PDF《          采用过剩焦化产能生产民用洁净焦的进展及建议》

? 采用过剩焦化产能生产民用洁净焦的进展及建议 文 /郑文华 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 摘要:散烧煤是造成雾霾频发的主要原因之一,生产民用洁净焦炭替代散烧原煤,是从 源头上削减污染物排放,解决民用散烧煤污染最有效的措施.

介绍了太原市研发、实施和推 广民用洁净焦的成功实践. 用我国过剩焦化产能生产民用洁净焦会给我国举步维艰的焦化行 业闯出一条生存转型发展的途径. 关键词:雾霾;

散烧煤;

民用洁净焦;

过剩焦化产能 ?

一、散烧煤是造成雾霾频发的主要原因之一 近几年,我国部分地区持续的雾霾天气,已威胁到人们的身体健康,治理雾霾成为政府 和全社会的共识.通常在雾霾的形成中,工业燃煤排放占 30%~40%? 、机动车带来的路面 扬尘、尾气排放占 20%~30%? 、居民取暖、餐饮油烟等占 30%~40%? .在居民取暖、油烟 排放所贡献的 30%~40%中,民用燃煤又占相当大的部分,其量大面广、污染物排放量大, 是造成雾霾频发的主要原因之一.居民用小火炉、餐饮业用炉和很多技术落后、单体规模小 的工业锅炉没有任何除尘、 脱硫脱硝措施, 使用散烧煤会排放出大量烟尘、 SO2 和氮氧化物. 有关机构的研究表明,农村生活用煤的污染物排放强度是火电厂的 20~50 倍.?

2013 年,国家环保部华北督查中心曾对京津冀地区进行专项督查,发现三地农民生活 和农业生产用煤量约

4224 万吨,仅占三地煤炭总消耗的 11%.但其烟尘、二氧化硫、氮氧 化物排放量却分别占三地同期烟尘、 二氧化硫、 氮氧化物排放总量的 23.2%、 15.2%和4.4%.? 作为散烧煤消费主力的中小型锅炉(含窑炉)的燃煤污染同样惊人.据了解,目前我国 仍在运行的约

47 万台中小型锅炉(含窑炉)耗煤量约 4.5 亿~5 亿吨,仅占全国煤炭消费总 量的 12%左右.但其烟尘和二氧化硫排放却分别占到全国用煤烟尘和二氧化硫排放总量的 44.8%和36.7%.国家环保部分析,重污染期间,化石燃料或生物质燃烧排放的一次颗粒物 增加明显,原煤散烧对近地面污染贡献最高,低矮面源污染对 PM2.5 浓度贡献最大.? 由此可见, 治霾固然应控制煤炭消费总量, 并最大限度地减少机动车尾气和工业生产排 放, 但当务之急是管控好散烧煤. 只有抓住牛鼻子并对症下药, 才有望取得事半功倍的效果.?

2015 年,在我国约 36.5 亿吨煤炭消费总量中,电力用煤占 47%、钢铁用煤占 16.4%、 1? ? ? 建材用煤占 13.6%、化工用煤占 6.5%、其余 16.5%为散烧煤(农民生活、农业生产、中小型 工业锅炉或工业窑炉用煤的总称,36.5 亿吨 x16.5%=6.02 亿吨) .? 仅华北地区预计每年散烧煤

2 亿多吨.国家环保部统计,冬季

5 个月全国采暖用煤 4.2 亿吨.目前,京津冀地区散烧煤量高达

7200 万吨/年.仅北京农村地区现在每年用于取暖的 用煤量达

400 万~500 万吨.? 解决民用散烧煤对大气环境的污染,是消除雾霾的途径之一.尽管 煤改气 、 煤改 电 也是有效路径之一,但由于市场价格、输送管线和供应数量等具体问题所限,现阶段仍 然不能完全靠气靠电代替煤基燃料,远水难解近渴.凭借技术创新,利用我国目前的过剩焦 炭产能,生产民用洁净焦炭替代散烧原煤,则是从源头上削减污染物排放,解决民用散烧煤 污染最有效的措施.根据京津冀及周边地区大气污染防治协作小组会议对

2015 年京津冀及 周边地区大气污染联防联控重点工作安排,到2015 年底,北京市、天津市、河北省要分别 累计实现清洁化煤(或清洁燃料)替代散烧原煤

280 万吨、210 万吨、1220 万吨,太原市 要完成

140 万吨.四省市分别出台了鼓励政策,每吨清洁燃料政府补贴

500 元.?

二、山西太原市开展民用洁净焦炭替代散烧原煤的试点情况 山西省太原市先走一步, 首先开展民用洁净焦炭替代散烧原煤的研发、 实施和推广工作. ? 1.民用洁净焦的研发和生产 太原市首先开展民用洁净焦的研发和试生产工作.2015 年5月,山西焦煤西山五麟煤 焦开发有限责任公司与太原科瑞康洁净能源有限公司签订成立洁净燃料生产联合体的框架 协议,利用科瑞康公司的研究成果和五麟公司的焦炭生产设备,研发生产民用洁净焦.9 月16 日至

23 日,这种新燃料成功实现了连续

7 天试生产,产品达到了环保部门的要求.该项 生产新技术,系统集成

20 多项国家发明专利和核心技术,利用我国过剩的焦化设施,将劣 质原煤辅以固硫、助燃、增碳复合助剂,经高温干馏制得民用焦炭.它的技术突破在于实现 了硫的固化,固硫率达到了 60%以上,硫固化到渣中,形成硫酸盐.散烧原煤二氧化硫的排 放量是

2000 毫克/立方米,清洁焦炭是

500 毫克/立方米,降低了 75%;

清洁焦炭粉尘排放 量250 毫克/立方米, 比散烧原煤减少了 96%, 有效保护大气环境, 减少了雾霾成型的条件.? ? 民用清洁焦技术参数(太原市颁布)? ? 序号? 指标名称? 单位? 民用洁净焦炭 拟定指标? 测定方法标准及标准号? 2? ? ? 环保指标? 1? 固硫率? %? ≥60? 《 焦炭全硫含量的测定方法》(GB/T2286) 、 《煤灰成分分析方法》 (GB/T1574) 、计算方法参考河北省 地方标准《工业和民用燃料煤》(DB13/2081)? 理化指标? 2? 全硫(St,d) ? %? ≤1? 《 焦炭全硫含量的测定方法》(GB/T2286)? 3? 挥发分(Vdaf)? %? ≤5? 《 焦炭工业分析测定方法》(GB/T2001)? 4? 发热量(Qnet,ar)? MJ/kg? ≥23.00? 参考《煤的发热量测定方法》(GB/T213)? 5? 灰分(Ad)? %? ≤25.00? 《 焦炭工业分析测定方法》(GB/T2001)? 6? 全水分(Mt) ? %? ≤5? 《 焦炭工业分析测定方法》(GB/T2001)? 7? 灰熔点(ST)? ℃? ≥1300? 引用《煤灰熔融性的测定方法》(GB/T219)? 8? 着火温度? ℃? ≤450? 引用《煤的着火温度测定方法》(GB/T18511)? 9? 25mm80?mm? ? ? 《冶金焦炭的焦末含量及筛分组成 的测定方法》 (GB/T2005)? 25mm 限下率? %? ≤15? 燃烧性能? 10? 易燃、好烧、火力持久,火焰高度满足 直燃立式小锅炉及小火炉的燃烧要求? 参照国家相关标准,制作专用燃烧 器,测试焦炭燃烧性能?

2016 年1月,国家环保局和环境监测中心对太原市推广的民用洁净焦与北京、天津、 河北等省市广泛使用的洁净型煤 (河北省地方标准规定: 洁净型煤―用煤或半焦粉压型―硫 分在 0.4%以下,挥发分在 12%以下,灰分在 24%以下,水分在 4%以下,热值保持在

5740 大卡以上.理论上来说,洁净型煤的节煤率在 20%以上,硫化物即有毒气体排放可减少 70% 以上,氮氧化物减少 60%以上,烟尘排放减少 80%以上)在链条炉上的燃烧排放进行了对比 监测.结果表明,燃用民用洁净焦污染物排放浓度与北京、天津、河北型煤相比,烟气中颗 3? ? ? 粒物、二氧化硫、氮氧化物分别降低 78.2%、69.8%、67.7%.? 2.制定和实施民用洁净焦工作细则 在组织实施方面,太原市委、市政府制定了

2015 年市区城中村(棚户区)和农村全 面推广使用民用洁净焦炭工作实施细则 .根据全市洁净焦推广使用情况,2015 年确定采购 民用洁净焦总量约

70 万吨,采购方式以竞争性谈判招标为主,包括民用洁净焦采购和民用 洁净焦服务采购.

2015 年9月底, 由太原市经济和信息化委员会牵头、 太原市环境保护局、 太原市财政局三方作为政府采购人, 委托太原市政府采购中心对民用洁净焦生产及服务单位 进行招标. 山西焦煤西山五麟煤焦开发有限责任公司、 山西亚鑫煤焦化有限公司等

3 个焦化 厂中标.? 生产企业完成洁净焦生产任务后,根据城六区和经济区管委会提出的需求量,由中标服务 企业负责协调,将洁净焦从生产厂家运送到全市

330 个配送点.? 市政府、区政府对民用洁净焦推广使用给予财政补贴.根据测算,民用洁净焦推广使用 价格为

670 元/吨,其中,民用洁净焦太原地区单价为

595 元/吨,运输服务费(含运输费、 技术服务费、质量检测费等)单价为 59.7 元/吨,村委会二次转运费为 15.3 元/吨.市财政 补贴

300 元/吨,区财政补贴

200 元/吨,用户承担

170 元/吨.? 从2015 年11 月起, 在山西省太原市全面推广民用焦炭, 采暖期燃煤污染得到了明显和 有效的控制,太原市空气污染控制整体较好.? ?

三、关于用过剩焦化产能生产民用洁净焦的建议 中国是世界焦炭生产第一大国,2015 年生产焦炭

44778 万吨,约占世界焦炭总产量的 70%.但我国焦炭产能已达到 6.8 亿吨,全国炼焦产能利用率仅为 65.9%,低于 70%为严重 过剩. 随着全球金融危机的爆发以及长期钢铁市场的低迷影响, 多数焦化企业开工率维持在 50%80%,举步维艰,濒临破产.黑龙江省一个产煤城市原有

14 家焦化厂,至2015 年底已 经停产

10 家,2 家超长延长结焦时间,仅2家正常生产.占总产能 1/3 的过剩焦化产能的 今后出路关系甚大,令人关注.?

2016 年两会期间,山西省政协副主席王宁提议:利用我国

2 亿多吨的过剩焦化产能生 产民用洁净焦炭, 逐步替代我国北方地区冬季民用散烧原煤, 从供给侧改革化解煤焦过剩产 能,优化升级产业结构,改善北方地区大气环境质量.这是一个很好的、很实用的提议:? 充分利用我国

2 亿多吨数量巨大的焦化存量资产, 基本上不需要新加投资, 就可以用焦化厂 现有生产冶金焦的备煤、炼焦、煤气净化系统等焦化设施和设备生产出民用洁净焦,使停产 4? ? ? 5? ? 的焦炉恢复生产,使减产的焦炉满负荷生产.? 冶金焦质量要求高,低灰份、低硫分、冷态强度高、热态强度好、粒度均匀等,必须用 优质的洗精煤生产.而民用洁净焦除硫分要求较苛刻外,其他指标均低于冶金焦,尤其对灰 分的要求很宽松, 因此, 可以用一般不经洗选有一定黏结性的原煤+廉价的长焰煤+一些添加 剂(固硫、助燃、增碳复合助剂),就可以生产出符合要求的民用洁净焦.原煤和长焰煤价 格均低于优质洗精煤,降低民用洁净焦的成本,增加了企业竞争力.? 民用洁净焦中,粒度大于 25mm 的粒焦适用于居民小火炉、餐饮业用炉;

而小于 25mm 的小粒焦和粉焦正好用于单体规模小的工业锅炉.阶梯分质利用,各尽所能,各得其所.? 焦化厂在生产民用洁净焦的同时,仍然副产出焦炉煤气、煤焦油和粗苯等化工产品,仍 然可以继续延伸后面的产业链,如焦炉煤气制甲醇、合成氨和制 LNG;

煤焦油深加工和粗苯 加氢等.? 在我国

6 亿吨散烧煤中,如果有 1/6 的散烧煤用

1 亿吨民用洁净焦替代,就可以救活

100 家产能为

100 万吨/年的大型焦化厂,使其得到生存、转型和发展,可以解决

4 万多焦 化厂工人的就业问题.如果考虑整个民用洁净焦产业和相关行业,即包括焦化厂生产、煤炭 的生产、煤炭与洁净焦等物流公司的运输、销售公司的经营、各种设备的维修保养等等,则 就业总人数至少是焦化厂人数的几倍.? 当前不少大型独立焦化厂正在探讨和策划改产气化焦, 然后在气化炉中生产合成气, 延 伸制甲醇、或合成氨、或制 LNG、或制烯烃等,但投资太大.一个

120 万吨/年焦化厂改产 气化焦,用碎煤加压气化,合成气制甲醇,总投资 35~40 亿元;

一个

300 万吨/年焦化厂改 产气化焦,用碎煤加压气化,合成气制甲醇,总投资 117~140 亿元.相比之下,焦化厂改 产民用洁净焦,最简单、最省钱、最便捷.? 参考文献:? [1]五麟公司产出民用清洁焦炭. 山西日报.201511. [2]华炜.治霾必须抓住散烧煤这个牛鼻子.煤化工网,20160407.(《中国煤化工》杂志

2016 年3月刊) [3]小易.山西拟利用过剩焦化产能生产民用洁净焦炭.中国经济时报.20160314. ? ........