煤炭循环经济产业链发展模式研究

李彩惠

（河北金牛能源股份有限公司，河北 邢台054021）

我国是世界上煤炭资源最丰富、产量和消费量最大的国家之一。由于我国长期以来的传统经济发展模式，煤炭生产企业面临着矿产资源的耗竭、水资源的短缺、三废污染等问题，严重限制了煤炭产业的健康发展。随着市场竞争日益激烈，以及社会对资源节约和环境保护的重视，随着2009年1月1日 《循环经济促进法》的实施，我国迫切需要一种新的模式发展煤炭产业。综合考虑资源、环境及技术含量等因素，以资源节约、环境保护为目标，形成低投入、高产出、少污染、零排放的循环经济产业链新型发展模式，以实现煤炭产业的可持续发展。

1 煤炭循环经济

循环经济的概念是20世纪60年代美国经济学家K·波尔丁首先提出的。传统经济是 “资源-产品-废物”单向流动的线性经济，以高开采、低利用、高排放为特征。循环经济是一种实践可持续发展理念的新的经济发展模式，它基于资源环境是支撑人类经济发展的物质基础这一根本认识，通过 “资源-产品-再生资源”的反馈式循环过程，使所有的物质、能量在这个永续的循环中得到合理和持久的利用，从而实现用尽可能小的资源消耗和环境成本，获得尽可能大的经济效益和社会效益。循环经济遵循生态经济学原理，以“减量化、再利用、再循环”为原则，以低开采、高利用、低排放为特征，以资源的高效利用和循环利用为核心，是资源节约、环境保护型经济发展模式，是新型工业化的重要内容和标志。[1]因此，循环经济从根本上缓解了资源、环境容量的有限性与发展无限性间的矛盾，解决了日益严重的资源短缺、环境污染、生态破坏等问题，真正实现经济的可持续发展。[2-3]

煤炭循环经济是指遵循矿产物质自身特征和自然生态规律，按其勘查、采选冶生产、深加工、消费等过程，在系统内部以互联的方式构成物质、能量的闭环流动，与之依存的能量流、信息流内在叠加，达到与环境、社会等和谐发展的一个经济系统。煤炭循环经济是一种 “矿产勘查-矿产资源-产品-再生矿产资源-最终排放”的反馈式流程，它重视生态效率，要求降低矿物开采量，提高矿物利用率，减少废弃矿物的处置及堆存量，以追求物质和能源利用效率的最大化和废物产生量的最小化，其核心是矿产资源的综合利用。[4]

2 章村矿循环经济产业链发展模式

经过近几年的快速发展，章村矿形成了以煤为主，电力、建材多元经营的现代化矿业企业，在矿区内形成了内部循环经济产业链 （图1）。原煤首先进入重介洗煤厂洗选，优质洗精煤作为工业用煤，主要作为炼钢、化工产品的原料；洗煤副产品 （煤泥、次中煤）以及煤矸石，作为坑口电厂的燃料；对开拓矸石实施井下充填，实现了矸石不升井、不外排；矿井水一部分直接供给洗煤厂生产，一部分经过处理后，作为电厂的冷却循环水和厂区内生产及生活用水。坑口电厂发电，主要满足矿井和水泥生产所需，矿区用电自给率达到80%；电厂锅炉余热为矿区生产、生活供暖；电厂粉煤灰、炉渣等废弃物，作为水泥配料用于水泥生产；电厂废弃硬水又补充到洗煤厂循环利用；水泥生产过程中产生的粉尘，通过除尘装置回收后，直接进入生产系统；利用水泥厂回转窑窑头、窑尾产生的余热，建设一座装机容量为9 MW的余热电站，直接供水泥厂生产自用，可以有效地实现节能减排。

图1 循环经济产业链

3 章村矿循环经济产业链特点

3.1 节能新技术

（1）积极推广变频节电技术。在煤矿、电厂、水泥厂等凡是具备条件的地方，都采用了节电新技术。电厂三台内反馈式串级调速电机，节电达50%。

（2）积极进行环节改造。完成了-200水平排水系统环节改造，停运交叉点两台37k W转排水泵，更换高耗能主扇，淘汰高耗能变压器。

（3）科学调度生产运行方式。集中生产、集中开皮带，减少空皮带运行时间；加强中央泵房管理，保持水泵在大流量及高效工况点内运行，提高排水系统主排水泵的效率。

（4）合理安排生产，积极推行避峰就谷节电措施。调整井下主排水泵开泵时间，利用夜班电力低谷时间多开水泵；调整洗煤厂生产班次，充分利用夜班电力低谷时间生产；调整机修厂铸工电炉夜班开炉时间，真正做到了避峰就谷，达到了节约用电提高经济效益的目的。

3.2 资源效益最大化

积极推广新技术、新工艺，提高矿井装备水平。9#煤工作面，由高档普采改为综合机械化开采，采高由2.2 m提高到3.2 m，实现了9#煤层一次采全高，工作面资源回收率由68%提高到98%。在多年来沿空送巷的基础上，成功应用了沿空留巷技术，节约了巷道掘进费用，提高了资源回收率。大力发展煤炭洗选深加工，2006年底，建成国内首家高变质程度无烟煤重介洗煤厂，进一步优化各项技术指标，精煤回收率提高3%～4%，洗选效率达到了95%以上。开展水泥生产试烧无烟煤技术攻关，节煤效果显著。水泥生产属高耗能行业，针对燃煤成本持续增加的问题，通过对风、煤、料的合理调整，使用无烟煤后，窑况非常稳定，原煤耗由原来的吨熟料150kg降至130kg以下，节省燃煤13%。既拓宽了燃料来源渠道，又降低了能耗，提高了效益。

3.3 矿井水循环

在矿井水循环再利用方面，形成了矿区内的小闭合圈。矿井水上井后，供洗煤厂、电厂使用。在坑口电厂建有处理能力400 m3/h的水处理站，经过处理后，可作为锅炉冷却、除尘用水。电厂排出的富含氧离子硬水，又补充到洗煤厂进行循环再利用。洗煤厂原煤耗水量0.11 m3/t，低于国家标准0.15 m3/t，年用水量8.74万m3，其中电厂硬质水3万m3。2007年，在产量增加的情况下，全年用水总量同比节约4.3万m3。在生产过程中，严格执行环保标准，达到Ⅰ级洗水闭路循环，实现了生产废水零排放。

3.4 废渣循环

在煤、电、水泥循环经济产业链上，水泥生产是节能减排的重要环节。前些年，由于坑口电厂粉煤灰烧失量过高，不能用于水泥生产，每吨还要花7.5元找山沟填埋。针对这种情况，电厂重点解决控制粉煤灰烧失量高的问题，水泥厂则主要在现有粉煤灰基础上采取措施，调整工艺配方，进行生产系统技术改造，以解决利用高烧失量粉煤灰的难题。最终，电厂每年产生的8.5万t炉渣和6.5万t粉煤灰，全部由水泥厂作为生产原料综合利用，起到了很好的减排效果，年综合效益达到320多万元。

3.5 利用余热延伸循环经济产业链

水泥厂在循环经济产业链基础上，进一步向前延伸，利用生产过程中窑头、窑尾排放的废气余热资源，采用纯低温余热发电技术，建设一套装机容量为9 MW的余热发电机组，所发电力全部自用。每年可节约标煤2万余t，每年CO2减排量达5万多t。利用电厂余热，替代矿区7台采暖小锅炉，实行集中余热供暖，每年可节约1715t标煤。

4 结论

煤炭循环经济产业链发展模式，不仅能使资源得到充分利用，节约企业成本，产生可观的经济效益；而且在企业内部，使污染物尽可能消化，减少其对生态环境破坏，产生良好的环境效益。因此，在循环经济发展模式下，合理设计产业链，可以提高煤炭企业资源利用效率，充分循环利用废弃物，降低能耗，减少污染物排放，在获得显著经济效益的同时，也实现了企业与社会和环境的协调发展。