煤化学(第三版)
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三、煤利用存在的环境问题

煤是不洁净能源,在给人类带来光明和温暖的同时,也给人类赖以生存的环境造成了破坏。

煤所造成的污染贯穿于开采、运输、储存、利用和转化等全过程。就开采而言,仅统配煤矿每年矿井酸性涌水约14亿立方米;采煤排放的甲烷约占人类活动排放甲烷量的10%;中国堆积的煤矸石已超过15亿吨,占地86.71km2,矸石堆容易自燃,而且会排放出大量的污染气体和液体;每年约有6亿吨煤靠铁路长途运输,使用敞篷车造成约有300万吨煤尘排放在铁路沿线,造成污染。储存煤不仅占去大面积土地,而且储存时间长的煤在氧化、风化作用下,炼焦煤会失去黏结性,煤堆会自燃,造成环境污染。

中国煤的利用以燃烧为主,约90.4%的煤用于发电、工业锅炉、炉窑、民用炉灶和铁路。由于燃烧技术落后,供煤不合理而造成煤的利用率很低,这样既浪费能源,又污染环境。据估计全国排放到大气中80%的烟尘和90%的SO2来自燃煤。

炼焦过程由于炉体结构不严密,排烟除尘装置不完善,排散出大量烟气、粉尘、CO、烃类、H2S、NH3、SOx和NOx等。同时排放出的焦油中含有致癌作用的多环芳烃(如3,4-苯并[a]芘、二苯并蒽等),严重污染大气和工业用水。

煤的气化和液化工艺的优点是可生产比较洁净的气体燃料和液体燃料,消除燃煤所造成的污染,但气化和液化过程本身仍然有污染问题。气化所得煤气中含有H2S、CO、COS、NH3和HCN等污染物;气化洗涤水中含有酚类、焦油、悬浮固体、氰化物和硫化物等污染物。煤的液化产生浮渣、含油废水及H2S、CO、NH3和多种有害的多环芳烃气体。

另外,煤中砷燃烧时形成剧毒物质As2O3进入大气,在人体内累积诱发癌症,因此食品工业用煤的砷含量必须控制在8μg/m3以下。大气中As2O3含量国内外规定应小于3μg/m3,水中应小于50μg/m3,但某些燃煤电厂附近大气中As2O3含量高达100μg/m3

中国煤炭利用技术的选择标准应该是:减少环境污染——清洁,提高煤炭使用效率和减少无效投入(如高灰分煤的运输)——高效。为此,需尽早开发多种煤炭利用的新技术,以便使中国的煤炭利用技术逐步完成向新技术的转变。