化石燃料开采和利用的环境问题(北京大学《环境科学概论》报告

一．化石燃料开采过程中造成的环境问题

在化石燃料的开采与利用过程中会产生大量的废水废气废渣。以煤炭为例，煤矿矿井水及废水处理现状煤矿水污染问题是煤矿环境保护的一个突出问题。在煤炭开采过程中产生的废水主要有：

1.矿井水：我国煤炭地下开采约占整个煤炭产量的97％。由于含煤地层一般在地下含水层之下，在采煤过程中，为确保煤矿井下安全生产，必须排出大量的矿井涌水。据不完全统计，全国煤矿年排矿井水约22亿m 。

2.选煤废水：煤矿生产的原煤均含有各种杂质，如煤矸石等。为除去这些杂质以提高没的发热量，降低灰分，节约运费等，需对原煤进行洗选。选煤有干、湿两种方法，我国绝大多数选煤厂采用湿法选煤。在湿法选煤工艺中，水是不可缺少的，一般来说，洗选1 t原煤用水量约为4．0 m ，其中清水耗量为0.5～1.5 m。

3.焦化厂废水：焦化厂主要生产焦炭和煤气。其废水主要来源有三个：煤干馏水分；煤气净化处理过程中产生的废水；焦油、粗苯等精制过程及其它场合产生的废水。

自1987年以来，煤矿企业虽然加大环保投资，增大“三废”处理力度，煤矿矿井水及废水处理利用每年达2亿t，但从总体上来说，煤矿矿井水及废水利用技术仍维持在一个较低水平，主要有以下几方面。①资金短缺。水处理是一个耗资巨大的工程，一般要建一座废水处理站少则三十万元，多则几百万元甚至上千万元；②依靠科技进步不够。环保工人是专业性、综合性、科学技术性很强的工作；③历史欠账多。过去在计划经济体制下一些煤矿走先生产一后生活一再环保的路子，采用劳动密集型生产经营方式，国营煤矿多数简易投产，乡镇煤矿土法上马，手工生产，造成用人多、效率低、亏损大、污染严重；④行业内部发展不平衡，总体上国有重点煤矿环保管理比较好，新污染源得到控制，老污染源得到治理，地方矿差一些，乡镇矿则是空白。

二．燃烧过程中造成的环境污染

化石燃料的燃烧为人们提供了大量的热量，为经济的发展做出了巨大的贡献。同时也给环境特别是大气环境带来了严重污染。化石燃料燃烧产生的大气污染物主要有CO,SO2，NO2及可吸入固体尘埃。

以NO2为例。根据NOx的生成机理，燃料燃烧过程中产生的NOx由三部分组成：燃料型NOx、热力型NOx和快速型NOx。燃料型NOx是指燃料中的氮元素在燃料燃烧过程中被氧化生成的NOx；热力型NOx是指空气中的氮在高温时被氧化而生成的NOx；在火焰面及其附近激发生成的NOx被称为快速型NOx

NOx的产生与燃烧方式、燃烧器结构、炉膛结构以及燃烧工况等密切相关，形成机理非常复杂。氮氧化物(NOx)是酸雨及光化学烟雾的成因物质，高浓度的二氧化氮还会给人的呼吸器官带来不良影响，世界上有许多国家都对NOx的排放做出了严格的规定，我国也已经开始向企业收取NOx排污费，因而，选择适当的方法评估其NOx排放量已成为企业所必须面临的问题。

三．解决方案

1.改进燃烧技术。使用更高效的燃烧炉、添加生石灰等物质。如无氧煤气化零排放

系统(Ziock H J et a1．，2000)、新型近零排放煤气化燃烧利用系统(王勤辉等，2003)、化学链燃烧(Jens Wolf et a1．，2005；M ．Ishida et a1．，2002；Francisco Garcia —Labiano et a1．，2005)等新型燃烧技术．为了减少向大气中排放CO ，欧美一些国家已经尝试了将CO从燃烧烟气中分离并填埋到地下(Blok，1997)或海(Herzog，2000)等处理手段．与此同时，为了使燃料燃烧过程实现零排放化和燃料化学能的高效利用，

结合燃烧化学和熔融碳酸盐燃料电池等知识，熔融盐循环热载体无烟燃烧技术。2发展核能、太阳能、风能等清洁能源。

3完善节能减排的政策，规范企业生产流程和对环境污染的打击力度。

参考文献

1 能源环境现状与矿区水污染治理

2 化石燃料燃烧对大气的污染及应对措施

3 化石燃料燃烧过程中氮氧化物排放量的评估

4 电力生产中化石燃料、核能、可再生能源间关于降低二氧化碳排放量的成本比较5日本原子能委员会强调核能在减少化石燃料污染方面的作用

6 污染物零排放的化石燃料燃烧系统

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