第一篇:《潔凈煤技術(shù)》征稿啟事
《潔凈煤技術(shù)》征稿啟事
《潔凈煤技術(shù)》國內(nèi)統(tǒng)一刊號: CN11-3676/TD, 國際標準刊號:ISSN1006-6772。雜志由國家煤礦安全監(jiān)察局主管,煤炭科學研究總院與煤炭工業(yè)潔凈煤工程技術(shù)中心聯(lián)合主辦,國內(nèi)外公開發(fā)行的國家級專業(yè)科技刊物。本刊為萬方數(shù)據(jù)網(wǎng)上網(wǎng)期刊;中國CAJ—CD全文收錄期刊;中國學術(shù)期刊綜合評價數(shù)據(jù)庫來源期刊。全國中文核心期刊,中國科技核心期刊。
《潔凈煤技術(shù)》宗旨是宣傳和普及潔凈、高效的潔凈煤技術(shù)及與之有關(guān)的法規(guī)、政策和標準,致力于促進我國潔凈煤技術(shù)的發(fā)展。雜志是潔凈煤信息的傳播媒介,是與國內(nèi)外有關(guān)組織、研究機構(gòu)、大專院校及工礦企業(yè)合作交流的紐帶。
《潔凈煤技術(shù)》雜志是煤炭、電力、冶金、化工、機械等部門行業(yè)及廠礦企業(yè)的領(lǐng)導和工程技術(shù)人員的必讀之物。主要刊載煤炭加工(洗選、型煤、水煤漿、配煤、煤泥利用),煤炭高效潔凈燃燒(流化床技術(shù)、粉煤燃燒、燃煤聯(lián)合循環(huán)發(fā)電),煤炭轉(zhuǎn)化(氣化、液化、焦化、燃料電池),污染控制與廢棄物管理,煤質(zhì)技術(shù),煤礦環(huán)保等方面的學術(shù)論文、研究報告、專題評述、國內(nèi)外技術(shù)動態(tài)和政策法規(guī)等文章。具體征稿事宜如下:
一、征文形式與要求
(1)論文要求:來稿主題突出,論點明確,論據(jù)可靠,數(shù)據(jù)正確,文字精煉,引用資料給出文獻出處。論文(含圖、表)不超過6000字。
(2)論文格式(按順序):題目、作者姓名及單位、中文摘要(100-200字)和關(guān)鍵詞(3-5個)、正文、參考文獻、作者簡介、英文題目、英文摘要和關(guān)鍵詞。文稿若系省部級以上科學基金項目資助,請注明。論文須有電子文件(word格式)。
二、聯(lián)系方式
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投寄論文經(jīng)編輯部審閱通過后,將在《潔凈煤技術(shù)》雜志上刊發(fā)。每篇論文收到一周后給予答復,論文發(fā)表后,向每位作者贈送當期樣刊,以便使用。作者所投論文,文責自負。
《潔凈煤技術(shù)》編輯部
二0一二年一月
第二篇:《潔凈煤技術(shù)》
潔凈煤技術(shù)(CCT)的概念是20世紀80年代中期美國首先提出的,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;先進燃燒器技術(shù)是指改進鍋爐、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、甲烷等可燃氣體。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,再用燃氣輪機發(fā)電,排出高溫廢氣燒鍋爐,再用蒸汽輪機發(fā)電,整個發(fā)電效率可達45%。我國正在開發(fā)研究中。④燃煤磁流體發(fā)電技術(shù),當燃煤得到的高溫等離子氣體高速切割強磁場,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%。我國正在開發(fā)研究這種技術(shù)。
清潔煤技術(shù)是當前國際上解決環(huán)境問題的主導技術(shù)之一,也是高技術(shù)國際競爭的重要領(lǐng)域之一。多年來,我國圍繞提高煤炭開發(fā)利用效率、減輕對環(huán)境污染進行了大量的研究開發(fā)和推廣工作,并隨著國家宏觀發(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)展和實現(xiàn)兩個根本轉(zhuǎn)變的戰(zhàn)略措施之一,得到了中央政府的大力支持。按照國務(wù)院1997年批準的《中國潔凈煤技術(shù)九五計劃和2010年發(fā)展規(guī)劃》,中國潔凈煤技術(shù)包含四個領(lǐng)域、十四項技術(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,以物理方法為主對其進行加工,這是合理用煤的前提和減少燃煤污染的最經(jīng)濟的途徑。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、化學選煤和細菌脫硫方法,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)是近年來國際上競相發(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;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50%~52%,脫硫率可達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,以碳一化工為重點,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。煤炭氣化包括完全氣化、溫和氣化(低溫熱解)和地下氣化是實現(xiàn)煤炭潔凈利用的先導技術(shù)和主要途徑。多年來針對不同用戶開發(fā)了多種氣化工藝。從發(fā)展趨勢看應(yīng)優(yōu)選煤種適應(yīng)廣、技術(shù)先進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帶戰(zhàn)略意義的任務(wù);燃料電池是直接將資料的化學能轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù),目前國際上已經(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,對煤炭開發(fā)利用中產(chǎn)生的污染和廢棄物進行控制和處理是實現(xiàn)國家環(huán)保目標使煤炭成為高效、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。國外對煤矸石的處理有比較健全的法規(guī)和管理辦法,基本實現(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,開采煤炭時從煤體內(nèi)析出。它是一種優(yōu)質(zhì)能源,但同時又是煤炭開采的一種主要災害,其大量排空對全球環(huán)境變化(溫室效應(yīng))有較大影響。目前世界上主要產(chǎn)煤國對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1993年煤層氣的產(chǎn)氣井有5000余口,產(chǎn)氣量達到207億立方米。我國煤層氣的開發(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外進行合作勘探。粉煤灰是燃煤電站排出的固體廢棄物,歐美發(fā)達國家的大型電廠已將煙氣凈化。灰渣干排、干灰調(diào)濕等納入電廠規(guī)劃,達到既清潔發(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。中國粉煤灰研究和利用的重點是大用量方向,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)中的三峽工程預計用粉煤灰量達133.8萬噸。更大量的利用在于修筑高等級公路,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。我國煤礦大量礦井水外排與礦區(qū)嚴重缺水局面并存,如我國有約70%的礦區(qū)缺水甚至嚴重缺水,隨著煤礦城市社會、經(jīng)濟的迅速發(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
我國是世界上少數(shù)幾個以煤炭為主要能源的國家之一,目前煤炭在我國能源結(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、充分考慮油與氣進口潛力的前提下,煤炭在一次能源消費構(gòu)成中將長期占據(jù)主導地位,預計到21世紀中葉約為50%。但是,煤炭高效浩凈利用難度大,帶來了嚴重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。1999年我國SO2放量達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國土面積的40%。我國CO2排放量僅次于美國,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,對于能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主而且在相當時期內(nèi)難以根本改變的我國,更是一種嚴峻的挑戰(zhàn)。
2000年我國石油進口依存度(凈進口量占消費量比重)己超過30%,進口量達7000萬t,預計2010年將達40%。在國際局勢變幻不定的形勢下,保障石油的可靠供應(yīng)對國家安全至關(guān)重要。隨著我國人民生活水平的提高,國內(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,是我國必須進行長期努力的目標。
中國是世界第一大煤炭生產(chǎn)與消費國,2001年煤炭在一次能源的生產(chǎn)和消費中分別占68和67。在相當長時期內(nèi)中國以煤為主要能源的生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)不會發(fā)生改變。煤炭在為國民經(jīng)濟作出巨大貢獻的同時,其開發(fā)利用過程也產(chǎn)生了很嚴重的污染。中國是典型的煤煙型大氣污染國家。據(jù)2000年《中國環(huán)境狀況公報》資料顯示,全國廢氣中SO2、煙塵排放總量分別為1995萬噸、1165萬噸,導致酸雨的覆蓋面積已達國土面積的30。據(jù)粗略統(tǒng)計,SO2等大氣污染造成的經(jīng)濟損失總量達到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)濟損失年高達1000億元以上。由于中國落后的燃煤技術(shù)及裝備,導致中國主要工業(yè)產(chǎn)品能耗比先進國家高出20~60,能源效率為34,比先進國家低10個百分點。因此,發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)是提高中國能源效率、減少環(huán)境污染的重要途徑。
潔凈煤技術(shù)是當前世界各國解決環(huán)境問題的主導技術(shù)之一,也是高技術(shù)國際競爭的重要領(lǐng)域之一。我國圍繞提高煤炭開發(fā)利用效率、減輕對環(huán)境污染開展了大量的研究開發(fā)和推廣工作。隨著國家宏觀發(fā)展戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)變,中國政府把潔凈煤技術(shù)作為可持續(xù)發(fā)展和實現(xiàn)兩個根本轉(zhuǎn)變的戰(zhàn)略措施之一。我國于1994年成立了煤炭工業(yè)潔凈煤工程技術(shù)研究中心,1995年成立了國家潔凈煤技術(shù)推廣應(yīng)用領(lǐng)導小組,1997年國務(wù)院批準了《中國潔凈煤技術(shù)九五計劃和2010年發(fā)展綱要》。在中國國民經(jīng)濟第十個五年計劃和煤炭工業(yè)“十五”規(guī)劃中,都強調(diào)要加大潔凈煤技術(shù)研究開發(fā)力度,擴大潔凈煤領(lǐng)域的對外開放,推進潔凈煤技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。潔凈煤技術(shù)涉及多行業(yè)、多領(lǐng)域、多學科,是一項龐大的系統(tǒng)工程。中國發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)的目標: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;三是通過加大轉(zhuǎn)化,改善終端能源結(jié)構(gòu)。目前,中國已成了世界上最大的潔凈煤市場。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。通過實施潔凈煤技術(shù),煤礦企業(yè)在經(jīng)濟上增加盈利,環(huán)境由此得到改善,使經(jīng)濟增長和保護環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。我國是燒煤大國,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),在相當程度上緩解我國石油、天然氣供應(yīng)不足的問題,且經(jīng)濟投入和運行成本大大低于采用石油和天然氣,有利于我國清潔能源的發(fā)展及長遠的能源安全。
第三,潔凈煤技術(shù)匯集了電子、信息、自動化、環(huán)境科學等高新技術(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,國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十個五年計劃已將潔凈煤技術(shù)列為能源建設(shè)的重要內(nèi)容,我國潔凈煤技術(shù)將進入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段
第三篇:潔凈煤技術(shù)
潔凈煤技術(shù)復習題庫
1氣流床氣化法:是用極細的粉煤為原料,被氧氣和水蒸汽組成的氣化劑高速氣流攜帶進入氣化爐氣化的方法。在氣化爐內(nèi),細顆粒粉煤分散懸浮于高速氣流中,并隨之并行流動,這種狀態(tài)即稱氣流床。2費托合成:CO 在固體催化劑作用下非均相氫化生成不同鏈長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,采用特定的機械加工工藝,將粉煤或低品位煤制成具有一定強度和形狀的煤制品。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)楹置骸熋?、無煙煤的地球化學作用。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熱化學的過程,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PH<5.6時為酸雨。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)類似的有機液體,并利用與原油精煉相近的工藝對煤液化油進行深加工以獲得動力燃料,化學原料和化工產(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)、有機污染物(碳氫化合物、PAH)、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)備預熱至400C左右,共同進入具有一定壓力的液化反應(yīng)器中進行液化。
25煙氣濕法脫硫的優(yōu)點及缺點?
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,脫硫率可達90%以上,系統(tǒng)運行可靠穩(wěn)定。缺點:脫硫后煙氣溫度較低,一般低于露點,所以需進行煙氣再加熱以減少腐蝕,同時有廢水二次污染等問題.26各種煙氣脫硫工特點?
答:干法/半干法脫硫特點:脫硫過程以干態(tài)為主,煙氣溫度降低較少,無需進行除霧和再熱,脫硫產(chǎn)物是干態(tài),無廢水污染,不易腐蝕和結(jié)垢,同時工藝簡單,投資和運行費用低。缺點是脫硫劑利用率低,因此當燃燒高硫煤或?qū)γ摿蛐室髧栏駮r,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,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出現(xiàn)的產(chǎn)物。
28煤直接液化過程,對煤種有何要求?反應(yīng)過程的機理?
答:在選擇煤種時大致原則: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。此時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)體系的動力學過程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,促使催化劑分散和萃取出在催化劑表面上強吸附的毒物。
30移動床氣化爐內(nèi)怎樣分層? 答:在移動床氣化過程中,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)所進行的物理化學過程也不一樣。對于常壓移動床氣化法來講,一般自上而下可分為預熱干燥層、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?
答:①燃燒過程中,氣固顆粒發(fā)生強烈的湍流混合,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?;旌暇鶆颍沟脺囟确植季鶆颌塾捎诰哂写罅康墓腆w床料,可以存儲足夠的熱量,使得燃料加熱迅速且具有良好的燃料適應(yīng)性且能和較低運行④顆粒流動平穩(wěn),適宜連續(xù)自動控制⑤不同粒徑的顆粒在燃燒反應(yīng)器中停留時間不同,燃盡程度也不同。特點:①燃燒適應(yīng)性好②良好的環(huán)保性能③良好的負荷調(diào)節(jié)性能
MFT生產(chǎn)汽油基本原理及流程特點?
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: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?
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)預熱器進入液化反應(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)油及固體殘渣等分離開來。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)物在此分離成殘渣和閃蒸油,前者進入氣化制氫工序,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:①煤液化反應(yīng)和液化油提制加工在同一個高壓系統(tǒng)內(nèi)進行,既縮短和簡化了工藝過程,也可得到質(zhì)量優(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,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,同時還會發(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
第四篇:潔凈煤技術(shù)
一、緒論
1、潔凈煤技術(shù)——煤炭高效和潔凈開發(fā),加工,燃燒,轉(zhuǎn)化及污染控制技術(shù)的總稱
2、潔凈煤技術(shù)的分類:①煤炭燃燒前凈化技術(shù)②煤炭燃燒中凈化技術(shù)③煤炭燃燒后凈化技術(shù)④煤炭轉(zhuǎn)化⑤煤系共伴生資源利用
3、中國潔凈煤技術(shù)的主要內(nèi)容:①煤炭加工②煤炭潔凈燃燒及先進發(fā)電技術(shù)③煤炭轉(zhuǎn)化④污染控制與廢物資源利用
二、煤的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1、煤的結(jié)構(gòu)模型:①煤的化學結(jié)構(gòu)模型:a、Given模型b、Wiser模型c、Shinn模型 ②煤的物理結(jié)構(gòu)模型:a、Hirsch模型b、主-客模型
2、煤的密度:①真相對密度>②視相對密度>③散密度,孔隙率=(①-②/①)x100%
3、煤的熱解反應(yīng):①橋鍵斷裂生成自由基②脂肪側(cè)鏈裂解③含氧官能團裂解④煤中低分子化合物的裂解
前期以裂解反應(yīng)為主,后期以縮聚反應(yīng)為主
4、煤的加氫反應(yīng)性:①熱解反應(yīng)②供氫反應(yīng)③脫雜原子反應(yīng)
三、型煤技術(shù)
1、型煤:是按照一定粒度要求,將一種或幾種煤分在有或無黏結(jié)劑存在的條件下,經(jīng)一定壓力作用,加工制成具有一定的外形和物理化學性質(zhì)的煤炭制品
2、型煤分類:①成型溫度:a、冷壓法型煤b、熱壓法型煤②外形分類:a、球狀b、柱狀c、方形③應(yīng)用領(lǐng)域:a、工業(yè)型煤b、民用型煤④按黏結(jié)劑:a、有黏結(jié)劑成型b、無黏結(jié)劑成型
3、煤炭無黏結(jié)劑成型機理:①瀝青質(zhì)假說②腐植酸假說③毛細孔假說④膠體假說⑤分子粘合假說
4、粉煤的黏結(jié)成型機理:①表面化學作用—侵濕與橋接②機械結(jié)合力與物理化學結(jié)合力③表面作用力④黏結(jié)劑與被黏合物之間的黏合理論
5、常見的型煤黏結(jié)劑:①有機黏結(jié)劑②無機黏合劑③復合黏結(jié)劑④工農(nóng)業(yè)廢物黏結(jié)劑
6、型煤黏結(jié)劑的質(zhì)量要求:①要有一定的機械強度,氣化型煤還要有熱穩(wěn)定性和熱強度②成型后,型煤要有足夠的防潮和耐水性能③黏結(jié)劑性能要不影響型煤的使用效果④黏結(jié)劑的成灰率不宜過大⑤黏結(jié)劑必須易于加工制備,而且考慮型煤后處理工藝簡單易行⑥型煤黏結(jié)劑的質(zhì)量要求不應(yīng)產(chǎn)生二次污染
7、黏結(jié)劑的選擇原則:①型煤黏結(jié)劑要求能夠就地選材,就近加工②盡可能做到黏結(jié)劑的性能和“煤性”統(tǒng)一③黏結(jié)劑的生產(chǎn)工藝應(yīng)考慮到所用的原料和性質(zhì)④價格合理,盡量降低成本
四、煤炭分選技術(shù)及超純煤
1、選煤:根據(jù)煤中不同組分的性質(zhì)差異而將其分選成不同質(zhì)量產(chǎn)品的加工過程
2、選煤分類:①濕法:a、重選b、離心力選c、浮選d、特殊選②干法:a、手選b、風選c、選擇性破碎選d、空氣重介質(zhì)流化床選e、特殊選
3、跳汰選煤的原理:①床層松散:a、床層松散是煤粒按密度分層的基本條件,只有床層松散,不同密度的煤粒才能在床層中獲得相互轉(zhuǎn)換位置所需要的空間和時間b、上升水流的速度和加速度對床層松散起決定性作用,只有上升水流的速度、加速度適宜才可獲得良好的松散c、在跳汰過程中,不同時間的床層松散度是不同的,在上升初期床層整個被托起,上層和下層首先被松散,然后才是中層,上升水流末期,整個床層松散度最大,下流水末期,整個床層松散度最小d、床層松散度用床層中水的提及與水和礦粒總體積之比來表示②分層原理:前倆種密度不同的礦粒均勻混合,可以看成一個密度均勻的整理,床層重心位于床層的幾何中心,分層后,密度大的顆粒集中在下層,床層的重心降低,所以密度差越大,分層效果越好
4、跳汰選煤:是指原煤主要在垂直升的變速介質(zhì)流中,按密度差異,進行分選的過程
5、重介質(zhì)選煤:是一種采用密度介于煤和矸石之間的液體,作為分選介質(zhì)的高效重力選煤方法
6、重介質(zhì)選煤按分選力的不同可分為:①重力重介質(zhì)選煤②離心力重介質(zhì)選煤
7、塊煤重介質(zhì)分選機的分類:①斜輪重介質(zhì)分選機②立輪重介質(zhì)分選機③淺槽重介質(zhì)分選機
8、浮選:利用煤和矸石表面物理化學性質(zhì)差異在固—液—氣三相界面進行的一種選別技術(shù)
有平行反應(yīng),也有順序反應(yīng)
9、煤泥浮選流程:①煤泥浮選原則流程:a、濃縮浮選流程b、直接浮選流程c、半直接浮選流程②浮選流程內(nèi)部結(jié)構(gòu):a、一次浮選流程b、中煤再選流程c、精煤再選流程
10、浮選藥劑分類:①捕手劑:陰離子型,陽離子性,非離子型②起泡劑:表面活性劑、非表面活性劑③調(diào)整劑:活化劑、抑制劑、pH調(diào)節(jié)劑、分散劑、絮凝劑
11、超純煤用途:①燃油鍋爐代油燃料②化工廠重油造氣的替代原料③高溫燃氣輪機發(fā)電技術(shù)④高級活性炭和煤制炭黑的原料
12、煤脫硫的微生物種類:①喜溫微生物②喜熱微生物③變種的土壤細菌
13、微生物脫除煤中硫的機理:①直接氧化②間接氧化③助浮脫硫
14、微生物脫硫方法:①滲透堆浸法②壓縮空氣攪拌浸出法③表面氧化輔助物理分選法
五、水煤漿技術(shù)
1、水煤漿是由60%~70%的煤與39%~29%的水及少量添加劑經(jīng)過磨碎和強力攪拌而成的兩相流漿體
2、水煤漿特點:①流變性②觸變性③霧化性④燃燒特性⑤環(huán)境特性
3、水煤漿分類:①按用途可分為燃料水煤漿和氣化水煤漿②按原料煤的種類和制漿工藝可分為:精煤、精細、經(jīng)濟型、氣化、環(huán)保、原煤水煤漿
4、水煤漿添加劑:①分散劑:a、陽離子b、陰離子c、非離子②穩(wěn)定劑③其他輔助添加劑
5、分散劑作用機理:①潤濕分散作用②靜電排斥分散作用③空間位阻與熵斥力分散作用
六、煤炭熱解技術(shù)
1、熱解:將有機物在缺氧或惰性氣氛狀態(tài)下加熱,發(fā)生一系列的物理變化和化學反應(yīng),使之分解成成氣體,液體和固體的熱分解反應(yīng)
2、熱解的四個階段:①20世紀以前為熱解技術(shù)發(fā)展第一階段②20世界初至60年代,進入第二階段③70年代至90年代④90年代以后
3、煤熱解方法分類:①氣氛不同:a、惰性氣氛b、加氫c、催化加氫②熱解溫度:a、低溫b、中溫c、高溫d、超高溫③熱源不同:a、電加熱b、等離子體加熱c、微波④加熱方式:a、外熱式b、內(nèi)熱式c、內(nèi)外并熱式⑤料層密集程度:a、密相床b、稀相床⑥物料運行方式:a、固定床b、液化床c、氣流床d、流動床⑦反應(yīng)器的壓強:a、常壓b、加壓⑧熱接速度:a、慢速熱解b、快速熱解⑨熱載體的類型:a、固體熱載體b、氣體熱載體c、固體—氣體復合載體
七、煤炭清潔燃燒技術(shù)
1、煤的燃燒過程:指煤中的可燃物成分與空氣中的氧發(fā)生強烈的氧化反應(yīng)并半歲著發(fā)熱,發(fā)光的過程
2、煤炭燃燒步驟:①加熱過程中首先析出水分和揮發(fā)分的熱解過程②揮發(fā)分著火和燃燒③固定碳或半焦著火和燃燒
3、粉煤的燃燒過程:①粉煤氣流的著火②粉煤氣流的燃燒③粉煤氣流的燃盡
4、煤粉燃燒技術(shù):①強化煤粒和高溫煙氣的對流換熱②強化煤粉的高濃度集聚③強化燃燒過程的初始階段④煤粉高效燃燒的其他新技術(shù)
5、流化床燃燒優(yōu)點:①燃料適應(yīng)性強②易于實現(xiàn)爐內(nèi)高效脫硫③NOX排放量低④燃燒效率高⑤灰渣便于綜合利用
6、煤中硫的轉(zhuǎn)化過程:①有機硫的氧化②FeS2的氧化③元素S的氧化④H2S的氧化⑤CS2和COS的氧化⑥SO3的形成⑦硫酸鹽的形成
十二、煤的非燃料化利用技術(shù)
1、煤的非燃料化利用主要途徑:①新材料化轉(zhuǎn)化②精細化學品制備
2、煤基新材料主要包括:①煤基功能超細粉體材料②煤基聚合物復合材料③新型炭材料
3、分級技術(shù):⑴介質(zhì)的不同:①干法分級②濕法分級③超臨界分級
⑵分級立場的不同:①重力場②離心力場③慣性立場④電場力⑤磁動場⑥熱梯度力場 ⑶分級工藝的設(shè)備類型:①旋流式②干式機械③蝶式④臥螺式⑤靜電場⑥超臨界
4、表面改性:⑴改性機理不同:①物理改性法②化學改性法③物理化學改性法
⑵改性工藝不同:①涂覆法②偶聯(lián)劑法③煅燒法④水瀝濾法
⑶改性的性質(zhì)、工藝和方法分為:①包覆法②沉淀反應(yīng)法③表面化學法④接拔法⑤機械力化學法
5、活性炭是一種優(yōu)良的多孔性吸附材料,具有豐富的內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)和較高的比表面積,具有吸附力強,化學穩(wěn)定性好,機械強度高,使用失效后易再生等特點
6、活性炭分類:①按形狀:a、粉狀b、顆粒狀c、球形d、圓柱形e、纖維狀f、其他異狀②按原料:a、煤質(zhì)b、木質(zhì)c、果殼d、石油類e、再生炭f、含碳有機廢料和農(nóng)副產(chǎn)品③按制造方法:a、化學藥品b、強堿活化法c、氣體活化法d、水蒸氣活化法④按用途:a、氣相吸附b、液相吸附c、催化劑載體d、炭分子篩
7、煤基活性炭生產(chǎn)工藝的主要工藝:原料制備,混捏成型,干燥,炭化,活化,處理 ①碳化:a碳化方法:氣相碳化,液相碳化,固相碳化
b碳化過程:100~200℃250~350℃350~450℃450~650℃
c碳化條件:溫度600℃在無氧或少氧情況下
②氣體活化法:分類:a水蒸氣活化法b二氧化碳活化法c混合氣體活化法
作用:a開孔作用b擴孔作用c形成新孔
適宜的活化溫度:空氣600℃水蒸氣900℃煙道氣900~950℃ ③后處理:a脫灰:可在生產(chǎn)前進行也可在活化后完成 b除鐵:只能在生產(chǎn)前
C寖漬:為了使活性炭增強吸附選擇性或?qū)μ囟ㄎ锏奈侥芰蚓邆浞来呋刃再|(zhì) 常用的寖漬劑a煤焦油b煤瀝青c合成樹脂d硝酸銀溶液 ④原料制備:a粉碎
b篩分c制粉
8.活性炭的再生:熱再生法,萃取再生法,氧化再生法,生物再生法,電化再生法,超臨界流體再生法,微波輻照再生法
9.碳素制品的種類:①原料和生產(chǎn)工藝不同:石墨制品,碳制品,碳素纖維,特種石墨制品
②所含灰分大?。憾嗷曳种破罚倩曳种破罚ㄐ∮谝唬?/p>
③加工深度高低:碳制品,石墨制品,碳纖維,石墨纖維
④產(chǎn)品用途:石墨電極類,炭塊類,石墨陽極類,碳電極類,碳糊類,電碳類 10.碳素制品的生產(chǎn)原料:①骨架的材料:石油焦,無煙煤,冶金焦,瀝青焦,炭黑
②粘合劑:煤焦油,恩油,煤瀝青,合成樹脂 碳素制品的生產(chǎn)工藝:1預處理2粉碎篩分和配料3混捏4成型5焙燒6寖漬7石墨化
① 配料方案的編制a骨料的種類質(zhì)量指標和配比b干粒的粒度組成c粘結(jié)劑的種類質(zhì)量指標和配比 ② 石墨化的三個階段:第一階段通過高溫熱解反應(yīng)進一步析出揮發(fā)分(1000~15000)
第二階段碳網(wǎng)層間距縮小逐漸向石墨結(jié)構(gòu)過度晶體平面上的位錯線和晶界逐漸消失(1500~2000)
第三階段:碳網(wǎng)層面尺寸激增三維有序結(jié)趨于臾完美
影響石墨化因素:石墨化溫度,恒溫時間,催化劑
石墨化溫度:普通石墨電極最高溫度為2100~2300℃特殊制品2500~3000 12。煤轉(zhuǎn)化為化學品技術(shù)路線主要包括:煤的熱解:煤的氧化,沒得加氫,溶劑抽提,煤氣化,催化合成 ① 有熱解方法制取煤基化學品 ② 煤經(jīng)合成轉(zhuǎn)化為化學品
③ 煤經(jīng)氧化轉(zhuǎn)化為化學品a生物轉(zhuǎn)化b化學氧化 ④ 煤經(jīng)乙炔轉(zhuǎn)化為化學品a碳化鈣法b等離子體熱解法
第五篇: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1997年原煤入選率25.73%。煤炭洗選的重點已由煉焦煤轉(zhuǎn)為動力煤,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,對細粒煤泥能同時實現(xiàn)降灰、脫硫,在分選0.5~0.04mm級煤泥時,無機硫脫硫率為67.90~70.30%。采用12m2大型風力干法選煤機的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)。但我國選煤技術(shù)總體上與國際先進水平比有相當大的差距,一是原煤人選比例低(我國為25.7%,發(fā)達國家在90%以上);二是先進的選煤工藝占比例低(如重介選,我國僅為23%,發(fā)達國家在60%以上)精煤質(zhì)量差;三是平均廠型小,自動化程度低,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小時的試運行,在全燒水煤漿條件下,燃燒效率>98%,鍋爐效率>89%,鍋爐負荷在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展。采用高灰(灰分41-43%)煤泥制漿,供10t/h鏈條爐燃用。累計運行2008小時,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)
國外CFBC技術(shù)在向大型化發(fā)展。目前單機容量最大的CFBC鍋爐(250MW,蒸發(fā)量700噸/時)電站已在法國投入運行,鍋爐效率90.5%,脫硫率93%,Nox排放低于250mg/Nm3 我國現(xiàn)已具備設(shè)計制造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410t/h循環(huán)床鍋爐工程在進行。CFB的設(shè)計基礎(chǔ)研究方面也取得了一些進展,完成了循環(huán)床專用設(shè)計軟件;125MW再熱爐型的工程設(shè)計研究和新型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)達國家大力開發(fā)的一項高效、低污染清潔煤發(fā)電技術(shù),它不僅能滿足日趨嚴格的環(huán)保要求,而且發(fā)電效率可達45%以上,極有可能成為21世紀主要的潔凈煤發(fā)電方式之一。
美國IGCC示范工程取得重大進展,Wabash River電廠煤氣化電廠改造項目,系統(tǒng)供電能力262MW,設(shè)計供電效率38%,脫硫效率>98%。項目于1998年11月完成商業(yè)化示范運行。Tampa電力公司IGCC電廠,系統(tǒng)供電能力250MW,設(shè)計供電效率40%,脫硫效率>96%,預計2001年10月完成商業(yè)化示范運行。Pinon Pine IGCC發(fā)電項目,系統(tǒng)供電能力99MW,設(shè)計供電效率40.7%,預計2000年7月完成商業(yè)化示范運行。
我國IGCC關(guān)鍵技術(shù)研究已啟動,包括IGCC工藝、煤氣化、煤氣凈化、燃氣輪機和余熱系統(tǒng)方面的關(guān)鍵技術(shù)。擬在煙臺電廠建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、機械、建材、民用燃氣等方面,目前全國每年氣化用煤量約6000萬噸。
我國引進了一些先進的大型煤氣化技術(shù)都在運行中。我國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。引進的一些較先進的氣化技術(shù)在穩(wěn)定操作運行、技術(shù)設(shè)備國產(chǎn)化、經(jīng)濟投入及運行效益方面也存在不少問題,因此需要發(fā)展具有中國知識產(chǎn)權(quán)、適合國情、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取得了一定的進展。
(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、中美合作的三個煤直接液化工業(yè)示范項目可行性研究在進行中,中德合作采用云南先鋒褐煤在德國DMT公司的工藝開發(fā)裝備上進行了的工業(yè)條件試驗和最佳工藝條件運轉(zhuǎn)試驗,液化油收率達到53%;對中國固定床加氫催化劑進行了條件試驗,結(jié)果表明該催化劑適用于德國IGOR工藝;示范廠可研報告已經(jīng)完成。在日本1t/d裝置進行了中國依蘭煤、中國西林硫鐵礦催化劑、日本合成硫化鐵催化劑的直接液化條件試驗,油收率為52%-57%。中美合作的中國神華煤直接液化可行性研究項目完成第一階段工作,在美國HTI公司連續(xù)小試裝置上對神華檸條塔煤進行了6個條件的試驗,使用HTI的技術(shù)和GelCat催化劑,油收率達63%-68%;
(七)燃料電池
科技部在UNDP的支持下正在推動燃料電池公共汽車示范計劃。
(八)煙氣凈化技術(shù)
目前,世界上運行著500座以上的煙氣脫硫裝置。而其中90%以上(按機組容量計)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)對煙道氣進行脫硫、脫氮的試驗研究,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)點是:脫硫、脫氮反應(yīng)在常溫下進行,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)備簡單,目前正在進行實用化研究。隨著我國大氣污染日益加劇,煙氣凈化技術(shù)進一步受到社會各方面的重視?!爸腥蘸献麟娮邮鵁煔饷摿蚴痉豆こ獭?,已累計運行2400小時,1998年5月28日通過國家竣工驗收鑒定。該示范工程處理成都電廠200MW機組鍋爐的30萬m3/h煙氣,是目前世界上已投入運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)計值,各項運行消耗指標均低于設(shè)計值。此外,引進芬蘭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行。國際上已有的脫硫效率高的成熟技術(shù),引進后對我們積累設(shè)備設(shè)計、運行和管理經(jīng)驗是有用的,但國外技術(shù)和設(shè)備價格昂貴,應(yīng)結(jié)合我國經(jīng)濟能力,開發(fā)和推廣適合我國國情的技術(shù)與工藝。
國內(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,在實驗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
我國粉煤灰研究和利用的重點是大用量方向,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)中的三峽工程預計用粉煤灰量達133.8萬噸。更大量的利用在于修筑高等級公路,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。預計到2000年我國粉煤灰的排放量將達到1.6億噸,在粉煤灰利用上必須加大力度、擴大利用面、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?!爸袊簩託赓Y源評價項目”的研究工作正在實施之中,已初步完成了六盤水、大華北、東北三江和遼中四個區(qū)塊的研究工作,項目研究總報告預計1999年完成。與美國德士古(TEXCO)、菲利普斯(PHILLIPS)和阿科(ARCO)等三家石油公司共同進行淮北、臨興、三交、三交北和石樓等五個地區(qū)煤層氣勘探開發(fā)的合作項目在進行。五個合作區(qū)總面積為11216.8km2,預測煤層氣資源量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)當前中國發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)重點要解決的三個問題
1.提高燃燒效率是解決中國煤炭利用效率低下,減少溫室氣體排放的關(guān)鍵
目前我國每年動力用煤占煤炭消費總量的85%以上。主要用戶是: 電站鍋爐(1995年末,我國有電站鍋爐4609臺,43萬蒸t,全部為蒸汽鍋爐;年用煤488Mt);工業(yè)鍋爐(1995年末中國有49.9萬臺工業(yè)鍋爐,119.8萬蒸t,平均單機容量2.4t。工業(yè)鍋爐以層燃為主,年用煤約350Mt,燃燒效率比國外先進水平低15-20%);工業(yè)窯爐(1995年我國有工業(yè)窯爐16萬臺,年用煤23.8Mt,設(shè)備技術(shù)普遍比較陳舊,污染嚴重);民用(我國民用、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60%以上)。2.全過程脫硫,減排SO2是中國潔凈煤技術(shù)重點要解決的問題
每年排向大氣的SO280%以上來自燃煤;酸雨分布區(qū)已占到國土面積的40%。減少SO2排放是實現(xiàn)高效低污染燃煤的主要目標。
中國煤炭中形態(tài)硫組成以黃鐵礦硫為主,通過洗選可以清除煤中50%-70%的黃鐵礦硫。初步測算,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鍋爐實現(xiàn)爐內(nèi)脫硫,脫硫率可達80-90%
煙氣凈化脫硫關(guān)鍵是降低費用,國內(nèi)外均圍繞這個目標開展了大量的研究開發(fā)工作