基于煤炭深加工的废弃物综合利用策略

2023-03-21王广阔内蒙古恒坤化工有限公司内蒙古鄂尔多斯016299

化工管理 2023年5期

王广阔(内蒙古恒坤化工有限公司，内蒙古鄂尔多斯 016299)

0 引言

煤炭对我国能源结构具有重要作用，我国具有丰富的煤炭资源，但是受传统开采技术的影响，导致煤炭开采效率缓慢，并且煤炭开采经常出现严重浪费现象，这对我国生态环境造成严重影响。基于此，想要改善生态环境污染问题，就要加强煤炭深加工相应技术手段，并且对废弃物进行综合利用，最大限度实现资源和社会经济共同发展的目的。

1 煤炭深加工与利用的重要性

能源对一个国家的经济发展具有重要作用，特别是石油、天然气作为能源结构中重要组成部分，对人们日常生活和社会企业以及社会经济发展具有不可代替的作用，但是，由于能源的储存量相对有限，并且煤炭占比较大，继而煤化工产业逐渐分为六个部分，主要包括煤制油、煤制乙醇、煤制天然气、煤制乙二醇、煤制乙醇以及煤制甲醇。由此可见，煤炭是我国能源结构中占比最高的主体能源，煤炭深加工和利用是实施我国能源储备和产能储备有效途径，也是提升煤炭清洁利用率的关键，并且对我国能源安全提供重要保障。

煤炭属于不可再生资源，因此，必须对煤炭科学合理利用，以此确保煤炭可持续发展。虽然我国煤炭资源十分丰富，但是在我国煤炭利用过程中，依然存在盲目开发、浪费资源以及环境污染等问题，因此，煤炭深加工，是保证煤炭产业链持续发展的有效手段，有助于社会经济发展和煤炭产业链向外延伸。与此同时，我国社会发展始终秉持着科学发展观念，节约建设是社会主义科学发展的前提条件，在煤炭行业建设发展过程中，必须坚持科学发展观，科学合理利用煤炭资源，调整煤炭行业的政策，对煤炭行业进行宏观调控。另外，加强煤炭行业深加工技术，充分利用煤炭行业各项资源，促使煤炭行业保持稳定增长趋势，有助于社会经济持续发展[1]。

2 煤炭深加工技术分析

2.1 洗选技术

煤炭洗选技术在煤炭深加工可以起到提升生态环境保护作用，并且为后续的煤炭深加工技术奠定基础。我国煤炭深加工洗选技术系统已经逐渐完善，特别是浮选和淘汰技术已经十分先进。在机械化煤炭开采背景下，洗选技术系统已经增加自动测试功能，并且和选煤设备中的模块相互结合后，可以有效提升煤炭洗选的效率与质量[2]。

2.2 煤炭气化技术

煤炭气化技术主要是利用煤炭生产加工流程，将固体形态转变为气体形态，在转变的整个过程，需要将煤炭固定在指定的容器中，并且在容器中注入氧气和蒸汽等。随后通过容器中的压力和温度值调节到固定形态和气体形态的临界值，这样一来，就可以对煤炭中气体起到催化作用，经过完整的流程后，固体煤炭就可以转变为可以燃烧或者不可以燃烧的气体。在煤炭气化的过程中，会发生各种各样的反应，并且不同类型的煤炭资源在气化转变中呈现的特点也不尽相同，并且对周围的环境需要也不一样。因此，煤炭资源在应用气化技术时，应该针对不同类型煤炭资源合理选择环境。煤炭气化技术对居民使用的煤气和工业燃气都具有帮助，还可以利用其他化工原料进行混合，气化后的煤炭资源可以作为燃料，为其他液体燃料混合提供便利条件[3]。

2.3 煤炭液化技术

煤炭液化技术主要利用加工工序将固体煤炭资源转化为液体形态的化工原料，甚至还可以转化为产品清洁煤等，按照不同的转化原理，将煤炭液化技术可以直接分为间接液化和直接液化。针对直接液化主要是煤炭资源作为主要原料，融入液化设备，随后提升液化设备内部的温度和压力值，直到煤炭中的氢氧元素转化为烃类化合物，这样一来，就可以采用提炼的方法对煤炭中的汽油和柴油提炼为洁净精品油，在煤炭资源未进入液化设备之前，需要将煤炭资源研磨成粉末状，随后将粉末状的煤炭和液化油混合成煤浆，正常情况下，液化设备的内部温度需要控制在450 ℃左右，压力值需要控制在30 MPa，以此保证煤炭可以从固体形态转为燃油成品。针对间接液化技术，间接液化技术主要是将煤炭提前倒入液化设备中，再将煤炭从固体转为气体形态，随后经过多道工序将气体形态转化为气，合成气之后就可以进入到下一项处理工序，在合成气的衬托下，煤炭合成气会转变为烃类化合物，随后进入到蒸馏工序，最终将液体燃料和其他化学产品共同产生，间接液化技术和直接液化技术相对比，间接液化技术对液化炉内部的温度要求更高，但是煤炭的反应相对较低，在液化炉内部可以直接合成汽油[4]。

2.4 水煤浆技术

水煤浆成分主要是由煤、水以及多种添加剂组成，在三者相互结合的作用下，就可以得到一种全新的污染性较低、使用率较高的燃料，水煤浆技术在煤炭方面的应用，为煤炭的燃烧带来全新的形式，并且极大限度节约了能源，逐渐成为现阶段社会中最具潜力的一种洁净煤技术。我国在储存煤炭资源方面具有绝对优势，水煤浆技术的发展，对人与自然在可持续发展方面具有重要意义。

2.5 型煤配煤技术

型煤配煤技术对洁净煤炭可以起到关键作用，并且型煤配煤技术具有节能环保的优势，可以产生大量热能，在型煤配煤技术实际应用过程中，可以分为工用和民用两个类型。现阶段，型煤配煤技术已经非常完善，作为煤炭深加工中的关键技术，型煤配煤技术涉及的范围较广，但是型煤配煤技术还存在一些不足之处，就是必须使用粘结剂才可以进入到大型开发环节，并且针对固硫率方面还要改善。型煤配煤技术在煤炭深加工中作为技术一种，型煤配煤技术属于混煤技术类型，型煤配煤技术利用煤质对煤炭材料重新调整，将煤炭焚烧产生的污染物最大限度降低，并且还可以保护周围生态环境，能够解决煤炭资源短缺问题。

2.6 循环发电技术

循环发电技术作为煤炭深加工技术中最先进的一种，循环发电技术可以有效控制煤炭深加工废弃物和污染物，并且控制的效率非常高。目前，我国对循环发电技术还处于初始阶段，我国煤炭企业应该结合其他先进国家的技术经验，再结合自身煤炭深加工实际情况，以此提升循环发电技术在煤炭深加工方面的技术水平。

3 煤炭深加工废弃物综合利用策略

3.1 煤矸石、煤泥及煤层气综合利用

煤炭深加工将废弃物进行综合利用，可以保证煤炭行业持续发展。首先，煤矸石的综合利用。煤炭在开采和清洗过程中，会产生大量煤矸石，煤矸石属于固定废弃物类型，并且在我国煤炭开采与清洗过程中产生的废弃物中，煤矸石的排放量和堆积量占比最为明显，已经为生态环境带来严重影响。但是，煤矸石的应用途径较多，例如，将煤矸石作为建筑原料，在建筑工程施工中充分运用煤矸石，可以有效节约建筑成本，还可以将煤矸石运用到采矿区的回填和改良土壤中。另外，煤矸石应用在化工方面，可以制作各种化工产品，例如，氧化铝和氢氧化铝等。也可以将煤矸石运用在水玻璃和白炭黑化工生产方面，并且可以在煤矸石中提取大量微量元素，例如：镓、钒等[5]。

其次，对煤泥的综合利用。利用浮选工艺就可以将煤泥中优质煤进行回收，并且对煤泥多次过滤与压制，将煤泥充分压制后，再将煤泥应用到发电中，对发电具有重要作用。

最后，针对煤层气的综合利用。煤炭开采过程中，煤气层一直是煤炭开采和生产环节重点需要解决的问题，因此，如果有效对煤气层合理开发与利用，煤气层就会转化为清洁高效能源，但是，如果煤气层开发和利用的效果不理想，就会造成严重的生态污染，甚至还会存在极大的安全隐患，极容易发生瓦斯爆炸事故。基于此，煤炭资源开采和利用过程中，一旦发现煤气层，工作人员就要及时排查危险因素，最大限度避免发生爆炸事故。另外，为控制大气污染问题，需在煤气层采取有效的控制措施，不可以直接对煤气层排放，做好煤气层的开发和利用。现阶段，由于我国已经发生多起瓦斯爆炸事故，因此，我国某地区煤矿在瓦斯突出的区域搭建了瓦斯发电站，不仅为煤矿提供充足的电能，由于瓦斯发电过程中，会产生较大的热量，因此，还可以为周围的居民供暖和洗浴提供助力，对煤气层实现了综合利用的目的[6]。

3.2 树立煤炭深加工和资源综合利用观念

目前，由于我国煤炭资源利用率较低，这对我国煤炭行业的发展造成一定阻碍，要想改变这一难题，就要树立煤炭深加工和资源综合利用观念，改变传统的煤炭加工和生产观念，以此提升煤炭资源的利用率，最大限度减少生态环境污染概率。

以山西省为例，山西省作为我国煤炭运输的主要来源渠道，但是由于山西省传统的煤炭资源生产和运营模式，导致煤炭资源利用率较低，并且销售业绩并不理想，这些都是山西省煤炭行业需要改善的问题。基于此，山西省作为煤炭主要加工省市，无疑会为当地的生态环境造成污染。但是，山西省采取的环境控制方面较差，因此，只有将煤炭深加工角度入手，从本质上解决煤炭加工与生产中产生的废弃物和污染物，才能最大限度环节生态环境污染问题。

强化煤炭深加工和综合利用意识，并且结合当下煤炭资源利用的实际情况，对煤炭资源的利用趋于表面化，大量的煤炭资源并没有得到有效利用，为转变煤矿产业和员工的煤炭生产和加工观念，提升煤炭资源利用率，煤矿企业可以开展教育培训活动，加大煤炭深加工和综合利用宣传力度等，统一煤矿生产和开采员工思想，积极引导煤炭行业尽快迈入高效利用煤炭资源正确道路。

山西省煤炭产业为进一步提升煤炭深加工和综合利用进程，主要是从以下三点入手：第一，促使煤炭产业转变为连锁经营模式，这也是实现煤炭产业集约经营的必要途径，有助于煤炭产业扩大商业规模，形成企业式的经营模式，但是，这对煤炭产业资金投入和煤炭开采设备投入提出更高要求，只有保证煤炭产业充足的资金，煤炭产业才能顺利完成技术革新，以此扩大煤炭产业发展规模；第二，完善煤炭产业管理结构体系，为煤炭集约化生产经营转型成功提供保障，综合对煤炭企业生产、通防、地测以及运输等工作部门的管理现状进行分析，并针对性提出一套完善的煤炭管理结构体系，促使各个工作部门规范工作，禁止出现大量煤炭资源浪费情况，并且提升煤炭资源的利用率，对煤炭资源实现专业化和集中化的使用目的。另外，煤炭资源在生产和开采过程中，工作人员应该对煤炭资源清洗、炼焦以及选取等方面严格管理，以此保证煤炭生产环节顺利应用集中化管理；第三，在集中经营模式下，煤炭企业就要充分融入集中化经营管理模式，因此，政府方面需要积极转变职能，为煤炭企业营造集中化管理氛围，另外，煤炭企业行政管理部门也要积极转变管理模式，从直接管理模式转变为间接管理模式，继而为煤炭企业分离所有权和经营权提供保障，以此达到煤炭企业集中化经营目的。

3.3 创新煤炭深加工和资源综合利用技术

煤炭生产加工的过程中十分复杂，基于此，煤炭企业需要将现有的加工技术进行创新，以此实现煤炭资源综合利用的目的。例如，以某市煤炭企业为例，在煤炭综合利用技术上创新提出以下三点：第一，针对煤炭选取、清洗等深加工技术方面进行创新，在煤炭资源综合利用方面加以创新，并且将煤炭企业水资源和电资源相互结合，将水资源和电资源合理分配有助于促进生态环境可持续发展，再对水煤浆和发电技术进行创新；第二，煤炭资源深加工和综合利用方面需要具备优质的专业性人才，因此，煤炭企业需要引进高科技的煤炭生产设备和技术；第三，煤炭资源深加工后，会产生大量的废弃物，因此，煤炭企业制定一套完善的循环利用流程，利用物理方法或者化学方法将废弃物进行过滤或者提纯，继而最大限度降低废弃物产生，有助于保护生态环境。

3.4 开创煤炭深加工和资源综合利用的新局面

现阶段，由于我国各个行业对煤炭资源的需求量越来越高，传统的煤炭资源开采和加工方式已经无法适应时代需求，因此，必须将煤炭深加工方式进行改革，积极主动开创一个煤炭深加工和资源综合利用全新局面。例如，以某市煤炭企业深加工和资源综合利用为例。第一，想要保证煤炭资源可以及时供应社会企业整体需求，就要在煤炭=开采和加工上面作出努力，极大限度提升煤炭资源的利用率，以提升煤炭资源为主要生产目的，始终坚持煤炭深加工，对煤炭相关的各项资源进行综合利用，再将现有的煤炭深加工技术进行创新，不断调整和优化煤炭生产和管理系统，以此保证煤炭保持稳定的输出量；第二，煤炭企业应该在生态环境方面引起重视，增加生态环境管理力度，熟练运用各项防控技术降低煤炭生产过程中污染物的排放，并且对煤炭生产和加工技术加强创新力度，通过“三废”技术手段，避免煤炭燃烧过程中产生大量废弃物。除此之外，为保证煤炭资源和生态环境相互协调，开采煤炭资源过程中，应该遵循适宜开采原则，避免出现“竭泽而渔”现象，需要站在宏观角度看待问题，煤炭企业需要和严格贯彻国家可持续发展战略目标；第三，我国在国际煤炭行业中，一直稳居主导地位，但是，受国际能源波动的影响，我国煤炭行业必须制定长久计划，制定完善的可持续发展战略，以此应对各种影响因素，稳定我国煤炭在国际中的地位。

3.5 粉煤灰矿井水及焦炉煤气和焦化产品综合利用

煤炭行业生产加工过程中，会产生粉煤灰和矿井水以及焦化产品。首先，针对粉煤灰，热电厂利用煤炭发电过程中，会在燃烧过程中产生大量的粉煤灰，因此，我国每年产出的粉煤灰数量最多，正常情况下，这些粉煤灰直接变为废弃物丢弃。但是，粉煤灰在综合利用的途径相对较多，例如，粉煤灰可以作为建筑施工材料，在矿山回填方面也具有帮助，降低煤炭和其他矿产资源开采过程中，对土地造成破坏，还可以改善被破坏的土壤。其次，针对矿井水，我国煤炭行业矿井水的排放量约为2.2 Gm3，但是煤炭行业吨煤的排放量为4 m3，但是，将近70%的矿井水不经过处理直接排放，这些排放后的矿井水，对周围的生态环境造成严重影响，如果及时对排放水进行清洁处理，就会转变为宝贵的水，这对矿井水综合利用提供重要作用，并且对矿区经济持续发展具有重要意义。最后，针对炼焦化学产品和焦炉煤气，煤炭炼焦环节会产生大量的煤气，煤气经过冷却后就可以得到净化后的焦炉煤气和炼焦化学产品，这对煤炭深加工和综合利用方面具有重要作用，有助于促进我国经济持续发展，这也是焦化厂实现经济效益最大化的有效途径。

3.6 废弃物收集工作

现阶段，大部分地区的煤炭企业在生产和加工方面，对产生的废弃物并不能有效收集，直接导致煤炭深加工废弃物综合利用率较低。基于此，只有在煤炭生产和加工过程中，产生的废弃物有效利用，才能提升煤炭综合利用率，加强对废弃物收集工作，将收集的废弃物集中化无害处理后再综合利用。如果煤炭企业对产生的废弃物不重视，就会对生态环境造成严重污染，例如，以某市煤炭企业废弃物的收集工作为例，应该遵守以下二点：第一，将废弃物按照分类收集、储存的方式，由于煤炭深加工会产生不同形状、气体、固体的废弃物，并且废弃物的内部产生的化学反应也不尽相同。因此，按照不同种类和不同形状进行收集和储存，为后续的煤炭深加工和综合利用提供便利，为废弃物储存提供安全保障；第二，煤炭企业应该全方面收集废弃物，将煤炭深加工企业加工生产的各个环节产生的废弃物全部进行收集，保证每个环节都有遗漏的废弃物。

3.7 实施循环发展战略

循环发展战略对促进煤炭深加工和资源综合利用提供重要作用，可以极大限度降低废弃物和污染物的产生。循环发展作为一项高层次的战略，煤炭企业的管理者应该引起重视，并且相关的煤炭企业部门也要对循环发展战略引起重视。首先，在煤炭企业生产加工过程中应该节约水资源和电能。其次，利用技术手段对煤炭企业产生的废水进行过滤，保证废水可以循环利用。最后，由于煤炭企业加工生产中产生的废水会有较多的污染物质，因此，煤炭企业需要将过滤后的水资源利用在用水标准较低的环节，最大限度提升废水在煤炭深加工过程中的利用率。