洁净煤技术
一、洁净煤技术照亮煤炭应用前景
1、洁净煤的定义及发展的必要性
1）、洁净煤的定义
洁净煤(CleanCoal)一词是20世纪80年代初期美国和加拿大关于解决两国边境酸雨问题谈判的特使德鲁·刘易斯(Drew Lewis，美国)和威廉姆·戴维斯(WilliamDavis)，加拿大)提出的。洁净煤技术英文是Clean Coal Technology，简称CCT，其含义是：旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。当前已成为世界各国解决环境问题主导技术之一，也是高技术国际竞争的一个重要领域。
由于中国煤炭开采和利用的特点决定，中国洁净煤技术领域与国外洁净煤技术领域重点放在燃烧发电技术上有所不同，含盖从煤炭开采到利用全过程，是煤炭开发和利用中旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。
2）、洁净煤技术照亮煤炭应用前景
煤炭目前约占全球能源消费量的四分之一，是仅次于石油的第二大能源，也是成本最低的发电原料之一。从目前的发展趋势上，由于石油在地球上的储量，远远不如煤炭的储量大，世界利用石油的时间不会太长，煤炭在20年内或更短的时间内，成为第一能源。但由于煤炭的开采和燃烧煤炭会造成严重的环境及污染问题，煤炭的形象不佳，其生产在近期会受到许多方面的限制。为此，发达国家在近年来加快了洁净煤技术的开发和应用步伐，使煤炭的开采和利用前景变得亮丽起来。
洁净煤技术是指新一代的煤炭开采和利用方法，它能够大大降低开采带来的环境问题和废气以及其他污染物的排放量，从而将大幅度提高煤炭的经济效益和煤炭在环保方面的可接受性。世界能源委员会的一份最新研究报告认为，对于主要煤炭消费国来说，今后几十年内，从煤炭中提取的合成气体、液体和氢将是重要的长期能源供应来源。该项研究的负责人比基预测，到2030年，全球约72％的发电将使用洁净煤技术。
美国是煤炭生产和消费大国，其一半以上的电力来自煤炭发电。因此，美国政府高度重视洁净煤技术的开发和应用。布什政府上台后即承诺在10年内拨款20亿美元用于推动洁净煤技术的发展。为此，布什政府制定了“美国洁净煤发电计划”，其目的是到2018年，使燃煤发电厂排放的硫、氮和汞减少近70％。去年3月份，美国能源部已选定8个项目作为该计划的支持对象。
据英国最新一期《石油经济学家》杂志报道，目前西方大能源公司最感兴趣的是煤炭气化技术。煤炭气化技术是将煤炭转化为清洁的燃气，再用于发电和其他用途。美国一位工程咨询专家认为，煤炭气化技术特别是“集成气化联合循环”（IGCC）技术今后肯定会在美国得到广泛应用。“集成气化联合循环”技术是把煤炭转化为燃气并经过去污设备过滤后再使用，从而提高燃气的能效并减少氮氧化物、二氧化硫和汞的排放量。目前美国已有7个大规模的煤炭气化项目在运营之中。美国康菲石油公司和另一家公司最近宣布将投资12亿美元在明尼苏达州建造一座531兆瓦、使用“集成气化联合循环”技术的发电厂。有专家认为，“集成气化联合循环”技术与其他洁净煤技术相比至少有4方面的优势：一是这是一项成熟的技术；二是这是最清洁、产生污染最少的煤炭处理技术；三是具有成本
竞争力；四是这是最容易获得的控制煤炭污染排放的技术。与其他煤转电技术相比，“集成气化联合循环”技术还可以少用40％的水。据国际能源机构提供的统计数据，截至2003年底，全球已发现的煤炭储量达几万亿吨，其中亚太和北美地区分别占29.7％和26.2％。按照目前的消费预测，美国的煤炭储量可供其使用225年。由于洁净煤技术的发展以及全球可能进入油价长期维持高位的时代，煤炭的应用受到更多的重视。统计显示，过去12个月中，北美地区宣布的新建燃煤发电厂数目超过前12年的总和。
2、我国煤炭工业洁净煤技术发展的现状及方向
煤炭的洁净开采是指旨在对土地、空气不产生重大危害，能够对地下的资源充分开采并称之为“绿色开采”技术。目前，此项技术还未有确切的定义和有关内容，仅仅对煤层气的开采、煤炭的地下气化加以肯定。而煤炭的加工技术是洁净煤技术的另一个方面，主要包括选煤、型煤、水煤浆等技术，这些技术相对比较成熟，适合中国的国情，是中国发展洁净煤技术的重点。因此，在《中国洁净煤技术九五计划和2010年发展规划纲要》中，选煤和型煤被列为我国洁净煤技术的首选项目。与此同时，国家经贸委也在积极推进洗选煤在各个行业特别是电力行业的应用，这无疑将推动煤炭加工的发展步伐。
中国是世界上最大的煤炭生产和消费国，煤炭大量开采和低效利用带来了严重的环境污染，造成的经济损失高达几千亿元。对此，1995年国务院专门成立了国家洁净煤推广应用领导小组，批准了洁净煤技术的2010年发展规划。目前，中国已成为了世界上最大的洁净煤市场。
1）、煤炭行业洁净煤技术发展的现状
如前所述，在国务院批准的《中国洁净煤技术九五计划和２０１０年发展规划》中，选煤和型煤被列为我国洁净煤技术的首选项目，而国家经贸委目前也在积极推进洗选煤在各个行业特别是电力行业的应用，这为加工和使用洗选煤提出了更高的要求。
目前，煤炭洗选加工在技术上已经较为成熟，发展的重点已由过去炼焦煤转为动力煤，由过去单纯注重降灰转为降灰与脱硫并举以及回收洗矸中的黄铁矿。在产量上，也由1995年的1.9亿吨增至2.8亿吨，提高了47.3％。尽管如此，目前中国原煤入洗比例还是很低，仅为35％左右，在主要产煤国中是最低的，这为煤炭行业的洗选煤加工技术及水平的发展带来了较大的空间。
但是，我们也应清醒地看到，在洗选技术日趋成熟的今天，煤炭的洗选加工仍面临着诸如实际入洗比例不高、选煤厂利用率低等许多新情况、新问题。在实际应用中也只有少数几个电厂在使用，市场推广举步维艰。
造成洗选煤市场化推广难的主要障碍不外乎这样几点，一是认识上的原因。二是历史的原因。三是体制不顺、行业分割，不利于洗选煤的发展。四是较为敏感的价格问题。五是没有与之配套的政策法规。《纲要》中，被列为我国洁净煤技术的首选项目还有型煤。型煤的节能、环保、经济性和技术成熟性，早已被国内外所公认。至1996年底，我国生活用煤约1.44亿吨。煤炭占全部生活用能的58.1％。为克服传统蜂窝煤的缺点，我国已开发出可用纯烟煤或烟煤与无烟煤的混料为原料的上燃式烟煤蜂窝煤及其炉具技术。烟煤蜂窝煤开发成功，彻底解决了困惑业界多年的难题，使我国的型煤技术向前跨越了一大步。工业型煤的种类有很多种，化肥、冶金等行业用无烟煤块供不应求，因此，工业型煤市场需求量大，具有广阔的发展前景。
在油价不断攀升的今天，为解决以煤代油的世界范围内替代能源技术的开发，将磨得极细的固体煤与水混合而成的水煤浆技术早已成熟，并已完全具有竞争性。目前，水煤浆技术的发展以加快工业推广应用为主，如白杨河电厂5万千瓦机组水煤浆改造工程、北京
造纸厂热电联供煤代油改造工程等，这些工程全部建成后，总能力为65万吨，代油规模30万吨。
尽管水煤浆技术已经成熟，示范工程不断推出，但其发展并不快，行家们认为，在目前条件下，制约其发展的关键在于运输和产量两个方面，如能解决好上述问题，必将使水煤浆技术的发展更上一层楼。
2）、煤炭行业洁净煤技术发展的方向
《纲要》中明确界定，中国洁净煤技术包括4个领域，14项技术。如煤炭加工，它包括选煤、型煤、水煤浆、煤炭的气化液化和控制污染技术。在这些技术中，各个行业要根据自身的特点选择不同的侧重点，确定各自的发展方向。
煤炭洗选加工技术是洁净煤技术发展的源头技术，是提高煤炭质量的有效技术。根据预测，到2010年，中国将使总入洗原煤量达到8.08亿吨，入洗比例提高到40％以上。选煤技术的未来发展重点将是脱硫和排矸并举，提高选煤厂的自动化水平，发展深度降灰脱硫技术及适用于缺水地区的干法或省水选煤技术。工业型煤今后的发展重点是，到2010年，约需增加能力6000万吨，技术上以发展高固硫率工业燃料型煤和气化型煤为主。
由于水煤浆技术的稳定性和流动性，它将成为煤代油最理想的煤炭产品，商业化的潜在市场极大。另外，随着水煤浆技术的进一步发展，节能和环保要求的日益增强，相当部分烧煤工业锅炉和窑炉将向水煤浆的方向发展。
煤炭行业洁净煤技术在走过短短几年的发展路程后，技术市场已然形成。但由于现行体制的羁绊，使其在发展过程中还存在着多头管理无序竞争的问题，这需要政府加大培育步伐，使市场机制融入国家洁净煤发展的大环境下，并与产业结构调整，经济总体发展相结合，从经济、资源、环境等多方面着眼，建立起完整的洁净煤发展思路和体系，推动它的全面发展。
3、我国洁净煤发电技术的进展和前瞻
从20世纪80年代开始，我国的洁净煤发电技术就跟踪世界先进水平，已经取得不小的成绩。目前正在进行的几项洁净煤发电技术示范工程，就是为了发展有自主知识产权的洁净煤技术。
根据国务院批准的洁净煤技术“九五”计划和2010年发展纲要，“九五”期间，我国重点对循环流化床（CFBC）、增压流化床（PFBC）和整体煤气化联合循环（IGCC）等几种洁净煤技术引进和国产化方面进行了示范。1995年，原电力部将洁净煤发电工程列为跨世纪的科技导向工程，在国家有关部委支持下，目前，这些工程已进入全面实施阶段。
1）、洁净煤发电的进展
煤炭在一次能源结构中的主导地位，决定了电力生产中以煤电为主的格局长期不会改变。今后，一些燃煤电厂的发展将会受到环境保护要求的制约，这为洁净煤发电技术奠定了重要的发展推广基础。
我国早在20世纪80年代初就开始研究IGCC技术，1994年又在亚行的资助下与国外的研究机构共同对其进行了技术论证，并购买了IGCC的关键程序，确定在山东烟台建设一座30万千瓦或40万千瓦等级的示范电站，国家计委1999年9月已正式批准立项，明确了采用技贸结合的方式引进设备装置。
PFBC技术在中国发展的现状较为缓慢，其发展主要为四个阶段：一是于20世纪80年代初建设了1.5万千瓦的PFBC试验台，主要是从事原理性的研究；二是建设１台中间试验机组，主要是针对某些关键部件取得设计和运行的经验；三是拟在江苏贾汪电厂上马
1台10万千瓦PFBC机组，通过技贸结合的方式全部引进其系统设计技术和设备制造技术，经过消化吸收实现国产化；四是建设更高效率的PFBC示范机组，作为推广运用备选机型。
国际上最大的CFBC机组--四川白马电厂30万千瓦机组建设项目，已于1999年3月得到国家计委批复。经过技术论证分析，CFBC技术相对成本低、技术简单、易于国产化，是最符合当前我国国情的洁净煤发电技术。
2）、制约洁净煤发电发展的瓶颈
由于我国目前仍然没有能力自主设计和制造洁净煤发电机组，多数设备需要引进，这使我国洁净煤发电技术的快速推进存在不少问题。国电公司科技环保部有关人士在接受记者采访时指出，当前制约洁净煤发电技术发展的瓶颈，首先是技术上的风险较大。现在建设的三个示范工程，都是世界上容量最大的机组之一，在技术上还存在许多不完善之处，这可能会造成建设和试生产的周期拉长，影响投资效益。其次是我国机械制造能力还有待进一步提高。洁净煤发电机组对设备的制造水平要求极高，特别是IGCC机组必须采用的燃气轮机的设计和工艺水平。我国与世界先进水平的差距很大，这些技术上的落后和差距严重阻碍了洁净煤发电技术的推广和产业化的发展。再次是自主开发和创新能力不足。
3）、政策扶持是发展前提和保证
今后的若干年，是洁净煤发电技术发展的重要阶段，政策是推动洁净煤发电技术发展的杠杆。2001年7月，国家计委下发了关于洁净煤发电示范工程项目实行优惠政策的通知。王俊在解释制定该通知的背景时说：“电力行业进行洁净煤示范工程是能源政策以及产业结构调整的需要，也是电力企业政企分开的需要。在通知中，我们给予了示范工程在设备、技术引进上享受进口关税和进口环节增值税的优惠政策，在投产后按可用率进行发电调度，规定了示范项目在排放指标上的优势，这些政策都是要保证并相对提高示范工程的竞争力和经济性，推动洁净煤发电技术在中国的前进步伐”。据王俊介绍，在三个示范项目进行当中，还会陆续批复一些示范工程的后续工程，希望增加产量化，以此来突出其工艺的先进性，扩大其工艺的市场化。
从远期看，中国的燃煤发电仍占相当大的比重，洁净煤发电是一项长期的战略任务，此外，环境保护对电力发展的要求，都使洁净煤发电技术具有广阔的发展前景和空间。2000～2010年是洁净煤发电技术的主要发展阶段，电力行业要利用当前电力供需矛盾缓和的有利时机，加快洁净煤发展的步伐。王俊说：“今后，国家计委和国电公司将积极推动30万千瓦CFBC机组的建设，发展10万千瓦等级的CFBC机组，使它用于老电厂的改造；做好PFBC机组的试验工作，跟踪国际大型化和第二代PFBC的发展；做好烟台IGCC的示范工作，研究其技术经济性，为进一步推广打好基础”。
二、烟气净化技术
1、脱硫技术的分类
工业发展对环境的影响分三类：全球污染（CO2温室效应）、越境污染（SO2、NOx产生的酸雨）和当地污染（排烟中粉尘及灰、渣、废水污染），其中大部分与燃煤排放烟气有关。因此，净化烟气成为世界上燃煤电厂的热门话题。脱硫技术有煤燃烧前，中、后脱硫三种类型。
1）、燃煤脱硫降灰（燃烧前脱硫）
1994年，我国煤炭消费量1288．7 Mt，2010年预计将分别达到2700 Mt。我国煤炭
平均含灰量28％～29％，最大的超过50％。含硫量大于2％的占18.7％，最高者为5％～6％。煤质差而预加工能力低，1995年原煤入选率仅为24％，从而造成大量的无效运输，
排放。洗选加剧了设备磨损，污染了环境。可以用限产高硫煤或煤炭预处理方法减少SO2
，
煤、型煤、煤的气化、煤的液化及水煤浆等都是煤炭预处理的几种方法。
入选1亿吨原煤，可减少排放SO2150～200万吨，而成本仅为湿法脱硫的1／10。应当根据用户的需求，用筛分、摇床法、跳汰法或浮选法等逐步实现煤炭分类加工，做到产销对路，其重点应放在筛去矸石、洗选除去黄铁矿；开发超净煤技术研究，即用制取9～14μm超细煤粒的方法，得到灰份小于2％、水份小于10％～12％的超净煤；目前还在开发摩擦电选干法脱硫降灰技术的研究。首先使细煤粉（如<70μm）通过摩擦器，由于粒子之间和粒子与摩擦器器壁之间相互碰撞摩擦，使有机质和无机质带异性电荷，再通过高压静电场时，产生二者的分离，达到脱硫除灰的效果，可使灰份降到8％以下，除去黄铁矿55％～85％。
型煤是一种或数种煤，与一定比例的粘结剂、脱硫剂等经过配制、混合、加工成一定形状、有一定强度的煤制品。型煤有固硫、节能和环保作用。我国工业锅炉50万台，年耗煤4亿吨，如其中25％改烧型煤，则可减少SO2排放100万吨。
水煤浆是由一定粒度分布的细煤粉、水（二者比例约7：3）和少量的保证流动性的分散剂(0.5％～1％)和少量稳定剂（0.02％～0.10％）掺混而成的均匀浆状混合物。
水煤浆可以象重油一样储存、输送和燃烧。为满足以煤代油的目的，制作水煤浆通常选用灰份少于10％、硫份小于0.5％的高挥发份（25％～30％）优质煤。在制浆过程中有浮选工艺，可除去50％的灰和40％以上的黄铁矿，如另掺石灰石，可在燃烧中脱硫50％～80％。
煤炭的液化、气化是富煤贫油国家多用的，用以把“肮脏”燃料变成“清洁”燃料的方法。煤炭的液化比气化的化学变化少，制得液体燃料能量密度高，输送与储存方便。煤的液化工艺就是增加H/C比的过程。凡煤中含碳量80％一85％，H/C原子比大于0.8、灰份小9％的洗精煤或原煤，都具有较好的液化性。直接液化过程是加氢溶解和催化氢化。通过氢化，增加煤中含氢量，除去灰份，减少煤中硫、氧、氮。间接液化是把煤制成合成煤气后再液化。我国褐煤资源丰富而集中，其灰份大发热量不高，应大力研究褐煤液化，制取汽油、柴油等。
2）、炉内清洁燃烧
采用炉内喷入石灰石、尾部增湿活化法（LIFAC），当Ca/S=1.5时，可达70％的脱硫率。
采用石灰石注入、分段燃烧法（LIMB），当Ca/S=2时，脱硫率可达50％，并可降低NOx。
炉内脱硝：采用分级燃烧、低温燃烧、低温NOx燃烧器（船体、浓淡、可调浓淡燃烧器）、烟气再循环等，都可达到降低NOx排放的目的。低温燃烧可使锅炉出口NOx排放减到150～220 mg/kg（O2=5％），浓淡燃烧可减少NOx排放30％～60％；炉内脱硝还有选择性催化还原法（SCR），由于造价高，只应用排放要求十分严格的场合。
3）、燃烧后烟气脱硫（FGD)
自1973年日本开发应用湿法脱硫以来，到1990年各国投运的该装置达360套，环保专家预测：“在未来的十年内，仍将由湿式石灰石--石膏法占领90%以上的脱硫市场”。但湿式FGD造价相当于火电厂造价的20％，且运行费用也高，因而研制适合我国国情的、造价低的FGD装置是当务之急。海水脱硫对海边电厂也是有希望的一种方法，在印尼、
苏格兰、我国的台湾及福建彰州后池电厂，有600MW海水脱硫系统投入运行或建设中。
排烟循环流化床干式脱硫技术，是近年来发展起来的，造价适宜的新技术，如与布袋除尘器同时使用，脱硫率可达90％以上，目前世界上采用该技术的火力发电装机容量约15000 MW。
我国应限制高硫煤的生产，加大燃煤源处理的力度，改变燃料结构；下大力气开发低成本的湿法脱硫技术和排烟循环流化床脱硫技术；加快FBC的应用及大型化、加快IGCC 示范工程；因地制宜地推广海水脱硫和冲灰水脱硫等，实现在较短时间内取得治理污染的明显效果的目的。
4）、CO2排放控制措施
CO2排放控制主要措施有
（1）提高发电效率，节约燃料消耗。
（2）改善能源结构，有条件的地方，可以以天然气代替煤，以水电、核电或新能源发电代替煤电。
（3）全社会节能，如节能率年均上升0.1％～1.0％，到2020年可少消费6.8亿吨标煤，可减少大气污染物排放量20％。为此应大力推行电力需方管理技术DSM，DSM是指电力公司采用有效手段并在用户积极参与下对电力需求进行管理，采取各种技术措施（削峰、填谷、错峰、灵活控制负荷、战略节电及战略开拓市场等），实现减小对电力和电量的需求，达到节约一次能源、节约或推迟电力建设投资、提高全社会综合能源利用效率与环保效益的目的。
实施DSM计划的技术措施有：
高效照明技术，可节电70％～80％；电热水器蓄能削峰技术，空调蓄冷平谷技术，热泵技术，充分利用低温热源；在热能利用方面，有热电联产技术。高效传热技术（如热管交换器。内螺槽外肋片管热换器、滴状冷凝技术等），受热面污垢自动在线检测及清除技术、热能高质高用（即高质量的热能尽量用于作功发电或高温高压的用户）和梯级利用技术、远红外线加热技术、合理科学的热费制度等；推行感应电动机未端元功补偿；电力电子技术：如变频调速、可关断晶体管变频传动技术等，如全国推广应用电力电子技术，每年可节电400亿kWh；推广高效风机、水泵，可节电30％～50％，年节电约1000亿kWh。
此外，世界各国也在研究从烟气中分离CO2并使之资源化的方法，如：用超临界状态的CO2在高压下注入地下油田，CO2在高压下渗人各死角及边缘地带，与二次采油后的枯油井中残油混合，增加其流动性，从而实现油井的第三次回采；用气体分离膜把烟气中CO2或与石油CmHn及煤层气中CO2分离出来再利用的膜分离技术等。
三、煤矸石综合利用技术
煤矸石是在成煤过程中与煤共同沉积的有机化合物和无机矿物质混合在一起的岩石，以炭质灰岩为主要成分，是在煤矿建设和煤炭采掘、洗选加工过程中产生的固体排弃物。
1、矸石分类及对环境的影响
按来源，煤矸石可分为掘进矸石和选煤矸石两大类。是我国工业固体废物中产出量和累计积存量最大的固体废物。
堆积的煤矸石带来严重的环境问题，不仅占用大量土地，影响自然景观，而且会造成大气、土壤、水体污染，成为矿区的主要污染源。
煤矸石的环境影响主要表现在以下几个方面：
1) 侵占耕地
2).矸石山自燃
大量有害有毒气体的释放，给整个大气环境造成负面影响。由于降雨等作用，进而污染水环境和土壤环境。
3).风蚀扬尘
由于风化作用，矸石表面会风化成粉尘。由于风的作用，这些粉尘便可进入大气环境，对大气环境造成污染。
4).淋溶水污染
煤矸石受到降雨喷淋或长期处于浸渍状态，会发生以下反应，进而可使其中有害成分溶解进入水体、土壤，对水环境和土壤环境造成污染。
5).放射性污染
随着环境标准的日益严格，国内外不仅对矸石的治理越来越重视，还将矸石作为某种资源进行综合利用。
根据煤矸石的热值不同、煤中含碳量不同、矸石中矿物质含量不同，可以有不同的用途，分别用于发电、产热，生产矸石砖、水泥和多孔轻骨料等建材产品，生产有机质矿物肥料及用于充填、铺路材料等。
煤炭企业把煤矸石综合利用推向产业化，是历史的必然选择，是未来的发展方向，应积极优化方案，成规模、上档次、高科技、高效益地发展。
2、煤矸石综合利用的有效途径
改革开放以来，我国引进法国等发达国家的先进技术，使煤矸石建筑材料工业的发展迈上了一个新台阶。1989年，中央两委两部联合发出综合利用煤矸石的通知，将煤矸石的资源化定为国家推行的方针，此后，又出台了一系列的减免税等优惠政策，有力地促进了煤矸石综合利用事业的发展。
1）、供电供热
建设大型坑口火电基地，利用丰富的煤矸石、煤泥、劣质煤等低热值燃料，实现热电联产。在平煤集团，他们建成的3座综合利用电厂，每年可消耗煤泥23万吨、煤矸石30万吨，年可发电5.2亿千瓦时，实现销售收入l.6亿元。目前平顶山市已建成5座利用煤矸石、煤泥发电的电厂，总装机容量27万千瓦。根据规划，正在加紧建设的一批项目建成后，全市每年可消耗煤矸石、煤泥、劣质煤600万吨左右，不但可以发电，还可实现向城市集中供热，实现经济效益和生态效益双丰收。目前，平顶山市区己经全部取消了小锅炉，实现了集中供热，全市50%以上的餐饮企业和90%以上的居民用上了煤气、液化气等清洁燃料。城市空气和环境质量明显提高。
2）、生产新型建材
以前生产建筑用的动土砖，全部靠从农田里挖土。为了鼓励使用工业废弃物生产新型建材，平顶山市每年为建材生产企业免去税收8000多万元，全市出土砖厂从以前的800多家压缩到现在的217家，新型建材企业发展到80多家。湛河水泥公司、福星建材公司
等一批综合利用项目的建成，每年将17万吨煤矸石、10万吨粉煤灰，变成了数万吨水泥、30万立方米粉煤灰混凝土砌块和6000吨速凝剂。
把煤矸石粉碎制成砖坯，再用传输带把砖坯进入砖炉，不用燃料，可自燃的煤矸石砖坯引燃后迅速生成建筑用砖，自燃过程的热能又替代了煤矿要用的燃煤锅炉。一条高科技的生产线就这样实现了变废为宝，这是山西潞安矿业集团常村煤矸石制砖厂的生产场景。
3）、回收矿产资源
我国矿产资源一个很大的特点是共伴生矿床占有相当比例，低品位、难选冶的矿产占有一定比例，要想最大限度地提高我国矿产资源的利用效率和降低经济发展对矿产资源的消耗水平，必须依靠科技进步，必须实行开源和节流并举，以提高矿产资源的回收率和利用率，降低矿物原材料的消耗，提高矿山企业的经济效益。据统计，我国工业固体废弃物中，矿业固体废弃物、废渣占78％以上，而其中煤矸石一项就占了18％，可见综合开发利用煤矸石是何等的重要，是刻不容缓的大事。当煤矸石原料达到如下条件时，即：高岭石含量在80％以上，二氧化硅在30～50％，三氧化二铝在25％以上，铝硅比大于0.68，三氧化二铝浸出率大于75％，三氧化二铁小于1.5％、氧化钙及氧化镁的含量均小于0.5％，就可以利用煤矸石制取氯化铝、聚合氯化铝、氢氧化铝及硫酸铝。应创造条件对这类煤系高岭岩与煤层进行分采、分运，或从煤矸石中分选出来。我国北方石炭一二叠纪煤系地层中，除了含有丰富的煤炭资源外，还有一种不可多得的煤矸石——高铝煤矸石，这是一种以高岭石为主要矿物成分的粘土资源，国内一般称作“高岭岩或高岭石泥岩夹矸”、“高铝煤矸石”等，国外统称为“Tonstein”。这种煤矸石不具备单独开采价值，但可在采煤排矸的同时顺便采出。对它若加以综合利用，则可变废为宝。这种煤矸石是我国特有的新型粘土资源，世界罕见。欧、美、澳大利亚等国的Tonstein只有几毫米至数厘米厚，除作为煤层对比的标志外，没有开采利用价值。而我国的这种高铝煤矸石，不仅储量大，分布稳定，而且质量优异，有一定的开采价值，有明显的资源优势。以前，在漫长的历史岁月里，这种矸石只作为沙瓷原料被利用一小部分，而绝大多数都当作废石废料被排放推弃，造成巨大的资源浪费和环境污染。今天，我们可以充分利用该资源，研制出工业市场迫切需要的、具有更高利用价值的矿物新材料——高纯度硅酸铝耐火纤维节能新产品、高纯莫来石及其复合材料等。这种用煤矸石综合开发出来的矿物新材料，不仅具有重要的科学意义，而且具有重大的经济和社会意义。
高纯度硅酸铝耐火纤维系列产品是一种高纯、高铝、含铅的纤维制品，是一种超轻质、绝热、保温新型节能材料。其安全使用温度可达140℃。它主要用在工业窑炉、工业锅炉、远洋船舰、高层建筑物等方面，作为保温、隔热、防火材料，以减少热损失，达到节能目的。高纯莫来石及其复合材料是一种优质、高效人工合成的耐火原料。它以优异的抗热震、抗高温熔体侵蚀等性能，在强化高炉冶炼、连续铸钢等现代冶金技术中，在长周期、工作条件恶劣的高温工业关键部位以及在陶瓷发动机等高温结构陶瓷器应用有重要价值，在这方面，日本合成原料比例已占耐火材料总产量的25％，而我国合成原料不到耐火材料总产量的6％。因此，继续发展合成原料，用高铝煤矸石做主要原料，采用相应的工艺技术，进一步降低成本，提高产品质量，推向市场，参与国内外市场竞争，是我国用火材料产业中长期发展的重要任务。
对于含硫量大于6％的煤矸石（尤其是洗矸），如果其中的硫是以黄铁矿的形式存在，且呈结核状或团块状则可采用洗选的方法回收其中的硫精矿。洗选设备主要是跳汰机、旋流器等，精选设备有淘汰盘、摇床等。造出硫精矿后的尾矿可用作制砖和水泥的原料。对于煤矸石中的大块硫铁矿石，也可采用手拣回收。对于煤矸石中含硫量较高的矿区，在开采煤炭时，在可能的条件下，将高硫煤矸石与其他矸石进行分采、分运、分贮。
利用上述工艺中的酸渣（其主要成分是二氧化硅）与氢氧化钠反应即可生产水玻璃。以水玻璃和盐酸等无机酸为原料，采用沉淀法，在一定以度下完全反应即可制得白炭黑。白炭黑主要用作工业填料。
对于二氧化二铁含量较高的煤矸石，可采用直流矿热炉冶炼硅铝铁合金。所用煤矸石的化学成分：二氧化硅在20～35 ％，三氧化二铝在35～55％，二氧化二铁在15～30 ％。入炉粒度在20～60毫米。为降低电耗，提高经济效益，煤矸石和铝矾土应以熟料的粉料与烟煤粉制成球团后再入炉冶炼。硅铝铁合金在炼钢生产中主要用作脱氧剂。
4）、生产农肥
近年来国外科学家研究发现，煤矸石中含有多种农作物生长所必需的微生物肥料成分。为开辟煤矸石综合利用新途径。中国工程院院士、深圳大学光电子学研究所人员于2002年选择煤矸石制微生物肥并和北京林业大学、山西潞安矿业集团、潞安职业技术学院合作组建了科研课题组。经过近3年的努力，他们筛选出两种适合以煤矸石为基质的生产生物肥料的菌种，成功研制出煤矸石复合微生物肥料生产工艺。该课题组已试生产出6吨煤矸石复合微生物肥料，同时还研制出青椒、谷子专用肥配方。经国家农业部谷物品质监督检验测试中心检测，施用煤矸石复合微生物肥料的青椒、玉米、谷子，分别比施用普通化肥的同类农作物增产9.3％、0. 4％和10.3％，维生素BI含量提高103.1％。测试结果表明，这种肥料具有无毒、无害、无污染、广谱、优质、高效等优点。
以煤矸石和廉价的磷矿粉为原料基质，外加添加剂等，可制成煤矸石微生物肥料，这种肥料可作为主施肥应用于种植业。作为微生物肥料载体的煤矸石，其要求是：灰分≤85 ％，水分＜2％，全汞≤3毫克／千克，全砷≤30毫克／千克，全铅≤100毫克／千克，全镉≤3毫克／千克，全铬≤150毫克／千克；煤矸石中的有机质含量越高越好，磷矿粉的全磷含量应＞25％。有机质含量在20％以上、PH值在6左右（微酸性）的碳质泥岩或粉砂岩，经粉碎并磨细后，按一定比例与过成酸钙混合，同时加人适量添加剂，搅拌均匀并加人适量水，经充分反应活化并堆沤后，即成为一种新型实用肥料。这种肥料中氮、磷、钾元素含量不高，但有机质和微量元素硼、锌、钴、锰等含量丰富，大量的磷酸盐、铵盐被煤矸石保持在分子吸附状态，营养元素更易被农作物吸收，在2～3年内均有一定的肥效。
利用煤矸石的酸碱性及其中含有的多种微量元素和营养成分，可将其用于改良土壤，调节土壤的酸碱度和疏松度，并可增加土壤的肥效。具体实施时，要查明土壤的化学成分和性质，并在其中掺入一些有机肥料。
3、煤矸石综合利用是大有可为的事业
在煤炭生产和加工过程中会产生大量的煤矸石，煤矸石山已经成为我国煤矿的一个特有标志。煤矸石的大量堆存给矿区生态环境带来种种负面影响，如占用土地、污染环境、破坏景观等。但煤矸石不是一种简单的废弃物，而是可以利用的资源，可以替代煤炭用于发电，或替代粘土生产建材等。
目前，我国有煤矸石山1500多座，累计堆存煤矸石34亿t以上，占地20多万亩。随着经济规模的扩大和我国对能源需求的不断增长，煤矸石的产生量还会增加。因此，进一步发展煤矸石综合利用具有十分重要的意义。
1）、进一步推进煤矸石综合利用的重大意义
（1）、保护耕地，减少占地
保护耕地是关系到我国粮食安全和保证13亿人吃饭的一件大事。我国的土地资源非
常紧缺，人均耕地占有量只有1.59亩，仅为世界人均水平的43%。随着国民经济的发展，每年因基础设施建设、城市用地增加及自然灾害损毁等原因造成耕地的大量损失。因采煤造成的地表塌陷和煤矸石堆存也是耕地损失的原因之一。据有关部门估计，我国每年新增煤矸石1.0 ～1.2亿t，占地6000多亩。综合利用煤矸石，不仅可以减少对土地的占用（包括煤矸石建材替代粘土砖减少的耕地破坏），用煤矸石做塌陷区的充填或回填材料，还可以使因采煤塌陷的土地得到复垦。所以煤矸石综合利用对于保护我国十分珍贵的土地资源，意义十分重大。
（2）、减轻矿区大气污染和地下水污染
我国有237座煤矸石山曾发生过自燃，目前仍有134座矸石山在不同程度地燃烧。煤矸石自燃不仅白白浪费了宝贵的资源，燃烧过程中排放的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物及烟尘等，还严重污染大气环境，危害矿区人民的身体健康。煤矸石经雨水淋溶形成的酸性水渗透到地下，会污染地下水。因此，综合利用煤矸石，可以减轻矿区的大气污染和地下水的污染。
（3）、改变煤矿旧形象，开辟矿区新产业
煤矸石综合利用不仅可以变废为宝，而且还有助于改变煤炭和煤矿的“肮脏”形象，使煤炭产业成为不产生或少产生“公害”的产业。有些煤矿提出“石头变砖头，砖头砌高楼”，“制砖不用土，烧砖不用煤”的口号，围绕煤矸石的综合利用，或形成了新的产业，或延长了现有的产业链。例如山东省新汶矿业集团大力发展煤矸石发电、制水泥、制砖及制砖机械等产业。山西阳泉煤业集团以煤矸石发电为龙头，形成了煤矸石发电—电解铝—铝型材的产业链。四川枝江煤矿大力发展煤矸石综合利用，形成以煤矸石综合利用为经济支柱的产业格局，走出了一条可持续发展的道路。
（4）、促进产业转移和劳动力再就业
据不完全统计，到2000年末，我国因资源枯竭关闭报废的矿井488处，注销生产能力13990万t。由于煤炭资源的枯竭，使矿井产量递减以至最终报废关闭，导致大量工人失业。寻求产业转移和劳动力再就业成为衰老报废矿区的头等大事。煤矸石综合利用则是有发展前景的接替产业之一，并已经成为许多矿区非煤产业的发展重点。据有关部门统计，2000年国有重点煤矿综合利用多种经营总额达到582亿元；安置人员最多时达208万人。在煤炭企业多种经营收入超亿元的项目中，前10位全部是煤矸石发电，这足以说明其在非煤产业中的地位。我国每年产生的煤矸石、煤泥等低热值燃料，按热量折算约为1500～1800万t标准煤。综合利用好这些资源，相当于新增一个开滦或兖州矿区的煤炭产量。这样，不仅促进了产业转移、劳动力再就业，甚至还会因其含有特殊成分而成为煤炭城市待开发的“金矿”。
四、总结
洁净煤技术是将煤炭转变为洁净、高效能源的技术。洁净煤技术的开发和应用将显著减少能源利用对环境的污染，提高能源利用效率，在一段时期内为社会提供经济可靠的能源，促使中国的能源既能满足当代人的需要，又不损害子孙后代满足自身需要的能力。洁净煤技术能使我国环境改观，奉献给我们一个优美整洁的生存环境。而这个环境就需要我们研究烟气净化等技术还要解决煤矸石的问题。
本文仅就烟气净化和煤矸石的利用技术进行简单的论述，还有许多技术，可以自学，如水煤浆技术、煤炭的气化技术、液化技术、洁净燃烧技术、土地复垦技术等。
思考题：
1、什么是洁净煤技术？洁净煤技术的研究有什么意义？
2、洁净煤技术包括哪些技术？
3、谈一谈水煤浆技术的发展前景。
4、谈一谈煤矸石综合利用的重大意义。
5、煤矸石综合利用的有效途径有哪些？
6、露天排土场和煤矸石对环境的影响会出现什么问题？
7、论述烟气净化技术有哪些？
8、CO2排放控制措施有哪些？
浅谈矿井半煤岩洗选技术的应用 发表时间：2017-10-16T13:34:29.777Z 来源：《基层建设》2017年第16期作者：呼得喜 [导读] 摘要：很多煤炭企业对生产过程中产生的半煤岩未采用分选、洗选的工艺进行进一步加工，造成部分煤炭资源的浪费，本文分析了对矿井半煤岩进行绿色回收洗选加工的意义、技术可行性和实施效果。 宁夏王洼煤业有限公司王洼选煤厂宁夏回族自治区 756000 摘要：很多煤炭企业对生产过程中产生的半煤岩未采用分选、洗选的工艺进行进一步加工，造成部分煤炭资源的浪费，本文分析了对矿井半煤岩进行绿色回收洗选加工的意义、技术可行性和实施效果。 关键词：半煤岩洗选技术工艺简介 前言 我国煤炭资源相对丰富，一些煤矿企业在生产过程中为提高绩效，保证原煤质量和洗煤产能，对于断面大的半煤岩往往采用分采方式仅采煤炭，或者对采掘的半煤岩和煤矸石不做进一步加工，而是简单处理，造成煤炭资源严重浪费。 1 煤炭企业半煤岩现状 企业在实施综掘机械化的一次掘进过程中产生的半煤岩，通常采用降价销售方式，没有采用分选、洗选的工艺进行进一步加工，造成部分煤炭资源的浪费。 例如某煤矿6层、11层等掘进巷道中含有20%左右的煤炭，如果采用分层开采方式将严重制约矿井掘进速度和生产接续，如果按常规掘进，将其连同矸石用于井下回采工作面充填，就会造成巨大的煤炭资源浪费。 2 半煤岩洗选的必要性 煤炭洗选是利用煤炭与其他矿物质的不同物理、物理一化学性质，在选煤厂内用机械方法除去原煤中的杂质，把它分成不同质量、规格的产品，以适应不同用户的要求。其主要目的是除去原煤中的杂质，降低灰分和硫分，提高煤炭质量；把煤炭分成不同质量、规格的产品，适应用户需要，以便有效合理地利用煤炭，节约用煤；煤炭经过洗选，矸石可以就地废弃，可以减少无效运输，同时为综合利用煤矸石创造条件；可以除去大部分的灰分和50％～70％的黄铁矿硫，减少燃煤对大气的污染，它是洁净煤技术的前提。 目前工业化生产中常用的选煤方法为跳汰、重介、浮选等选煤方法，此外干法选煤近几年发展也很快。其中重介质选煤应用最为广泛，重介选煤是一种高效率的重力选煤方法，具有可高效率地分选难选煤和极难选煤、分选密度调节范围宽、适应性强、分选粒度范围宽、处理能力大、实现自动控制等特点，因此对于半煤岩的洗选具备明显的优势。 鉴于目前矿井半煤岩的利用现状以及煤炭洗选的成熟技术，为降低煤炭资源浪费，半煤岩和煤矸石的洗选及绿色回收是十分有必要的，这样可以最大限度地回收半煤岩和煤矸石中的煤炭资源，并且产生巨大的社会效益和经济效益。 3 几种典型的半煤岩选煤工艺 3.1跳汰粗选一重介质旋流器精选工艺 跳汰粗选一重介质旋流器精选工艺流程适于原煤可选性好，排矸密度约1.80kg/L，采用跳汰方法即可实现高效分选的选煤厂。采用跳汰机进行预排矸，可以有效降低矸石含量波动对重介质旋流器分选的影响，并减少重介质选的入料量和旋流器的磨损，而且精煤产品质量较高。缺点是工艺流程较复杂，设备种类较多，中煤中损失一些精煤，因此精煤产率较低。我国在20世纪90年代初期设计的兴隆庄选煤厂、桃山选煤厂、盘北选煤厂、北岗选煤厂等采用该工艺流程。实践表明，该工艺可生产低灰精煤，但精煤产率较低，中煤中一1.4g/cm。密度级含量高达15%。该工艺对于原煤含矸率较高、煤质波动较大以及已有跳汰分选系统进行技术改造时，具有一定的优越性。 3.2块煤跳汰一末煤重介质旋流器分选工艺 块煤跳汰一末煤重介质旋流器分选工艺流程发挥了跳汰机选煤成本低、处理量大及重介质旋流器分选精度高的特点。采用该工艺可降低选煤成本，同时保证末精煤产品质量。我国自行设计的第一座全部设备国产化的三产品重介质选煤厂——铁东选煤厂采用该工艺。运行结果表明，精煤产品质量较高，但产率较低。此工艺适用于块煤可选性较好、末煤可选性较难并有块精煤用户的选煤厂。 3.3三产品重介质旋流器分级分选工艺 三产品重介质旋流器分级分选工艺先将原料煤进行预先分级脱泥，粗粒煤（80-2mm）进人大直径（1400mm）重介质旋流器分选，细粒煤（2-0.5mm）进入小直径重介质旋流器分选，煤泥进入浮选系统。该工艺可以用单一低密度重悬浮液一次分选出精煤、中煤、矸石三种质量合格的产品，较之二产品重介质旋流器分选工艺可以省去一套高密度重悬浮液的制备、输送、回收系统。目前主要有两种形式，即有压给料和无压给料三产品重介质旋流器分选工艺。无压给料分选工艺以其流程简单、操作方便、基建投资低等优点，被新建厂或改造厂普遍看好，并得到推广应用。目前采用该工艺的选煤厂总设计能力超150Mt/a，约占我国选煤能力的20%以上，也是我国“十五”开发并推出的新工艺，目前已有山西神州煤电焦化股份有限公司晋阳选煤厂、汾西矿业集团介休选煤厂、山东新汶矿业集团翟镇矿选煤厂、内蒙古庆华集团百灵选煤厂和乌斯太选煤厂采用此工艺流程。采用三产品重介质旋流器分选虽然可以降低基建投资和运行成本，但中煤（洗混煤）分选密度的调节比较困难，在原煤含矸率变化较大的情况下尤其明显，适合入选原料煤煤泥含量较高、块煤与末煤理论分选密度相差较小、块煤中夹矸煤含量较少的选煤厂。 3.4块煤重介质分选机一末煤重介质旋流器分选工艺 块煤重介质分选机末煤重介质旋流器分选工艺流程中块煤、末煤分别采用重介质分选，充分发挥了重介质分选机处理量大、旋流器分选精度高的特点，可满足大型选煤厂生产工艺的要求。我国最大的安家岭选煤厂采用此工艺流程，年入选原煤达到1500万t。此流程主要适用于煤泥含量较大，矸石易泥化，或对块煤产品有特殊用途的大型选煤厂。 在此分选工艺的基础上优化的原煤脱粉入洗工艺近年来也得到应用，其主要解决原煤洗选时矸石易泥化以及煤泥水难处理的问题，同时也降低了煤炭洗选成本。目前宁夏王洼煤业有限公司王洼选煤厂采用的就是此分选工艺，其主要工艺流程为：150～13mm 块原煤采用脱泥+重介质浅槽分选机分选，13～3mm 末原煤采用脱泥有压给料两产品重介旋流器分选，-1.5mm粗煤泥采用浓缩分级旋流器+振动弧形筛+煤泥离心机回收，-0.35mm细煤泥采用一段浓缩+压滤机脱水的联合工艺。王洼选煤厂年入洗能力达到600万吨，借助于弛张筛高筛分效率、高处理能力的特性将原煤分级为三种规格，其中-3mm粉煤不入洗直接掺入末煤产品销售，150-13mm、13-3mm的原煤分别进入块、
洁净煤技术考试（辽） 第一章 洁净煤技术：是煤炭高效和洁净开发、加工、燃烧、转化及污染控制技术的总称。 洁净煤技术的根本目的：减少环境污染和提高煤炭利用效率。 我国洁净煤技术的主要目标：1、全过程减排污染物，重点是减排二氧化硫；中悬浮颗粒物； 氮氧化物；2、提高煤炭利用效率，节约煤炭，减排二氧化碳； 3、强化煤炭转化，改善能源终端消费结构，实现煤炭低碳化 利用，促进能源安全问题的解决。 洁净煤技术分类:1、煤炭燃烧前净化技术：选煤、型煤、水煤浆。 2、煤炭燃烧中净化技术：低污染燃烧、燃烧中固硫、流化床燃烧、涡流燃烧。 3、燃烧后净化技术：烟气净化、灰渣处理、粉煤灰利用。 4、煤炭转化：煤气联合循环发电、煤气化、煤的地下气化、没得直接液化、煤的间接液 化、煤料电池、磁流体发电。 5、煤系共伴生资源利用：煤层气资源开发利用、煤系有益矿产利用、煤层伴生水利用。第三章型煤技术 一粉煤成型后具有多方面的优点： 1，可以提高炉窑效率5%-15%，从而节约煤炭7%-15% 2，可以减少粉尘排放量30%-60%，从而降低大气中粉尘颗粒物浓度 3，使用固硫添加剂的型煤可以降低SO2排放20%-50%从而在一定程度上遏制酸雨的危害4，使燃煤的其他有害物质排放降低 二1型煤：是按照一定粒度要求，将一种或者几种煤粉在有或者无粘结剂的条件下，加工制成一定的外形和物理化学性质的煤炭制品。 2 按照成型过程中的温度通常将型煤分为冷压法和热压法型煤 3 粉煤成型过程主要有无粘结剂成型和粘结剂成型两种，根据成型的温度分为冷压成型和热压成型 4煤炭无粘结剂成型的机理有沥青质假说，腐植酸假说，毛细孔假说，胶体假说，分子粘结假说等。 5 常见的型煤粘结剂可以分为有机粘结剂，无机粘结剂，复合粘结剂工农业废物粘结剂等四大类 有机粘结剂：焦油沥青腐植酸木质素硫磺酸高分子聚合物。特点：粘结性强，制取的型煤冷态强度高，但高温时易分解燃烧缺少成焦成分，因此对型煤热性能的作用不太强。无机黏结剂：粘土石灰水玻璃石膏水泥氯化钠等特点：价格低廉具有一定的粘结强度，且内含碱金属碱土金属，碳酸盐或者氧化物等成分。 7 型煤生产工艺随着原料煤的性质，型煤用途，成型方式等会有不同，分为冷压成型和热压成型，冷压成型是指原料在低于100度的温度下进行的成型，包括无粘结剂成型和粘结剂成型
目录 1 总论 (1) 1.1选煤厂类型、厂型及厂址 (1) 1.2工作制度 (1) 1.3矿区及厂址概况 (1) 1.4原料煤矿井概况 (1) 1.4.1交通位置 (1) 1.4.2 地形地貌 (1) 1.4.3 水系 (1) 1.4.4 气象 (2) 1.4.5 地震情况 (2) 1.4.6 工程地质概况 (2) 1.4.7 煤质特征 (2) 1.5选煤工艺 (3) 1.6产品品种和用途 (3) 1.7供水、供电 (3) 1.7.1 供水 (3) 1.7.2 供电 (4) 1.8选煤厂主要技术经济指标 (4) 2 选煤工艺 (6) 2.1煤质资料分析及可选性研究 (6) 2.1.1煤质资料的审查及分析 (7) 2.1.2两矿井原煤可选性研究及分组分级讨论 (14) 2.1.3 煤质资料综合校正 (21) 2.2选煤工艺的初定和技术经济比较 (27) 2.2.1 初步选定的方案分析 (27) 2.2.2 方案的预测 (28) 2.2.3 方案的技术经济比较 (39) 2.3选定流程的介绍及流程计算 (42) 2.3.1 三产品旋流器混合入选—粗煤泥回收—直接浮选联合工艺的论述 (42) 2.3.2 设计工艺流程的整体描述 (44) 2.4流程计算 (45) 2.4.1 数质量流程计算 (45) 2.4.2 介质流程计算 (45) 2.5设备选型及计算 (56) 2.5.1 选型与计算的原则和规定 (56) 2.5.2 主要设备选型与计算 (57) 2.6选煤工艺布置 (64) 2.6.1 总平面布置 (64) 2.6.2 原煤受煤 (64)
2.6.4 主厂房 (64) 2.6.5 产品仓 (66) 2.6.6 煤泥压滤车间 (66) 2.7生产技术检查 (66) 2.7.1检查的内容与项目 (66) 2.7.2 技术检查取样设置 (68) 2.7.3 检查室 (69) 3 建筑物和构筑物 (69) 3.1概述 (69) 3.2气象及地震资料 (69) 3.3工程地质概况 (70) 3.4建筑物及构筑物设计 (70) 3.4.1 设计遵循的有关国家标准 (70) 3.4.2 建筑设计 (70) 3.4.3 结构设计 (71) 4 给水排水 (71) 4.1给水水源 (71) 4.2用水量和水压 (71) 4.3给水系统 (71) 4.4排水 (72) 5 生产辅助设施 (72) 5.1机电修理车间 (72) 5.2介质制备车间 (73) 5.3压缩空气供应 (73) 6 电气 (73) 6.1供配电 (73) 6.1.1 电源及供电方式 (73) 6.1.2电力负荷 (74) 6.1.3 供配电系统 (74) 6.1.4 照明 (74) 6.1.5 防雷及接地 (74) 6.2集中控制及自动化系统 (75) 6.2.1 概况 (75) 6.2.2集中控制方式 (75) 6.2.3 自动化控制网络 (75) 6.2.4 控制系统及设备 (75) 6.2.5 自动化系统 (76) 6.3监测、保护、计量 (76) 6.3.1 检测装置 (76)
煤炭是世界上最丰富的化石燃料资源，占世界化石燃料贮量的70%以上。世界煤的储量也十分丰富，计有可采煤6369亿t[1]。我国煤的储量居世界第三位（有可采煤989亿t）仅次于美国（1776亿t），独联体国家（前苏联1099亿t）[2]。目前煤炭约占世界一次能源消费的30%，按世界能源会议预测，煤炭作为一次能源的重要组成部分的地位将在相当长时间内不会改变，预计2020年煤炭将占世界一次能源消费的33.7%。中国是煤炭生产和消费大国，目前煤炭提供了我国一次能源的70%左右，在可预见的未来几十年内，煤炭仍将是我国主要的一次能源。 煤炭作为能源对人类的发展作出了巨大的贡献，但在煤炭的开发与利用过程中也产生了一系列污染问题，危及生态平衡与人类生存。 洁净煤技术旨在最大限度地发挥煤作为能源的潜能利用，同时又实现最少的污染物释放，达到煤的高效，清洁利用目的。洁净煤技术是一项庞大复杂的系统工程，包含从煤炭开发到利用的所有技术领域，主要研究开发项目包括煤炭的加工、高效燃烧、转化和污染控制等[3]。 为解决美国和加拿大的越境酸雨问题,美国于1986年率先提出洁净煤技术（Clean Coal Technolo－gy），并制订出洁净煤技术示范计划。此后10年中，洁净煤技术已引起国际社会普遍重视，目前已成为世界各国解决环境问题的主导技术之一。 1国外洁净煤技术的进展 美国是最早制定和实施洁净煤技术的国家[3]。美国“洁净煤技术示范计划”共制订了5轮计划的实施。共有40个CCT项目，分布于美国的18个州。项目类型共分为以下4类：（1）先进发电技术:包括常压循环流化床燃烧发电、增压流化床联合循环发电、 洁净煤技术的研究现状及进展 赵嘉博，刘小军 （中国矿业大学化工学院，江苏徐州221008） 摘要：我国是煤炭生产和消费大国,大力开发应用和推广适合我国国情的洁净煤技术是我国能源发展战略的主要内容，具有重要的意义。阐述了洁净煤技术的研究背景及其概念，介绍和分析了国内、外洁净煤技术的研究和发展现状,重点论述了我国目前在洁净煤研究领域的情况，如煤炭地下气化技术、工业型煤技术、水煤浆技术、煤液化技术、洁净煤联合循环发电技术等的情况，列出了洁净煤技术的特点,指出了我国发展洁净煤技术应加强的工作。 关键词：煤炭；洁净煤技术；研究现状 中图分类号：TQ53文献标识码：A文章编号：1671－9816（2011）01－0066－04 Present research status and development of clean coal technology ZHAO Jia-bo,LIU Xiao-jun （School of Chemical Engineering and Technology,China University of mining and Technology,Xuzhou221008,China）Abstract:China is a country which has a big amount of coal production and consumption.It is a very important part to research and apply proper clean coal technology,it’s also the main content of the national energy sources development strategy and has significant sense.The paper describes the background of research and the concept of clean coal technology,introduces and analyzes the status of research and development of clean coal technology with in China and abroad;in particular,describes the special features of Chinese clean coal technology,such as underground coal gasification,industrial moulded coal,coal water slurry, coal liquefaction,clean coal united cycling energy production techniques,in this paper,the features of the clean coal technology are shown,and the works which should be enhanced to develop the techniques in China are also pointed out. Key words:coal;clean coal techniques;present research status 收稿日期：2010-08-09 作者简介：赵嘉博（1986-），男，辽宁锦州人，中国矿业大学 09级在读研究生，主要从事空气重介流化床干法选煤工作和洁 净煤技术方面研究。
第一节洁净煤技术基本概念及框架体系 1.洁净煤技术（Clean Coal Technology,简称CCT）的概念是２０世纪８０年代中期美国首先提出的，是指在煤炭开发和加工利用全过程中旨在减少污染与提高利用效率的加工﹑燃烧﹑转换及污染控制等技术的总称，是使煤作为一种能源应达到最大限度潜能的利用，而释放的污染物控制在最低水平，达到煤的高效清洁利用的技术。 2.我国煤炭工业洁净煤技术重点发展为4个领域10个方面，即煤炭加工：选煤、型煤、动力配煤、水煤浆；洁净燃煤：循环流化床锅炉；煤炭转化：煤炭气化（含地下气化）与煤炭直接液化；资源化利用：煤矸石综合利用、矿井水与煤泥水净化及利用和煤层气开发利用。 3.清洁生产是将污染预防战略持继地应用于生产全过程，通过不断地改善管理和技术进步，提高资源利用率，减少污染物排放，以降低对环境和人类的危害。清洁生产的核心是从源头抓起，预防为主生产全过程控制，实现经济效益和环境效益的统一。 清洁生产的内容包括清洁的能源、清洁的生产过程以及清洁的产品三个部分。 4.国内洁净煤技术研究发展现状在有关部门的配合与支持下，我国洁净煤技术开发、应用、推广方面有显著的进展。主要表现在：煤炭的深加工有所进步，煤炭入洗比重逐年提高；工业型煤和水煤浆技术开发和应用开始起步，已有示范性项目投入使用；煤炭气化技术已比较成熟，煤气已成为城市民用燃料的重要组成部分；正在进行煤炭液化的性能和工艺条件试验，以及煤炭液化商业性示范厂的可行性研究。但是，我国在洁净煤技术研究和产业化方面还存在许多问题，主要是我国洁净煤技术层次不高，还没有形成推进洁净煤技术产业化的有效机制，推进洁净煤技术产业化的法规不健全，政策不配套，措施不具
洁净煤技术（clean coal technology） 传统意义上的洁净煤技术主要是指煤炭的净化技术及一些加工转换技术，即煤炭的洗选、配煤、型煤以及粉煤灰的综合利用技术，国外煤炭的洗选及配煤技术相当成熟，已被广泛采用；目前意义上洁净煤技术是指高技术含量的洁净煤技术，发展的主要方向是煤炭的气化、液化、煤炭高效燃烧与发电技术等等。它是旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转换和污染控制新技术的总称，是当前世界各国解决环境问题的主导技术之一，也是高新技术国际竞争的一个重要领域。根据我国国情，洁净技术包括：选煤，型煤，水煤浆，超临界火力发电，先进的燃烧器，流化床燃烧，煤气化联合循环发电，烟道气净化，煤炭气化，煤炭液化，燃料电池。 《洁净煤技术》杂志创刊于1995年，是由国家煤矿安全监察局主管、由煤炭科学研究总院与煤炭工业洁净煤工程技术中心联合主办，经国家科委与新闻出版署正式批准向国内外公开发行的国家级技术刊物。主要刊载煤炭加工（洗选、型煤、水煤浆、配煤、煤泥利用），煤炭高效洁净燃烧（流化床技术、粉煤燃烧、燃煤联合循环发电、矸石发电），煤炭转化（气化、液化、焦化、燃料电池），污染控制与废弃物管理（土地复垦、烟气净化、粉煤灰综合利用、矿井水处理、矿区污染治理）等洁净煤技术方面的学术论文、研究报告、专题评述、国外技术动态和政策法规等文章。 2000年荣获中国学术期刊（光盘版）检索与评价、首届《CAJ-CD规范》执行优秀奖，全国中文核心期刊，中国科技核心期刊，是煤炭系统著名的技术类期刊。 《洁净煤技术》杂志社主营业务：①编辑、出版《洁净煤技术》期刊；编辑、出版书籍、增刊、专刊；②为矿山设备提供科学研究、设备选型、专题调研、专家咨询等咨询服务；为矿山设备、技术应用提供广告策划宣传、企业产品鉴定、推介（策划与发布）服务；③举办专业或专题技术培训、学术研讨会；承办、宣传、协办煤炭、电力、冶金、化工、机械等行业相关领域展会；④承包各类系统数据集成信息化项目；承担循环经济、企业管理、发展战略等方面的经济咨询业务；⑤承担煤炭企业技术咨询课题及技术服务项目、可行性研究及煤炭企业发展规划和区域规划等。 编辑本段技术工艺 洁净煤技术包括两个方面，一是直接烧煤洁净技术，二是煤转化为洁净燃料技术。 直接烧煤洁净技术 这是在直接烧煤的情况下，需要采用的技术措施：①燃烧前的净化加工技术，主要是洗选、型煤加工和水煤浆技术。原煤洗选采用筛分、物理
洁净煤技术 一、洁净煤技术照亮煤炭应用前景 1、洁净煤的定义及发展的必要性 1）、洁净煤的定义 洁净煤(CleanCoal)一词是20世纪80年代初期美国和加拿大关于解决两国边境酸雨问题谈判的特使德鲁·刘易斯(Drew Lewis，美国)和威廉姆·戴维斯(WilliamDavis)，加拿大)提出的。洁净煤技术英文是Clean Coal Technology，简称CCT，其含义是：旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。当前已成为世界各国解决环境问题主导技术之一，也是高技术国际竞争的一个重要领域。 由于中国煤炭开采和利用的特点决定，中国洁净煤技术领域与国外洁净煤技术领域重点放在燃烧发电技术上有所不同，含盖从煤炭开采到利用全过程，是煤炭开发和利用中旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。 2）、洁净煤技术照亮煤炭应用前景 煤炭目前约占全球能源消费量的四分之一，是仅次于石油的第二大能源，也是成本最低的发电原料之一。从目前的发展趋势上，由于石油在地球上的储量，远远不如煤炭的储量大，世界利用石油的时间不会太长，煤炭在20年内或更短的时间内，成为第一能源。但由于煤炭的开采和燃烧煤炭会造成严重的环境及污染问题，煤炭的形象不佳，其生产在近期会受到许多方面的限制。为此，发达国家在近年来加快了洁净煤技术的开发和应用步伐，使煤炭的开采和利用前景变得亮丽起来。 洁净煤技术是指新一代的煤炭开采和利用方法，它能够大大降低开采带来的环境问题和废气以及其他污染物的排放量，从而将大幅度提高煤炭的经济效益和煤炭在环保方面的可接受性。世界能源委员会的一份最新研究报告认为，对于主要煤炭消费国来说，今后几十年内，从煤炭中提取的合成气体、液体和氢将是重要的长期能源供应来源。该项研究的负责人比基预测，到2030年，全球约72％的发电将使用洁净煤技术。 美国是煤炭生产和消费大国，其一半以上的电力来自煤炭发电。因此，美国政府高度重视洁净煤技术的开发和应用。布什政府上台后即承诺在10年内拨款20亿美元用于推动洁净煤技术的发展。为此，布什政府制定了“美国洁净煤发电计划”，其目的是到2018年，使燃煤发电厂排放的硫、氮和汞减少近70％。去年3月份，美国能源部已选定8个项目作为该计划的支持对象。 据英国最新一期《石油经济学家》杂志报道，目前西方大能源公司最感兴趣的是煤炭气化技术。煤炭气化技术是将煤炭转化为清洁的燃气，再用于发电和其他用途。美国一位工程咨询专家认为，煤炭气化技术特别是“集成气化联合循环”（IGCC）技术今后肯定会在美国得到广泛应用。“集成气化联合循环”技术是把煤炭转化为燃气并经过去污设备过滤后再使用，从而提高燃气的能效并减少氮氧化物、二氧化硫和汞的排放量。目前美国已有7个大规模的煤炭气化项目在运营之中。美国康菲石油公司和另一家公司最近宣布将投资12亿美元在明尼苏达州建造一座531兆瓦、使用“集成气化联合循环”技术的发电厂。有专家认为，“集成气化联合循环”技术与其他洁净煤技术相比至少有4方面的优势：一是这是一项成熟的技术；二是这是最清洁、产生污染最少的煤炭处理技术；三是具有成本
洁净煤技术 1 酸雨：因空气污染而造成的酸性阵雨 2 型煤：用一定比例的粘结剂、固硫剂、等添加剂，采用特定的机械加工工艺。将煤粉和低品位煤制成具有一定强度和形状的煤制品 3 水煤浆：是一种煤基的液体燃料，一般是由60%-70%的煤粉、40%-50%的水和少量化学添加剂组成的混合物 4 流态化：用来描述同体颗粒与流体接触的某种运动状态，一般是指由固体颗粒在气流的作用下，与气体接触混合并进行类似流体运动的过程 5 半水煤气：气体成分经过适当调整（主要是调整含氮气的量）后，生产的符合合成氨原料气的要求的煤气 6 煤的间接液化：以煤气化生成的合成气为原料，在一定的工作条件下，利用催化剂的作用将合成气合称为液体油 7 煤的直接液化：将煤粉、催化剂和溶剂混合在液体容器中，在适宜的温度和压力条件下，将煤直接转化为液体油的过程 8 干馏：干馏是煤炭在隔绝氧气的条件下，在一定的温度范围内发生热解，生成固体焦炭、液体焦油和少量煤气的过程 9 煤气化：以煤或煤焦为原料，以氧气（空气。富氧或纯氧）蒸汽或氢气为催化剂，在高温的条件下，通过部分氧化反应将原料煤从固体燃料转化为气体燃料的过程。 10洁净煤技术：指煤炭从开发到利用的过程中，旨在减少污染排放与提高利用率的加工、燃烧、转化及污染控制等高新技术的总称 11光化学烟雾：NOx经紫外线照射并与空气中的气态碳氢化合物接触，阳光下NOx和挥发性有机化合物之间的光化学反应产生像臭氧类的氧化剂，同时产生极细的微粒，即可造成浅蓝色的有毒烟雾 12可吸入颗粒物：指可以通过鼻和嘴进入人体呼吸道的颗粒物总称 13酸雨的成因：人为排放酸性物质（SO2、NOx等）污染物进入大气中经过输送、转化和沉降而被清除，沉降过程分为干式和湿式两大类，湿式沉降就可能形成酸雨 14 中国煤炭资源特点：1、资源总量相对分布不均。2、煤种齐全、单不均衡。3、煤质较好。 15 煤炭的利用途径：通过燃烧产生热能，直接用于供热或通过发电转化为电能。通过气化或液化制备成液体或气体燃料用于直接燃烧或用于发电。 16 液态化：用来描述固体颗粒与流体接触的某种运动状态，一般是指固体颗粒在气流的作用下，与气体接触混合并进行类似液体运动的过程。 选择题 1 下列哪项不是由燃煤引起的大气污染物B、H2S 2 下列哪项不是影响气化效率的因素D、煤气的组成 3 常压移动床气化炉通常不过包括D德士古气化法 4 煤的气化按照反应器混合物的流动状态分为D、移动床、流化床、气流床三种典型方式 5 以下四种气化方法比较，哪一种气化方法适应煤种能力强C、气流床 6 石灰石-石膏脱硫工艺中所采用的脱硫剂为C、CaCO3 7 下列哪项不是煤液化的产物A合成气 8 目前F-T合成反应器有哪几种类型A固定床、流化床、浆态床 9 煤制甲醇工艺主要由哪几部分组成B煤气化、煤气净化、合成甲醇、甲醇精馏 10 煤的直接液化一般工艺过程不需要C 高压液化的步骤 简答题 1 试述煤直接液化的原理？答：在高温（400度以上），高压（10MPa以上）的条件下，煤的大分子结构将受热分解，基本结构单元之间的桥键首先断裂，生成游离的自由基团，此时，遇到外界分子氢，自由基
一、名词解释： （1）洁净煤技术：旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。 （2）流化床燃烧：流化床燃烧系指小颗粒煤与空气在炉膛内处于沸腾状态下或高速气流与所携带的处于稠密悬浮煤料颗粒充分接触进行燃烧。 （3）循环流化床：当颗粒尺寸较小或气流速度较大时，料床近似均匀地弥散在整个炉膛区域，并不断的被气流带出。此时如在炉膛上部出口处安装一高效分离器，将被气流带出炉膛的固体颗粒分离出来，再将其送回床内，以维持炉膛内固体床料总量不变。 （4）湿法脱硫：湿法脱硫是通过烟气与含有脱硫剂的溶液接触，在溶液中发生脱硫反应的技术，其脱硫生成物的生成和处理均在湿态下进行。 （5）煤炭气化：煤的气化过程是一个热化学过程，它以煤或煤焦为原料，以氧气（空气、富氧或纯氧）、蒸气或氢气为气化剂（又称气化介质），在高温的条件下，通过部分氧化反应将原料煤从固体燃料转化为气体燃料（即气化煤气，或简称煤气）的过程。 （6）移动床气化法：又称固定床气化法，从流态化角度来讲，气体相对于固体床层的速度未达到流化速度，气固系统处于固定床状态。但与层燃炉有所区别的是，在气化炉内，固体原料并不是像层燃炉那样静止在炉蓖上，而是从炉顶加入，在向下移动过程中与从炉底通入的气化剂逆流接触，进行充分的热交换并发生气化反应，故称移动床。 （7）干馏：干馏是煤在隔绝空气的条件下，在一定的温度范围内发生热解，生成固定焦炭、液体焦油和少量煤气的过程。 （8）煤的反应性: 是指在一定的外部条件下，与气化剂（氧气、水蒸气）相互作用并发生反应的能力。 （9）煤的结渣性：煤的结渣性是指煤中矿物质在燃烧和气化过程中由于灰分的软化熔融而形成渣块的能力。 （10）气化强度：指气化炉单位面积每小时所能气化的原料煤质量，单位是t/(m2·h)，它反映了气化过程的生产能力 （11）发生炉煤气：发生炉煤气是以空气和水蒸气为气化剂是煤发生气化反应制得的，由于混入了大量的N2，所以其热值很低，又称贫煤气。 （12）冷煤气效率：指产生煤气的热值与煤气产率的乘积与所用煤料的发热量之比。 （13）热煤气效率：当使用热煤气时，分子项中还应考虑煤气的显热，此时，称为热煤气效率。 （14）燃料电池：燃料电池就是将在氢气里储存的化学能在不燃烧的情况下，并且在催化剂的作用下，和氧气发生反应，同时形成电压，该电压在形成回路的情况下就能驱动电机转动，从而将氢气里储存的化学能转化为机械能，同时还有很高的转化率。 （15）煤层气：煤层气是一种有机成因的天然气,在长期成煤过程中，成煤物质由于生物作用和热作用发生一系列的微生物降解和物理化学变化而生成的CH4为主的煤系伴生气体。 （16）碳捕集与封存：简称CCS，是指将大型发电厂所产生的二氧化碳（CO2）收集起来，并用各种方法储存以避免其排放到大气中的一种技术。 （17）流态化：就是指固体颗粒（又称床料）在自下而上的流体（气体或液体）作用下，在床内形成的具有流体性质的流动状态。 （18）超临界发电技术：燃煤发电是通过产生高温高压的水蒸汽来推动汽轮机发电的，蒸汽的温度和压力越高，发电的效率就越高。在347.15摄氏度、22.115兆帕压力下，水蒸汽的密度会增大到与液态水一样，这个条件叫做水的临界参数。比这还高的参数叫做超临界参数。 （19）间接液化：煤的间接液化是先通过煤气化生产合成气（CO+H2），将煤原有的大分子结构完全破坏，然后通过高活性的催化剂作用下合成油产品。 二、填空题： （1）煤炭加工主要包括煤炭洗选、型煤和水煤浆制备。 （2）常见的烟气净化技术包括除尘技术、烟气脱硫技术和烟气脱硝技术等。 （3）利用烟气中飞灰颗粒与烟气密度及电性质的差异，可以用水膜除尘器、袋式除尘器和电除尘
Clean Coal Technology and Market in China 中国洁净煤技术及市场 Ｓｔａｆｆ Ｅｄｉｔｏｒ 本刊编辑部 ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｂｒｉｅｆｓ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｌｅａｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌｓ ｏｆ ｃｏａｌ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｈａｒｍｂｒｏｕｇｈｔ ｔｏ ｔｈｅ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｌｅａｎ ｃｏａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ Ｃｈｉｎａｃｏａｌ ｉｎｄｕｓｔｒｙ， ｐｒｏｇｒｅｓｓ ａｎｄ ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ ｏｆ ｃｌｅａｎ ｃｏａｌ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｃｈｉｎａ， ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄｍａｒｋｅｔ ｏｆ ｆｌｕｅ ｇａｓ ｄｅｓｕｌｐｈｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｃｏａｌ－ｆｉｒｅｄ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔｓ． ［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｌｅａｎ ｃｏａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｆｌｕｅ ｇａｓ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ［摘要］ 本文介绍目前中国煤炭洁净生产和消费水平以及给大气环境造成的污染危害；煤炭工业洁净煤技术发展的现状及方向；洁净煤发电技术的进展和前瞻；燃煤电厂烟气脱硫技术的应用及市场。 ［关键词］ 能源结构 洁净煤技术 发电 烟气脱硫 １． Ｃｌｅａｎ Ｃｏａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ─ ｔｈｅ Ｓｔｒａｔｅｇｉｃ Ｏｐｔｉｏｎ ｏｆＣｈｉｎａ＇ｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ １．１Ｇｅｎｅｒａｌ Ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｔｗｏ ｅｖｉｄｅｎｔ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ＇ｓ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｆｉｒｓｔｌｙ， ｃｏａｌ ａｃｃｏｕｎｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌａｒｇｅｓｔ ｐａｒｔ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｉｍａｒｙ ｅｎｅｒｇｙ． Ｓｅｃｏｎｄｌｙ， ｃｏａｌ－ｆｉｒｅｄ ｐｏｗｅｒａｃｃｏｕｎｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌａｒｇｅｓｔ ｐａｒｔ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｓｔａｌｌｅｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｓｕｃｈ ｓｅｔｕｐ ｗｉｌｌ ｎｏｔ ｃｈａｎｇｅ ｇｒｅａｔｌｙｉｎ ｔｈｅ ｎｅｘｔ ４０￣５０ ｙｅａｒｓ， ｔｈｕｓ ｉｔ ｆｏｌｌｏｗｓ ｔｈａｔ ｃｌｅａｎ ｃｏａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｉｌｌ ｐｌａｙ ａ ｄｅｃｉｓｉｖｅ ｒｏｌｅ ｉｎ Ｃｈｉｎａ＇ｓ ｅｎｅｒｇｙ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ． Ｔｈｅ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ｍａｉｎｌｙ ｃｏｍｅｓｆｒｏｍ ｃｏａｌ ｓｍｏｋｅ． Ｍａｉｎ ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ ａｒｅ ＳＯ２ ａｎｄ ｓｍｏｋｅ ｄｕｓｔ． Ａｃｉｄｒａｉｎ ｐｒｏｂｌｅｍ ｒｅｍａｉｎｓ ｔｏ ｂｅ ｓｅｒｉｏｕｓ， ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｖｅｒｅｄ ａｒｅａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓ ａｂｏｕｔ ３０％ ｏｆ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｔｅｒｒｉｔｏｒｙ． Ｌａｒｇｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆｃｏａｌ ｂｕｒｎｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｏｆ ＳＯ２， ＮＯＸ， ｓｍｏｋｅ ｄｕｓｔ ａｎｄＣＯ２ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｙｅａｒ ｂｙ ｙｅａｒ， ｗｈｉｃｈ ｕｎｃｅａｓｉｎｇｌｙ ｗｏｒｓｅｎｅｄ ｔｈｅａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， ｌｅａｄｉｎｇ ｔｏ ｖｅｒｙ ｇｒｅａｔ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｔｈｅｐｅｏｐｌｅ＇ｓ ｌｉｖｅｌｉｈｏｏｄ． Ｔｈａｎｋｓ ｔｏ ｔｈｉｓ， ｉｎ ｔｈｅ ｅａｒｌｙ １９９０ｓ， ｔｈｅ Ｓｔａｔｅ ｍａｐｐｅｄ ｏｕｔ ＂Ａｇｅｎｄａｆｏｒ ｔｈｅ ２１ｓｔ Ｃｅｎｔｕｒｙ ｏｆ Ｃｈｉｎａ＂， ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇ ｔｈｅ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ． Ｃｌｅａｎ ｃｏａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔｃｏｎｔｅｎｔ ｗａｓ ｐｌａｃｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ａｇｅｎｄａ． １．２ Ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｃｌｅａｎ ｃｏａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ─ ｔｈｅ ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ ｆｏｒＣｈｉｎａ＇ｓ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｎｄ ｓｏｃｉａｌ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｔｈｅ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｉｎａ＇ｓ ｅｎｅｒｇｙ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｎｅｅｄｓｔｏ ｖｉｇｏｒｏｕｓｌｙ ｄｅｖｅｌｏｐ ｃｌｅａｎ ｃｏａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ． Ｔｈｅ Ｃｈｉｎａ＇ｓ ｅｎｅｒｇｙｉｎｄｕｓｔｒｙ ｉｓ ｂａｓｅｄ ｕｐｏｎ ｃｏａｌ， ｂｕｔ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｃｌｅａｎ ｃｏａｌ ｉｓ ｖｅｒｙ ｌｏｗ， ７０％ ｏｆ ｔｈｅ ｓｍｏｋｅ ｄｕｓｔｄｉｓｃｈａｒｇｅ ａｎｄ ９０％ ｏｆ ＳＯ２ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｔｈｒｏｕｇｈｏｕｔ ｔｈｅ ｃｏｕｎｔｒｙｃｏｍｅ ｆｒｏｍ ｃｏａｌ ｂｕｒｎｉｎｇ． Ｔｈｅ ｓｈａｒｅ ｏｆ ｃｌｅａｎ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｅｎｅｒｇｙｉｎ Ｃｈｉｎａ ｉｓ ｌｏｗ， ａｎｄ ｔｈｅ ｓｈａｒｅ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ｅｎｄ ｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｉｓ ｍｕｃｈ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ＇ｓ ａｖｅｒａｇｅ ｌｅｖｅｌ．
1.洁净煤技术包括哪些技术？为什么说洁净煤技术对于我国具有特殊意义答：(1)洁净煤技术（Clean Coal Technology,简称CCT）的概念是２０世纪８０年代中期美国首先提出的，是指在煤炭开发和加工利用全过程中旨在减少污染与提高利用效率的加工﹑燃烧﹑转换及污染控制等技术的总称，是使煤作为一种能源应达到最大限度潜能的利用，而释放的污染物控制在最低水平，达到煤的高效清洁利用的技术。 洁净煤技术包括两个方面，一是直接烧煤洁净技术，二是煤转化为洁净燃料技术。 直接烧煤洁净技术，这是在直接烧煤的情况下，需要采用的技术措施：①燃烧前的净化加工技术，主要是洗选、型煤加工和水煤浆技术。原煤洗选采用筛分、物理选煤、化学选煤和细菌脱硫方法，可以除去或减少灰分、矸石、硫等杂质；型煤加工是把散煤加工成型煤，由于成型时加入石灰固硫剂，可减少二氧化硫排放，减少烟尘，还可节煤；水煤浆是先用优质低灰原煤制成，可以代替石油。②燃烧中的净化燃烧技术，主要是流化床燃烧技术和先进燃烧器技术。流化床又叫沸腾床，有泡床和循环床两种，由于燃烧温度低可减少氮氧化物排放量，煤中添加石灰可减少二氧化硫排放量，炉渣可以综合利用，能烧劣质煤，这些都是它的优点；先进燃烧器技术是指改进锅炉、窑炉结构与燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物的排放技术。 ③燃烧后的净化处理技术，主要是消烟除尘和脱硫脱氮技术。消烟除尘技术很多，静电除尘器效率最高，可达99%以上，电厂一般都采用。脱硫有干法和湿法两种，干法是用浆状石灰喷雾与烟气中二氧化硫反应，生成干燥颗粒硫酸钙，用集尘器收集；湿法是用石灰水淋洗烟尘，生成浆状亚硫酸排放。它们脱硫效率可达90%。 煤转化为洁净燃料技术主要有以下四种：①煤的气化技术，有常压气化和加压气化两种，它是在常压或加压条件下，保持一定温度，通过气化剂（空气、氧气和蒸汽）与煤炭反应生成煤气，煤气中主要成分是一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体。用空气和蒸汽做气化剂，煤气热值低；用氧气做气化剂，煤气热值高。煤在气化中可脱硫除氮，排去灰渣，因此，煤气就是洁净燃料了。②煤的液化技术，有间接液化和直接液化两种。间接液化是先将煤气化，然后再把煤气液化，如煤制甲醇，可替代汽油，我国已有应用。直接液化是把煤直接转化成液体燃料，比如直接加氢将煤转化成液体燃料，或煤炭与渣油混合成油煤浆反应生成液体燃料，我国已开展研究。③煤气化联合循环发电技术，先把煤制成煤气，再用燃气轮机发电，排出高温废气烧锅炉，再用蒸汽轮机发电，整个发电效率可达45%。我国正在开发研究中。④燃煤磁流体发电技术，当燃煤得到的高温等离子气体高速切割强磁场，就直接产生直流电，然后把直流电转换成交流电。发电效率可过50%～60%。我国正在开发研究这种技术。 我国煤炭工业洁净煤技术重点发展为4个领域10个方面，即煤炭加工：选煤、型煤、动力配煤、水煤浆；洁净燃煤：循环流化床锅炉；煤炭转化：煤炭气化（含地下气化）与煤炭直接液化；资源化利用：煤矸石综合利用、矿井水与煤泥水净化及利用和煤层气开发利用。(2)我国在洁净煤技术研究和产业化方面还存在许多问题，主要是我国洁净煤技术层次不高，还没有形成推进洁净煤技术产业化的有效机制，推进洁净煤技术产业化的法规不健全，政策不配套，措施不具体，力量不集中，资金筹集渠道不畅。 首先，采用煤炭加工技术，可有效降低原料煤的灰分和硫分，实现煤炭燃前脱硫降灰，大幅度减少大气污染物排放，减少煤炭利用的外部成本。采用先进的煤炭燃烧技术(如CFBC燃烧劣质煤，脱硫率可达80%一90%;IGCC能源效率可达42%)，不仅可提高燃烧效率，还可实现燃中固硫。煤炭转化技术可在加工过程中脱除硫、灰等有害物质，将煤炭转化为清洁的二次能源。采用FGD可实现燃烧后脱硫，脱硫率达90%以上。发展矿区生态环境技术，可有效减少煤炭开采带来的研石和水等污染，改善矿区环境，实现资源综合利用。中国工程咨询项目研究结果表明，若全面采用洁净煤技术，可有效控制燃煤引起的二氧化硫污染，到2020年，排放总量可比2000年减少40%，全国二氧化硫污染状况可根本好转。其次，发展煤基合成燃料可以促进能源供应来源的多样性，改善单一的能源结构，在相当程度上缓解我
洁净煤技术的前景及应用 摘要：洁净煤技术是指在煤炭开发、加工、利用全过程中旨在提高煤炭利用效率，减少环境污染的一系列新技术的总称，洁净煤的发展和利用将能源节约、环境保护和技术创新密切配合，形成一完整的协调发展的概念。洁净煤技术包括：两大方面的内容：煤的洁净开采和煤的洁净利用技术。其中煤的洁净开采主要分为煤炭的地下气化、煤炭的地下液化和煤层甲烷的开发利用技术三大方面；煤的洁净利用技术包含加工、燃烧和净化等几方面。 关键词：煤炭转化、洁净煤技术、应用、发展建议 1 我国煤清洁技术发展过程中遇到的问题 1.1 煤炭在我国能源工业和环境保护中的地位 能源和环境是目前人类面临的重要问题，处理好这些问题。对于人类生存和社会的可持续发展有着重要的意义。中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,根据我国建国后一次能源消耗的结构变化。目前煤炭占我国能源需求总量的75%.左右,大大超出了27%的世界平均水平。另外,根据世界一些主要国家中煤炭在能源结构中的比例可知,中国是世界上少数以煤为主要能源的国家之一。随着我国对核能水、电和新能源的开发利用和发展,能源结构会有些改变。但预计到本世纪中,煤炭在能源中的比重仍将高于50%。 1.2 煤的结构 煤是由远古死亡植物残骸没入水中经过生物化学作用,然后被地层覆盖并经过地质化学作用形成的有机生物岩,是有机与无机化合物的混合体。由于生成的地质年代不同,造成了煤的组分也不同, 但其基本元素成份为碳、氢、氧、氮、硫。此外, 还包括一些成灰元素（如硅、铝、铁、钙、镁、碱金属）和一些微量重金属,如汞硒等。煤中的有机成份是以官能团的形式出现的,包括轻基、梭基、拨基甲氧基等。由煤的构造可知环烃和链烃为煤的主要组成部分。煤在热转换过程中,烃中的弱键断裂形成气体或液体逸。如果能在煤的转化过程中提取部分液体环烃,则煤转化过程中产品的品位就会大大的提高。
1、洁净煤技术的定义和内涵？ 在煤炭开发和加工利用全过程中旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。是使煤炭作为一种能源应达到最大潜能的利用而释放的污染物控制在最低量，以实现煤的高效、洁净、经济利用为目的技术。 中国洁净煤技术是以煤炭洗选为源头、以煤炭气化为先导、以煤炭高效、洁净燃烧与发电为核心、以煤炭转化和污染控制为重要内容的技术体系。 2、煤炭燃烧的方式 根据煤在燃烧过程中的运动状态分为：层状燃烧、悬浮燃烧、流态化燃烧（沸腾燃烧）3、CO2的捕集方式 二氧化碳的捕集方式主要有三种：燃烧前捕集（Pre-combustion）、富氧燃烧（Oxy-fuel combustion）和燃烧后捕集（Post-combustion）。 依据捕获系统的技术基础和适用性，通常将火电厂CO2的捕集系统分为以下4种：燃烧后脱碳（post-combustion）、燃烧前脱碳（pre-combustion）、富氧燃烧技术（oxyfule）以及化学链燃烧技术（CLC）。 4、IGCC发电系统组成、发电原理、过程、优点 整体煤气化联合循环（IGCC-Integrated Gasification Combined Cycle）发电系统，是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。它由两大部分组成，即煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电部分。 第一部分的主要设备有气化炉、空分装置、煤气净化设备（包括硫的回收装置），第二部分的主要设备有燃气轮机发电系统、余热锅炉、蒸汽轮机发电系统。 IGCC的原理是：煤经过气化和净化后，除去煤气中99％以上的硫化氢和接近100％的粉尘，将固体燃料转化成燃气轮机能燃用的清洁气体燃料，供入燃气轮机的燃烧室，产生高温燃气以驱动燃气轮机发电，再利用燃气轮机高温排气经余热锅炉产生的蒸气推动蒸汽轮机做功发电，即使得燃气发电与蒸汽发电联合起来。 指煤经过气化产生中低热值煤气，经过净化除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物，变为清洁的气化燃料，燃烧后先驱动燃气轮机发电，然后利用高温烟气余热在废热锅炉内产生过热蒸汽驱动蒸汽轮机发电。原理如图所示。