煤炭循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展模式研究

李彩惠

（河北金牛能源股份有限公司，河北 邢臺054021）

我國是世界上煤炭資源最豐富、產(chǎn)量和消費(fèi)量最大的國家之一。由于我國長期以來的傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，煤炭生產(chǎn)企業(yè)面臨著礦產(chǎn)資源的耗竭、水資源的短缺、三廢污染等問題，嚴(yán)重限制了煤炭產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。隨著市場競爭日益激烈，以及社會對資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)的重視，隨著2009年1月1日 《循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》的實(shí)施，我國迫切需要一種新的模式發(fā)展煤炭產(chǎn)業(yè)。綜合考慮資源、環(huán)境及技術(shù)含量等因素，以資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)為目標(biāo)，形成低投入、高產(chǎn)出、少污染、零排放的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈新型發(fā)展模式，以實(shí)現(xiàn)煤炭產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 煤炭循環(huán)經(jīng)濟(jì)

循環(huán)經(jīng)濟(jì)的概念是20世紀(jì)60年代美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家K·波爾丁首先提出的。傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)是 “資源-產(chǎn)品-廢物”單向流動的線性經(jīng)濟(jì)，以高開采、低利用、高排放為特征。循環(huán)經(jīng)濟(jì)是一種實(shí)踐可持續(xù)發(fā)展理念的新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，它基于資源環(huán)境是支撐人類經(jīng)濟(jì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)這一根本認(rèn)識，通過 “資源-產(chǎn)品-再生資源”的反饋式循環(huán)過程，使所有的物質(zhì)、能量在這個永續(xù)的循環(huán)中得到合理和持久的利用，從而實(shí)現(xiàn)用盡可能小的資源消耗和環(huán)境成本，獲得盡可能大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。循環(huán)經(jīng)濟(jì)遵循生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，以“減量化、再利用、再循環(huán)”為原則，以低開采、高利用、低排放為特征，以資源的高效利用和循環(huán)利用為核心，是資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)型經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，是新型工業(yè)化的重要內(nèi)容和標(biāo)志。[1]因此，循環(huán)經(jīng)濟(jì)從根本上緩解了資源、環(huán)境容量的有限性與發(fā)展無限性間的矛盾，解決了日益嚴(yán)重的資源短缺、環(huán)境污染、生態(tài)破壞等問題，真正實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。[2-3]

煤炭循環(huán)經(jīng)濟(jì)是指遵循礦產(chǎn)物質(zhì)自身特征和自然生態(tài)規(guī)律，按其勘查、采選冶生產(chǎn)、深加工、消費(fèi)等過程，在系統(tǒng)內(nèi)部以互聯(lián)的方式構(gòu)成物質(zhì)、能量的閉環(huán)流動，與之依存的能量流、信息流內(nèi)在疊加，達(dá)到與環(huán)境、社會等和諧發(fā)展的一個經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。煤炭循環(huán)經(jīng)濟(jì)是一種 “礦產(chǎn)勘查-礦產(chǎn)資源-產(chǎn)品-再生礦產(chǎn)資源-最終排放”的反饋式流程，它重視生態(tài)效率，要求降低礦物開采量，提高礦物利用率，減少廢棄礦物的處置及堆存量，以追求物質(zhì)和能源利用效率的最大化和廢物產(chǎn)生量的最小化，其核心是礦產(chǎn)資源的綜合利用。[4]

2 章村礦循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展模式

經(jīng)過近幾年的快速發(fā)展，章村礦形成了以煤為主，電力、建材多元經(jīng)營的現(xiàn)代化礦業(yè)企業(yè)，在礦區(qū)內(nèi)形成了內(nèi)部循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈 （圖1）。原煤首先進(jìn)入重介洗煤廠洗選，優(yōu)質(zhì)洗精煤作為工業(yè)用煤，主要作為煉鋼、化工產(chǎn)品的原料；洗煤副產(chǎn)品 （煤泥、次中煤）以及煤矸石，作為坑口電廠的燃料；對開拓矸石實(shí)施井下充填，實(shí)現(xiàn)了矸石不升井、不外排；礦井水一部分直接供給洗煤廠生產(chǎn)，一部分經(jīng)過處理后，作為電廠的冷卻循環(huán)水和廠區(qū)內(nèi)生產(chǎn)及生活用水?？涌陔姀S發(fā)電，主要滿足礦井和水泥生產(chǎn)所需，礦區(qū)用電自給率達(dá)到80%；電廠鍋爐余熱為礦區(qū)生產(chǎn)、生活供暖；電廠粉煤灰、爐渣等廢棄物，作為水泥配料用于水泥生產(chǎn)；電廠廢棄硬水又補(bǔ)充到洗煤廠循環(huán)利用；水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵，通過除塵裝置回收后，直接進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)；利用水泥廠回轉(zhuǎn)窯窯頭、窯尾產(chǎn)生的余熱，建設(shè)一座裝機(jī)容量為9 MW的余熱電站，直接供水泥廠生產(chǎn)自用，可以有效地實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

圖1 循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈

3 章村礦循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈特點(diǎn)

3.1 節(jié)能新技術(shù)

（1）積極推廣變頻節(jié)電技術(shù)。在煤礦、電廠、水泥廠等凡是具備條件的地方，都采用了節(jié)電新技術(shù)。電廠三臺內(nèi)反饋式串級調(diào)速電機(jī)，節(jié)電達(dá)50%。

（2）積極進(jìn)行環(huán)節(jié)改造。完成了-200水平排水系統(tǒng)環(huán)節(jié)改造，停運(yùn)交叉點(diǎn)兩臺37k W轉(zhuǎn)排水泵，更換高耗能主扇，淘汰高耗能變壓器。

（3）科學(xué)調(diào)度生產(chǎn)運(yùn)行方式。集中生產(chǎn)、集中開皮帶，減少空皮帶運(yùn)行時間；加強(qiáng)中央泵房管理，保持水泵在大流量及高效工況點(diǎn)內(nèi)運(yùn)行，提高排水系統(tǒng)主排水泵的效率。

（4）合理安排生產(chǎn)，積極推行避峰就谷節(jié)電措施。調(diào)整井下主排水泵開泵時間，利用夜班電力低谷時間多開水泵；調(diào)整洗煤廠生產(chǎn)班次，充分利用夜班電力低谷時間生產(chǎn)；調(diào)整機(jī)修廠鑄工電爐夜班開爐時間，真正做到了避峰就谷，達(dá)到了節(jié)約用電提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。

3.2 資源效益最大化

積極推廣新技術(shù)、新工藝，提高礦井裝備水平。9#煤工作面，由高檔普采改為綜合機(jī)械化開采，采高由2.2 m提高到3.2 m，實(shí)現(xiàn)了9#煤層一次采全高，工作面資源回收率由68%提高到98%。在多年來沿空送巷的基礎(chǔ)上，成功應(yīng)用了沿空留巷技術(shù)，節(jié)約了巷道掘進(jìn)費(fèi)用，提高了資源回收率。大力發(fā)展煤炭洗選深加工，2006年底，建成國內(nèi)首家高變質(zhì)程度無煙煤重介洗煤廠，進(jìn)一步優(yōu)化各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，精煤回收率提高3%～4%，洗選效率達(dá)到了95%以上。開展水泥生產(chǎn)試燒無煙煤技術(shù)攻關(guān)，節(jié)煤效果顯著。水泥生產(chǎn)屬高耗能行業(yè)，針對燃煤成本持續(xù)增加的問題，通過對風(fēng)、煤、料的合理調(diào)整，使用無煙煤后，窯況非常穩(wěn)定，原煤耗由原來的噸熟料150kg降至130kg以下，節(jié)省燃煤13%。既拓寬了燃料來源渠道，又降低了能耗，提高了效益。

3.3 礦井水循環(huán)

在礦井水循環(huán)再利用方面，形成了礦區(qū)內(nèi)的小閉合圈。礦井水上井后，供洗煤廠、電廠使用。在坑口電廠建有處理能力400 m3/h的水處理站，經(jīng)過處理后，可作為鍋爐冷卻、除塵用水。電廠排出的富含氧離子硬水，又補(bǔ)充到洗煤廠進(jìn)行循環(huán)再利用。洗煤廠原煤耗水量0.11 m3/t，低于國家標(biāo)準(zhǔn)0.15 m3/t，年用水量8.74萬m3，其中電廠硬質(zhì)水3萬m3。2007年，在產(chǎn)量增加的情況下，全年用水總量同比節(jié)約4.3萬m3。在生產(chǎn)過程中，嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到Ⅰ級洗水閉路循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)廢水零排放。

3.4 廢渣循環(huán)

在煤、電、水泥循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈上，水泥生產(chǎn)是節(jié)能減排的重要環(huán)節(jié)。前些年，由于坑口電廠粉煤灰燒失量過高，不能用于水泥生產(chǎn)，每噸還要花7.5元找山溝填埋。針對這種情況，電廠重點(diǎn)解決控制粉煤灰燒失量高的問題，水泥廠則主要在現(xiàn)有粉煤灰基礎(chǔ)上采取措施，調(diào)整工藝配方，進(jìn)行生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)改造，以解決利用高燒失量粉煤灰的難題。最終，電廠每年產(chǎn)生的8.5萬t爐渣和6.5萬t粉煤灰，全部由水泥廠作為生產(chǎn)原料綜合利用，起到了很好的減排效果，年綜合效益達(dá)到320多萬元。

3.5 利用余熱延伸循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈

水泥廠在循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)上，進(jìn)一步向前延伸，利用生產(chǎn)過程中窯頭、窯尾排放的廢氣余熱資源，采用純低溫余熱發(fā)電技術(shù)，建設(shè)一套裝機(jī)容量為9 MW的余熱發(fā)電機(jī)組，所發(fā)電力全部自用。每年可節(jié)約標(biāo)煤2萬余t，每年CO2減排量達(dá)5萬多t。利用電廠余熱，替代礦區(qū)7臺采暖小鍋爐，實(shí)行集中余熱供暖，每年可節(jié)約1715t標(biāo)煤。

4 結(jié)論

煤炭循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展模式，不僅能使資源得到充分利用，節(jié)約企業(yè)成本，產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益；而且在企業(yè)內(nèi)部，使污染物盡可能消化，減少其對生態(tài)環(huán)境破壞，產(chǎn)生良好的環(huán)境效益。因此，在循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式下，合理設(shè)計產(chǎn)業(yè)鏈，可以提高煤炭企業(yè)資源利用效率，充分循環(huán)利用廢棄物，降低能耗，減少污染物排放，在獲得顯著經(jīng)濟(jì)效益的同時，也實(shí)現(xiàn)了企業(yè)與社會和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。