03

1 大屯矿区发展循环经济的动因

大屯煤电(集团)有限责任公司是一个以资源型经济为主的矿区,是集煤炭生产、火力发电、铝业加工、铁路运输等为一体的综合经营的大型工业企业。在不断的调整产业结构、壮大生产规模和拓展生产工业链的过程中,水、煤、电、油等资源不足的矛盾越来越突出。面对这种情况,公司以循环经济和生态工业理论为指导,及时启动整体半开放、局部封闭的准循环物质流动模式,构建公司循环经济发展的新模式,构建生态型生产结构链,最大限度地实现4个煤矿的矿井水、生活污水、煤矸石、煤泥、电厂粉煤灰以及产业延伸环节中产生的其它废弃物的循环与综合利用,产生了显著的经济效益和环境效益。

2 大屯矿区循环经济的要点

2.1水资源的循环使用

2.1.1矿井水的回用

由于煤炭行业的特殊性,煤炭开采过程中需要大量用水。随着矿区生产的发展和人口的增加,用水量也越来越大。矿区工业和生活用水的来源主要靠不断开采地下水,造成地下水资源的枯竭。为了维持矿区的正常生产和生活,公司投资1775万元,与煤炭科学研究院杭州煤炭研究所,联合开发了四矿矿井水净化与资源化成套设备。这是公司承担的国家经贸委技术创新项目,将公司矿井水总产生量840万m³/年,全部进行处理,经过处理后的矿井水进行回用,每年节约水资源费用86万元,节约取水成本费用250万元。矿井水循环使用技术路线见如图1。

2.1.2生活污水的处理回用

公司在生活污水处理和利用方面投资了3700万元,采用氧化沟、生物接触氧化法等先进的二级生化处理工艺,对公司每年产生的生活污水1007万m³进行处理,设计总处理能力达3.6万m³/天,经过处理的量700万m³/年,处理率为70%,出水水质达到GB8978-96《污水综合排放标准》中一级标准,减少了由于污染物排放所造成的环境污染。生活污水经过处理后回用量(节约水资源量)达180万m³/年,年节约水资源费用102万元,每年节约取水成本费用180万元。处理后生活污水的再生回用,主要是将二级生化生活污水厂处理后的4000 m³/天出水,输送到煤矸石热电厂,经过杀藻消毒后作发电循环冷却水;输送到选煤厂,作洗煤循环补充水。选煤厂采用中水后,精煤浮选抽出率提高了3.26%,提高了洗煤效率,每年新增效益440万元以上。2004年,公司被评为江苏省节水型企业。

低能耗膜生物反应器污水处理技术是国家863高新科技项目,公司投资近百万元与中科院生态环境研究中心合作,开发该项技术与设备,于2001年11月在姚桥矿污水厂建成240m³/天的示范工程,该工程通过江苏省科委科技成果鉴定,并获得了江苏省煤炭科技进步奖。污水处理与回用技术路线见图2。

2.2提高能源利用效率

近年来公司大力推广应用节能新技术、新工艺、新材料、新设备,对生产工艺落后、设备陈旧、运行效率低、耗能量大的各环节,有计划、有重点地进行节能技术改造。主要推行热电联产、集中供暖、供气工程,风机、水泵等机电设备变频调速、恒压供水改造、节水器具推广应用等技术改造项目。

公司对发电厂进行技术改造,建设2×135MW机组,替代国家淘汰的小机组,采用节能环保型循环流化床锅炉(2×440吨/h),配备高效静电除尘器,采用干式除灰系统,除尘效率达99.5%,脱硫率达85%,工业废水处理后回用,冲灰水不外排。年削减烟尘排放量1521吨/年,S02排放量2635吨/年,减少冲灰水排放量290万吨/年。

对发电厂3#机组进行掺烧煤泥技改,在孔庄煤矿建设煤泥烘干系统,烘干后运往发电厂燃烧,年利用煤泥15万吨。

公司投资2亿余元,建设煤矸石热电厂(2×12MW抽凝式发电机组,配备2×75吨/h次高压中温循环流化床锅炉),实现资源综合利用、热电联产和集中供汽供热工程,年利用选煤厂产生的次煤和煤矸石40余万吨,年发电量2亿余度,余热冬季供给生产和生活,取消了小锅炉50余台,削减烟尘排放量210吨/年,S02排放量230吨/年,改善了环境空气质量,提高了能源利用效率。

2.3煤泥、煤矸石及粉煤灰的综合利用

四矿年产煤矸石156万吨,其中岩巷和煤巷的掘进煤矸石86万吨,洗选煤矸石70万吨,累计堆存总量143余万吨;电厂粉煤灰、炉渣年产量22万吨,累计堆存总量60万吨;公司年产煤泥约12万吨,劣质(次)煤年产量4万吨和洗选中(混)煤年产量64万吨。这些固体废物如不加以利用,不仅大量占放场地,造成矿区扬尘污染,还将影响选煤生产正常运行。

公司坚持将劣质(次)煤、洗混煤、中煤和洗矸等用于发电,两座发电厂燃烧消耗劣质(次)煤为8.73万吨,消耗混煤总量为55.45万吨,消耗中煤为15.3万吨。矸石热电厂3×75吨/h锅炉完全不燃烧原煤,而燃烧末矸和洗混,与过去同等发电量燃烧原煤相比,在燃料成本方面,每天可以节约3.93万元;一年正常运行按300天计算,每年可以节约1179万元,经济效益是非常显著的。

目前,公司又准备投资2765万元,将选煤厂的煤泥输送到矸石热电厂,并扩建两台锅炉配备2×15MW机组。一期工程以燃烧煤泥为主要燃料,设计燃烧煤泥占总燃料的80%,每台锅炉燃烧煤泥13～14吨/小时;二期工程设计燃烧煤泥占总燃料的35%～40%,每台搀烧煤泥5～6吨/小时。一期工程竣工后,煤泥输送规模4×20m³/h,折算煤泥量为56吨/h左右,二期煤泥输送规模2×20m³/h,折算煤泥量为12吨/小时左右,总折算煤泥量为78吨/h左右。

公司还将掘进煤矸石用于湖西大堤的加固、修路和煤矿沉陷地的治理,截至到2003年底,利用采掘煤矸石对三个煤矿附近的湖西大堤进行加固,利用煤矸石近500万吨,使湖西大堤顶宽由原来的3～4m变成现在的10m,高度比原来高2～3m,防洪能力由原先的10年一遇提高到50年一遇。

公司将电厂所产生的粉煤灰用到四矿井下注浆防灭火,每年利用量近10万t;同时,公司与有关高等院校进行合作,运用专利技术,将循环流化床锅炉产生的粉煤灰,生产高效防灭火材料,目前正在进行生产。

公司年产8000万块大比例掺粉煤灰制砖项目的前期工作正在进行,项目实施后,每年又可利用粉煤灰10多万t。

2.4 开展塌陷地的复垦绿化工作

为改善矿井开采过程中产生的生态环境问题,公司对因为采煤而产生的沉陷地进行土地复垦和综合整治,到目前为止,已经投资1671万元,复垦采煤塌陷地面积1960亩,这样既减少了固体废弃物的排放,保护了生态环境,又减少了耕地的损失,改变了当地以农业耕种为主的单纯的产业结构,形成了渔、副、牧、林等全面协调发展的新格局。“十一五”期间,公司计划再投入1855万元,复垦塌陷地面积5300亩,将土地复垦工程与环境保护工程、绿化美化工程、煤矸石综合利用工程有机结合在一起,挖深垫浅,宜农则农,宜渔则渔。

公司始终坚持绿色环保观念,优化美化矿区生产环境,配备专职人员,投入专项资金,对主要道路进行水泥硬化,道路两旁以及房屋前后进行栽花、种草、植树等绿化工作,修建生态公园。目前全公司绿化覆盖率达到37%,2001年,公司被全国绿化委员会、国家林业局等部门授予“全国绿化先进集体”等荣誉称号,整个矿区呈现出绿树成荫、花草点缀、流水淙淙,利用植物的自净能力,净化空气,美化环境,把公司建成了花园式的企业。

3结语

大屯矿区应用循环经济的技术方法,构建公司的产业链,取得了明显的经济效益和社会效益。历年来,公司全面注入循环经济理念,进行循环经济的研究,依靠科技进步,进行了大范围的废物综合利用和节能降耗技术改造,重点实现了“三废”的综合利用和资源化,节能降耗。在推进循环经济的过程中,注重技术研发,投入了大量的人力物力,取得了明显的成效。