贵州酸雨地区高硫煤利用中的环境保护措施

宋红光

（贵州省煤矿设计研究院 贵州贵阳 550025）

1 高硫煤储量及分布

我国人均煤炭资源储量为103t，远低于435t的世界平均水平，人均可采煤炭储量为52t，远远低于173t的世界人均水平[1]。同时我国煤炭资源空间分布不均，北多南少，且由于地质沉积原因，资源分布较少的西南地区又大量分布着含硫量高于3%的资源，根据2005年年底的普查，贵州省已探明储量中高硫煤占504.28亿t，平均含硫量为4.02%，占全国总探明储量的4.83%，占所有含硫量大于3%省份全部高硫煤的75.7%，贵州省是全国高硫煤炭的集中分布区，因此，高硫煤是贵州一种重要的资源。

2 高硫煤对环境的影响

煤炭作为一次能源，其能源转化的最主要途径为燃烧，其污染物产物为SO2，根据《贵州年鉴2011》，2010年贵州省一次能源生产总量中原煤占比为89.9%，能源终端消费中原煤占比约为82.0%（含电力折算部分），据《2011年贵州省环境质量状况公报》载，贵州省2011 SO2的排放总量为110.42万t。

高硫煤与中高硫煤的储量约占全国煤炭资源的1/9，但由其燃烧所产生的SO2占总排放量的近一半[2]。贵州2011全省11个城市（不含清镇市）年均降水pH值范围在5.44－7.09之间。安顺、贵阳等7个城市不同程度出现过酸雨，其中贵阳、安顺和凯里3城市的降水年均pH值均小于5.6，酸雨率大于20%。由此可见,高硫煤的燃烧对环境空气中SO2的贡献较大，是局部地区酸雨污染的来源之一，针对高硫煤应制定较为严格和可行的环保措施，从源头及使用全过程进行监控，加大对排放总量的控制力度，部分地区需对SO2的排放总量进行削减，在逐步改善环境空气质量的前提下合理利用高硫煤炭资源。

3 高硫煤的利用不可避免

高硫煤炭在世界其他地区尤其是缺煤地区应用广泛[3]，贵州地区煤炭赋存的地质条件极其复杂，高硫煤储量占比较高，高硫煤并不是于某个地方集中分布，其赋存地质条件复杂，部分高硫煤层与其他煤层相距很近，其他相近煤层在开采过程中都会导致高硫煤层被破坏，因此，不可避免的要采出大量的高硫煤。

我国特低硫煤分部地区极少，分布面积小，主要分布在内蒙古、吉林、黑龙江以及西部部分地区，已探明储量以及产量均较小，一般需要长距离运输，且贵州本为西南地区煤炭生产能力大省，因此，贵州地区长期大量使用外来低硫及特低硫煤并不现实，当前及以后贵州地区使用高硫煤炭是不可避免的。

4 高硫煤及二氧化硫治理措施

贵州部分地区属于酸雨和二氧化硫控制区，环境空气煤烟型污染较为严重，如继续利用高硫煤炭，则须采取较为可行的环保措施以控制二氧化硫的排放量，逐步改善环境空气质量。结合贵州的实际情况，可从以下几方面治理：

4.1 部分禁采

全面禁采高硫煤不符合实际情况，但可结合实际情况进行部分禁采，如处于铁路下、水体下、建筑物下等“三下”高硫煤层，可考虑留设保护煤柱，尤其是建筑物下，贵州大部分矿井尤其老矿均是采取“先开采后赔偿”的方针，在开采设计时一般很少考虑留设村庄煤柱，对于较为集中的村庄及建筑物下的煤炭资源，若属于高硫煤炭则可考虑禁止开采，如此，既可减少搬迁费用和社会问题，又解决了高硫煤带来的环境污染问题。

4.2 设置选煤厂，加大洗选力度

贵州地区的原煤含硫率较高，部分地区达4.16%－7.84%,个别地区甚至更高，属于特高硫煤。高硫煤中硫分一般以硫化铁等无机物质存在,以无机形式存在的硫占71%；其次以有机硫形式存在的硫占25%，剩余部分主要以硫酸盐硫形式存在。无机状态的硫单体较易分选，有机和硫酸盐形式存在的硫较难分选，由于无机形式存在的硫占比较高，从毕节地区多个矿井多次分选实验来看，硫分整体去除率约达60%，因此，大量洗选原煤既可以改变原煤品质，又可解决部分高硫煤污染问题。

4.3 高硫煤进电厂

贵州地区每个矿井均有电煤指标，导致有的矿井需要将品质好的原煤或低硫煤，甚至部分焦煤列入电煤指标，部分矿井则考虑买进低价煤列入电煤指标。从环境保护角度考虑，政府部门可从宏观上调节，减少“一刀切”的做法，将大量的高硫煤列入电煤指标，可集中利用电厂现有的脱硫设施，在可保证脱硫质量的同时可大大减少高硫煤分散利用过程所必须设置的脱硫措施，更可减少部分高品质煤炭单纯用作燃料的损失。

在高硫煤炭集中地区甚至可以设置坑口电站，可大量消耗高硫煤，将输煤变成输电，大大减少煤炭的运输量，可减少沿途粉尘的产生，从另一方面保护了环境。

4.4 采用集中供热

当前贵州部分地区存在大量分散的小锅炉，主要燃烧附近小型矿井生产的煤炭，小锅炉一般未配置脱硫除尘措施，大量分散的小型锅炉事实上形成了区域污染。在人口较为集中的地区，如盘县红果、断江等地活着小微企业较为集中的地区进行集中供热。集中供热时采取的脱硫措施更容易监管，脱硫效果更有效果，单位脱硫成本也可大为降低。

4.5 型煤固硫

如果在煤炭中加固硫剂，则将有50%左右的硫被保留在残渣当中[4]，因此，排放到环境空气中的SO2可减少约50%，而被截留的硫融入了炉渣，可当成固体废弃物进行合适的处理。贵州高硫煤地区可加大型煤固硫的研究和生产，若能推广民用，则可使部分分散用户较好的控制SO2的排放。

4.6 燃烧前、燃烧中和燃烧后脱硫结合

选煤技术属于燃烧前脱硫，由于小锅炉分布广泛、耗煤量大，且来源不同，因此其污染较难控制，在集中供热覆盖不大的地方，使用选煤厂的选煤产品可将入炉的煤炭含硫率控制在一定范围[5]。

燃烧中脱硫又称为炉内脱硫，在燃烧过程喷入脱硫剂（主要为CaCO3或CaO粉末），经氧化生成的SO2与炉内的CaO反应结合成CaSO3或CaSO4，并最终全部氧化为CaSO4融入炉渣，其脱硫效率约为60-80%。

烟气脱硫（FGD）又称为燃烧后脱硫，属于末端处理，其去除效率可达90%以上，其处理费用较高，工艺较为复杂，副产品属于二类固体废物，副产品的处理过程也较复杂，目前一般用于电厂或其他大型水泥厂、氧化铝厂等耗煤量很大的企业。贵州地区煤炭含硫率较高，同时现有部分地区环境容量较小，对高硫煤处理的要求较高。因此，耗煤单位在采取一般降硫措施后，若再利用烟气脱硫进行终端处理，则可使SO2达到国家和地方的环保要求。若含硫4%的高硫煤使用烟气脱硫，则相当于燃烧使用0.4%的特低硫煤炭，使用烟气脱硫，高硫煤带来的SO2在排放前有了相应的环保措施。

当前，单靠一种方法越来越不能满足环保要求，在必要时应燃烧前-燃烧中-燃烧后联合使用，将高硫煤的环境影响减到最小。

5 二氧化硫脱出经济可行性

高硫煤SO2脱硫费用可以不断降低，当前可以实现脱硫技术和装备的国产化，脱硫装备成本可以降到国际价格近一半，脱硫成本可控制在总投资的10%以内[6]，因此在环保意识日益强烈的当前，SO2的脱除是非常必要和可行的。

6 结论

自从将SO2确定为污染物，高硫煤就被认为是环境空气SO2污染的主要污染源，国家发展和改革委员会令第9号《产业结构调整指导目录（2011年本）》中规定淘汰高硫高灰（含硫高于3%）生产矿井。《燃煤二氧化硫排放污染防治技术政策》规定：“各地不得新建煤层含硫份大于3%的矿井”，但实际上生产中高硫煤被大量采出且由于资源的不可再生性而不可避免的在使用。本文从实际出发，积极探讨贵州地区高硫煤的使用及治理措施，以最大程度减小高硫煤对环境空气的影响，各地方有关部分可结合当地实际情况，在目前的禁采模式上考虑采取全过程的治理和监控措施。

[1]盛明，蒋翠蓉.浅谈高硫煤资源及其利用[J].煤炭技术,2008,11(6):4-6.

[2]陈鹏.中国高硫极其排放SO2污染控制[J].煤炭转化,1998,21(3):1-6.

[3]杨永清，张慧娟，米杰.高硫煤的利用途径[J].科技情报开发与经济,2005,15(5):166.

[4]杨新兴，高庆先.等.我国SO2减排构想与经济分析[J].环境科学研究,1998,11(6):13-15.

[5]石斌.高硫煤燃前脱硫及强化脱硫方法[J].选煤技术,2011,4(2):68-71.

[6]张可钜.珞璜电厂烟气脱硫装置.1994（3）