煤炭科学技术研究院有限公司煤化工分院研究员 罗陨飞
第十届炉博会【2016节能环保炉具(锅炉)及清洁燃料行业论坛】发言摘要之七
民用煤应用现状
民用煤是指用于居民炊事、取暖等分散式使用的商品煤。我国民用煤年消费总量3~4亿吨,占比不到10%。民用煤从形式上分为散煤和型煤,煤种上分为无烟煤和烟煤。全国范围内现在散煤占绝大多数,型煤占少部分。民用煤的煤种涵盖了国家整个煤炭分类的14类。对民用煤而言,从燃烧角度考虑,需要耐烧、好烧;从排放角度考虑,需要低挥发分、低灰、低硫;从环保角度考虑,低灰、低硫的无烟煤是较为理想的民用煤。
民用煤市场发展,经历过了从无序、无监管的状态,到近年来各地政府开始对民用煤有了严格的要求,慢慢形成有序、有监管的状态。各地都有自己的用煤习惯和炉具使用习惯,过去老百姓为了方便,一般就地、就近取材,使用价格低的劣质煤,手里有什么煤烧什么煤,只考虑价格、成本因素,不考虑环保因素,劣质煤价格低廉更容易被人们选择。2013年之后,由于环保形势的倒逼,各地政府都开始严控民用煤的质量,但就目前情况来看,受到资源条件、市场供应价格、监管不力等因素影响,完全供应民用煤优质煤比较困难。
民用煤存在的问题
民用煤散烧是大气污染的主要来源之一,包括煤的问题和炉具的问题。
煤的问题。民用煤来源繁杂,煤质差,每年消费量超过3亿吨,主要存在于城中村、平房、城郊及农村地区,一般就地就近取材。煤的问题分为两个方面:一是散烧,散烧煤与成型煤相比,污染物排放是成型煤的2~3倍,能耗是成型煤的1.5倍。二是烟煤、无烟煤和型煤在同样的炉具中燃烧,烟煤燃烧排放的二氧化硫排放、一氧化碳、颗粒物的排放远远高于无烟煤和型煤。
炉具的问题。我国民用炉具保有量超过1 亿台,采暖炉约220 万台,炊事采暖炉约1600 万台,高效生物质炉约50万台。少量节能炉在城镇及新农村被使用,而多数农村用户依然使用低效高污染的传统炉具。再有,煤与炉具不匹配使污染物减排效果大打折扣。
民用煤量大面广、低空排放,造成严重污染。环保部部长陈吉宁曾指出,民用煤在煤炭用量中占比不到10%,但对污染排放贡献量却达到了50%,民用散煤污染治理和清洁化利用势在必行。
京津冀地区民用煤供应现状
京津冀地区民用煤质量现状
近两年,京津冀地区民用煤来源主要是京西煤、山西无烟煤、陕西和内蒙的兰炭、兰炭型煤等。2015年,北京市无烟块煤加无烟型煤合计约82万吨/年(目标200万吨),其余主要为烟煤,半焦(兰炭)也逐渐进入北京民用煤市场;天津、河北,民用煤来源较复杂,无烟煤和无烟型煤应用量较小,2015年,天津市计划推广洁净型煤140万吨;河北省已推广洁净型煤206万吨(目标700万吨)。总体来看,无烟煤替代量比较小,大部分还是烟煤,且京津冀地区目前缺乏民用煤质量数据的系统调研和监控。
民用煤的推广应用建议
1、落实优质煤源。从民用煤煤源考虑,优质化的方向是低灰、低硫、无烟。
从民用煤质源头管控到使用过程监管到末端排放监管,形成全过程的治理和监管。民用煤和工业用煤、发电用煤特点不同,环保部已经发布了严格的发电锅炉用煤、工业锅炉用煤末端治理的污染物排放标准,民用煤领域还是一个空白,我们首先要做的就是严控煤质源头,落实优质煤源。
2、开发民用煤洁净高效燃烧技术。通过技术开发,把在工业锅炉中应用已经比较完善、成熟的节能减排技术,包括降低烟气含量等技术应用到适合民用煤的洁净高效燃烧技术上来。
3、煤要与节能环保炉具相配套。
民用煤煤源分类
民用煤煤源分类
1、无烟煤,我国六大无烟煤基地是京煤、晋城、阳泉、河南焦作、永城、和神华宁煤,基本上在华北、西北地区,占我国整个煤炭资源量的11.5%。无烟煤用于民用煤市场存在煤源有限、分布不均、煤质不完全合格等问题。首先,烟煤并非全部用于民用煤市场,更多的是用在化工行业的气化用煤、冶金行业的高炉喷吹煤等;其次,能同时满足低硫、低灰条件的无烟煤资源也不多,这是我国资源条件所决定的。
2、兰炭,一种煤加工制品,可以达到低灰、低硫、低挥发分的要求。主要是以我国西北和华北地区侏罗纪时期形成的优质中低阶烟煤为原料进行中低温干馏后的产物,原料上决定了兰炭的特点就是低灰、低硫、低挥发分。兰炭部分性能接近无烟煤,可作为民用煤资源的有效补充。
以往,兰炭更多用于冶金行业的还原剂,化工行业的气化原料等。因为近两年民用煤市场需求加大,兰炭作为一种清洁煤才逐渐进入民用煤市场。我国兰炭年产能5000万吨,年产量3000万吨,受产能约束,兰炭并不能满足京津冀民用煤用量需求。
3、中低变质烟煤,我国资源丰富,占煤炭总存储量的35%,主要分布在陕西、内蒙、新疆等地区,可满足低灰、低硫要求,挥发分含量较高,民用烟煤散烧污染物排放高,作为民用煤使用一定要配套清洁高效燃烧技术和专用节能环保炉具使用。
总体来说,京津冀作为散煤污染治理重点区域,可以满足京津冀民用煤供应需求的低硫、无烟等条件的民用煤原料范围不大,也需要对煤质进一步严格筛选。
京津冀地区民用煤源选择建议
京津冀及周边地区无烟煤资源
京津冀及周边地区低硫烟煤和兰炭资源
1、无烟煤型煤选择:可以选择晋城煤、宁夏煤、朝鲜煤, 满足民用散煤和型煤质量要求。但宁夏煤和朝鲜煤存在供应稳定性问题,同时存在难点火问题,晋城煤需要严格管理,确保硫分达标。
2、兰炭型煤选择:可选择榆林、鄂尔多斯兰炭块及其型煤,满足民用散煤和型煤质量要求。但兰炭型煤存在成型难度大、难以压火、燃烧速率快、产品有氨水气味、耗量高等问题。
3、无烟煤+兰炭混配型煤:可选择晋城、河南、宁夏、朝鲜煤+兰炭,满足民用散煤和型煤质量要求,并降低生产成本,也可在一定程度上改善民用适应性问题。
推广洁净煤加工技术
洁净煤生产加工技术方面有选煤、型号、配煤等,洗选是一个很好的降灰、降硫手段。与发达国家动力煤洗选率相比,我国原煤入洗率较低,只有40%左右。我国煤炭行业计划到2020年原煤入洗达到80%,如果目标实现,对整个商品煤质量将有一个大幅度的提升。
对民用煤而言,最直接的一个洁净煤加工技术是成型。统计数据显示,型煤与散烧相比,节能可达到20%~30%,烟尘和二氧化硫的排放可以减少40%~60%,一氧化碳排放减少80%左右。
无烟型煤经过多年技术发展,在型煤加工、成型机、干燥设备等成型工艺及设备方面比较成熟了,但在生产过程中会带来粉尘污染等问题,需要关注清洁化生产。
兰炭成型和半焦成型等不太常用的原料,在成型方面需要开发一些洁净加工的新技术。成型工艺和合适的添加剂对型煤质量和排放的作用很关键。
对助燃剂、固硫剂在加工过程中也要做更多的研究和监管,应根据原料煤质量,谨慎使用,防止产生二次污染。
洁净煤成型工艺需要与炉具技术匹配,应该建立统一的评价方法与试验装置。
构建民用煤配送和供应体系
1、建立民用煤信息网络。建立民用煤供求及煤质信息网络,加强民用煤质量抽检和监测通报,京津冀等地区可实施区域协同管控。
2、规范煤炭外包装及标识。按照GB/T25209《商品煤标识》及相关标准的规定,规范民用煤的包装和标识,并对民用煤实行购销登记制度,相关部门通过市场进行煤质和配送信息审核,严格监督煤炭质量。
原来煤企生产出的煤,无标识、不明晰,在当前形势下,就需要规范民用煤的包装和标识,如兰炭,原来是工业用煤,现在要进入民用煤市场,就需要从出厂包装和标识上区别开来,从源头树立品牌,体现优质、优价。
3、构建标准化、规范化的民用煤配送及供应体系。各市区宜建立洁净煤原料储配中心,为一定范围内洁净型煤厂统一提供原料,以确保洁净型煤煤质,以及供应和价格的稳定。
完善民用煤标准化管理体系,加强市场调控和监管
1、建立和完善民用煤的标准体系。在国家标准的基础上,结合地方标准、团体标准和企业标准,构建不同品种民用煤及配套炉具标准体系,建立企业自检和质监部门入厂抽检制度;完善民用煤污染控制标准体系,制定民用炉具大气污染物测试方法标准等,通过民用煤和炉具的产品标准体系,更加规范产品质量。
2、建立民用煤产品质量检验和监督体系。原料储配中心和洁净型煤厂应配套建设检测装置,以保证洁净型煤原料和产品符合地方标准,鼓励进行新产品研发。作为末端管理和控制管理体系,国家在民用煤污染管控方面的测试方法、限值要求还是空白,需要着手标准体系建立。
3、加强市场调控和监管。民用煤质量标准应纳入强制性国家标准,使地方质检部门有据可依。依法严厉打击非法生产、销售劣质煤行为,集中清理、整顿和取缔不达标散煤供应渠道,采取路检、路查、入厂检验等手段,杜绝不符合规定标准的散煤和型煤进入民用煤市场。
【2016节能环保炉具(锅炉)及清洁燃料行业论坛】发言摘要之八 / 罗陨飞:民用煤质量要求及有关标准