民用煤质量控制及国家标准解读

罗陨飞

(1.全国煤炭标准化技术委员会，北京市朝阳区，100013；2.中国质量检验协会煤炭专业委员会，北京市朝阳区，100125；3.力鸿智信(北京)科技有限公司，北京市顺义区，101312)

民用煤分散燃烧是我国北方地区秋冬季大气污染的主要因素之一。2017年9月，国家标准化管理委员会发布2项强制性国家标准：GB34169-2017《商品煤质量 民用散煤》和GB34170-2017《商品煤质量 民用型煤》，并于2018年1月1日起正式实施，从源头上加强煤炭质量管控和减少污染。民用煤国家标准是加强民用燃煤源头质量管控、促进民用燃煤质量提升的重要依据，其发布实施对于严控劣质散煤流向民用市场，提高煤炭利用效率、缓解北方地区秋冬季大气污染具有重要意义，对推动我国商品煤质量控制与清洁利用也将起到重要的促进作用。

1 民用煤质量控制和优质煤替代

由于民用煤的利用方式主要为分散式燃烧，燃烧后污染物基本上直接排放，绝大多数没有采取除尘、脱硫、脱硝等环保措施，呈现“量大面广低空排放”的特点，大量研究结果表明，民用煤的这种散烧方式对居民区空气的污染危害程度远比工业燃煤污染更甚，在以燃烧烟煤散煤为主的城市和地区的冬季采暖期，民用煤燃烧(尤其是烟煤燃烧)会排放大量的有毒污染物，如PM2.5、多环芳烃、苯并芘、黑碳、有机碳、汞等，是造成大气污染特别严重的主要原因，对人体健康构成严重威胁。由于民用煤燃烧污染物排放目前缺乏切实可行的有效控制手段，因此从源头提升民用煤质量、限制民用煤中有害物质的含量，对降低污染排放至关重要。

目前，我国民用煤的原料主要考虑就地取材，煤种上从无烟煤到低变质烟煤都有，其中，低变质烟煤由于价格低、易点燃、好燃烧，在民用散煤中占有较大的比重。民用煤燃烧特点及污染物排放研究表明，煤中挥发分产率(煤种)对民用燃煤污染物的排放影响显著，其次不同燃烧形态(成型和散烧)对污染物排放也有显著影响。总的来看，民用煤治理的基本原则是“优质煤替代”，其过程则是由优质煤炭和洁净型煤逐步替代烟煤、散煤的过程。

“优质煤替代”原则，即在煤炭资源条件较好、社会经济条件较好或污染严重的地区，民用煤原料应优先选用低硫、低灰的优质无烟煤和兰炭。但受到我国煤炭资源条件所限，可稳定用于民用洁净燃料的优质无烟煤煤源有限，因此，在暂时不能供应优质无烟煤和兰炭的地区，也应选用低硫、低灰的优质烟煤作为民用煤，同时应加强适合烟煤的洁净民用燃烧技术和炉具的开发和推广。

此外，应积极推进民用煤洁净成型加工技术，提高洁净型煤在民用煤中的使用比例，鼓励各地区建设规范化、清洁化的民用洁净型煤生产配送中心；并在生产和推广使用民用洁净型煤的同时，加强配煤成型、型煤固硫、引火型煤等配套技术的研发。

随着民用煤散烧治理各项政策、北方7省(市)民用煤地方标准及强制性国家标准的相继发布实施，京津冀及周边地区民用煤供应结构已发生了相应变化。总的来看，民用煤散烧治理主要采取散煤减量替代与清洁化替代并举等措施，其中，核心地区基本推行“无煤化”(煤改气、煤改电等)政策，其他地区政府鼓励使用民用洁净煤和型煤，并给予财政补贴，低灰、低硫的优质无烟煤、优质型煤及兰炭产品供应量逐渐增大，而高挥发分的低变质烟煤的用量已在逐渐减少，民用煤散烧治理工作已取得一定成效。

2 已发布的相关政策法规和地方标准

2.1 政策法规

近两年来，国家相继发布出台了《中华人民共和国大气污染防治法》、《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》、《煤炭清洁高效利用行动计划(2015-2020年)》、《2014-2015年节能减排低碳发展行动方案》、《关于促进煤炭安全绿色开发和清洁高效利用的意见》、《商品煤质量管理暂行办法》、《重点地区煤炭消费减量替代管理暂行办法》等系列政策法规文件，就建立政策引导与市场推动相结合的煤炭清洁高效利用推进机制，构建清洁、高效、低碳、安全、可持续的现代能源清洁利用体系，以及建立健全商品煤质量评价机制、加强商品煤全过程质量管理、提高终端用煤质量，作出了安排部署，提出了明确要求。

特别是针对民用散煤清洁化治理，《2014-2015年节能减排低碳发展行动方案》中提出，“加快推进煤炭清洁高效利用，在大气污染防治重点区域地级以上城市大力推广使用型煤、清洁优质煤及清洁能源，限制销售灰分高于16%、硫分高于1%的散煤”；国家能源局在印发的《煤炭清洁高效利用行动计划(2015-2020年)》中，强调了加大民用散煤清洁化治理力度，减少煤炭分散直接燃烧，要求“扩大城市高污染燃料禁燃区范围，逐步由城市建成区扩展到近郊，禁燃区内禁止使用散煤等高污染燃料，逐步实现无煤化”。除此之外，环保部目前正在制定《民用煤大气污染物排放清单编制技术指南(试行)》及《民用煤燃烧污染综合治理技术指南(试行)》两项技术文件，北京、天津、河北、山东、山西、内蒙古、河南等省份也制定发布了有关散煤治理及替代的实施方案，民用散煤清洁化治理的力度空前加大。

2.2 地方标准

目前，部分省市区域(京津冀、陕西、山西、内蒙古等)已发布实施了民用煤质量控制方面的地方标准，其主要控制指标为全硫、灰分、挥发分和发热量等，如表1和表2所示。总的来说，京津冀等地制定的地方标准为国家标准的制定提供了实践依据，而民用煤国家标准的研制也将统筹考虑各地不同的资源现状、区域需求、燃煤排放等因素，提出产品分类和指标分级的思路。

表1 已发布的民用煤质量国家标准和地方标准

表2 已发布的民用型煤质量国家标准和地方标准

3 民用煤质量国家标准的研究与制定

3.1 民用煤国家标准是商品煤质量标准体系中的重要组成部分

为保障煤炭产品清洁利用和质量控制，新的商品煤质量国家标准体系目前正在规划编制中，见表3。其中，GB/T 31356-2014《商品煤质量评价与控制技术指南》作为商品煤质量体系中重要的基础管理性标准，对不同类别的商品煤(动力用煤、冶金用煤和化工用原料煤)分别提出了质量(灰分、硫分、煤中有害元素等煤质指标)的底线值。在此基础上，针对发电、炼焦、工业锅炉、民用等不同用途的商品煤，进一步提出完善科学适用的系列产品标准，对其质量提出具体要求并进行规范。民用煤质量标准即是商品煤质量标准体系中重要标准之一。

表3 商品煤质量国家标准体系

3.2 民用煤国家标准的编制原则

基于目前民用煤的燃烧排放特点，民用煤污染治理的核心和主要方向应考虑优质煤替换，并在此基础上，充分考虑我国不同区域的自然地形、生活生产特征、煤炭资源可获得性和经济基础等因素，体现一定的差异性。

3.2.1 优质煤源及质量等级划分

民用煤应优先选用低挥发分、低灰、低硫的优质煤炭和洁净型煤；考虑全国不同地区的资源条件和环保需求，不能“一刀切”，应考虑不同煤种和不同质量等级。

3.2.2 民用煤控制指标的提出

主要考虑对环境和人体健康有较大危害的质量指标，即挥发分、灰分、硫分和煤中微量有害元素等。

3.2.3 民用煤质量控制值

不低于现有标准法规和《商品煤质量管理暂行办法》中的有关规定，相对于工业用煤，民用煤标准对有关控制值提出更严格的控制要求，灰分、硫分、挥发分和有害元素等含量均更低。

3.3 民用煤国家标准的主要技术内容

3.3.1 原料要求

民用煤的原料可以为优质的无烟煤、烟煤和其他煤制品，如兰炭等。

3.3.2 产品分类

民用煤是动力用煤的一种，应按是否加工成型分为民用散煤和民用型煤。其中，民用散煤按其质量指标分为无烟1号、无烟2号、烟煤1号和烟煤2号4个牌号；民用型煤又可分为蜂窝煤和其他型煤，按其质量指标分为蜂窝煤1号、蜂窝煤2号、型煤1号和型煤2号4个牌号。

3.3.3 质量控制指标

(1)挥发分：高挥发分煤燃烧不充分易产生未燃尽的碳颗粒是造成燃煤污染的重要因素之一，因此挥发分指标是民用煤重点关注的主要质量指标。根据民用煤资源条件及燃烧排放特点，低挥发分民用煤干燥无灰基挥发分限值应小于12%；高挥发分民用煤干燥无灰基挥发分限值应小于37%；成型后的民用煤干燥基挥发分限值应小于10%。

(2)硫分：煤中硫燃烧后随烟气排放导致大气污染，对人类健康和生态环境产生了巨大危害。根据现有政策、法规和标准等要求，民用煤全硫含量应小于1%，作为民用煤硫分的底限要求；同时考虑SO2污染物影响的严重性，重点控制地区则要求全硫含量应小于0.50%(特低硫煤)。

(3)灰分(针对散煤)：灰分来自煤中不可燃烧的矿物质，煤中灰分较高会影响煤的使用、运输和储存，燃烧后灰渣的排放是环境污染物的重要来源，且灰分增加了商品煤的无效运输。依据有关政策文件要求，“在大气污染防治重点区域地级以上城市(或京津冀及周边、长三角、珠三角等区域)，限制销售灰分高于16%、硫分高于1%的散煤”；其他区域可采用指标灰分≤25%(中高灰煤)，依据无烟煤优先原则，放宽至30%。

(4)发热量(针对型煤)：民用型煤生产过程中需要添加黏结剂、固硫剂等高灰分添加剂，本标准特提出民用型煤用发热量代替灰分作为质量分级指标。根据现有政策、法规、标准等，要求重点区域民用蜂窝煤的发热量不低于21.00 MJ/kg，一般区域要求发热量不低于18.50 MJ/kg；要求重点区域民用其他型煤的发热量不低于24.00 MJ/kg，一般区域要求发热量不低于21.00 MJ/kg。

(5)煤中有害元素(磷、氯、砷、汞、氟)：《商品煤质量管理暂行办法》和《商品煤质量评价与控制技术指南》国家标准对煤中磷、氯、砷、汞和氟等有害元素含量提出控制要求，这些煤中微量有害元素的存在对煤炭产品的利用造成一定影响，也是燃煤有害污染物排放的主要因素之一。考虑到民用煤的利用特点，相较于工业用煤，民用煤的质量要求应更严格，应不低于甚至更加严格于以上标准及办法。

4 结语

民用煤质量控制是民用煤散烧污染治理的重要环节。由于民用煤燃烧污染物排放目前缺乏切实可行的有效控制手段，只能考虑从源头控制商品煤质量，对生产、加工、储运、销售、使用等各环节的民用煤质量进行监督控制。

民用煤质量国家标准是商品煤质量体系中重要的组成部分，该标准的提出和研究制定，对于提升国内民用煤质量，严控劣质散煤流向民用市场，提高煤炭利用效率、减少污染排放具有十分重要的意义。该标准颁布生效后，各地应该根据当地资源条件和环境需求，执行相应的国家标准或者严于国家的地方标准，同时，标准的制定也可以为煤炭生产和用煤企业进行对标生产、民用煤产品合格评定以及民用炉具的配套设计供应提供技术依据。