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。
1.3 现有煤炭转化技术及其问题
目前煤炭的转化主要有三种方式：直接燃烧、气化和液化。
1.3.1 煤炭燃烧
我国煤炭利用的主要形式为直接燃烧,约占总用煤量的80%。而煤直接燃烧的一半左右用于中小燃煤设备,其问题之一为热效率低,如工业炉窑的热效率中有40%左右,而工业及供暖锅炉的圭15效率也仅为60%左右。问题之二为对环境的污染极其严重。由于小型燃煤设备上没有污染物排放控制手段,其排放量要比大型燃烧设备高得多。大型燃煤设备如电站锅炉的转换效率比小型设各高。目前发达国家煤发电的效率达45%以上,而我国的煤发电效率只有30%左右,而且其污染物
如SO
2、NO
X
、CO等的治理措施还有待解决。
由此可见,解决煤炭直接燃烧的问题是煤洁净高效转换的首要问题。从理论
上看,将煤炭直接燃烧产生热能来利用的最大缺陷在于该过程将高品位能降至极低品位的热能来利用。如同用高温高压蒸汽来供暖。而目前煤炭利用的现状即在近期内以燃烧为主的局面不可能有大的变化,因此,现有燃烧设备的改进是提高效率、降低污染的一个方向。同时,对于新设备应采用新的转化技术,逐渐改变煤炭利用的现有格局。
1.3.2 气化
煤炭气化是利用固体煤来产生气体燃料或产品的过程,与煤的直接燃烧相比,气化具有大的优越性。首先,在转化过程中燃料的品位不仅没有降低,而且略有升高。所产生的气体不仅可以作为燃料还可以作为化工原料。其次,与固体煤相比, 体燃料在燃烧过程中其燃烧效率高, 污染低,可作为民用燃料。然而,完全气化过程需要较苛刻的条件,即较高的温度,同时半焦的完全气化需要较长的时间,加上在高温气氛下半焦的失活,造成不完全气化。其结果是气化炉的结构复杂、造价高。为解决这些问题,目前各国正在对整体煤气化联合循环（IGCC）发电技术进行深入的研究。该技术的商业化可望提高煤炭的转化效率。但目前煤气的高温净化这一关键技术问题还投有得到完全解决。同时,我国目前的燃气轮机还需要依
赖进口。因此,该项技术不能完全符台我国的基本国情。
1.3.3 液化
煤炭液化是通过化学加工转化为液体产品,包括液体燃料和化工原料的过程。煤炭液化可以通过二种方法来实现：直接液化和间接液化。煤炭的直接液化是使煤在高压、高温条件下,过加氢使煤中的有机成份直接转化为液体燃料和化工原料；直接液化具有液体转化率高的优点,但由于其产率依赖于煤的结构,煤种适应性较差。
图1、煤炭液化
同时,其过程在高压、高温条件下加氢进行,苛刻的总体操作条件使产品的成本提高。目前还无法与相似石油化工产品相竞争。煤炭间接液化是将煤气化后,再经过催化合成为液体产品。煤炭的间接液化的优点在于其煤种适应性较宽,操作条件较温合,同时,硫、氮和灰等污染先驱物可在气化过程中脱除。但该过程包括气化和合成二个过程,即先将煤中的高碳成分降成一碳,然后再合成为高碳液体。故其总效率低、产品的选择性差。由以上分析可以看出,对于作为混合体的煤进行单一转化方法处理具有如下问题：转化效率低、转化后产品品位下降、污染物治理量大、工艺条件苛刻、相对投资高。因此,应根据煤炭的结构来开发煤的洁净高效转化新技术。
2 洁净煤技术进展现状
2.1 国外洁净煤技术进展现状
上世纪80年代开始,发达国家从能源发展的长远利益考虑,相继开展洁净煤技术的研究工作,在一些主要领域己取得重大进展,并且许多科研成果已经进入商业化推广阶段,取得了巨大的经济效益。美国于1986年推行“洁净煤技术示范计划”( CCTP ),在能源部的主持下,先后投资52亿美元,选定38个商业性示范项目[1], 涉及4个主要应用领域,即先进发电系统、环境控制设备、煤炭加工清洁燃料装置、工业应用技术示范项目。其中11项为先进发电技术,占总投资的55% ; 18
排放控制技术、7项NOx排放控制技术、6项S02项属于环境控制设备研究(有5项S0
2
和NOx共脱除技术), 占总投资的12% ; 4项煤的洁净燃料加工技术,占总投资的8%;
5 项工业应用技术(其中4项煤燃烧技术、1项除尘技术),占总投资的25 % 。截止2001 年,已完成25项。
其中4项煤的洁净燃料加工技术, 分别为:
(l) 配煤燃烧专家系统(Development of the coal Quality Expert TM)[2] :通过计算机仿真软件优化燃烧配煤,实现锅炉燃烧的低排污、低成本、高效率运行;
(2) 先进煤精制过程( Advanced Coal Conversion Process Demonstration)[3]: 目的是生产“精制煤”( SynCoal)。
(3) 温和煤气化项目(ENCOAL Mild Coal Gasification Project ) : 通过温和气化过程由低硫半烟煤生产两种高附加值燃料: “加工衍生燃料”(process-derived fuel,PDF) 和“煤衍生液体燃料”(coal一derived liquid,CDL)。
(4) 煤制液体甲醇/二甲醚工艺( Commercial Scale Demonstration of Liquid Phase Methanol(LPMEOH TM) Process [3]:采用LPMEOH TM工艺,由煤合成气进行商业化示范生产液体甲醉,同时还试生产二甲醉(DME)和甲醇的混合物。目前,美国洁挣煤技术计划已转入前景21(Vision 21)计划,大力推进煤炭的高效洁净综合利用技术, 最终实现含碳能源, 尤其是煤炭近零排放利用系统:先进透平计划(AGT) 转入新世纪透平计划(NCGT)。
日本早在1980年就成立了“新能源工业技术综合开发机构“(NED0),从事洁净煤技术和新能源的研究开发。1995年,新能源工业技术综合开发机构组建了“洁净煤技术中心”(CCTC),推出了“新阳光计划”,1999年又制定了“21 世纪煤炭
技术战略”,计划在2030年前实现煤作为燃料的完全洁净化日本目前正开发的项目有:
(l) 煤炭高效率利用技术,如IGCC 、CFBC 和PFBC等洁净煤发电技术；
(2) 煤炭预处理和烟气净化技术,如煤炭选洗技术、废烟处理技术、脱硫和脱氮技术等;
(3) 加压流化床锅炉的技术开发；
(4) 煤合成气燃料电池等；
90年代,欧盟推出未来能源计划,其主旨是促进欧洲能源利用新技术的开发, 减少对石油的依赖和煤炭利用造成的环境污染。欧盟发展洁净煤技术的主要目标是减少各种燃煤污染物以及温室气体排放,使燃煤发电更加洁净; 通过提高效率减少煤炭消费。目前研究开发的项目有:整体煤气化联合循环发电;煤与生物质及工业、城市或农业废弃物共气化(或燃烧);固体燃料气化燃料电池联合循环;循环流化床燃烧技术等。
2.2 国内洁净煤技术进展现状
1995 年,国务院成立了“国家洁净煤技术推广规划领导小组” ,组织制定了《中国洁净煤技术“九五”计划和2 0 10 年发展纲要》,提出在中国发展洁净煤技术应包括煤炭加工、洁净燃煤与发电、煤炭转化、污染物治理与资源综合利用等四个领域的技术。近几年,我国通过引进、消化和自主开发,在洁净煤技术的研究开发、示范及推广应用三个层次上均取得了较大进展,缩小了我国在洁净煤技术领域同发达国家之间的距离,具体为:
(l) 在煤炭洗选和加工方面:选煤设计能力大幅度提高, 由4.42亿吨/年提高至5.02亿吨/年;干法洗选、重介质旋流器、细粒煤分选等技术迅猛发展；水煤浆制浆生产能力达到20万吨阵以上,工业燃烧水煤浆取得实质性进展: 已建成较大规模的动力配煤生产线, 配煤能力约500万吨阵; 型煤技术得到大力推广。
(2) 在煤炭转化方面:引进和自主开发了一些新的煤炭气化技术,如多喷嘴水煤浆新型气化炉、加压粉煤流化床气化炉、灰熔聚常压流化床气化炉,并进行了放大试验,目前工业应用以引进技术、装备为主等: 百万吨级煤直接液化工业示范厂已通过可行性研究,煤炭间接液化技术开发取得进展;成功研制了kW级燃料
电池堆, 完成了30kw燃料电池系统与电动汽车系统联合试验和试车系统[4]。
(3) 在洁净燃烧与发电方面:220t/h以下的循环流化床锅炉已实现国产化,410t/h循环流化床锅炉燃煤发电工程示范正在组织实施。整体煤气化联合循环发电(IGCC)干煤粉气化、热煤气净化、燃汽轮机和余热系统等关键技术的研究已经启动;
(4)在污染物治理与资源综合利用方面:开发了一系列烟气脱硫、除尘新技术, 完成了多套电站烟气脱硫工程:煤研石和煤泥等废物再资源化已初步实现产业化, 当年废物再资源化率达50%以上。
2.3 国内洁净煤技术发展存在的不足
中国在洁净煤技术方面取得了长足的进步,在一些重要领域和关键技术研究开发方面也取得了重大进展,但是仍存在很多不足,如研究开发力量较分散,难以形成整体优势,项目重亚或低水平重复;引进的技术较多, 自主开发的创新性技术较少,且成熟程度不高;研究成果转换率较低,规模不大;对中国洁净煤技术市场孺求了解不足[5];从研究开发、工程示范到商业应用存在一定的政策障碍和资金缺乏问题等等, 这些问题有待解决。
3 洁净煤技术的应用
洁净煤技术包含从煤炭开发到转化利用及其净化处理的全过程，因此洁净煤技术的开发应用范围很广、种类很多，在此只能择选其中几种成熟而典型技术介绍如下。
3.1 煤转化为洁净燃料技术[6]
(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。煤炭气化技术分地面和地下两种。地面煤气化技术有固定床、流化床与气流床三种主要形式。气化工艺开发集中于提高气化压力、提高气化炉容量、扩大煤种适应性、环境友好、提高碳转化率和提高气化效率和液态排渣等。主要应用于化工合成、城市煤气生产及联合循环发电。煤炭地下气化是将地下煤炭有控制燃烧、产生可燃气体的一种开发清洁能源与化工原料的新技术。只提取煤中含能组分，而将灰渣等污染物滞留在井下。这种新技术集建井、采煤、转化工艺为一体，大大减少了煤炭生产和使用过程中所造成的环境破坏，并可大大提高煤炭资源的利用率。因此深受世界各国重视。对于煤炭地下气化技术，在国外主要是俄罗斯在应用，欧美等国在开发。美国的经验指出，地下气化与地面气化生产相同下游产品相比，合成气的成本可下降43%，天然气代用品的成本可下降10%~18%，发电成本可下降27%；前苏联列宁格勒火力发电设计院公布的资料表明，地下气化热力电厂与燃煤电厂相比，厂房空间可减少50%，锅炉金属耗量可降低30%，运行人数可减少37%。地下气化技术是十分具有诱惑力的。近年来，我国对煤炭地下气化技术的研究有很大进展。中国矿业大学提出并完善了长通道、大断面、两阶段的地下气化新工艺。长通道、大断面气化炉有利于气化过程的稳定，两阶段煤炭地下气化工艺是一种循环供给空气（或纯氧、富氧空气）和水蒸汽的地下气化方法。新工艺实现了井下无人、无设备、长壁式气化工作面采煤，节省了大量的资金、设备和人员投入，经济效益显著。在徐州新河二号井的半工业性试验和唐山刘庄煤矿的工业性试验中利用了这种新工艺。新河试验于1994年3月点火，煤气供徐州市居民使用。刘庄试验于1996年5月开始,煤气供唐山市卫生陶瓷厂和刘庄矿供热锅炉使用，已实现稳定生产三年多，目前仍在运行中。
(2)煤的液化技术[8]，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。而且在神华集团正在筹建煤的液化项目，不久即将投入生产。
(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。
3.2 水煤浆输送技术
煤炭与石油和天然气相比，在运输和贮存时，存在着粉尘、自燃、灰渣及烟气污染等诸多不利因素。与其将大量未经加工的煤炭进行铁路运输，还不如将其在产地制成煤浆用管道输送，即把煤液体化，预先制成高浓度水煤浆，通过管道将液状水煤浆送往电厂作为锅炉的燃料，可以大大减少污染和自燃等问题，减轻铁路运输的压力。这样煤炭在燃烧和转化利用之前先将其液态化就成为一种新的洁净煤技术。
水煤浆是一种新型流体燃料，它可以在锅炉内稳定着火燃烧，由于在加工制造过程中可以通过技术处理除去原煤中一部分灰分和硫分，所以水煤浆是一种清洁燃料。水煤浆是一种微煤粒、水和少量化学添加剂的液状混合物，煤、水的混合比为7∶3，另加1%的添加剂。制造时先将原料煤湿磨成50～20μm的粒状，经分流器分流，粒径合格的煤粉浆通过真空脱水浓缩后流入混合器，再加入适量的化学添加剂经混合并连续搅拌制成水煤浆。燃用水煤浆的主要好处：（1）可用管道输送，用贮罐贮存，降低运输及贮存费用。
（2）水煤浆可以直接喷雾燃烧且燃烧稳定，电厂可以省去给煤制粉系统等辅机设备，降低厂用电。
（3）水煤浆的喷雾燃烧使其获得与重油同样负荷特性，适合于作为调峰电厂的燃料。
（4）可实现煤的清洁燃烧，大大减少灰分、粉尘、SO2、NOx 的排放。
3.3 循环流化床燃煤发电技术
循环流化床发电技术属于先进的煤炭燃烧发电技术，燃烧效率高、污染排放少、完全可以满足环保要求，在国外发展很快，已进入商业化阶段。循环流化床锅炉的特点是通过控制燃料、风量、吸附剂等能使锅炉炉膛呈流化态燃烧。燃烧时使燃料形成内外两种循环：内循环使燃料颗粒在炉膛内上下反复升降，从而延长了炉内燃烧过程；外循环即未燃烬的小颗粒又经旋风分离器捕集后送回炉内重新燃烧。由于这种锅炉燃料的循环过程增大了燃烧时间，从而也就增大燃烧过程的传热传质率和燃烧效率。同时由于对风量、燃料、吸附剂及经旋风分离器捕集的回灰量的控制，能使锅炉达到最佳燃烧温度（850℃），从而控制SO2 和NOx 的生成，以消除污染物的排放。循环流化床锅炉的主要优点是燃料适应性强(可燃用多种燃料)、燃烧效率高(可达99.99％)、污染排放少，SO
2
和NOx 的排放量较常规炉可分别减少70%和60%，甚至更理想。循环流化床技术发展很快，由最初的常压流化床已进入到增压流化床。近年来，由于联合循环发电技术的发展，又出现了技术更为先进的第二代增压流化床，综合效率更高，污染排放更低。
3.4 煤层气发电技术
煤层气是煤炭采掘过程中的伴生物，主要成分是CH
4，另外还有CO
2
、CO 和NOx，
以往做法都是排空放掉，以避免对煤矿安全生产造成威胁，而这种做法一方面浪费能源，另一方面又污染了大气。近年来，国外开始回收煤层气用于发电，从而解决了煤炭生产时的浪费和污染问题[7]。
煤层气发电是煤炭采掘过程中的废气利用，因此属煤炭燃烧前的加工转化应用技术。澳大利亚于1995年建成两座安装94台燃气内燃发电机组，发电容量为94MW。其中安装54台机组的电厂每年可消化9.2万t煤层气，安装40台机组的电厂每年可消化4.8万t煤层气，同时可减少CO2 的排放315t。煤层气的采集有两种途径：—种是靠地下钻孔收集，用管道以20kPa 压力送到电厂，经过滤除尘，再以10kPa 压力送入内燃机；另外一种是靠通风系统收集，同样过滤后送到发电机组。每台燃气内燃机额定出1030kW，每套装置都有16缸、1500r／min燃气内燃机一台及无刷发电机一台，内燃机上装有专用空气／燃料配比控制系统，可自动控制入
口燃料以控制空气/燃料混合物，从而控制NOx的排放量，优化内燃发电机效率。遇有煤层气波动还可以接天然气补充，解决了长期困扰煤矿的安全和污染问题。
3.5 整体煤气化联合循环发电技术。
整体煤气化联合循环发电是将常规的汽轮机发电和燃气轮机发电相结合的先进燃煤发电技术。该技术可实现煤的全部化学能转换过程中功和热的梯级利用，及不同品位形式能的优化配置，可获得远远大于单一朗肯循环的热效率和能量转换效果，是未来燃煤火电生产的主要发展方向。整体煤气化联合循环发电过程是首先将燃料煤在气化炉气化，生成中热或低热煤气，气化用介质为氧气和水蒸气。气化炉有固定床、流化床、喷流床和溶渣床多种形式，而目前国外最佳的气化炉有德士古炉、鲁奇炉和KRW炉三种。生产出的煤气经严格除尘、脱硫净化处理后送到燃气轮机，用这种高温高压气体做工质推动燃气轮机／发电机组发电；做功后的高温气体(600℃)送往余热锅炉，加热水生产蒸汽，再用蒸汽推动汽轮机/发电机组发电。整体煤气化联合循环发电的优点很多，主要表现为热效率高，一般联合循环效率都可达52%～55%；投资省、建设快，较带烟气脱硫电厂可节省投资33% ；占地少，可分段建设；污染小，脱硫率高达98%～99%。
3.6 燃料电池发电技术[9]
燃料电池是上世纪80、90年代发展起来的先进的煤基发电技术，被称作绿色能源设备或第四代发电技术。燃料电池的燃料来源广泛(氢、煤、甲烷、乙醇等)，设备可大可小可分散可集中，既可作为汽车、家庭等小型分散电源，也可以和燃气轮机、汽轮机联合起来作为大型电厂的集中电源。燃料电池发电设备所以称作电池，就在于这种设备是通过化学反应将燃料的化学能直接转化为电能。一反传统的转换方式，不需要锅炉、汽机、发电机等庞大的设备生产蒸汽，然后用汽轮机带动发电机发电。燃料电池化学反应物(燃料、氧)是由电池外部供给的，只要外部连续供给反应物，电池就可以源源不断的生产电能。电池的工作原理是将反应物（氢、甲烷、煤等）和氧分别供给电池的阴阳两极，输入的反应物在电池发生电化学反应。通过电池为电解质传送带电离子使两
极产生电位差，从而引起电子在外电路流动，形成直流电输出，供负荷应用。如需交流电则可通过转换装置将直流转换成交流。燃料电池技术发展很快，种类很多，大体可分为五类：磷酸盐型电池、溶融碳酸盐型电池、固体氧化物电池，质子交换膜电池及碱性电池。溶融碳酸盐电池可参与汽轮机、燃气轮机联合运行，使发电给定效率达85％以上，可作为大型中心电站的发电装置；质子交换膜电池由于其工作温度低（80～100℃），电流密度高，非常适合作汽车动力电池；碱性电池属特种用途电池，多用于宇航、舰艇等军用场合。燃料电池发电技术和其它洁净煤技术一样，都是高效率、低污染。由于这种发电没有燃烧换能过程，也
不需要旋转发电设备，因此没有SO
2、NOx、CO
2
及噪声污染。同时是直接换能发电，
发电效率达40%～60%，若参与联合运行，合效率达60%～85%，而且用途广泛。从汽车的动力电源，到家庭旅馆的生产电源及电力系统内电站电源都可以应用。
3.7 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：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。选煤是合理利用煤炭，保护环境的最经济和有效的技术,是煤炭深加工的前提，每选煤1亿吨，约可减少100万吨的SO2排放量。1999年我国年选煤能力为5.02亿吨，年入洗原煤3.01亿吨，原煤入洗率为28.9%。动力配煤是将不同品质的煤取长补短，经过破碎、筛选按比例配合，并辅以一定的添加剂以适应用户对煤质的要求。统计表明锅炉采用配煤后，平均节煤可达5%。我国已有年产动力配煤8000万吨的能力。型煤。我国民用型煤配以先进的炉具，热效率比效煤高一倍，一般可节煤20 — 30%，煤尘和SO
2
减少40 —60%。水煤浆是由煤、水和化学添加剂按一定的要求配制成的混合物，具有较好的流动性和稳定性，易于储存，可雾化燃烧，是一种燃烧效率较高和低污染的较廉价的洁净燃料，可代重油缓解石油短缺的能源安全问题。我国已基本解决水煤浆的制备、煤烧技术，已有年产208万吨水煤浆的生产能力。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。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％。
3.8 烟气脱硫污染控制技术
烟气脱硫技术属于燃煤后污染控制技术，是国外较流行的作法。前面介绍的各种技术都是在煤炭燃烧利用之前或燃烧利用过程中的洁净控制技术，而烟气脱硫则是污染物生成后如何加以除去，特别是对已有的老燃煤电厂更为实用。排烟脱硫系统常采用强制氧化脱硫法，应用石灰石作脱硫剂脱硫后生产石膏。在每台锅炉安装４个喷雾吸收塔和一个备用吸收塔，每个塔有５排喷雾嘴，碱性浆液喷向逆向流动的酸性烟气流。喷嘴按传输需要依次通、断。从排烟脱硫装置出来的泥浆需经浓缩槽、过滤器等脱水沉淀到堆贮器。由于生成的石膏产品中的氯化物及有机酸等杂质影响石膏墙板质量，因此系统装有一套水平带式过滤器清除杂质并使石膏脱水。排烟脱硫生产石膏统，一种是采用自然氧化系统生产初级半亚硫酸钙，再与废渣、煤灰混合生成稳定的石膏墙板原料；另一种采用强制氧化系统使亚硫酸钙强制氧化，以便于生产石膏。对于高硫煤一般经洗煤脱去4%的硫，再经烟气脱硫处理可脱去86%的硫，最后可达到环保要求脱硫90%的规定。烟气脱硫控制技术是很实用的做法，不但可以脱硫减少污染，而且其副产品还可生产建筑用石膏板，进而降低电厂发电成本。该项技术适用于老电厂改造，其缺点是投资较高。
4 洁净煤技术发展建议
4.1 近期工作建议[10]
1、用经济激励政策鼓励推广应用煤炭加工技术、循环流化床技术；
2、对于电力行业和非电力行业大的煤炭用户，全面推广应用烟气脱硫技术；
3、电力生产大力推广超临界和超超临界机组（配套FGD），作为今后新发展的主力机组；
4、加强大型循环流化床、国产烟气脱硫技术、大型超（超）临界发电技术的工程示范，使之尽快国产化；
5、加强对于工业锅炉的改造和治理，允许各地区结合实际，发展不同档次的工业锅炉。进行锅炉的技术改造，逐步实现工业区的集中供热；
6、加强大型气化、煤炭液化技术的自主知识产权技术研究开发；
4.2 远期发展建议
◎各种自主知识产权的烟气净化技术（脱硫、除尘）；
◎大型煤气化技术（水煤浆气化、干粉煤气流床煤气化）；
◎替代燃料技术：煤液化技术、煤制甲醇、二甲醚技术等；
◎多联产技术，以IGCC和煤气化为源头，生产电力、热力及多种化工产品；
4.3 发展洁净煤技术相关产业建议[11]
◎煤炭综合加工、配送及售后服务一体化产业；
◎洁净煤技术—脱硫环保产业；
◎城市供热—能源合同服务产业；
◎煤炭液化、煤基合成替代燃料共同形成的煤转化产业；
◎洁净煤技术工程服务及咨询产业等；
参考文献：
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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。