“十四五”時(shí)期是碳達(dá)峰的關(guān)鍵期、窗口期，要立足以煤為主的基本國情，抓好煤炭清潔高效利用。如何實(shí)現(xiàn)煤炭資源科學(xué)合理、規(guī)范有序開發(fā)利用？如何進(jìn)一步推動(dòng)煤炭降污減碳、提升利用效能？近日，本報(bào)記者走訪內(nèi)蒙古、寧夏等地，報(bào)道當(dāng)?shù)氐纳鷦?dòng)實(shí)踐。
——編 者
剛剛從地下開采出的原煤，在全封閉的車間內(nèi)，經(jīng)過破碎、浮選與分篩，被分離成煤泥、精煤和矸石，經(jīng)由不同通道運(yùn)出。運(yùn)煤列車上方，巨大的漏斗在幾十秒時(shí)間內(nèi)，自動(dòng)將數(shù)十噸精煤倒入每個(gè)車廂中，煤堆表面平整嚴(yán)實(shí)，不見撒漏和揚(yáng)塵。整個(gè)過程，只有轟鳴的機(jī)器和飛馳的傳送帶在工作，不見一個(gè)人影。
這里是內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市國能神東煤炭洗選中心。中心總工程師陶亞東告訴記者：“我們?cè)谧龅氖虑?，就是讓煤炭利用更清潔?rdquo;
作為我國重要的煤炭生產(chǎn)供應(yīng)基地，內(nèi)蒙古2021年的煤炭產(chǎn)量占全國1/4以上。近年來，內(nèi)蒙古大力促進(jìn)煤炭資源科學(xué)合理、規(guī)范有序開發(fā)利用，出臺(tái)了一系列政策文件，明確了加強(qiáng)煤炭清潔高效利用的主要路徑和方向。清潔、高效、智能，如今已成為當(dāng)?shù)孛禾啃袠I(yè)發(fā)展的鮮明特點(diǎn)。
精準(zhǔn)采煤，供應(yīng)更清潔
走入位于鄂爾多斯市伊金霍洛旗的伊泰紅慶河煤礦，難見塵垢，不聞噪聲。平坦清潔的道路，整齊干凈的建筑，令人難以相信這是一座年產(chǎn)煤1500萬噸的大礦。
地下800米，智能綜合機(jī)械化采煤工作面正自動(dòng)將大塊的原煤鏟下。原煤經(jīng)初步破碎，由刮板轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)輸，隨后通過礦井升上地面。
在地面的控制室中，工作人員坐在屏幕前，注視著每個(gè)流程。“目前，井下已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了采煤機(jī)自動(dòng)定位與記憶截割、液壓支架自動(dòng)跟機(jī)及可視化遠(yuǎn)程監(jiān)控。結(jié)合綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，我們?cè)诘孛婢涂梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)綜采設(shè)備的智能監(jiān)測(cè)與集中控制，回采率90%以上。”煤礦副總經(jīng)理賀玉璽說。
作為一名“礦齡”20多年的老職工，賀玉璽感慨如今煤礦的變化之大，“以前我們用爆破采煤，用三輪車運(yùn)煤，用鐵鉤選煤，每天身上都是洗不掉的煤灰，上班都不敢穿淺色衣服。”如今，通過全封閉流程建設(shè)，煤礦實(shí)現(xiàn)了“采煤不見煤”——從煤炭被開采，直到洗選、裝車，工人都不必直接接觸煤炭。賀玉璽說：“這既改善了工作環(huán)境，也減少了污染，更實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)化采煤，提升了煤炭品質(zhì)。”
在距離紅慶河煤礦50多公里的國能神東煤炭上灣選煤廠，副廠長田延鋒正在各廠房之間巡查。他通過一個(gè)手機(jī)大小的智慧終端，就可以監(jiān)控各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)并操作煤炭洗選流程。“從最初的篩分破碎，到塊煤洗選、選前脫粉等，系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)煤炭的不同性質(zhì)，采取不同措施，生產(chǎn)出低灰、低硫、低磷的優(yōu)質(zhì)清潔產(chǎn)品。”田延鋒說。
“煤炭洗選的目的是去除煤中雜質(zhì)，提高利用效率。”田延鋒介紹，為更好實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，公司從2013年就開始進(jìn)行智能化改造，在大數(shù)據(jù)采集及分析、生產(chǎn)決策、設(shè)備監(jiān)控與管理、生產(chǎn)過程控制等方面開展技術(shù)探索。“通過改造，我們的精煤產(chǎn)率提升了1.09%，實(shí)現(xiàn)了煤炭洗選全流程智能化，工藝更精準(zhǔn)，煤炭更清潔。”
改造升級(jí)，燃燒更高效
走進(jìn)包頭市昆都侖河畔的包鋼熱電廠，技術(shù)人員正在對(duì)兩臺(tái)老鍋爐進(jìn)行技術(shù)改造。“這兩臺(tái)是流化床鍋爐，與一般鍋爐相比，對(duì)煤炭燃料的適應(yīng)性更強(qiáng)。通俗來講，就是‘不挑食’。”熱電廠區(qū)域技術(shù)主管田順生告訴記者，“一般被視作廢料的矸石，它都能‘吃’得下去。此外，這兩臺(tái)鍋爐的機(jī)組還承擔(dān)著包頭市城區(qū)的供暖任務(wù)，因此我們決定對(duì)其進(jìn)行改造升級(jí)。”
為提升鍋爐效率，田順生和他的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一系列技術(shù)創(chuàng)新：對(duì)爐膛水冷壁進(jìn)行陶瓷噴涂，加裝格柵，取消旋風(fēng)分離器凸臺(tái)，抬高返料器底部高度……經(jīng)過改造，機(jī)組發(fā)電煤耗較改造前降低2克/千瓦時(shí)，鍋爐的吸熱能力增強(qiáng)20%，效率提升至91.7%。
“效率提升了，煤炭的不完全燃燒現(xiàn)象也隨之降低，機(jī)組整體更加清潔。”田順生說，改造完成后，鍋爐內(nèi)剩余殘?jiān)鼤?huì)減少1%左右。“更重要的是，除煙除塵與脫硫脫硝效率也實(shí)現(xiàn)了提升，配合我們同步進(jìn)行的脫硝系統(tǒng)改造，外排煙氣污染物較往年下降75%以上。”
通過深入推進(jìn)煤電機(jī)組節(jié)能改造升級(jí)，內(nèi)蒙古推動(dòng)全區(qū)能源結(jié)構(gòu)向清潔低碳轉(zhuǎn)變。“十三五”時(shí)期，內(nèi)蒙古完成煤電機(jī)組節(jié)能改造升級(jí)3124萬千瓦，建成了清潔高效的煤電供應(yīng)體系。2021年，全區(qū)煤電機(jī)組供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗312克/千瓦時(shí)，較2015年下降25克/千瓦時(shí)。
內(nèi)蒙古自治區(qū)能源局局長王金豹表示，“我們要進(jìn)一步提升煤炭使用效率，繼續(xù)加強(qiáng)存量煤電機(jī)組節(jié)能改造，加大淘汰落后燃煤機(jī)組力度，合理安排已納入規(guī)劃煤電項(xiàng)目的建設(shè)投產(chǎn)。”根據(jù)相關(guān)行動(dòng)計(jì)劃，到2023年，內(nèi)蒙古全區(qū)新建燃煤發(fā)電機(jī)組平均供電煤耗低于300克/千瓦時(shí)，改造現(xiàn)役燃煤發(fā)電機(jī)組1200萬千瓦左右。
降污減碳，助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)
在伊金霍洛旗，有一條工業(yè)化的煤炭直接液化生產(chǎn)線。在這里，煤炭被轉(zhuǎn)化為柴油、汽油等產(chǎn)品。中國神華煤制油化工有限公司鄂爾多斯煤制油分公司副總經(jīng)理劉付升說：“煤炭直接液化需要用到大量氫氣參加反應(yīng)。制氫是我們的重要工序，也是最主要的碳排放來源，這個(gè)過程中排放的二氧化碳濃度高達(dá)90%以上，為實(shí)施碳捕集與封存提供了便利條件。”
劉付升告訴記者，碳捕集與封存的原理，就是收集高純度的二氧化碳并令其以超臨界的狀態(tài)存于地下，使之在地下深層高孔隙率巖層中擴(kuò)散儲(chǔ)存，并與地下物質(zhì)逐漸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而固化。“此時(shí)此刻，在我們腳下1000米到3000米的巖層中，已經(jīng)完成了30萬噸的二氧化碳封存。”
據(jù)介紹，目前碳捕集與封存的成本約為160元/噸，隨著相關(guān)技術(shù)的不斷成熟以及碳捕集與封存規(guī)模的擴(kuò)大，這一數(shù)字有望不斷降低。劉付升說：“我們下一步計(jì)劃建設(shè)規(guī)模達(dá)120萬噸的碳捕集與封存項(xiàng)目，不斷推動(dòng)技術(shù)走向成熟，助力‘雙碳’目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。”
在呼和浩特市區(qū)西南20余公里的金山熱電廠二期項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)，一座高塔已逐漸成型。建成后，塔高將達(dá)到228米，外緣直徑197.4米。
項(xiàng)目副總經(jīng)理李俊義介紹，這座塔應(yīng)用了煙囪、脫硫塔、間冷塔“三塔合一”技術(shù)，在節(jié)省用地的同時(shí)，也能降低對(duì)周邊環(huán)境的影響。
為了減少煙塵等污染物的排放，這一項(xiàng)目應(yīng)用了先導(dǎo)式外旁通氣力輸灰、低壓力等級(jí)空壓機(jī)等多項(xiàng)技術(shù)，脫硫效率可達(dá)99.73%，除塵效率可達(dá)99.98%。“通過多重優(yōu)化設(shè)計(jì)，項(xiàng)目排放煙氣中的二氧化硫濃度將小于30毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米，氮氧化物濃度小于50毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米，煙塵濃度小于5毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米，達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。”李俊義說。
在項(xiàng)目建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)的北面，綿綿大青山巍然聳立。李俊義站在即將建成的高塔之下，滿懷期待地望著大青山。“夏天的時(shí)候，大青山會(huì)被綠色覆蓋。希望我們的塔建成后，能進(jìn)一步守護(hù)這片綠色。”
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