第一篇：潔凈煤技術(shù)應(yīng)用

潔凈煤技術(shù)的前景及應(yīng)用

摘要：潔凈煤技術(shù)是指在煤炭開發(fā)、加工、利用全過程中旨在提高煤炭利用效率，減少環(huán)境污染的一系列新技術(shù)的總稱，潔凈煤的發(fā)展和利用將能源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)和技術(shù)創(chuàng)新密切配合，形成一完整的協(xié)調(diào)發(fā)展的概念。潔凈煤技術(shù)包括：兩大方面的內(nèi)容：煤的潔凈開采和煤的潔凈利用技術(shù)。其中煤的潔凈開采主要分為煤炭的地下氣化、煤炭的地下液化和煤層甲烷的開發(fā)利用技術(shù)三大方面；煤的潔凈利用技術(shù)包含加工、燃燒和凈化等幾方面。關(guān)鍵詞：煤炭轉(zhuǎn)化、潔凈煤技術(shù)、應(yīng)用、發(fā)展建議 1 我國(guó)煤清潔技術(shù)發(fā)展過程中遇到的問題

1.1 煤炭在我國(guó)能源工業(yè)和環(huán)境保護(hù)中的地位

能源和環(huán)境是目前人類面臨的重要問題，處理好這些問題。對(duì)于人類生存和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。中國(guó)是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó),根據(jù)我國(guó)建國(guó)后一次能源消耗的結(jié)構(gòu)變化。目前煤炭占我國(guó)能源需求總量的75%.左右,大大超出了27%的世界平均水平。另外,根據(jù)世界一些主要國(guó)家中煤炭在能源結(jié)構(gòu)中的比例可知,中國(guó)是世界上少數(shù)以煤為主要能源的國(guó)家之一。隨著我國(guó)對(duì)核能水、電和新能源的開發(fā)利用和發(fā)展,能源結(jié)構(gòu)會(huì)有些改變。但預(yù)計(jì)到本世紀(jì)中,煤炭在能源中的比重仍將高于50%。1.2 煤的結(jié)構(gòu)

煤是由遠(yuǎn)古死亡植物殘骸沒入水中經(jīng)過生物化學(xué)作用,然后被地層覆蓋并經(jīng)過地質(zhì)化學(xué)作用形成的有機(jī)生物巖,是有機(jī)與無機(jī)化合物的混合體。由于生成的地質(zhì)年代不同,造成了煤的組分也不同, 但其基本元素成份為碳、氫、氧、氮、硫。此外, 還包括一些成灰元素（如硅、鋁、鐵、鈣、鎂、堿金屬）和一些微量重金屬,如汞硒等。煤中的有機(jī)成份是以官能團(tuán)的形式出現(xiàn)的,包括輕基、梭基、撥基甲氧基等。由煤的構(gòu)造可知環(huán)烴和鏈烴為煤的主要組成部分。煤在熱轉(zhuǎn)換過程中,烴中的弱鍵斷裂形成氣體或液體逸。如果能在煤的轉(zhuǎn)化過程中提取部分液體環(huán)烴,則煤轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)品的品位就會(huì)大大的提高。

1.3 現(xiàn)有煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)及其問題

目前煤炭的轉(zhuǎn)化主要有三種方式：直接燃燒、氣化和液化。

1.3.1 煤炭燃燒

我國(guó)煤炭利用的主要形式為直接燃燒,約占總用煤量的80%。而煤直接燃燒的一半左右用于中小燃煤設(shè)備,其問題之一為熱效率低,如工業(yè)爐窯的熱效率中有40%左右,而工業(yè)及供暖鍋爐的圭15效率也僅為60%左右。問題之二為對(duì)環(huán)境的污染極其嚴(yán)重。由于小型燃煤設(shè)備上沒有污染物排放控制手段,其排放量要比大型燃燒設(shè)備高得多。大型燃煤設(shè)備如電站鍋爐的轉(zhuǎn)換效率比小型設(shè)各高。目前發(fā)達(dá)國(guó)家煤發(fā)電的效率達(dá)45%以上,而我國(guó)的煤發(fā)電效率只有30%左右,而且其污染物如SO2、NOX、CO等的治理措施還有待解決。

由此可見,解決煤炭直接燃燒的問題是煤潔凈高效轉(zhuǎn)換的首要問題。從理論上看,將煤炭直接燃燒產(chǎn)生熱能來利用的最大缺陷在于該過程將高品位能降至極低品位的熱能來利用。如同用高溫高壓蒸汽來供暖。而目前煤炭利用的現(xiàn)狀即在近期內(nèi)以燃燒為主的局面不可能有大的變化,因此,現(xiàn)有燃燒設(shè)備的改進(jìn)是提高效率、降低污染的一個(gè)方向。同時(shí),對(duì)于新設(shè)備應(yīng)采用新的轉(zhuǎn)化技術(shù),逐漸改變煤炭利用的現(xiàn)有格局。

1.3.2 氣化

煤炭氣化是利用固體煤來產(chǎn)生氣體燃料或產(chǎn)品的過程,與煤的直接燃燒相比,氣化具有大的優(yōu)越性。首先,在轉(zhuǎn)化過程中燃料的品位不僅沒有降低,而且略有升高。所產(chǎn)生的氣體不僅可以作為燃料還可以作為化工原料。其次,與固體煤相比, 體燃料在燃燒過程中其燃燒效率高, 污染低,可作為民用燃料。然而,完全氣化過程需要較苛刻的條件,即較高的溫度,同時(shí)半焦的完全氣化需要較長(zhǎng)的時(shí)間,加上在高溫氣氛下半焦的失活,造成不完全氣化。其結(jié)果是氣化爐的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高。為解決這些問題,目前各國(guó)正在對(duì)整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）發(fā)電技術(shù)進(jìn)行深入的研究。該技術(shù)的商業(yè)化可望提高煤炭的轉(zhuǎn)化效率。但目前煤氣的高溫凈化這一關(guān)鍵技術(shù)問題還投有得到完全解決。同時(shí),我國(guó)目前的燃?xì)廨啓C(jī)還需要依賴進(jìn)口。因此,該項(xiàng)技術(shù)不能完全符臺(tái)我國(guó)的基本國(guó)情。1.3.3 液化

煤炭液化是通過化學(xué)加工轉(zhuǎn)化為液體產(chǎn)品,包括液體燃料和化工原料的過程。煤炭液化可以通過二種方法來實(shí)現(xiàn)：直接液化和間接液化。煤炭的直接液化是使煤在高壓、高溫條件下,過加氫使煤中的有機(jī)成份直接轉(zhuǎn)化為液體燃料和化工原料；直接液化具有液體轉(zhuǎn)化率高的優(yōu)點(diǎn),但由于其產(chǎn)率依賴于煤的結(jié)構(gòu),煤種適應(yīng)性較差。

圖

1、煤炭液化

同時(shí),其過程在高壓、高溫條件下加氫進(jìn)行,苛刻的總體操作條件使產(chǎn)品的成本提高。目前還無法與相似石油化工產(chǎn)品相競(jìng)爭(zhēng)。煤炭間接液化是將煤氣化后,再經(jīng)過催化合成為液體產(chǎn)品。煤炭的間接液化的優(yōu)點(diǎn)在于其煤種適應(yīng)性較寬,操作條件較溫合,同時(shí),硫、氮和灰等污染先驅(qū)物可在氣化過程中脫除。但該過程包括氣化和合成二個(gè)過程,即先將煤中的高碳成分降成一碳,然后再合成為高碳液體。故其總效率低、產(chǎn)品的選擇性差。由以上分析可以看出,對(duì)于作為混合體的煤進(jìn)行單一轉(zhuǎn)化方法處理具有如下問題：轉(zhuǎn)化效率低、轉(zhuǎn)化后產(chǎn)品品位下降、污染物治理量大、工藝條件苛刻、相對(duì)投資高。因此,應(yīng)根據(jù)煤炭的結(jié)構(gòu)來開發(fā)煤的潔凈高效轉(zhuǎn)化新技術(shù)。潔凈煤技術(shù)進(jìn)展現(xiàn)狀

2.1 國(guó)外潔凈煤技術(shù)進(jìn)展現(xiàn)狀 上世紀(jì)80年代開始,發(fā)達(dá)國(guó)家從能源發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益考慮,相繼開展?jié)崈裘杭夹g(shù)的研究工作,在一些主要領(lǐng)域己取得重大進(jìn)展,并且許多科研成果已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化推廣階段,取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。美國(guó)于1986年推行“潔凈煤技術(shù)示范計(jì)劃”(CCTP),在能源部的主持下,先后投資52億美元,選定38個(gè)商業(yè)性示范項(xiàng)目[1], 涉及4個(gè)主要應(yīng)用領(lǐng)域,即先進(jìn)發(fā)電系統(tǒng)、環(huán)境控制設(shè)備、煤炭加工清潔燃料裝置、工業(yè)應(yīng)用技術(shù)示范項(xiàng)目。其中11項(xiàng)為先進(jìn)發(fā)電技術(shù),占總投資的55%;18項(xiàng)屬于環(huán)境控制設(shè)備研究(有5項(xiàng)S02排放控制技術(shù)、7項(xiàng)NOx排放控制技術(shù)、6項(xiàng)S02和NOx共脫除技術(shù)), 占總投資的12%;4項(xiàng)煤的潔凈燃料加工技術(shù),占總投資的8%;5 項(xiàng)工業(yè)應(yīng)用技術(shù)(其中4項(xiàng)煤燃燒技術(shù)、1項(xiàng)除塵技術(shù)),占總投資的25 %。截止2001 年,已完成25項(xiàng)。

其中4項(xiàng)煤的潔凈燃料加工技術(shù), 分別為:(l)配煤燃燒專家系統(tǒng)(Development of the coal Quality ExpertTM)[2] :通過計(jì)算機(jī)仿真軟件優(yōu)化燃燒配煤,實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒的低排污、低成本、高效率運(yùn)行;(2)先進(jìn)煤精制過程(Advanced Coal Conversion Process Demonstration)[3]: 目的是生產(chǎn)“ 精制煤”(SynCoal)。

(3)溫和煤氣化項(xiàng)目(ENCOAL Mild Coal Gasification Project): 通過溫和氣化過程由低硫半煙煤生產(chǎn)兩種高附加值燃料: “加工衍生燃料”(process-derived fuel,PDF)和“ 煤衍生液體燃料”(coal一derived liquid,CDL)。

(4)煤制液體甲醇/二甲醚工藝(Commercial Scale Demonstration of Liquid Phase Methanol(LPMEOHTM)Process [3]:采用LPMEOHTM工藝,由煤合成氣進(jìn)行商業(yè)化示范生產(chǎn)液體甲醉,同時(shí)還試生產(chǎn)二甲醉(DME)和甲醇的混合物。目前,美國(guó)潔掙煤技術(shù)計(jì)劃已轉(zhuǎn)入前景21(Vision 21)計(jì)劃,大力推進(jìn)煤炭的高效潔凈綜合利用技術(shù), 最終實(shí)現(xiàn)含碳能源, 尤其是煤炭近零排放利用系統(tǒng):先進(jìn)透平計(jì)劃(AGT)轉(zhuǎn)入新世紀(jì)透平計(jì)劃(NCGT)。

日本早在1980年就成立了“新能源工業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)“(NED0),從事潔凈煤技術(shù)和新能源的研究開發(fā)。1995年,新能源工業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)組建了“潔凈煤技術(shù)中心”(CCTC),推出了“新陽光計(jì)劃”,1999年又制定了“21 世紀(jì)煤炭技術(shù)戰(zhàn)略”,計(jì)劃在2030年前實(shí)現(xiàn)煤作為燃料的完全潔凈化日本目前正開發(fā)的項(xiàng)目有:(l)煤炭高效率利用技術(shù),如IGCC、CFBC 和PFBC等潔凈煤發(fā)電技術(shù)；(2)煤炭預(yù)處理和煙氣凈化技術(shù),如煤炭選洗技術(shù)、廢煙處理技術(shù)、脫硫和脫氮技術(shù)等;(3)加壓流化床鍋爐的技術(shù)開發(fā)；(4)煤合成氣燃料電池等；

90年代,歐盟推出未來能源計(jì)劃,其主旨是促進(jìn)歐洲能源利用新技術(shù)的開發(fā), 減少對(duì)石油的依賴和煤炭利用造成的環(huán)境污染。歐盟發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)的主要目標(biāo)是減少各種燃煤污染物以及溫室氣體排放,使燃煤發(fā)電更加潔凈;通過提高效率減少煤炭消費(fèi)。目前研究開發(fā)的項(xiàng)目有:整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電;煤與生物質(zhì)及工業(yè)、城市或農(nóng)業(yè)廢棄物共氣化(或燃燒);固體燃料氣化燃料電池聯(lián)合循環(huán);循環(huán)流化床燃燒技術(shù)等。

2.2 國(guó)內(nèi)潔凈煤技術(shù)進(jìn)展現(xiàn)狀

1995 年,國(guó)務(wù)院成立了“國(guó)家潔凈煤技術(shù)推廣規(guī)劃領(lǐng)導(dǎo)小組” ,組織制定了《中國(guó)潔凈煤技術(shù)“九五”計(jì)劃和2 0 10 年發(fā)展綱要》,提出在中國(guó)發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)應(yīng)包括煤炭加工、潔凈燃煤與發(fā)電、煤炭轉(zhuǎn)化、污染物治理與資源綜合利用等四個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)。近幾年,我國(guó)通過引進(jìn)、消化和自主開發(fā),在潔凈煤技術(shù)的研究開發(fā)、示范及推廣應(yīng)用三個(gè)層次上均取得了較大進(jìn)展,縮小了我國(guó)在潔凈煤技術(shù)領(lǐng)域同發(fā)達(dá)國(guó)家之間的距離,具體為:(l)在煤炭洗選和加工方面:選煤設(shè)計(jì)能力大幅度提高, 由4.42億噸/年提高至5.02億噸/年;干法洗選、重介質(zhì)旋流器、細(xì)粒煤分選等技術(shù)迅猛發(fā)展；水煤漿制漿生產(chǎn)能力達(dá)到20萬噸陣以上,工業(yè)燃燒水煤漿取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展: 已建成較大規(guī)模的動(dòng)力配煤生產(chǎn)線, 配煤能力約500萬噸陣;型煤技術(shù)得到大力推廣。(2)在煤炭轉(zhuǎn)化方面:引進(jìn)和自主開發(fā)了一些新的煤炭氣化技術(shù),如多噴嘴水煤漿新型氣化爐、加壓粉煤流化床氣化爐、灰熔聚常壓流化床氣化爐,并進(jìn)行了放大試驗(yàn),目前工業(yè)應(yīng)用以引進(jìn)技術(shù)、裝備為主等: 百萬噸級(jí)煤直接液化工業(yè)示范廠已通過可行性研究,煤炭間接液化技術(shù)開發(fā)取得進(jìn)展;成功研制了kW級(jí)燃料電池堆, 完成了30kw燃料電池系統(tǒng)與電動(dòng)汽車系統(tǒng)聯(lián)合試驗(yàn)和試車系統(tǒng)[4]。(3)在潔凈燃燒與發(fā)電方面:220t/h以下的循環(huán)流化床鍋爐已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,410t/h循環(huán)流化床鍋爐燃煤發(fā)電工程示范正在組織實(shí)施。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC)干煤粉氣化、熱煤氣凈化、燃汽輪機(jī)和余熱系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)的研究已經(jīng)啟動(dòng);(4)在污染物治理與資源綜合利用方面:開發(fā)了一系列煙氣脫硫、除塵新技術(shù), 完成了多套電站煙氣脫硫工程:煤研石和煤泥等廢物再資源化已初步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化, 當(dāng)年廢物再資源化率達(dá)50%以上。2.3 國(guó)內(nèi)潔凈煤技術(shù)發(fā)展存在的不足

中國(guó)在潔凈煤技術(shù)方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,在一些重要領(lǐng)域和關(guān)鍵技術(shù)研究開發(fā)方面也取得了重大進(jìn)展,但是仍存在很多不足,如研究開發(fā)力量較分散,難以形成整體優(yōu)勢(shì),項(xiàng)目重亞或低水平重復(fù);引進(jìn)的技術(shù)較多, 自主開發(fā)的創(chuàng)新性技術(shù)較少,且成熟程度不高;研究成果轉(zhuǎn)換率較低,規(guī)模不大;對(duì)中國(guó)潔凈煤技術(shù)市場(chǎng)孺求了解不足[5];從研究開發(fā)、工程示范到商業(yè)應(yīng)用存在一定的政策障礙和資金缺乏問題等等, 這些問題有待解決。潔凈煤技術(shù)的應(yīng)用

潔凈煤技術(shù)包含從煤炭開發(fā)到轉(zhuǎn)化利用及其凈化處理的全過程，因此潔凈煤技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用范圍很廣、種類很多，在此只能擇選其中幾種成熟而典型技術(shù)介紹如下。

3.1 煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料技術(shù)[6]

(1)煤的氣化技術(shù)，有常壓氣化和加壓氣化兩種，它是在常壓或加壓條件下，保持一定溫度，通過氣化劑（空氣、氧氣和蒸汽）與煤炭反應(yīng)生成煤氣，煤氣中主要成分是一氧化碳、氫氣、甲烷等可燃?xì)怏w。用空氣和蒸汽做氣化劑，煤氣熱值低；用氧氣做氣化劑，煤氣熱值高。煤在氣化中可脫硫除氮，排去灰渣，因此，煤氣就是潔凈燃料了。煤炭氣化技術(shù)分地面和地下兩種。地面煤氣化技術(shù)有固定床、流化床與氣流床三種主要形式。氣化工藝開發(fā)集中于提高氣化壓力、提高氣化爐容量、擴(kuò)大煤種適應(yīng)性、環(huán)境友好、提高碳轉(zhuǎn)化率和提高氣化效率和液態(tài)排渣等。主要應(yīng)用于化工合成、城市煤氣生產(chǎn)及聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。煤炭地下氣化是將地下煤炭有控制燃燒、產(chǎn)生可燃?xì)怏w的一種開發(fā)清潔能源與化工原料的新技術(shù)。只提取煤中含能組分，而將灰渣等污染物滯留在井下。這種新技術(shù)集建井、采煤、轉(zhuǎn)化工藝為一體，大大減少了煤炭生產(chǎn)和使用過程中所造成的環(huán)境破壞，并可大大提高煤炭資源的利用率。因此深受世界各國(guó)重視。對(duì)于煤炭地下氣化技術(shù)，在國(guó)外主要是俄羅斯在應(yīng)用，歐美等國(guó)在開發(fā)。美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)指出，地下氣化與地面氣化生產(chǎn)相同下游產(chǎn)品相比，合成氣的成本可下降43%，天然氣代用品的成本可下降10%~18%，發(fā)電成本可下降27%；前蘇聯(lián)列寧格勒火力發(fā)電設(shè)計(jì)院公布的資料表明，地下氣化熱力電廠與燃煤電廠相比，廠房空間可減少50%，鍋爐金屬耗量可降低30%，運(yùn)行人數(shù)可減少37%。地下氣化技術(shù)是十分具有誘惑力的。近年來，我國(guó)對(duì)煤炭地下氣化技術(shù)的研究有很大進(jìn)展。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)提出并完善了長(zhǎng)通道、大斷面、兩階段的地下氣化新工藝。長(zhǎng)通道、大斷面氣化爐有利于氣化過程的穩(wěn)定，兩階段煤炭地下氣化工藝是一種循環(huán)供給空氣（或純氧、富氧空氣）和水蒸汽的地下氣化方法。新工藝實(shí)現(xiàn)了井下無人、無設(shè)備、長(zhǎng)壁式氣化工作面采煤，節(jié)省了大量的資金、設(shè)備和人員投入，經(jīng)濟(jì)效益顯著。在徐州新河二號(hào)井的半工業(yè)性試驗(yàn)和唐山劉莊煤礦的工業(yè)性試驗(yàn)中利用了這種新工藝。新河試驗(yàn)于1994年3月點(diǎn)火，煤氣供徐州市居民使用。劉莊試驗(yàn)于1996年5月開始,煤氣供唐山市衛(wèi)生陶瓷廠和劉莊礦供熱鍋爐使用，已實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)三年多，目前仍在運(yùn)行中。

(2)煤的液化技術(shù)[8]，有間接液化和直接液化兩種。間接液化是先將煤氣化，然后再把煤氣液化，如煤制甲醇，可替代汽油，我國(guó)已有應(yīng)用。直接液化是把煤直接轉(zhuǎn)化成液體燃料，比如直接加氫將煤轉(zhuǎn)化成液體燃料，或煤炭與渣油混合成油煤漿反應(yīng)生成液體燃料，我國(guó)已開展研究。而且在神華集團(tuán)正在籌建煤的液化項(xiàng)目，不久即將投入生產(chǎn)。

(3)煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)，先把煤制成煤氣，再用燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，排出高溫廢氣燒鍋爐，再用蒸汽輪機(jī)發(fā)電，整個(gè)發(fā)電效率可達(dá)45％。我國(guó)正在開發(fā)研究中。

(4)燃煤磁流體發(fā)電技術(shù)，當(dāng)燃煤得到的高溫等離子氣體高速切割強(qiáng)磁場(chǎng)，就直接產(chǎn)生直流電，然后把直流電轉(zhuǎn)換成交流電。發(fā)電效率可過50％～60％。我國(guó)正在開發(fā)研究這種技術(shù)。

3.2 水煤漿輸送技術(shù)

煤炭與石油和天然氣相比，在運(yùn)輸和貯存時(shí)，存在著粉塵、自燃、灰渣及煙氣污染等諸多不利因素。與其將大量未經(jīng)加工的煤炭進(jìn)行鐵路運(yùn)輸，還不如將其在產(chǎn)地制成煤漿用管道輸送，即把煤液體化，預(yù)先制成高濃度水煤漿，通過管道將液狀水煤漿送往電廠作為鍋爐的燃料，可以大大減少污染和自燃等問題，減輕鐵路運(yùn)輸?shù)膲毫?。這樣煤炭在燃燒和轉(zhuǎn)化利用之前先將其液態(tài)化就成為一種新的潔凈煤技術(shù)。

水煤漿是一種新型流體燃料，它可以在鍋爐內(nèi)穩(wěn)定著火燃燒，由于在加工制造過程中可以通過技術(shù)處理除去原煤中一部分灰分和硫分，所以水煤漿是一種清潔燃料。水煤漿是一種微煤粒、水和少量化學(xué)添加劑的液狀混合物，煤、水的混合比為7∶3，另加1%的添加劑。制造時(shí)先將原料煤濕磨成50～20μm的粒狀，經(jīng)分流器分流，粒徑合格的煤粉漿通過真空脫水濃縮后流入混合器，再加入適量的化學(xué)添加劑經(jīng)混合并連續(xù)攪拌制成水煤漿。燃用水煤漿的主要好處：

（1）可用管道輸送，用貯罐貯存，降低運(yùn)輸及貯存費(fèi)用。

（2）水煤漿可以直接噴霧燃燒且燃燒穩(wěn)定，電廠可以省去給煤制粉系統(tǒng)等輔機(jī)設(shè)備，降低廠用電。

（3）水煤漿的噴霧燃燒使其獲得與重油同樣負(fù)荷特性，適合于作為調(diào)峰電廠的燃料。

（4）可實(shí)現(xiàn)煤的清潔燃燒，大大減少灰分、粉塵、SO2、NOx 的排放。

3.3 循環(huán)流化床燃煤發(fā)電技術(shù)

循環(huán)流化床發(fā)電技術(shù)屬于先進(jìn)的煤炭燃燒發(fā)電技術(shù)，燃燒效率高、污染排放少、完全可以滿足環(huán)保要求，在國(guó)外發(fā)展很快，已進(jìn)入商業(yè)化階段。循環(huán)流化床鍋爐的特點(diǎn)是通過控制燃料、風(fēng)量、吸附劑等能使鍋爐爐膛呈流化態(tài)燃燒。燃燒時(shí)使燃料形成內(nèi)外兩種循環(huán)：內(nèi)循環(huán)使燃料顆粒在爐膛內(nèi)上下反復(fù)升降，從而延長(zhǎng)了爐內(nèi)燃燒過程；外循環(huán)即未燃燼的小顆粒又經(jīng)旋風(fēng)分離器捕集后送回爐內(nèi)重新燃燒。由于這種鍋爐燃料的循環(huán)過程增大了燃燒時(shí)間，從而也就增大燃燒過程的傳熱傳質(zhì)率和燃燒效率。同時(shí)由于對(duì)風(fēng)量、燃料、吸附劑及經(jīng)旋風(fēng)分離器捕集的回灰量的控制，能使鍋爐達(dá)到最佳燃燒溫度（850℃），從而控制SO2 和NOx 的生成，以消除污染物的排放。循環(huán)流化床鍋爐的主要優(yōu)點(diǎn)是燃料適應(yīng)性強(qiáng)(可燃用多種燃料)、燃燒效率高(可達(dá)99.99％)、污染排放少，SO2和NOx 的排放量較常規(guī)爐可分別減少70%和60%，甚至更理想。循環(huán)流化床技術(shù)發(fā)展很快，由最初的常壓流化床已進(jìn)入到增壓流化床。近年來，由于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，又出現(xiàn)了技術(shù)更為先進(jìn)的第二代增壓流化床，綜合效率更高，污染排放更低。

3.4 煤層氣發(fā)電技術(shù)

煤層氣是煤炭采掘過程中的伴生物，主要成分是CH4，另外還有CO2、CO 和NOx，以往做法都是排空放掉，以避免對(duì)煤礦安全生產(chǎn)造成威脅，而這種做法一方面浪費(fèi)能源，另一方面又污染了大氣。近年來，國(guó)外開始回收煤層氣用于發(fā)電，從而解決了煤炭生產(chǎn)時(shí)的浪費(fèi)和污染問題[7]。

煤層氣發(fā)電是煤炭采掘過程中的廢氣利用，因此屬煤炭燃燒前的加工轉(zhuǎn)化應(yīng)用技術(shù)。澳大利亞于1995年建成兩座安裝94臺(tái)燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組，發(fā)電容量為94MW。其中安裝54臺(tái)機(jī)組的電廠每年可消化9.2萬t煤層氣，安裝40臺(tái)機(jī)組的電廠每年可消化4.8萬t煤層氣，同時(shí)可減少CO2 的排放315t。煤層氣的采集有兩種途徑：—種是靠地下鉆孔收集，用管道以20kPa 壓力送到電廠，經(jīng)過濾除塵，再以10kPa 壓力送入內(nèi)燃機(jī)；另外一種是靠通風(fēng)系統(tǒng)收集，同樣過濾后送到發(fā)電機(jī)組。每臺(tái)燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)額定出1030kW，每套裝置都有16缸、1500r／min燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)一臺(tái)及無刷發(fā)電機(jī)一臺(tái)，內(nèi)燃機(jī)上裝有專用空氣／燃料配比控制系統(tǒng)，可自動(dòng)控制入口燃料以控制空氣/燃料混合物，從而控制NOx的排放量，優(yōu)化內(nèi)燃發(fā)電機(jī)效率。遇有煤層氣波動(dòng)還可以接天然氣補(bǔ)充，解決了長(zhǎng)期困擾煤礦的安全和污染問題。

3.5 整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)。

整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電是將常規(guī)的汽輪機(jī)發(fā)電和燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電相結(jié)合的先進(jìn)燃煤發(fā)電技術(shù)。該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)煤的全部化學(xué)能轉(zhuǎn)換過程中功和熱的梯級(jí)利用，及不同品位形式能的優(yōu)化配置，可獲得遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單一朗肯循環(huán)的熱效率和能量轉(zhuǎn)換效果，是未來燃煤火電生產(chǎn)的主要發(fā)展方向。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電過程是首先將燃料煤在氣化爐氣化，生成中熱或低熱煤氣，氣化用介質(zhì)為氧氣和水蒸氣。氣化爐有固定床、流化床、噴流床和溶渣床多種形式，而目前國(guó)外最佳的氣化爐有德士古爐、魯奇爐和KRW爐三種。生產(chǎn)出的煤氣經(jīng)嚴(yán)格除塵、脫硫凈化處理后送到燃?xì)廨啓C(jī)，用這種高溫高壓氣體做工質(zhì)推動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)／發(fā)電機(jī)組發(fā)電；做功后的高溫氣體(600℃)送往余熱鍋爐，加熱水生產(chǎn)蒸汽，再用蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)/發(fā)電機(jī)組發(fā)電。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)很多，主要表現(xiàn)為熱效率高，一般聯(lián)合循環(huán)效率都可達(dá)52%～55%；投資省、建設(shè)快，較帶煙氣脫硫電廠可節(jié)省投資33% ；占地少，可分段建設(shè)；污染小，脫硫率高達(dá)98%～99%。

3.6 燃料電池發(fā)電技術(shù)[9]

燃料電池是上世紀(jì)80、90年代發(fā)展起來的先進(jìn)的煤基發(fā)電技術(shù)，被稱作綠色能源設(shè)備或第四代發(fā)電技術(shù)。燃料電池的燃料來源廣泛(氫、煤、甲烷、乙醇等)，設(shè)備可大可小可分散可集中，既可作為汽車、家庭等小型分散電源，也可以和燃?xì)廨啓C(jī)、汽輪機(jī)聯(lián)合起來作為大型電廠的集中電源。燃料電池發(fā)電設(shè)備所以稱作電池，就在于這種設(shè)備是通過化學(xué)反應(yīng)將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。一反傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)換方式，不需要鍋爐、汽機(jī)、發(fā)電機(jī)等龐大的設(shè)備生產(chǎn)蒸汽，然后用汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。燃料電池化學(xué)反應(yīng)物(燃料、氧)是由電池外部供給的，只要外部連續(xù)供給反應(yīng)物，電池就可以源源不斷的生產(chǎn)電能。電池的工作原理是將反應(yīng)物（氫、甲烷、煤等）和氧分別供給電池的陰陽兩極，輸入的反應(yīng)物在電池發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。通過電池為電解質(zhì)傳送帶電離子使兩 極產(chǎn)生電位差，從而引起電子在外電路流動(dòng)，形成直流電輸出，供負(fù)荷應(yīng)用。如需交流電則可通過轉(zhuǎn)換裝置將直流轉(zhuǎn)換成交流。燃料電池技術(shù)發(fā)展很快，種類很多，大體可分為五類：磷酸鹽型電池、溶融碳酸鹽型電池、固體氧化物電池，質(zhì)子交換膜電池及堿性電池。溶融碳酸鹽電池可參與汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合運(yùn)行，使發(fā)電給定效率達(dá)85％以上，可作為大型中心電站的發(fā)電裝置；質(zhì)子交換膜電池由于其工作溫度低（80～100℃），電流密度高，非常適合作汽車動(dòng)力電池；堿性電池屬特種用途電池，多用于宇航、艦艇等軍用場(chǎng)合。燃料電池發(fā)電技術(shù)和其它潔凈煤技術(shù)一樣，都是高效率、低污染。由于這種發(fā)電沒有燃燒換能過程，也不需要旋轉(zhuǎn)發(fā)電設(shè)備，因此沒有SO2、NOx、CO2及噪聲污染。同時(shí)是直接換能發(fā)電，發(fā)電效率達(dá)40%～60%，若參與聯(lián)合運(yùn)行，合效率達(dá)60%～85%，而且用途廣泛。從汽車的動(dòng)力電源，到家庭旅館的生產(chǎn)電源及電力系統(tǒng)內(nèi)電站電源都可以應(yīng)用。3.7 直接燒煤潔凈技術(shù)。

這是在直接燒煤的情況下，需要采用的技術(shù)措施：燃燒前的凈化加工技術(shù)，主要是洗選、型煤加工和水煤漿技術(shù)。選煤是合理利用煤炭，保護(hù)環(huán)境的最經(jīng)濟(jì)和有效的技術(shù),是煤炭深加工的前提，每選煤1億噸，約可減少100萬噸的SO2排放量。1999年我國(guó)年選煤能力為5.02億噸，年入洗原煤3.01億噸，原煤入洗率為28.9%。動(dòng)力配煤是將不同品質(zhì)的煤取長(zhǎng)補(bǔ)短，經(jīng)過破碎、篩選按比例配合，并輔以一定的添加劑以適應(yīng)用戶對(duì)煤質(zhì)的要求。統(tǒng)計(jì)表明鍋爐采用配煤后，平均節(jié)煤可達(dá)5%。我國(guó)已有年產(chǎn)動(dòng)力配煤8000萬噸的能力。型煤。我國(guó)民用型煤配以先進(jìn)的爐具，熱效率比效煤高一倍，一般可節(jié)煤20 — 30%，煤塵和SO2 減少40 — 60%。水煤漿是由煤、水和化學(xué)添加劑按一定的要求配制成的混合物，具有較好的流動(dòng)性和穩(wěn)定性，易于儲(chǔ)存，可霧化燃燒，是一種燃燒效率較高和低污染的較廉價(jià)的潔凈燃料，可代重油緩解石油短缺的能源安全問題。我國(guó)已基本解決水煤漿的制備、煤燒技術(shù)，已有年產(chǎn)208萬噸水煤漿的生產(chǎn)能力。燃燒中的凈化燃燒技術(shù)，主要是流化床燃燒技術(shù)和先進(jìn)燃燒器技術(shù)流化床又叫沸騰床，有泡床和循環(huán)床兩種，由于燃燒溫度低可減少氮氧化物排放量，煤中添加石灰可減少二氧化硫排放量，爐渣可以綜合利用，能燒劣質(zhì)煤，這些都是它的優(yōu)點(diǎn)；先進(jìn)燃燒器技術(shù)是指改進(jìn)鍋爐、窯爐結(jié)構(gòu)與燃燒技術(shù)，減少二氧化硫和氮氧化物的排放技術(shù)。燃燒后的凈化處理技術(shù)，主要是消煙除塵和脫硫脫氮技術(shù) 消煙除塵技術(shù)很多，靜電除塵器效率最高，可達(dá)99％以上，電廠一般都采用。脫硫有干法和濕法兩種，干法是用漿狀石灰噴霧與煙氣中二氧化硫反應(yīng)，生成干燥顆粒硫酸鈣，用集塵器收集；濕法是用石灰水淋洗煙塵，生成漿狀亞硫酸排放。它們脫硫效率可達(dá)90％。

3.8 煙氣脫硫污染控制技術(shù)

煙氣脫硫技術(shù)屬于燃煤后污染控制技術(shù)，是國(guó)外較流行的作法。前面介紹的各種技術(shù)都是在煤炭燃燒利用之前或燃燒利用過程中的潔凈控制技術(shù)，而煙氣脫硫則是污染物生成后如何加以除去，特別是對(duì)已有的老燃煤電廠更為實(shí)用。排煙脫硫系統(tǒng)常采用強(qiáng)制氧化脫硫法，應(yīng)用石灰石作脫硫劑脫硫后生產(chǎn)石膏。在每臺(tái)鍋爐安裝４個(gè)噴霧吸收塔和一個(gè)備用吸收塔，每個(gè)塔有５排噴霧嘴，堿性漿液噴向逆向流動(dòng)的酸性煙氣流。噴嘴按傳輸需要依次通、斷。從排煙脫硫裝置出來的泥漿需經(jīng)濃縮槽、過濾器等脫水沉淀到堆貯器。由于生成的石膏產(chǎn)品中的氯化物及有機(jī)酸等雜質(zhì)影響石膏墻板質(zhì)量，因此系統(tǒng)裝有一套水平帶式過濾器清除雜質(zhì)并使石膏脫水。排煙脫硫生產(chǎn)石膏統(tǒng)，一種是采用自然氧化系統(tǒng)生產(chǎn)初級(jí)半亞硫酸鈣，再與廢渣、煤灰混合生成穩(wěn)定的石膏墻板原料；另一種采用強(qiáng)制氧化系統(tǒng)使亞硫酸鈣強(qiáng)制氧化，以便于生產(chǎn)石膏。對(duì)于高硫煤一般經(jīng)洗煤脫去4%的硫，再經(jīng)煙氣脫硫處理可脫去86%的硫，最后可達(dá)到環(huán)保要求脫硫90%的規(guī)定。煙氣脫硫控制技術(shù)是很實(shí)用的做法，不但可以脫硫減少污染，而且其副產(chǎn)品還可生產(chǎn)建筑用石膏板，進(jìn)而降低電廠發(fā)電成本。該項(xiàng)技術(shù)適用于老電廠改造，其缺點(diǎn)是投資較高。潔凈煤技術(shù)發(fā)展建議

4.1近期工作建議[10]

1、用經(jīng)濟(jì)激勵(lì)政策鼓勵(lì)推廣應(yīng)用煤炭加工技術(shù)、循環(huán)流化床技術(shù) ；

2、對(duì)于電力行業(yè)和非電力行業(yè)大的煤炭用戶，全面推廣應(yīng)用煙氣脫硫技術(shù) ；

3、電力生產(chǎn)大力推廣超臨界和超超臨界機(jī)組（配套FGD），作為今后新發(fā)展的主力機(jī)組；

4、加強(qiáng)大型循環(huán)流化床、國(guó)產(chǎn)煙氣脫硫技術(shù)、大型超（超）臨界發(fā)電技術(shù)的工程示范，使之盡快國(guó)產(chǎn)化；

5、加強(qiáng)對(duì)于工業(yè)鍋爐的改造和治理，允許各地區(qū)結(jié)合實(shí)際，發(fā)展不同檔次的工業(yè)鍋爐。進(jìn)行鍋爐的技術(shù)改造，逐步實(shí)現(xiàn)工業(yè)區(qū)的集中供熱；

6、加強(qiáng)大型氣化、煤炭液化技術(shù)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)研究開發(fā)； 4.2 遠(yuǎn)期發(fā)展建議

◎各種自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煙氣凈化技術(shù)（脫硫、除塵）； ◎大型煤氣化技術(shù)（水煤漿氣化、干粉煤氣流床煤氣化）； ◎替代燃料技術(shù)：煤液化技術(shù)、煤制甲醇、二甲醚技術(shù)等；

◎多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，以IGCC和煤氣化為源頭，生產(chǎn)電力、熱力及多種化工產(chǎn)品；

4.3 發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)建議[11]

◎煤炭綜合加工、配送及售后服務(wù)一體化產(chǎn)業(yè)； ◎潔凈煤技術(shù)—脫硫環(huán)保產(chǎn)業(yè)； ◎城市供熱—能源合同服務(wù)產(chǎn)業(yè)；

◎煤炭液化、煤基合成替代燃料共同形成的煤轉(zhuǎn)化產(chǎn)業(yè)； ◎潔凈煤技術(shù)工程服務(wù)及咨詢產(chǎn)業(yè)等；

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐振剛.美國(guó)沽凈煤技術(shù)示范項(xiàng)目[J].中國(guó)煤炭,1996,(l):68-71 [2] 杜銘華, 吳立新.中國(guó)潔凈煤技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)及對(duì)策[J].煤化工,2003,3:3 [3] 浪洪九.潔凈煤技術(shù)產(chǎn)業(yè)化與我國(guó)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J].煤炭學(xué)報(bào),2002,2:l-4 [4] 謝克昌.煤的優(yōu)化利用技術(shù)及其開發(fā)中的科學(xué)問題[J].煤炭轉(zhuǎn)化,1994,17(3):1-8 [5] 孫孝仁.潔凈煤技術(shù)發(fā)展概述[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì),1997(3):12-14 [6] 杜銘華,吳立新.中國(guó)潔凈煤技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)及對(duì)策[J].煤化工, 2003(3):3-7.[7] 俞珠峰,呂文斌.潔凈煤技術(shù)及其在我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)調(diào)整中的作用[J].中國(guó)能源, 2001(5):11-18.[8] 張阿玲,鄭淮,何建坤.適合中國(guó)國(guó)情的經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境(3E)模型[7]任潤(rùn)厚,四季春.煤炭液化技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2005.[9] 張勝濤,溫彥.燃料電池發(fā)展及其應(yīng)用[J].世界科技研究與發(fā)展,2003 [10] 楊正全.潔凈煤開采技術(shù)及其環(huán)保措施[J]遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào),2003,22(4):31-32.[11] 劉建文.潔凈煤技術(shù)產(chǎn)業(yè)化面臨的問題及對(duì)策[J].能源環(huán)境保護(hù),2003,17(6):5-47.

第二篇：潔凈煤技術(shù)

潔凈煤技術(shù)復(fù)習(xí)題庫

1氣流床氣化法：是用極細(xì)的粉煤為原料，被氧氣和水蒸汽組成的氣化劑高速氣流攜帶進(jìn)入氣化爐氣化的方法。在氣化爐內(nèi)，細(xì)顆粒粉煤分散懸浮于高速氣流中，并隨之并行流動(dòng)，這種狀態(tài)即稱氣流床。2費(fèi)托合成：CO 在固體催化劑作用下非均相氫化生成不同鏈長(zhǎng)的烴類混合物和含氧化合物的反應(yīng)。

3型煤：用一定比例的粘結(jié)劑、固硫劑等添加劑，采用特定的機(jī)械加工工藝，將粉煤或低品位煤制成具有一定強(qiáng)度和形狀的煤制品。4煤氣甲烷化：甲烷化過程主要是使煤氣中的H2和CO在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)生成CH4的過程。

5煤化作用：泥炭或腐泥轉(zhuǎn)變?yōu)楹置?、煙煤、無煙煤的地球化學(xué)作用。包括煤成巖作用和煤變質(zhì)作用。

6半水煤氣：在合成氨工業(yè)中為了滿足合成氣對(duì)N2的需求，通常在原有水煤氣制備工藝的基礎(chǔ)上配入部分N2，由此得到的煤氣為。7煤氣化：煤的氣化過程是一個(gè)熱化學(xué)的過程，它以煤或煤焦為原料，以氧氣（空氣、富氧或純氧）蒸汽或氫氣為氣化劑，在高溫的條件下，通過部分氧化反應(yīng)將原料煤從固體燃料轉(zhuǎn)化為氣體燃料的過程。8干餾：是煤炭在隔絕空氣的條件下，在一定溫度范圍內(nèi)發(fā)生熱解，生成固體焦炭、液體焦油和少量煤氣的過程。

9酸雨：由于空氣污染物而造成的酸性降水，當(dāng)PH<5.6時(shí)為酸雨。10流態(tài)化：固體顆粒在自上而下的氣流作用下，在床內(nèi)形成具有流體性質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)。11重介質(zhì)選煤：是用密度介于煤與纖石之間的重液或懸浮液作為分選介質(zhì)的選煤方法。重介質(zhì)選煤的的基本原理：阿基米德原理。12水煤漿：是一種煤基的液體燃料，一般是指由60%-70%的煤粉、40%-30%的水和少量化學(xué)添加劑組成的混合物。

13煤的直接液化：又稱加氫液化；一般是指將煤粉、催化劑和溶劑的混合在液化反應(yīng)器中，在適宜的溫度和壓力條件下，將煤直接轉(zhuǎn)化為液化油的過程。

14煤的間接液化：先通過煤氣化生產(chǎn)合成氣（CO+H2），將煤的大分子結(jié)構(gòu)完全破壞，然后通過高活性催化劑作用在合成器合成產(chǎn)品。15煤的液化:是指在特定的條件下，利用不同的工藝路線，將固體原料煤轉(zhuǎn)化為與原油性質(zhì)類似的有機(jī)液體，并利用與原油精煉相近的工藝對(duì)煤液化油進(jìn)行深加工以獲得動(dòng)力燃料，化學(xué)原料和化工產(chǎn)品的技術(shù)系統(tǒng)。

16燃燒引起的大氣污染物有氣態(tài)污染物（SO2、NOx、Hg、N2O、CO、CO2）、顆粒物（飛灰、煙煤）、有機(jī)污染物（碳?xì)浠衔铩AH）、痕量重金屬（Cd、Ni、Cr、Pb、As、Se、Ba）。

17煤的氣化按反應(yīng)器混合物流動(dòng)狀態(tài)分為固定床、流化床和氣流床。18影響氣化效率的因素有原料煤、氣化劑、操作條件、不同的氣化方法。

19常壓移動(dòng)床氣化法通常包括煤氣發(fā)生爐氣化法、水煤氣氣化法和相應(yīng)的兩段爐氣化法。

20脫硫工藝中采用的脫硫劑：鈣法：CaO、CaCO3、Ca(OH)2；鈉法：NaCO3、NaOH；氨法：液氨、NH4OH、NH4HCO3；鎂法：MgO、Mg(OH)2；氧化鋅法：ZnO；氧化銅法：CuO；活性炭法：C；海水法：H2O 21煤液化的產(chǎn)物是前瀝青烯、瀝青烯和油。F-T合成反應(yīng)器有固定床、流化床、漿態(tài)床反應(yīng)器三種類型。23煤制甲醇工藝主要由煤氣化、合成氣凈化、合成甲醇和甲醇精餾4部分組成。

24煤直接液化一般工藝過程步驟為：將預(yù)處理好的煤粉、溶劑和催化劑按一定比例配成煤漿，然后經(jīng)過高壓泵與同樣經(jīng)過升溫加壓的氫氣混合，再經(jīng)過加熱設(shè)備預(yù)熱至400C左右，共同進(jìn)入具有一定壓力的液化反應(yīng)器中進(jìn)行液化。

25煙氣濕法脫硫的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)？

答：由于是氣液之間反應(yīng)，脫硫速度快；煤種適應(yīng)性好，脫硫效率和脫硫利用率都很高，在Ca/S比為1時(shí)，脫硫率可達(dá)90%以上，系統(tǒng)運(yùn)行可靠穩(wěn)定。缺點(diǎn)：脫硫后煙氣溫度較低，一般低于露點(diǎn)，所以需進(jìn)行煙氣再加熱以減少腐蝕，同時(shí)有廢水二次污染等問題.26各種煙氣脫硫工特點(diǎn)？

答：干法/半干法脫硫特點(diǎn)：脫硫過程以干態(tài)為主，煙氣溫度降低較少，無需進(jìn)行除霧和再熱，脫硫產(chǎn)物是干態(tài)，無廢水污染，不易腐蝕和結(jié)垢，同時(shí)工藝簡(jiǎn)單，投資和運(yùn)行費(fèi)用低。缺點(diǎn)是脫硫劑利用率低，因此當(dāng)燃燒高硫煤或?qū)γ摿蛐室髧?yán)格時(shí)，脫硫劑的消耗最大。27煤間接液化基本原理？

答：間接液化技術(shù)的核心是費(fèi)托合成，F(xiàn)T合成反應(yīng)十分靈活，可以通過控制反應(yīng)條件和H2/CO比，在高選擇型催化劑作用下，調(diào)整反應(yīng)產(chǎn)物的分布。其基本反應(yīng)是一氧化碳加氫生成脂肪烴，nCO+2nH2→CnH2n+nH2O-Q, nCO+(2n+1)H2→CnH(2n+2)+nH2O-Q,與此同時(shí)，有H2O+CO→CO2+H2-Q，F(xiàn)T合成的烴類一般為C3及其以上烴類，甲烷等低烴是高溫時(shí)出現(xiàn)的產(chǎn)物。

28煤直接液化過程，對(duì)煤種有何要求？反應(yīng)過程的機(jī)理？

答：在選擇煤種時(shí)大致原則：H/C比高，揮發(fā)分高，灰分低，鏡質(zhì)組和殼質(zhì)組含量高。機(jī)理：在高溫（400C以上），高壓（10MPa以上）的條件下，煤的大分子結(jié)構(gòu)將受熱分解，基本結(jié)構(gòu)單元之間的橋鍵首先斷裂，生成游離的自由基團(tuán)。此時(shí)如果遇到外界分子氫，自由基將發(fā)生加氫反應(yīng)，形成穩(wěn)定的低分子物，從而避免因重新聚合生成聚合物或大分子。

29煤直接液化過程溶劑的作用？

答;①將煤與溶劑制成漿液形式便于輸送，同時(shí)可以有效地分散煤粒子，催化劑和液化反應(yīng)生成的熱產(chǎn)物，有利于改善多相催化液化反應(yīng)體系的動(dòng)力學(xué)過程②依靠溶劑能力使煤顆粒發(fā)生溶脹和軟化，使其有機(jī)質(zhì)中的鍵發(fā)生斷裂③溶解部分H2，作為反應(yīng)體系中活性氫的傳遞介質(zhì)，或者通過供氫溶劑的脫氫反應(yīng)過程，可以提供煤液化所需的活性氫原子④在有催化劑時(shí)，促使催化劑分散和萃取出在催化劑表面上強(qiáng)吸附的毒物。

30移動(dòng)床氣化爐內(nèi)怎樣分層? 答：在移動(dòng)床氣化過程中，由于原料煤和氣化劑的逆流接觸，使得沿床層高度方向上有一明顯變化的溫度分布。在不同溫度區(qū)域內(nèi)所進(jìn)行的物理化學(xué)過程也不一樣。對(duì)于常壓移動(dòng)床氣化法來講，一般自上而下可分為預(yù)熱干燥層、干餾層、氣化層/還原層、燃燒層/氧化層及灰渣層。

31流化床燃燒技術(shù)的特點(diǎn)？

答：①燃燒過程中，氣固顆粒發(fā)生強(qiáng)烈的湍流混合，具有較高的傳熱和傳質(zhì)效率，也大大提高了燃燒熱。②床層內(nèi)固體顆?；旌暇鶆?，使得溫度分布均勻③由于具有大量的固體床料，可以存儲(chǔ)足夠的熱量，使得燃料加熱迅速且具有良好的燃料適應(yīng)性且能和較低運(yùn)行④顆粒流動(dòng)平穩(wěn)，適宜連續(xù)自動(dòng)控制⑤不同粒徑的顆粒在燃燒反應(yīng)器中停留時(shí)間不同，燃盡程度也不同。特點(diǎn)：①燃燒適應(yīng)性好②良好的環(huán)保性能③良好的負(fù)荷調(diào)節(jié)性能

MFT生產(chǎn)汽油基本原理及流程特點(diǎn)？

敘述：在MFT中，一段合成反應(yīng)產(chǎn)物是C1-C40的烴類混合物，為了提高汽油餾分的產(chǎn)率，將一段合成的產(chǎn)物，通過設(shè)有分子篩催化劑的二段反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，使一段反應(yīng)產(chǎn)物發(fā)生裂解、脫氫、環(huán)化、低分子烯烴聚合等反應(yīng)，最終得到主要是C5-C11的汽油餾分。

特點(diǎn)：以煤基合成氣為原料；產(chǎn)品中汽油比例較高，質(zhì)量較好；CH4和氣態(tài)烴含量較少, C12+的高分子量重質(zhì)烴含量極少；

產(chǎn)品分布可調(diào)性大；通過選用催化劑和調(diào)節(jié)工藝參數(shù)的優(yōu)化組合，可改變產(chǎn)物分布和選擇性；工藝技術(shù)比較成熟，易于放大。33 IGOR直接液化工藝流程和過程描述及特點(diǎn)？

答：IGOR直接液化工藝流,大致可以分為煤漿制備、液化反應(yīng)、兩段催化加氫、液化產(chǎn)物分離和常減壓蒸餾等工藝過程。制得的煤漿與氫氣混合后，經(jīng)預(yù)熱器進(jìn)入液化反應(yīng)器。反應(yīng)器操作溫度仍為470C，但反應(yīng)壓力降到了30MPa。反應(yīng)器頂端排出的液化產(chǎn)物進(jìn)入到高溫分離器，在此將輕質(zhì)油氣、難揮發(fā)的重質(zhì)油及固體殘?jiān)确蛛x開來。其中分離器下部的真空閃蒸塔代替了IG法的離心分離器，重質(zhì)產(chǎn)物在此分離成殘?jiān)烷W蒸油，前者進(jìn)入氣化制氫工序，后者則與從高溫分離器分離出的氣相產(chǎn)物一并送人第一固定床加氫反應(yīng)器。該反應(yīng)溫度為350-420C。加氫的產(chǎn)物進(jìn)入中溫分離器，從底部排出的重質(zhì)油作為循環(huán)溶劑使用，從頂部出來的餾分油氣進(jìn)入第二固定床反應(yīng)器再次加氫處理，由此得到的加氫產(chǎn)物送往氣液低溫分離器，從中分離的輕質(zhì)油氣送入氣體洗滌塔，回收其中的輕質(zhì)油，而洗滌塔塔頂排出的富氫氣體則循環(huán)使用。特點(diǎn)：①煤液化反應(yīng)和液化油提制加工在同一個(gè)高壓系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行，既縮短和簡(jiǎn)化了工藝過程，也可得到質(zhì)量?jī)?yōu)良的精制燃料油。②固體分離以閃蒸塔代替離心分離裝置，生產(chǎn)能力大，效率高。同時(shí)，煤液化反應(yīng)器的空速也較以往有較大的增加，從而也提高了生產(chǎn)能力。③以加氫后的質(zhì)油作為循環(huán)溶劑，使得溶劑具有更高的供氫性能，有利于提高煤液化過程的轉(zhuǎn)化過程的轉(zhuǎn)換率和液化油產(chǎn)率。34甲烷化過程主要是使煤氣中的H2和CO在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)生成CH4，CO+3H2→CH4+H2O,同時(shí)還會(huì)發(fā)生水煤氣變換反應(yīng)CO+H2O→CO2+H2以及其他生成CH4的次要反應(yīng)CO+4H2→CH4+2H2O,2CO→C+CO2，C+2H2→CH4

第三篇：《潔凈煤技術(shù)》

潔凈煤技術(shù)（CCT）的概念是２０世紀(jì)８０年代中期美國(guó)首先提出的，是指在煤炭開發(fā)和加工利用全過程中旨在減少污染與提高利用效率的加工﹑燃燒﹑轉(zhuǎn)換及污染控制等技術(shù)的總稱，是使煤作為一種能源應(yīng)達(dá)到最大限度潛能的利用，而釋放的污染物控制在最低水平，達(dá)到煤的高效清潔利用的技術(shù)。

清潔煤技術(shù)主要包括兩個(gè)方面：

一是直接燒煤潔凈技術(shù)。這是在直接燒煤的情況下，需要采用相應(yīng)的技術(shù)措施：

①燃燒前的凈化加工技術(shù)，主要是洗選、型煤加工和水煤漿技術(shù)。

②燃燒中的凈化燃燒技術(shù)，主要是流化床燃燒技術(shù)和先進(jìn)燃燒器技術(shù)。流化床又叫沸騰床，有泡床和循環(huán)床兩種，由于燃燒溫度低可減少氮氧化物排放量，煤中添加石灰可減少二氧化硫排放量，爐渣可以綜合利用，能燒劣質(zhì)煤，這些都是它的優(yōu)點(diǎn)；先進(jìn)燃燒器技術(shù)是指改進(jìn)鍋爐、窯爐結(jié)構(gòu)與燃燒技術(shù)，減少二氧化硫和氮氧化物的排放技術(shù)。

③燃燒后的凈化處理技術(shù)，主要是消煙除塵和脫硫脫氮技術(shù)。消煙除塵技術(shù)很多，靜電除塵器效率最高，可達(dá)９９％以上，電廠一般都采用。脫硫有干法和濕法兩種，干法是用漿狀石灰噴霧與煙氣中二氧化硫反應(yīng)，生成干燥顆粒硫酸鈣，用集塵器收集；濕法是用石灰水淋洗煙塵，生成漿狀亞硫酸排放。它們脫硫效率可達(dá)９０％。

二是煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料技術(shù)。主要有以下四種：

①煤的氣化技術(shù)，有常壓氣化和加壓氣化兩種，它是在常壓或加壓條件下，保持一定溫度，通過氣化劑（空氣、氧氣和蒸汽）與煤炭反應(yīng)生成煤氣，煤氣中主要成分是一氧化碳、氫氣、甲烷等可燃?xì)怏w。用空氣和蒸汽做氣化劑，煤氣熱值低；用氧氣做氣化劑，煤氣熱值高。煤在氣化中可脫硫除氮，排去灰渣，因此，煤氣就是潔凈燃料了。②煤的液化技術(shù)，有間接液化和直接液化兩種。間接液化是先將煤氣化，然后再把煤氣液化，如煤制甲醇，可替代汽油，我國(guó)已有應(yīng)用。直接液化是把煤直接轉(zhuǎn)化成液體燃料，比如直接加氫將煤轉(zhuǎn)化成液體燃料，或煤炭與渣油混合成油煤漿反應(yīng)生成液體燃料，我國(guó)已開展研究。③煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)，先把煤制成煤氣，再用燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，排出高溫廢氣燒鍋爐，再用蒸汽輪機(jī)發(fā)電，整個(gè)發(fā)電效率可達(dá)４５％。我國(guó)正在開發(fā)研究中。④燃煤磁流體發(fā)電技術(shù)，當(dāng)燃煤得到的高溫等離子氣體高速切割強(qiáng)磁場(chǎng)，就直接產(chǎn)生直流電，然后把直流電轉(zhuǎn)換成交流電。發(fā)電效率可過５０％～６０％。我國(guó)正在開發(fā)研究這種技術(shù)。

清潔煤技術(shù)是當(dāng)前國(guó)際上解決環(huán)境問題的主導(dǎo)技術(shù)之一，也是高技術(shù)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的重要領(lǐng)域之一。多年來，我國(guó)圍繞提高煤炭開發(fā)利用效率、減輕對(duì)環(huán)境污染進(jìn)行了大量的研究開發(fā)和推廣工作，并隨著國(guó)家宏觀發(fā)展戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)變，已把清潔煤技術(shù)作為可持續(xù)發(fā)展和實(shí)現(xiàn)兩個(gè)根本轉(zhuǎn)變的戰(zhàn)略措施之一，得到了中央政府的大力支持。按照國(guó)務(wù)院1997年批準(zhǔn)的《中國(guó)潔凈煤技術(shù)九五計(jì)劃和2010年發(fā)展規(guī)劃》，中國(guó)潔凈煤技術(shù)包含四個(gè)領(lǐng)域、十四項(xiàng)技術(shù)：

1)煤炭加工領(lǐng)域：選煤、型煤、水煤漿；

2)煤炭高效燃燒與先進(jìn)發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域：CFBC、PFBC、IGCC； 3)煤炭轉(zhuǎn)化領(lǐng)域：氣化、液化和燃料電池；

4)污染排放控制與廢棄物處理領(lǐng)域：煙氣凈化、電廠粉煤灰綜合利用、煤層氣的開發(fā)利用、煤矸石和煤泥水的綜合利用。

煤炭加工是指在原煤投入使用之前，以物理方法為主對(duì)其進(jìn)行加工，這是合理用煤的前提和減少燃煤污染的最經(jīng)濟(jì)的途徑。主要包括煤炭洗選、型煤、水煤漿制備。

原煤洗選采用篩分、物理選煤、化學(xué)選煤和細(xì)菌脫硫方法，可以除去或減少灰分、硫等雜質(zhì)；煤炭經(jīng)洗選可大大提高燃燒效率，大大減少污染物排放，入選1億噸原煤一般可減少燃煤排放的SO2，100～150萬噸，成本僅為洗滌煙氣脫硫的十分之一。型煤加工是把散煤加工成型煤，由于成型時(shí)加入石灰固硫劑，可減少二氧化硫排放，減少煙塵，還可節(jié)煤；水煤漿是用優(yōu)質(zhì)低灰原煤制成代油燃料，燃燒效率高，煙塵、S02、NOx等排放都低于燃油和散煤,可以代替石油。

煤炭高效、潔凈燃燒與發(fā)電技術(shù)是潔凈煤技術(shù)的核心。從煤炭中獲取能量主要靠燃燒，目前以循環(huán)流化床鍋爐(CFBC)的適應(yīng)煤種廣，燃燒效率高，且易于實(shí)施床內(nèi)脫硫，與常規(guī)粉煤鍋爐比S02、NOx,可減少50％以上，較采用粉煤鍋爐加凈化裝置可節(jié)約投資10％～15％。CFBC(包括常壓AFBC、增壓PFBC)是近年來國(guó)際上競(jìng)相發(fā)展的潔凈燃燒技術(shù)；發(fā)展高效低污染粉煤燃燒(先進(jìn)的燃燒器)應(yīng)以穩(wěn)燃、高效、低污染和防結(jié)渣作為開發(fā)燃煤技術(shù)與燃燒器的目標(biāo)；燃煤聯(lián)合循環(huán)發(fā)電包括煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(1GCC)和增壓流化床聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(PFBC—CC等)是新—代高效、潔凈燃煤發(fā)電技術(shù)。IGCC電廠供電效率可達(dá)50％～52％，脫硫率可達(dá)99％，NOx排放只有常規(guī)電廠的15％～30％、耗水只是常規(guī)電廠的1／3到1／2。

煤炭轉(zhuǎn)化是指以化學(xué)方法為主將煤炭轉(zhuǎn)化為潔凈的燃料或化工產(chǎn)品，包括煤炭氣化、煤炭液化和燃料電池。煤炭轉(zhuǎn)化以氣化為先導(dǎo)，以碳一化工為重點(diǎn)，走燃料化工和煤深加工的技術(shù)路線。作為化工原料，煤化工在芳烴生產(chǎn)方面有石油化工和天然氣化工所不具備的優(yōu)勢(shì)。煤炭氣化包括完全氣化、溫和氣化(低溫?zé)峤?和地下氣化是實(shí)現(xiàn)煤炭潔凈利用的先導(dǎo)技術(shù)和主要途徑。多年來針對(duì)不同用戶開發(fā)了多種氣化工藝。從發(fā)展趨勢(shì)看應(yīng)優(yōu)選煤種適應(yīng)廣、技術(shù)先進(jìn)的流化床和氣流床氣化技術(shù)；煤炭液化是將煤在適宜的反應(yīng)條件下轉(zhuǎn)化為潔凈的液體燃料和化工原料。工藝上分為直接(加氫)液化和間接(先氣化)液化和由直接液化派生的．煤油(廢塑料等)共煉工藝。發(fā)展替代液體燃料是一項(xiàng)帶戰(zhàn)略意義的任務(wù)；燃料電池是直接將資料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)，目前國(guó)際上已經(jīng)開發(fā)出數(shù)種不同類型的燃料電池，主要用于航天器的動(dòng)力，使用的主要燃料為氫氣和甲烷氣。

污染排放控制與廢棄物處理：工業(yè)污染防治要逐步從生產(chǎn)末端治理轉(zhuǎn)到源頭和生產(chǎn)全過程的控制，把分散治理與集中控制結(jié)合起來，把濃度控制與總量控制結(jié)合起來，并把燃煤所造成的污染放在突出位置。因此，對(duì)煤炭開發(fā)利用中產(chǎn)生的污染和廢棄物進(jìn)行控制和處理是實(shí)現(xiàn)國(guó)家環(huán)保目標(biāo)使煤炭成為高效、潔凈、可靠能源的重要環(huán)節(jié)。煙氣凈化是清除煤炭燃燒產(chǎn)生的煙氣中的有害物質(zhì)(灰塵、S02、NOx)。在我國(guó)燃煤鍋爐排放的煙塵、二氧化硫、氮氧化物是空氣污染的主要原因。從各個(gè)環(huán)節(jié)脫除煤中的硫是潔凈煤技術(shù)的重要內(nèi)容。

廢棄物處理主要包括對(duì)煤炭開采和利用過程中所產(chǎn)生的矸石、煤層甲烷、煤泥、礦井水及燃煤電站所產(chǎn)生的粉煤灰等進(jìn)行處理。這些污染物的大量排放既污染環(huán)境，又造成了資源的浪費(fèi)。國(guó)外對(duì)煤矸石的處理有比較健全的法規(guī)和管理辦法，基本實(shí)現(xiàn)了無害化處理。主要用途是回填采空、作為建筑工程填料、筑路造地、回收有用成份及作燃料、建筑材料和改良土壤等用。我國(guó)礦區(qū)煤矸石每年的排放量約為1.5～2億噸，主要利用途徑是發(fā)電、生產(chǎn)水泥和燒磚，但利用總量較少。煤層甲烷(又稱煤層瓦斯或煤層氣)是與煤共生，開采煤炭時(shí)從煤體內(nèi)析出。它是一種優(yōu)質(zhì)能源，但同時(shí)又是煤炭開采的一種主要災(zāi)害，其大量排空對(duì)全球環(huán)境變化(溫室效應(yīng))有較大影響。目前世界上主要產(chǎn)煤國(guó)對(duì)煤層甲烷的資源化開發(fā)利用程度較高，主要方法是地面鉆井開采。美國(guó)1993年煤層氣的產(chǎn)氣井有5000余口，產(chǎn)氣量達(dá)到207億立方米。我國(guó)煤層氣的開發(fā)利用程度還很低，主要是采取井巷抽放，但氣體利用價(jià)值低，地面開采尚處于探索研究階段，正在開展示范工程并與國(guó)外進(jìn)行合作勘探。粉煤灰是燃煤電站排出的固體廢棄物，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的大型電廠已將煙氣凈化?；以膳?、干灰調(diào)濕等納入電廠規(guī)劃，達(dá)到既清潔發(fā)電又使粉煤灰資源化，粉煤灰被大量應(yīng)用于筑路、生產(chǎn)水泥和優(yōu)質(zhì)混凝土、制磚及其它建材，并將粉煤灰大量用于建筑高速公路。中國(guó)粉煤灰研究和利用的重點(diǎn)是大用量方向，如摻于混凝土中建橋、建壩、高層建筑底板、核發(fā)電站的安全殼等，正在建設(shè)中的三峽工程預(yù)計(jì)用粉煤灰量達(dá)133.8萬噸。更大量的利用在于修筑高等級(jí)公路，已推廣于滬寧、京深及京冀公路建設(shè)。還用于礦區(qū)回填、農(nóng)業(yè)上改良土壤、墻體材料燒結(jié)磚、混凝土、粉煤灰水泥等。我國(guó)煤礦大量礦井水外排與礦區(qū)嚴(yán)重缺水局面并存，如我國(guó)有約70%的礦區(qū)缺水甚至嚴(yán)重缺水，隨著煤礦城市社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，煤炭生產(chǎn)基地的戰(zhàn)略西移，水資源的供需矛盾將日趨緊張。許多礦井水含有大量懸浮物及少量有害元素。因此，最大限度地處理和凈化礦井水，使之資源化，對(duì)減少礦區(qū)環(huán)境污染、緩解干旱缺水地區(qū)用水緊張情況起到積極作用。目前，主要的礦井水處理方法有混凝沉淀法、電滲析法、反滲透法和中和法?；炷恋矸ㄖ饕糜谔幚砗瑧腋∥锏V井水；電滲析法和反滲透法用于處理高礦化度礦井水；中和法是處理酸性礦井水最常用的一種方法。

一、潔凈煤授術(shù)的重要性

我國(guó)是世界上少數(shù)幾個(gè)以煤炭為主要能源的國(guó)家之一，目前煤炭在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中約占70％。在完全開發(fā)水電、充分利用核能和非水力可再生能源、充分考慮油與氣進(jìn)口潛力的前提下，煤炭在一次能源消費(fèi)構(gòu)成中將長(zhǎng)期占據(jù)主導(dǎo)地位，預(yù)計(jì)到21世紀(jì)中葉約為50％。但是，煤炭高效浩凈利用難度大，帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。1999年我國(guó)SO2放量達(dá)1858萬ｔ，居世界第一，其中約85％是燃煤排放造成的；酸雨面積已超過我國(guó)國(guó)土面積的40％。我國(guó)CO2排放量?jī)H次于美國(guó)，居世界第2位。由溫室氣體引起的全球變暖已引起世界范圍內(nèi)的高關(guān)注，對(duì)于能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主而且在相當(dāng)時(shí)期內(nèi)難以根本改變的我國(guó)，更是一種嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

2000年我國(guó)石油進(jìn)口依存度（凈進(jìn)口量占消費(fèi)量比重）己超過30％，進(jìn)口量達(dá)7000萬ｔ，預(yù)計(jì)2010年將達(dá)40％。在國(guó)際局勢(shì)變幻不定的形勢(shì)下，保障石油的可靠供應(yīng)對(duì)國(guó)家安全至關(guān)重要。隨著我國(guó)人民生活水平的提高，國(guó)內(nèi)油、氣供應(yīng)能力與需求之間的缺口將越來越大。通過氣化、液化和其他方式將煤高效地轉(zhuǎn)化為潔凈燃料，是我國(guó)必須進(jìn)行長(zhǎng)期努力的目標(biāo)。

中國(guó)是世界第一大煤炭生產(chǎn)與消費(fèi)國(guó)，2001年煤炭在一次能源的生產(chǎn)和消費(fèi)中分別占68和67。在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)中國(guó)以煤為主要能源的生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生改變。煤炭在為國(guó)民經(jīng)濟(jì)作出巨大貢獻(xiàn)的同時(shí),其開發(fā)利用過程也產(chǎn)生了很嚴(yán)重的污染。中國(guó)是典型的煤煙型大氣污染國(guó)家。據(jù)2000年《中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》資料顯示，全國(guó)廢氣中SO2、煙塵排放總量分別為1995萬噸、1165萬噸，導(dǎo)致酸雨的覆蓋面積已達(dá)國(guó)土面積的30。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，SO2等大氣污染造成的經(jīng)濟(jì)損失總量達(dá)到GDP的2以上。燃煤造成的二氧化硫及總懸浮顆粒物的排放量分別約占85和70，造成的經(jīng)濟(jì)損失年高達(dá)1000億元以上。由于中國(guó)落后的燃煤技術(shù)及裝備，導(dǎo)致中國(guó)主要工業(yè)產(chǎn)品能耗比先進(jìn)國(guó)家高出20～60，能源效率為34，比先進(jìn)國(guó)家低10個(gè)百分點(diǎn)。因此，發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)是提高中國(guó)能源效率、減少環(huán)境污染的重要途徑。

潔凈煤技術(shù)是當(dāng)前世界各國(guó)解決環(huán)境問題的主導(dǎo)技術(shù)之一，也是高技術(shù)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的重要領(lǐng)域之一。我國(guó)圍繞提高煤炭開發(fā)利用效率、減輕對(duì)環(huán)境污染開展了大量的研究開發(fā)和推廣工作。隨著國(guó)家宏觀發(fā)展戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)變，中國(guó)政府把潔凈煤技術(shù)作為可持續(xù)發(fā)展和實(shí)現(xiàn)兩個(gè)根本轉(zhuǎn)變的戰(zhàn)略措施之一。我國(guó)于1994年成立了煤炭工業(yè)潔凈煤工程技術(shù)研究中心，1995年成立了國(guó)家潔凈煤技術(shù)推廣應(yīng)用領(lǐng)導(dǎo)小組，1997年國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)了《中國(guó)潔凈煤技術(shù)九五計(jì)劃和2010年發(fā)展綱要》。在中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)第十個(gè)五年計(jì)劃和煤炭工業(yè)“十五”規(guī)劃中，都強(qiáng)調(diào)要加大潔凈煤技術(shù)研究開發(fā)力度，擴(kuò)大潔凈煤領(lǐng)域的對(duì)外開放，推進(jìn)潔凈煤技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。潔凈煤技術(shù)涉及多行業(yè)、多領(lǐng)域、多學(xué)科，是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程。中國(guó)發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)的目標(biāo)：一是減少環(huán)境污染,如SO2、NOX、煤矸石、粉塵、煤泥水等；二是提高煤炭利用效率,減少煤炭消費(fèi)；三是通過加大轉(zhuǎn)化，改善終端能源結(jié)構(gòu)。目前，中國(guó)已成了世界上最大的潔凈煤市場(chǎng)。研究與開發(fā)潔凈煤技術(shù)的主耍目的是攻克煤氣化、煤炭液化、潔凈煤發(fā)電技術(shù)和綜合利用新技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)，大幅度提高煤炭轉(zhuǎn)換過程中的效率和控制污染，提供優(yōu)質(zhì)替代燃料，優(yōu)化終端能源結(jié)構(gòu)，保障能源安全。

為了減少直接燒煤產(chǎn)生的環(huán)境污染，世界各國(guó)都十分重視潔凈煤技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。經(jīng)過20 多年的發(fā)展國(guó)外的煤炭氣化、液化以及發(fā)電技術(shù)已經(jīng)日趨成熟。通過實(shí)施潔凈煤技術(shù),煤礦企業(yè)在經(jīng)濟(jì)上增加盈利,環(huán)境由此得到改善,使經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和保護(hù)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。我國(guó)是燒煤大國(guó)，７０％以上的能源依靠煤炭，大力發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)有更重要意義。

4.發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)的重大意義

首先，采用煤炭加工技術(shù)，可有效降低原料煤的灰分和硫分，實(shí)現(xiàn)煤炭燃前脫硫降灰，大幅度減少大氣污染物排放，減少煤炭利用的外部成本。

其次，發(fā)展煤基合成燃料可以促進(jìn)能源供應(yīng)來源的多樣性，改善單一的能源結(jié)構(gòu)，在相當(dāng)程度上緩解我國(guó)石油、天然氣供應(yīng)不足的問題，且經(jīng)濟(jì)投入和運(yùn)行成本大大低于采用石油和天然氣，有利于我國(guó)清潔能源的發(fā)展及長(zhǎng)遠(yuǎn)的能源安全。

第三，潔凈煤技術(shù)匯集了電子、信息、自動(dòng)化、環(huán)境科學(xué)等高新技術(shù)，已不再是傳統(tǒng)的煤利用技術(shù)。

總之，潔凈煤技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用正處方興未艾之勢(shì)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十個(gè)五年計(jì)劃已將潔凈煤技術(shù)列為能源建設(shè)的重要內(nèi)容，我國(guó)潔凈煤技術(shù)將進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段

第四篇：潔凈煤技術(shù)

二、潔凈煤技術(shù)

（一）選煤技術(shù)

發(fā)展煤炭洗選，提高商品煤質(zhì)量是從源頭上減少污染的有效措施。我國(guó)1997年原煤入選率25.73％。煤炭洗選的重點(diǎn)已由煉焦煤轉(zhuǎn)為動(dòng)力煤，由過去單純的注重降灰轉(zhuǎn)為降灰與脫硫并舉及回收洗矸中的黃鐵礦。小直徑重介質(zhì)旋流器分選工藝和設(shè)備，對(duì)細(xì)粒煤泥能同時(shí)實(shí)現(xiàn)降灰、脫硫，在分選0.5～0.04mm級(jí)煤泥時(shí)，無機(jī)硫脫硫率為67.90～70.30%。采用12m2大型風(fēng)力干法選煤機(jī)的150萬噸/年選煤廠已投入生產(chǎn)。該廠噸煤投資4.25元，噸煤加工成本2.15元，分選效率>90％，外排塵(50mg/m3)符合環(huán)境要求。解決煤炭深度降灰脫硫難題的一些新技術(shù)，如大直徑三產(chǎn)品無壓給料重介質(zhì)旋流器、各種形式的微泡浮選相繼研究成功、投入生產(chǎn)。但我國(guó)選煤技術(shù)總體上與國(guó)際先進(jìn)水平比有相當(dāng)大的差距，一是原煤人選比例低（我國(guó)為25.7％，發(fā)達(dá)國(guó)家在90％以上）；二是先進(jìn)的選煤工藝占比例低（如重介選，我國(guó)僅為23％，發(fā)達(dá)國(guó)家在60％以上）精煤質(zhì)量差；三是平均廠型小，自動(dòng)化程度低，設(shè)備可靠性差，生產(chǎn)工效低。

（二）水煤漿技術(shù)

水煤漿代油在白楊河發(fā)電廠經(jīng)過2000小時(shí)的試運(yùn)行，在全燒水煤漿條件下，燃燒效率>98%，鍋爐效率>89%，鍋爐負(fù)荷在40－100％范圍內(nèi)均能穩(wěn)定燃燒，與燃燒重油有相同的效果。礦區(qū)煤泥制漿燃燒取得進(jìn)展。采用高灰（灰分41－43％）煤泥制漿，供10t/h鏈條爐燃用。累計(jì)運(yùn)行2008小時(shí)，鍋爐熱效率由單純層燃洗中塊煤的53.99%提高到摻燒煤泥漿后的68％，燃燒效率由63.7%提高到79.01%。

（三）循環(huán)流化床（CFBC）

國(guó)外CFBC技術(shù)在向大型化發(fā)展。目前單機(jī)容量最大的CFBC鍋爐（250MW，蒸發(fā)量700噸/時(shí)）電站已在法國(guó)投入運(yùn)行，鍋爐效率90.5％，脫硫率93％，Nox排放低于250mg/Nm3 我國(guó)現(xiàn)已具備設(shè)計(jì)制造75t/h循環(huán)流化床鍋爐的能力；自行開發(fā)的220t/hCFB鍋爐示范工程和引進(jìn)410t/h循環(huán)床鍋爐工程在進(jìn)行。CFB的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)研究方面也取得了一些進(jìn)展，完成了循環(huán)床專用設(shè)計(jì)軟件；125MW再熱爐型的工程設(shè)計(jì)研究和新型75 t/h和130 t/h循環(huán)流化床鍋爐的研究設(shè)計(jì)工作。

（四）整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）

煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（IGCC）是目前世界發(fā)達(dá)國(guó)家大力開發(fā)的一項(xiàng)高效、低污染清潔煤發(fā)電技術(shù)，它不僅能滿足日趨嚴(yán)格的環(huán)保要求，而且發(fā)電效率可達(dá)45％以上，極有可能成為21世紀(jì)主要的潔凈煤發(fā)電方式之一。

美國(guó)IGCC示范工程取得重大進(jìn)展，Wabash River電廠煤氣化電廠改造項(xiàng)目，系統(tǒng)供電能力262MW，設(shè)計(jì)供電效率38％，脫硫效率>98％。項(xiàng)目于1998年11月完成商業(yè)化示范運(yùn)行。Tampa電力公司IGCC電廠，系統(tǒng)供電能力250MW，設(shè)計(jì)供電效率40％，脫硫效率>96％，預(yù)計(jì)2001年10月完成商業(yè)化示范運(yùn)行。Pinon Pine IGCC發(fā)電項(xiàng)目，系統(tǒng)供電能力99MW，設(shè)計(jì)供電效率40.7％，預(yù)計(jì)2000年7月完成商業(yè)化示范運(yùn)行。

我國(guó)IGCC關(guān)鍵技術(shù)研究已啟動(dòng)，包括IGCC工藝、煤氣化、煤氣凈化、燃?xì)廨啓C(jī)和余熱系統(tǒng)方面的關(guān)鍵技術(shù)。擬在煙臺(tái)電廠建1GW示范電站。

（五）煤炭氣化

煤氣化技術(shù)是重要的能源轉(zhuǎn)化技術(shù)，廣泛用于化工、冶金、機(jī)械、建材、民用燃?xì)獾确矫?，目前全?guó)每年氣化用煤量約6000萬噸。

我國(guó)引進(jìn)了一些先進(jìn)的大型煤氣化技術(shù)都在運(yùn)行中。我國(guó)的中小型氣化以塊煤固定床氣化技術(shù)為主，技術(shù)水平落后、效率低、污染重，急需技術(shù)改造。引進(jìn)的一些較先進(jìn)的氣化技術(shù)在穩(wěn)定操作運(yùn)行、技術(shù)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化、經(jīng)濟(jì)投入及運(yùn)行效益方面也存在不少問題，因此需要發(fā)展具有中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)、適合國(guó)情、高效潔凈的現(xiàn)代氣化技術(shù)。地下氣化技術(shù)應(yīng)用于煤礦殘煤氣化的試驗(yàn)取得了一定的進(jìn)展。

（六）煤炭液化

煤炭液化是重要的煤轉(zhuǎn)化技術(shù)。由中德、中日、中美合作的三個(gè)煤直接液化工業(yè)示范項(xiàng)目可行性研究在進(jìn)行中，中德合作采用云南先鋒褐煤在德國(guó)DMT公司的工藝開發(fā)裝備上進(jìn)行了的工業(yè)條件試驗(yàn)和最佳工藝條件運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，液化油收率達(dá)到53％；對(duì)中國(guó)固定床加氫催化劑進(jìn)行了條件試驗(yàn)，結(jié)果表明該催化劑適用于德國(guó)IGOR工藝；示范廠可研報(bào)告已經(jīng)完成。在日本1t/d裝置進(jìn)行了中國(guó)依蘭煤、中國(guó)西林硫鐵礦催化劑、日本合成硫化鐵催化劑的直接液化條件試驗(yàn)，油收率為52％－57％。中美合作的中國(guó)神華煤直接液化可行性研究項(xiàng)目完成第一階段工作，在美國(guó)HTI公司連續(xù)小試裝置上對(duì)神華檸條塔煤進(jìn)行了6個(gè)條件的試驗(yàn)，使用HTI的技術(shù)和GelCat催化劑，油收率達(dá)63％－68％；

（七）燃料電池

科技部在UNDP的支持下正在推動(dòng)燃料電池公共汽車示范計(jì)劃。

（八）煙氣凈化技術(shù)

目前，世界上運(yùn)行著500座以上的煙氣脫硫裝置。而其中90％以上（按機(jī)組容量計(jì)）為濕法脫硫工藝。半干法旋轉(zhuǎn)噴霧法、爐內(nèi)噴吸收劑――增濕活化脫硫工藝在歐洲應(yīng)用較多。流化床燃燒技術(shù)在燃燒過程中有效控制SO2、NOx的生成，日益受到重視。日本開展利用表面熱處理后的活性炭纖維（ACF）對(duì)煙道氣進(jìn)行脫硫、脫氮的試驗(yàn)研究，取得了很好效果。利用ACF凈化煙道氣的技術(shù)屬于半干式氧化型，其優(yōu)點(diǎn)是：脫硫、脫氮反應(yīng)在常溫下進(jìn)行，副產(chǎn)的硫酸、硫酸鹽及硝酸、硝酸鹽等可以獲得連續(xù)回收。該燃煤鍋爐煙氣脫硫、脫氮技術(shù)不僅具有較高的脫硫、脫氮性能，且用水量少，所需設(shè)備簡(jiǎn)單，目前正在進(jìn)行實(shí)用化研究。隨著我國(guó)大氣污染日益加劇，煙氣凈化技術(shù)進(jìn)一步受到社會(huì)各方面的重視。“中日合作電子束煙氣脫硫示范工程”，已累計(jì)運(yùn)行2400小時(shí)，1998年5月28日通過國(guó)家竣工驗(yàn)收鑒定。該示范工程處理成都電廠200MW機(jī)組鍋爐的30萬m3/h煙氣，是目前世界上已投入運(yùn)行的處理煙氣量最大的電子束脫硫裝置。其脫硫率及脫硝率均超過80％及10％的設(shè)計(jì)值，各項(xiàng)運(yùn)行消耗指標(biāo)均低于設(shè)計(jì)值。此外，引進(jìn)芬蘭IVO公司爐內(nèi)噴鈣和增濕活化聯(lián)合工藝和日本日立公司的高速平流式濕法工藝正在進(jìn)行。國(guó)際上已有的脫硫效率高的成熟技術(shù)，引進(jìn)后對(duì)我們積累設(shè)備設(shè)計(jì)、運(yùn)行和管理經(jīng)驗(yàn)是有用的,但國(guó)外技術(shù)和設(shè)備價(jià)格昂貴，應(yīng)結(jié)合我國(guó)經(jīng)濟(jì)能力，開發(fā)和推廣適合我國(guó)國(guó)情的技術(shù)與工藝。

國(guó)內(nèi)煙氣凈化技術(shù)基礎(chǔ)研究和中小鍋爐煙氣凈化技術(shù)也取得一定進(jìn)展。為提高脫硫劑的脫硫效率，在Ca（OH）2中加入易潮解鹽和堿或用燃燒飛灰和Ca（OH）2的水合物作吸著劑；或用活性焦或活性炭作吸附劑，在實(shí)驗(yàn)室研究中都取得一定成果。適合中小型鍋爐的網(wǎng)膜塔除塵脫硫系統(tǒng)、雙擊式除塵脫硫工藝等也取得了初步成效

（九）粉煤灰綜合利用

我國(guó)粉煤灰研究和利用的重點(diǎn)是大用量方向，例如摻于混凝土中，建橋、建壩、高層建筑底板、核發(fā)電站的安全殼等，正在建設(shè)中的三峽工程預(yù)計(jì)用粉煤灰量達(dá)133.8萬噸。更大量的利用在于修筑高等級(jí)公路，該技術(shù)已成熟，推廣于滬寧、京深及京冀公路建設(shè)。粉煤灰還用于礦區(qū)回填、農(nóng)業(yè)上改良土壤。預(yù)計(jì)到2000年我國(guó)粉煤灰的排放量將達(dá)到1.6億噸，在粉煤灰利用上必須加大力度、擴(kuò)大利用面、增加利用量、提高利用率。

（十）煤層氣的開發(fā)利用

煤層氣勘探開發(fā)取得了明顯進(jìn)展，1998年在山西沁水盆地和東北鶴崗地區(qū)共鉆煤層氣井11口,在屯留-003井、屯留-006井和屯留-007井獲得了日產(chǎn)7000m3、10000m3和16000m3以上工業(yè)煤層氣流，初步控制含氣面積約550平方公里?？碧匠晒砻?該地區(qū)具備了形成大型煤層氣田的地質(zhì)條件。在晉南完成了3口井，晉試1井獲得了單井日產(chǎn)7000m3的產(chǎn)量?！爸袊?guó)煤層氣資源評(píng)價(jià)項(xiàng)目”的研究工作正在實(shí)施之中，已初步完成了六盤水、大華北、東北三江和遼中四個(gè)區(qū)塊的研究工作，項(xiàng)目研究總報(bào)告預(yù)計(jì)1999年完成。與美國(guó)德士古（TEXCO）、菲利普斯（PHILLIPS）和阿科（ARCO）等三家石油公司共同進(jìn)行淮北、臨興、三交、三交北和石樓等五個(gè)地區(qū)煤層氣勘探開發(fā)的合作項(xiàng)目在進(jìn)行。五個(gè)合作區(qū)總面積為11216.8km2，預(yù)測(cè)煤層氣資源量6535億m3。現(xiàn)已完成9口煤層氣井的鉆探，取得了較好的煤層氣資料。

三、潔凈煤技術(shù)優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域的建議

（一）當(dāng)前中國(guó)發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)重點(diǎn)要解決的三個(gè)問題

1．提高燃燒效率是解決中國(guó)煤炭利用效率低下，減少溫室氣體排放的關(guān)鍵

目前我國(guó)每年動(dòng)力用煤占煤炭消費(fèi)總量的85%以上。主要用戶是： 電站鍋爐（1995年末，我國(guó)有電站鍋爐4609臺(tái)，43萬蒸t，全部為蒸汽鍋爐；年用煤488Mt）；工業(yè)鍋爐（1995年末中國(guó)有49.9萬臺(tái)工業(yè)鍋爐，119.8萬蒸t，平均單機(jī)容量2.4t。工業(yè)鍋爐以層燃為主，年用煤約350Mt，燃燒效率比國(guó)外先進(jìn)水平低15-20%）；工業(yè)窯爐（1995年我國(guó)有工業(yè)窯爐16萬臺(tái)，年用煤23.8Mt，設(shè)備技術(shù)普遍比較陳舊，污染嚴(yán)重）；民用（我國(guó)民用、商業(yè)及其他用煤165.2Mt，其中民用135.5Mt。燒散煤平均熱效率僅15%，改燒型煤并采用新型高效爐具熱效率可達(dá)60%以上）。2.全過程脫硫，減排SO2是中國(guó)潔凈煤技術(shù)重點(diǎn)要解決的問題

每年排向大氣的SO280％以上來自燃煤；酸雨分布區(qū)已占到國(guó)土面積的40％。減少SO2排放是實(shí)現(xiàn)高效低污染燃煤的主要目標(biāo)。

中國(guó)煤炭中形態(tài)硫組成以黃鐵礦硫?yàn)橹?，通過洗選可以清除煤中50％－70％的黃鐵礦硫。初步測(cè)算，通過大力發(fā)展洗選，2000年SO2減排量2.7Mt,2010年5.4Mt,2050年8.6Mt。

燃燒中固硫主要是兩種途徑，一是燃燒加固硫的型煤或配煤，一般可減少SO2排放40-60%；二是采用CFB鍋爐實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)脫硫，脫硫率可達(dá)80-90%

煙氣凈化脫硫關(guān)鍵是降低費(fèi)用，國(guó)內(nèi)外均圍繞這個(gè)目標(biāo)開展了大量的研究開發(fā)工作

第五篇：潔凈煤技術(shù)

潔凈煤技術(shù)介紹

煤炭對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要作用

改革開放二十多年來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)得到了快速發(fā)展。這是以能源消費(fèi)的增長(zhǎng)作為支撐的，2003年全國(guó)一次能源消費(fèi)總量達(dá)到16.78億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，比1980年翻了一番多。煤炭在2003年我國(guó)一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中仍然占67.1%，是我國(guó)的主要一次能源。

煤炭還是我國(guó)工業(yè)的主要食糧。2003年電力、冶金、建材和化工等4個(gè)行業(yè)共消費(fèi)煤炭12.8億噸，占全國(guó)煤炭消費(fèi)總量的80.5%。我國(guó)電力的80%以上來自于煤炭，發(fā)電與供熱用煤已占到國(guó)內(nèi)煤炭消費(fèi)總量的54.7%。

煤炭消費(fèi)引起的污染

與此同時(shí)，大量煤炭消費(fèi)也引起嚴(yán)重的環(huán)境問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)2002年全國(guó)二氧化硫排放總量為1927萬噸，2003年由于煤炭消費(fèi)總量的增加，又上升至2158.7萬噸。這來源于燃煤。2002年全國(guó)煙塵總排放量1013萬噸，有63.2%的城市顆粒物超過國(guó)家空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，2003年又上升至1048.7萬噸。燃煤是微顆粒的主要來源之一。目前酸雨覆蓋區(qū)在我國(guó)已擴(kuò)大到約占國(guó)土總面積的30%。2003年有265個(gè)城市中出現(xiàn)酸雨，污染情況較2002年嚴(yán)重。據(jù)中國(guó)環(huán)境科學(xué)院研究，燃煤電廠排放的二氧化硫是造成酸雨的主要原因。全國(guó)每年因二氧化硫和酸雨造成經(jīng)濟(jì)損失上億元。

分析引起燃煤污染的原因，主要有以下幾個(gè)：

一是煤炭本身污染物排放量高。煤炭的硫和灰分含量遠(yuǎn)高于天然氣和輕油，原始排放量就高。

二是燃煤技術(shù)落后。我國(guó)涉及煤炭利用的相關(guān)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)工藝與技術(shù)普遍落后，有大量低效的燃煤鍋爐、窯爐、小型氣化爐等存在，能源效率低下，污染嚴(yán)重。如我國(guó)單位GDP能耗是世界平均水平的3.4倍，為美國(guó)的3.5倍，日本的9.7倍。民用直接燃煤有的效率還不到20%。美國(guó)的煤炭消費(fèi)總量一直與中國(guó)相差不大，但由于大量使用潔凈煤技術(shù)，并沒有引起嚴(yán)重的環(huán)境污染。

三是大量燃煤鍋爐沒有脫硫措施。至2003年年底，我國(guó)燃煤電站(包括已建和在建)安裝脫硫裝置的機(jī)組僅占總裝機(jī)容量6.9%；燃煤工業(yè)鍋爐和窯爐絕大部分沒有脫硫措施，有的甚至沒有良好的除塵裝置。

四是終端能源結(jié)構(gòu)比例成問題。2000年我國(guó)終端能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中煤炭占36.2%，與世界終端能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)差別很大。

發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)是主攻方向

我國(guó)許多城市已在解決燃煤污染方面做了許多嘗試。

其一是清潔能源替代。過去的幾年，我國(guó)不少大中城市在清潔能源替代方面做了很多工作，如設(shè)置無燃煤區(qū)、淘汰小型燃煤鍋爐、大力推廣天然氣和燃油鍋爐等，但推進(jìn)過程中也遇到石油短缺、天然氣供應(yīng)受地域限制、清潔能源的價(jià)格高等問題。

其二是采用節(jié)能技術(shù)減少能源消費(fèi)總量。這幾年我國(guó)節(jié)能工作取得顯著效果，年均節(jié)能率為4.6%。在此前提下能源消費(fèi)仍以每年4.3%的速度增長(zhǎng)。靠節(jié)能只能緩解、但不能解決各地能源供應(yīng)緊張問題。

其三是發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)。潔凈煤技術(shù)是從煤炭開采到利用全過程中旨在減少污染和提高效率的煤炭加工、燃燒、轉(zhuǎn)化和污染控制等新技術(shù)的總稱。清潔能源行動(dòng)18個(gè)試點(diǎn)城市的經(jīng)驗(yàn)表明，發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)，可起到以下作用：

——可有效減少污染。各地電廠普遍采用煙氣凈化技術(shù)后，脫硫率達(dá)90%以上。多數(shù)城市推廣應(yīng)用低硫煤或洗選煤。煤炭洗選一般可降低灰分50%～80%，脫硫35%～40%。

——可有效提高能源效率。采用超臨界發(fā)電機(jī)組效率可達(dá)42%以上；循環(huán)流化床燃燒劣質(zhì)煤，效率可達(dá)95%以上。

——可經(jīng)濟(jì)有效地保證能源安全、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。按同等發(fā)熱量計(jì)算，我國(guó)煤炭資源是石油和天然氣總和的12倍。發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)，可在相當(dāng)程度上緩和石油、天然氣供應(yīng)不足的問題，且運(yùn)行成本大大低于石油和天然氣。

18個(gè)城市的經(jīng)驗(yàn)表明，發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)，不僅可獲得良好的環(huán)境效益和社會(huì)效益，還可獲得相當(dāng)宏觀經(jīng)濟(jì)效益。

中國(guó)采用的潔凈煤技術(shù)

我國(guó)潔凈煤技術(shù)立足于本國(guó)能源資源特點(diǎn)，貫穿于煤炭開發(fā)、加工、轉(zhuǎn)化、終端利用全過程。根據(jù)1997年國(guó)家計(jì)委發(fā)文印發(fā)經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)的《中國(guó)潔凈煤技術(shù)“九五”計(jì)劃和2010年發(fā)展綱要》，現(xiàn)階段中國(guó)潔凈煤技術(shù)包括煤炭加工、高效燃燒及先進(jìn)發(fā)電技術(shù)、煤炭轉(zhuǎn)化、污染物資源化再利用等方面的十八項(xiàng)技術(shù)。

近幾年，通過引進(jìn)和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)開發(fā)，一些可有效提高能源效率、減少污染的大型先進(jìn)技術(shù)(如超臨界機(jī)組、大型煙氣脫硫技術(shù)FGD、循環(huán)流化床鍋爐、煤炭氣化等)得到了推廣應(yīng)用，420噸/小時(shí)以下循環(huán)流化床鍋爐、石灰石-石膏法濕式煙氣脫硫技術(shù)等實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。煤炭洗選、配煤、先進(jìn)工業(yè)鍋爐技術(shù)、實(shí)用脫硫技術(shù)、煤矸石發(fā)電及其他綜合利用技術(shù)等得到廣泛應(yīng)用。但潔凈煤技術(shù)的總體發(fā)展不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展及環(huán)境的需求。主要的技術(shù)項(xiàng)目有：

(1)煤炭加工技術(shù)包括選煤、型煤、水煤漿、動(dòng)力配煤等。在煤炭利用前進(jìn)行煤的洗選和加工，可有效降低煤中灰分、硫分，提高煤炭質(zhì)量，達(dá)到減少煤炭利用過程中污染物排放的目的。

煤炭洗選 采用物理選煤和化學(xué)選煤技術(shù)，可有效脫除煤中礦物質(zhì)，脫除50-80%的灰分和30-40%的硫分。截止2002年，我國(guó)原煤入洗比例已達(dá)33%。

動(dòng)力配煤 將不同的單種煤按不同比例、配入添加劑后混合，形成化學(xué)組成、物理性質(zhì)和燃燒特性完全不同的“新煤種”，可保證燃煤特性與用煤設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)相匹配、提高設(shè)備熱效率，還可充分利用低質(zhì)煤或當(dāng)?shù)孛禾抠Y源。

型煤 民用型煤已得到廣泛使用。氣化用工業(yè)型煤提供了全國(guó)化肥工業(yè)約60%的造氣原料。最近兩年，一些城市由于環(huán)境的原因又開始推廣應(yīng)用鍋爐用動(dòng)力型煤。

水煤漿 將一定比例的煤炭(約67-70%)、水(約30%)、部分添加劑(約1-2%)磨碎混合后，形成一種可以流動(dòng)的煤基流體燃料，具有易燃、污染低的特點(diǎn)，在中國(guó)的主要用途是替代燃料油，用作燃油鍋爐的替代燃料。

(2)煤炭高效燃燒及先進(jìn)發(fā)電技術(shù)主要有循環(huán)流化床燃燒、增壓流化床燃燒以及整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)和超臨界機(jī)組等，可顯著提高發(fā)電效率。

循環(huán)流化床燃燒技術(shù)(CFBC)由于其適于劣質(zhì)煤燃燒、可爐內(nèi)脫硫的特點(diǎn)，在中國(guó)快速推廣應(yīng)用，是發(fā)展最快的先進(jìn)燃燒技術(shù)。容量在240噸/小時(shí)以下的CFBC已在中國(guó)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

增壓流化床燃燒聯(lián)合循環(huán)技術(shù)(PFBC-CC)采用與常壓流化床鍋爐相似的技術(shù)原理，在增壓下工作。增壓流化床燃燒聯(lián)合循環(huán)發(fā)電能較大幅度地提高發(fā)電效率，減少環(huán)境污染。2000年末，中國(guó)自行研制開發(fā)的徐州賈汪15兆瓦中試電站投入綜合試運(yùn)行。

超臨界機(jī)組 是世界上唯一先進(jìn)、成熟和達(dá)到商業(yè)化規(guī)模應(yīng)用的潔凈煤發(fā)電技術(shù)。由于具有發(fā)電效率高、投資相對(duì)較低的特點(diǎn)，被中國(guó)電力行業(yè)列為重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)，近兩年新電廠建設(shè)大部分采用超臨界機(jī)組，全部為進(jìn)口。

整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電系統(tǒng)，是將煤氣化技術(shù)與高效聯(lián)合循環(huán)相結(jié)合，既能提高發(fā)電效率，又有很好的環(huán)保性能。中國(guó)第一座IGCC示范電站(等級(jí)為300～400兆瓦)已開始招標(biāo)。

(3)煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)主要包括煤炭氣化、煤炭液化等。從石油安全考慮，國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展大型煤炭氣化，煤炭液化正在進(jìn)行商業(yè)化示范。

煤炭氣化 煤炭氣化技術(shù)在中國(guó)主要用于生產(chǎn)化工合成原料氣、工業(yè)燃?xì)?、民用煤氣、冶金還原氣，它還可用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電燃?xì)?、制氫、以及作為燃料油合成原料氣和煤炭液化的氣源。目前中?guó)應(yīng)用的先進(jìn)加壓固定床氣化(魯奇爐)、氣流床氣化(Texaco 氣化爐)和干粉煤加料Shell技術(shù)均為引進(jìn)技術(shù)。煤炭液化煤炭液化技術(shù)是將固體煤炭轉(zhuǎn)化為液體燃料、化工原料和產(chǎn)品，它以發(fā)動(dòng)機(jī)用燃料油為主要目標(biāo)產(chǎn)品，同時(shí)生產(chǎn)大量化工產(chǎn)品。分直接液化和間接液化兩種。煤直接液化即用煤直接加氫制油，生產(chǎn)的產(chǎn)品有優(yōu)質(zhì)汽油、柴油和航空燃料，還有芳烴化合物等化工產(chǎn)品。煤間接液化即先將煤氣化、用煤氣化合成油，生產(chǎn)的產(chǎn)品中有油品，還有蠟、乙烯、丙烯、聚合物、醛、醇、酮等化工產(chǎn)品。

燃料電池技術(shù) 燃料電池是一種將儲(chǔ)存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，是公認(rèn)的高效綠色能源。中國(guó)在質(zhì)子交換膜燃料電池PEMFC方面，單項(xiàng)技術(shù)有了自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，已具備電池關(guān)鍵材料制備、部件試制，組裝千瓦級(jí)電池組和進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的能力?？傮w水平與先進(jìn)國(guó)家仍有較大差距。

多聯(lián)產(chǎn) 多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是指利用“合成氣”進(jìn)行的跨行業(yè)、跨部門生產(chǎn)，它通常以整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)為源頭，與其他煤化工技術(shù)結(jié)合，得到多種具有高附加值的化工產(chǎn)品、液體燃料、電和熱等。中國(guó)的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)僅處于從概念性探索到基礎(chǔ)性研究的階段。

(4)污染物控制與資源再利用燃煤污染物控制技術(shù)主要包括煤層氣開發(fā)利用、煙氣凈化、電廠粉煤灰綜合利用、煤矸石的綜合利用和礦井水資源化。

未來應(yīng)該大力發(fā)展的技術(shù)

未來煤炭的主要用戶仍為電力、工業(yè)鍋爐和工業(yè)窯爐、煉焦與噴吹、化工生產(chǎn)替代燃料油、民用。要滿足我國(guó)環(huán)境質(zhì)量不斷改善的要求，各煤炭主要用戶均應(yīng)加快潔凈煤技術(shù)的發(fā)展。我們建議發(fā)展如下技術(shù)：

一是先進(jìn)、高效、低污染的潔凈發(fā)電技術(shù)，應(yīng)將國(guó)際上商業(yè)化成熟技術(shù)超臨界和超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組作為新發(fā)展主力機(jī)組(全部配套煙氣脫硫裝置FGD)，以循環(huán)流化床CFBC發(fā)電機(jī)組為補(bǔ)充，推廣應(yīng)用低氮氧化物燃燒器和煙氣脫硫脫氮一體化技術(shù)。

對(duì)于現(xiàn)有燃煤機(jī)組加以改造，有條件的加裝煙氣脫硫裝置FGD，不適宜加裝FGD的老電廠，必須燃用低硫煤(或洗選煤，硫分<0.6%)，同時(shí)加強(qiáng)除塵和使用低氮燃燒器。

二是減少燃煤工業(yè)鍋爐污染的技術(shù)，比如循環(huán)流化床(加爐內(nèi)脫硫)、采用除塵脫硫技術(shù)、燃用不同燃料(洗選煤、固硫型煤、水煤漿、天然氣、電)、節(jié)能技術(shù)+洗選煤等?？紤]環(huán)境的影響因素后，工業(yè)鍋爐燒散煤、洗選煤、固硫型煤、水煤漿、重油和天然氣的運(yùn)行成本之比為1誜1.1誜1.2誜1.45誜2.3誜3.1。

三是發(fā)展以先進(jìn)煤氣化為氣源的化工生產(chǎn)。加速淘汰落后的煤氣化技術(shù)和小化肥企業(yè)。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來講，煤氣化技術(shù)不僅是化工生產(chǎn)的原料氣，還是多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的源頭，是生產(chǎn)氫能和燃料電池的氣源，必須加快發(fā)展。

四是發(fā)展替代燃料油。水煤漿作為鍋爐燃料技術(shù)已成熟，近期應(yīng)在中國(guó)推廣應(yīng)用。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)講，應(yīng)將煤炭液化作為戰(zhàn)略儲(chǔ)備技術(shù)，直接由煤生產(chǎn)油品和化工產(chǎn)品，部分彌補(bǔ)石油不足。神華集團(tuán)年產(chǎn)100萬噸煤炭直接液化示范廠已開工建設(shè)，同時(shí)應(yīng)該考慮發(fā)展煤制甲醇和二甲醚技術(shù)，作為替代燃料或能源載體。

五是改善民用燃料的使用情況。從環(huán)境上考慮，城市家庭生活用能應(yīng)進(jìn)一步增大天然氣、LPG、LNG、電力等的比例；冬季供暖推廣燃煤熱電聯(lián)供和集中供熱，加后續(xù)脫硫處理，逐步替代或取消分散的小型燃煤鍋爐；農(nóng)村用能應(yīng)進(jìn)一步加大小水電、沼氣和省柴灶等的比例。

煤炭工業(yè)潔凈煤技術(shù)研究中心的研究表明，若全國(guó)全面采用潔凈煤技術(shù)，在2000-2020年期間，可減排二氧化硫1.23億噸，減少硫造成的經(jīng)濟(jì)損失約6080億元。

潔凈煤技術(shù)需要國(guó)家政策支持

潔凈煤技術(shù)的發(fā)展幾乎涉及全社會(huì)各個(gè)方面，如管理、政策、實(shí)施、技術(shù)開發(fā)、設(shè)備制造、商業(yè)化應(yīng)用、煤炭生產(chǎn)與供應(yīng)、環(huán)境保護(hù)、所有煤炭及能源用戶等等，不僅僅是技術(shù)問題，更是系統(tǒng)問題，必須有國(guó)家政策和機(jī)制的強(qiáng)勁推動(dòng)作為保障，因此我們建議：

——要加強(qiáng)潔凈煤技術(shù)發(fā)展的統(tǒng)一規(guī)劃和統(tǒng)一管理，有全國(guó)發(fā)展計(jì)劃、有發(fā)展重點(diǎn)和優(yōu)先次序，有統(tǒng)一布局和管理，允許各地發(fā)展適宜本地區(qū)的技術(shù)，避免搞全國(guó)一刀切。

——形成國(guó)家統(tǒng)一的潔凈煤技術(shù)政策體系，使?jié)崈裘杭夹g(shù)與環(huán)保、節(jié)能、高新技術(shù)開發(fā)應(yīng)用等有機(jī)地結(jié)合起來。

——國(guó)家對(duì)大型商業(yè)化潔凈煤技術(shù)項(xiàng)目給予必要的激勵(lì)政策。

——進(jìn)一步加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)研究和工業(yè)示范，激勵(lì)先進(jìn)技術(shù)的采用與發(fā)展。

——加強(qiáng)環(huán)境驅(qū)動(dòng)和對(duì)燃煤用戶的環(huán)境監(jiān)管。

——國(guó)家煤炭供應(yīng)體系上予以改革，逐步實(shí)現(xiàn)將低硫、低灰優(yōu)質(zhì)煤優(yōu)先供應(yīng)中小型工業(yè)鍋爐及其他中小用戶，將質(zhì)量較差的煤炭供電站鍋爐集中處理的煤炭供應(yīng)體系。

——建立和形成企業(yè)作為潔凈煤技術(shù)發(fā)展主體的機(jī)制，發(fā)展現(xiàn)代煤炭加工及轉(zhuǎn)化基地，建設(shè)大型潔凈煤技術(shù)項(xiàng)目。

——加強(qiáng)關(guān)于潔凈煤技術(shù)的宣傳，提高公眾環(huán)境意識(shí)和對(duì)環(huán)境的監(jiān)督能力。