煤炭清洁利用技术发展现状
所谓煤炭清洁利用技术就是指以煤炭洗选为源头、以煤炭高效洁净燃烧为先导、以煤炭气化为核心、以煤炭转化和污染控制为重要内容的技术体系，主要包括煤炭加工、煤炭高效洁净燃烧和转化等技术手段。
近年来，随着我国经济的快速发展．煤炭的产生量和消费量节节攀升。我国已经成为全球最大的煤炭生产国和煤炭消费国。因此，发展煤炭清洁利用技术，对发挥我国煤炭资源优势、提高能源效率、加强环境保护、实现可持续发展具有重要意义。
一、我国动力煤清洁利用现状分析
1、大型发电集团动力煤清洁使用的现状
近年来，随着我国经济迅猛发展．大型发电集团新增了大量的发电机组，电力供应能力得到了大幅度提高，全社会用电的保障性大为改善，发电装机容量的富余程度大大提高。同时，在国家环保政策的引导下，大型发电集团关停了一大批能效和排放较差的燃煤发电机组，新建了很多国际上最为先进的燃煤发电机组，有效地改善了我国燃煤发电对环境的不良影响，一些新的燃煤发电机组的排放已经接近了燃气发电机组的排放水平，成效十分显著。大型发电集团是我国动力煤使用的绝对主力，其均为国有企业，有能力更有责任在动力煤的清洁使用上高标准严要求，全面严格落实国家有关法律法规和相关政策。但应该认识到：一方面，我国大型发电集团动力煤使用的环保治理还存在着区域性的不平衡问题，一些经济发达地区的治理已经达到了较高的水平，但一些经济欠发达地区或边远地区的环保治理还没有得到足够重视，治理水平相对落后。大型发电集团在动力煤清洁利用方面目前存在的问题主要表现为：
(1)部分燃煤电厂进厂煤还是采用汽车运输方式。
(2)脱硫脱硝尚未全面实现与发电同步运行。
(3)气体排放和灰水排放需进一步深化治理。随着科技的进步和社会对环境要求的提高，以往未被认识和重视的一些污染物质的排放，需要进行治理。如：磷(P)、氟(F)、氯(c1)、汞(Hg)、砷(As)、铍(Be)、镉(Cd)、硒(Se)、铅(Pb)、锰(Mn)、铬(Cr)、镭(Ra)、铀(u)、镍(Ni)、钒(V)、铋(Bi)等有毒有害微量元素的排放。因此，解决环保问题还远未终及。
(4)燃煤发电形式还很单一，更多燃煤洁净发电技术尚未得到应用。目前国际上普遍认可的燃煤洁净发电技术主要有：常压循环流化床(CFB)、整体煤气化联合循环(IGCC)、增压循环流化床联合循环(PFBC)、常规煤粉炉加烟气脱硫脱硝(PC+FGD+SCR)技术等。有些技术在我国的实际应用还很少。
(5)很多大型燃煤锅炉设计煤种等级过低。从宏观上看，现在我国很多大型燃煤锅炉设计煤种的等级过低。这与我国煤炭生产和市场供给长期处于较落后状态有着直接的关系。由于煤炭生产加工长期处于落后的状况，大量高灰分高含矸的煤炭均直接进入市场销售，动力煤使用企业只能从这些低质煤炭中采购和使用。因而，燃煤锅炉的设计煤种也只能依据实际可采
购煤炭的质量情况来确定。燃煤锅炉设计煤种的选定．对其生产运行起着决定性作用。理论上，锅炉最佳使用煤质与设计煤质基本一致或接近。因此，选择低等级煤炭作为锅炉设计煤种将产生如下结果：锅炉的建设成本、运行成本均会较高，设备使用寿命缩短；大量低等级动力煤的运输造成了大量的运输能源损失；误导动力煤市场对高品质煤的真正需求．延误动力煤深加工的良性发展。
2 、动力煤汽车运输的环境污染
长期以来，我国煤炭从开采生产到终端用户使用的中间多个环节中采用了汽车运输方式。短距离的汽运不可避免，但长距离的大量运输采用这种运输方式就非常不经济不环保。甚至有长距离到从新疆直接汽运煤炭到我国南方多个省份的情况，管理者就必须去认真分析。首先，相比铁路运输汽车运能极低．运输的能源消耗与铁路运输相比差距巨大，这就意味着不低碳不环保。再者，长途运煤车辆必然采用的是大功率柴油车，我国汽车柴油发动机，一方面还非常落后．污染物超标排放非常严重；另一方面我国柴油的清洁等级也很低，更何况还有不少非标的高污染柴油在违法销售使用。因此，大量地使用柴油汽车进行运煤，造成的环境污染非常严重。造成煤炭长距离汽运量巨大的根本原因是铁路货运发展的严重落后，其运力一直以来均远远不能满足我国社会的需求。而铁路货运严重落后的一个重要原因就是我国铁路运输业的完全垄断。垄断驱逐了市场竞争，保护了落后，阻碍行业按市场经济规律去发展和运行。铁路货运能力的长期不足造成了我国煤炭汽运严重畸形发展。现在，我国还有很多地方中小型热电厂，甚至还有不少大型燃煤发电厂使用的动力煤还是采用汽运方式进厂。汽运所带来的环保问题需要进行宏观评估，以优化动力煤使用方案。汽运煤大量进厂，还对企业的厂区环保和秩序、进厂验收及质量控制、合理堆放有效利用空间、堆煤场地的污染物控制等带来了严重的困难。
3、其他相应企业的动力煤使用环保现状
除了大型发电集团以外我国还有很多动力煤的使用单位，其动力煤的消耗虽然占我国动力煤总消耗量的比例不高，但它们带来的环境污染却不容小视。如果按动力煤的等量比例计算，与大型发电集团动力煤使用对环境污染的影响相比，这些动力煤的使用所带来的环境污染，则远远高于大型发电集团。因此，就全社会而言，仍有很多高污染的动力煤利用企业存在。这些企业包括：中小发电企业、地方热电企业和企业自备发电或热电企业等。目前，这些企业至少还存在以下问题：
(1)设备相对老旧，污染排放控制和处理功能相对落后与大型燃煤发电设备相比，近几年我国中小型燃煤锅炉技术进步和设备更新情况要落后许多。其动力煤的洁净高效使用情况与大型燃煤发电集团相比普遍差距很大，污染物排放严重的情况普遍。
(2)管理相对粗犷，动力煤使用的污染物排放远超过设计值中小型动力煤燃用设备本身相对落后，经济性和环保性较差，再加上管理粗犷，加剧了污染物的超标排放。因此，只要政府有关部门切实加强监管，企业给予足够重视，问题即可有效解决。
(3)动力煤进厂运输大量采用汽车运输方式
4 、动力煤生产、运输和中转环节的洁净利用现状
(1)动力煤的标准和法规等较为落后，与现代的经济发展水平严重脱节现有的国家标准((发电煤粉锅炉用煤技术条件》(GB／T 7562)，是一个大范围的技术要求，是不考虑动力煤运距的全国性均适用的标准，行业指导作用不大。我国目前商品煤成品化程度较低，煤炭入洗分选率还相对较低，大量高灰分高含矸的煤炭还在进行着非常不经济不环保的长距离运输，商品煤的质量检验和监管水平落后，大部分商品煤工作者对商品煤的质量认识还停留在几个最基本的指标上，宏观评价机制严重缺失，因此，无论是国产还是进口商品煤，质量管理确实存在较大问题。
(2)动力煤销售成品化程度依然太低
近年来我国随着煤炭购销走向市场化和生产供给能力的大幅度提高，动力煤的品质保障和成品化的程度有了较大幅度的改善。但是，由于动力煤生产企业的装备、生产工艺和经营管理理念总体还较为落后；由于煤价历史形成过程原因和动力煤用户对终端动力煤使用经济性评估原因等．不同等级的动力煤市场价格存在不科学、不合理的现象；由于用户对采购动力煤经济
性缺乏宏观科学性，对动力煤的成品化要求不明确，导致我国动力煤销售的成品化程度很低。市场上销售的动力煤大量的是未经合理洗选加工的成品煤，质量保障性很差，动力煤用户进厂煤的质量稳定性很差，造成动力煤使用企业生产组织困难，锅炉运行的稳定性、经济性和自动控制都很难达到理想的水平，给排放控制造成了很大的困难。201 5年2月4日国家能源局下发的《关于促进煤炭工业科学发展的指导意见》，对相关工作给出了明确的意见，需要切实落实。当然，还需要在动力煤应用侧制定相应的配套政策和标准。
(3)动力煤在运输和中转过程中造成的高污染情况还大量存在
纵观全国煤炭的运输和中转环节，尤其是一些煤炭集运和中转物流集散场所，尘土飞扬。其中离大城市最近的天津港南疆的散货物流中心，在这样一个直辖市内，在一个周边港口建设已经相当发达的区域，还长时间存在着一个设施落后、工艺设计落后、环境保护设施严重缺乏的物流中心，时不时还多处可见局部煤炭自燃冒烟污染空气现象。在相对远离中心城市的煤炭运输线路中间，环境状况恶劣的煤炭中转加工场所还很多。还有一些煤炭下水港口，其扬尘控制、污水排放等环境保护也存在问题，尤其是大型港口对船舶的排放管理几乎处于缺失状态。
二、有效促进动力煤清洁利用的对策建议
一次能源的地理赋存决定了我国的能源结构．当今的煤炭占比约在70％左右。依据统计数据，2013年，全国煤炭总消费量近40亿t，其中2l亿t用于发电。有关分析还预计，未来我国煤炭用于发电的比例会逐渐提高到70％以上。所以，煤炭是我国的基本能源，煤炭用作动力煤使用又是我国能源产业的基石。因此，研究动力煤的清洁利用和动力煤使用对雾霾等的影响，是一个急切而又需要长期研究的重要课题。
1、国家层面应进一步加强开展动力煤清洁利用的战略性研究，制定完善动力煤清洁科学利用的国家政策。随着我国经济的持续高速发展，已成为世界第二大经济体。但我国创造单位经济的能耗远远高于其他发达国家，而且我国的能源结构又是燃煤为主的高排放的结构，环境容量的限制已经是阻碍我国经济继续高速发展的最主要因素。煤炭作为我国的能源基础的地位不能改变．那么动力煤清洁利用就是必须解决的问题，而且是迫在眉睫的重要问题。近年来我国对动力煤清洁利用问题已经越来越重视，相继出台了一些重要的政策和法规等。如：2014年6月7日国务院办公厅印发了《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》、2014年9月3日国家发展和改革委员会等六部委联合下发了《商品煤质量管理暂行办法》、2015年4月27日国家能源局印发了((煤炭清洁高效利用行动计划(2015-2020年)》等。这些都是解决我国动力煤清洁利用问题的政策基础和指导思想。但笔者认为，国家制定了政策法规只是起步，更重要的是要抓落实，抓执行；有些政策法规在执行中还待进一步完善。
2、战略战术双管齐下，尽快全面加速动力煤清洁利用。着手国家大能源布局，进一步深入研究国家能源发展战略，完善长远可持续科学发展的法律法规，有效引导动力煤高效清洁利用，引领世界动力煤清洁利用。动力煤应用的有关科研机构，必须加大力度进行创新研究，切实研究出战术性的解决方法。战术性的解决方法只有在先进长远的战略性规划设计思想指导下，才能取得最佳的成效。《煤炭清洁高效利用行动计划(2015-2020)》就是((能源发展战略行动计划(2014—2020年)》这个国家战略的战术落实．目标明确，我国各级政府和各职能机构就应该严格按照这个计划去抓落实。但这是国家级的纲领性计划．企业必须按照这个行动计划制定出详细地目标解决方案，并迅速实施。
3、要充分发挥国家宏观调控能力的优势。我国具有强大的国家宏观调控能力优势。正确的宏观调控政策可以达到其他很多国家难以想象的效果。我国的动力煤清洁利用也完全应该和必
须充分利用这个优势。从煤炭开采的规划和控制、煤炭加工的科学分析、煤炭运输的规划和设计、煤炭中转的布局和优化、煤炭利用方式的升级和创新，煤炭生产和使用过程中的副产品等都需要国家宏观政策的支持和引导。国家宏观调控政策正确恰当，煤炭及相关产业就能良性发展，煤炭的清洁高效利用就能落到实处。
然而．我们还应该看到．宏观调控也会带来严重的后果。2008年动力煤的国内价格上升到了历史的顶峰．高于目前价格的两倍以上。同时，全国多地区出现了极其严重的缺电现象。之后则超大规模的大量建设大型煤矿和发电厂，以至于现在我国的煤矿产能已经严重过剩．发电能力也走向过剩。这些也都有国家宏观调控重要因素，历史的教训必须总结。
4、宏观全面看待动力煤清洁利用问题。更大视野采取解决方法。对国家、对全球而言，是从更广义更宏观大视野的角度研究动力煤清洁利用问题。从这个高度看．规划、开采、加工和中转等的环境影响问题，控制和减少动力煤使用量以减少排放都是动力煤清洁利用的问题。
5、优化动力煤利用规划、设计的宏观经济性。从终端应用着手，设计制定出动力煤清洁高效利用的管理机制，有效引导和促进不同品质动力煤的科学配置，切实改变高灰分高含矸动力煤的长距离运输和在大型燃煤机组中使用的严重不良现状。
由于对不同质量等级的动力煤，其单位数量的运输成本是相同的。所以，国家应从政策上，强力引导向远距离运送高等级的煤炭，近距离安排低等级动力煤的综合利用。近期印发的《煤炭清洁高效利用行动计划(2015-2020)》中提出了开展煤炭分质分级梯级利用，提高煤炭资源综合利用效率，也对煤矸石、煤泥、煤矿瓦斯等的资源化利用，对与煤共伴生的铝、锗等资源的精细化利用作了规划。现在还需制订出更为具体的实施方案．让这个行动计划能够真正切实落地。各动力煤使用企业应按照这个行动计划，设立专题，深入研究分析动力煤分质分级梯级利用的有效实施和宏观经济性比较问题。特别是对远离煤源地的拟建燃煤机组设计煤种采用高等级动力煤和对现役燃煤机组提高实际使用更高等级煤炭的综合经济性(应全面考虑燃煤直接经济性、使用不同等级动力煤对设备使用寿命的影响和燃烧后产物排放成本等因素)和长远经济性问题进行全面分析比较，分析研究和创新更多适合于我国国情的动力煤清洁高效利用的先进技术和方式，并让其加快应用于生产实际，实施设备和管理思想的升级改造．有效促进动力煤清洁高效利用。
6、加速淘汰低效高污染燃煤设备，特别是加速淘汰环保性能落后的企业自备中小型燃煤工业锅炉和地方热电或中小型发电用燃煤锅炉，竭力规划发展清洁高效的集中供热，提高动力煤的集中清洁高效利用水平。
7、切实提高动力煤的深加工，尽快落实动力煤成品化生产和销售。动力煤的深加工最基础的是进行洗选加工，对原煤去矸、减灰、减硫，成品化。块煤可以从煤产地就采用集装箱运输，门对门供应销售。
8、严格加强动力煤运输中转环境的管控。国家应切实加强动力煤的运输管控和中转场所的环境污染管控。大力发展铁路运输，减少汽运，甚至可以研究密闭化运输(包括近距离的采用水煤浆技术，采用管道运输)方式。
9、切实加强动力煤使用单位的废气、废水和废灰渣排放的管控，提高对污染物全面治理，从严解决有毒有害物质的排放控制。电网的影响是一个复杂多变的过程，在未来运行模式中．可能需要电力公司、汽车企业、电池企业、石油企业等多家相关企业联合运营，充分发挥电力市场优势，合理利用国家的相关能源政策．逐步完善充换电混合运行模式，国家对换电站这种分布式电源参与调峰时特别是尖峰时刻向电网馈电也需要制定相应的激励政策，以推动电动汽车产业和储能产业的稳步发展。
三、煤炭清洁利用技术
1、先进脱硫技术
煤炭脱硫技术主要有三个方向：物理脱硫、化学脱硫和微生物脱硫。综合考虑成本和
操作难度，常用化学脱硫工艺，因为化学脱硫技术既能保证脱硫效率，又能很好地控制成
本，不足是需要定期清洗设备并检查设备内壁腐蚀情况。其它两种脱硫工艺也在不断推广
和应用，但是都有严重的不足，物理脱硫虽然成本较低，但是脱硫效率不高，容易造成煤
炭资源的浪费，微生物脱硫工艺虽然脱硫效率较高，但是成本较高，不易进行大规模推广。
各种煤炭脱硫工艺都会涉及到很多不同的学科，因此有必要开展各个学科和相关工艺结合
的研究，并把它们的研究成果应用到实践生产中。对于不同的煤炭脱硫工艺，应该具体参
考成本和效率决定采用哪种工艺，当然还要不断研究新的脱硫工艺，以适应不断提高的技
术需求。
总之，投资和运行费用少、脱硫效率高、脱硫剂利用率高、污染少、无二次污染的脱
硫技术必将成为今后烟气脱硫技术发展的主要趋势。
2、低NOx燃烧技术
低NOx燃烧技术是在充分了解NOx生成机理的基础上，控制煤炭的燃烧条件和方式，达到降低NOx排放量的目的，现在比较常用的技术包括循环燃烧和分层控制燃烧。循环燃烧
是把燃烧过的煤炭再次进行燃烧，以达到充分燃烧的目的，充分燃烧后的煤炭能够有效降
低NOx的排放量，分层控制燃烧是通过把煤炭进行分阶段燃烧达到有效控制NOx排放量的目的。目前利用这两种技术控制NOx排放量的效果非常显著，已经取得较好效果，但是在实
际生产中，燃烧控制技术涉及众多学科和技术的结合，如果能够认真探索和研究，有望继
续提升控制NOx排放量的效果。
3、先进脱硝技术
低NOx燃烧技术虽然在一定程度上能够有效脱硝，但其效率却不高，因此有必要进一步研究脱硝工艺，常用的高效脱硝工艺是烟气脱硝法，烟气脱硝法有干法和湿法两大类，由于NOx 化学性质较为稳定，水溶性较差，所以烟气脱硝一般采用干法，干法要使用相应的催化剂进行还原反应，未来脱硝技术的发展不外乎两大方向：一是减少NOx的排放量，从源头上控制，减少污染可能；二是提高催化剂的活性，加快反应速度，提高单位时间的转化率。当然两个方向要结合来研究，不可偏废。
4、除尘技术
现在多数火力发电企业都安装了除尘设备，除尘方法主要有静电除尘、湿法除尘等。静电除尘由于有较高的除尘效率和低廉的成本，在安装除尘设备的企业中所占比例很高。除尘主要是对煤炭燃烧后的烟气进行过滤，滤除其中的烟尘，同时可以进行循环除尘操作，即让煤炭燃烧产生的烟气反复通过静电除尘装置，经过二次除尘，一般除尘效率都可以达到95%以上，并且排放量会严格控制在国家制定的标准内。以后主要研究的方向是如何更好地结合煤炭成型和除尘技术环节的衔接。
5、COx捕捉技术
对COx的回收较为成熟的方法是煤气化技术，煤气化技术主要是通过煤炭燃烧前的分层控制燃烧来减少COx的产生，也可以考虑对COx实现转化，比如通过加工制造干冰，或者转化为低碳烃类，以便进一步制造高碳烃类，比如汽油和喷气燃料。但是相较于前者，后者的技术应用尚不成熟，还有许多问题需要解决，成本也较高。
6、煤气化技术(IGCC)
IGCC技术是将煤气化技术、煤气净化技术与高效的联合循环发电技术相结合的先进动力系统，它在获得高循环发电效率的同时，又解决了燃煤污染排放控制的问题，是极具潜力的洁净煤发电技术。目前，全国已有不少地区有IGCC项目的提出，并正在进行前期工作。虽然目前IGCC的建厂投资费用仍比较高，且发电效率不如最先进的超超临界机组，但基于联合循环发电技术的IGCC在发电效率上仍有很大的提高空间，且其无法比拟的清洁性和资源综合利用优势，其在洁净煤发电技术中的地位仍属相当高。
此外，还有很多煤炭清洁利用技术尚在研究之中，先进的脱硫脱硝同步技术、先进的煤基近零排放多联产系统技术等一批先进技术也将逐步广泛的应用到洁净煤技术中，它们都将为区域经济发展和环境保护做出巨大的贡献。
四、结束语
综合以上所述，我国是一个人口大国，也是一个能源消耗大国，虽然伴随着科技的不断进步，也在开展新能源利用的研究和探索，但是技术尚不成熟，推广成本也较高，还存在较多的实际问题，煤炭是我国能源结构的主要组成部分，恐怕在相当长的一个时期内这种局面不会有大的改变，那么如何提高和利用煤炭的使用效率就是当前的重中之重，研究煤炭清洁利用技术不仅可以节能减排，也符合我国当前的国情，更能以较低的成本保障经济发展和运行，实现能源、经济和环境的协调一致发展，带动相关企业和产业不断发展和进步。
煤炭可持续发展与清洁利用 内容摘要：煤炭是中国的基础能源。尽管我们在努力调整能源结构，试图降低其在一次能源中的比重，但在可预见的长期能源结构中煤炭仍将占主导地位。基于我国富煤贫油少气的国情，如何高效清洁地利用我国煤炭资源是我国能源工作面临的一个大课题，对煤炭能源可持续发展与雾霾治理等都有着重要意义。除了发电和热利用之外，新兴煤化工(煤制油品、天然气和烯烃等化工产品)也是一种重要的煤炭利用方式。本文就煤炭对我国的经济发展和对环境的影响进行了简单的阐述，并针对充分利用相对丰富的本土资源来开发煤基替代燃料与化工产品是否符合我国的战略利益进行了讨论。 关键词：煤炭资源可持续发展清洁利用煤化工
中国共产党“两个百年计划”的提出，确定了到21世纪中叶，我国人均国民生产总值要达到中等发达国家的水平，成为富强文明、和谐现代的发达国家，而GDP的快速增长离不开能源的大量消耗。 煤炭是我国最主要的能源资源。截至2013年底，我国查明煤炭资源储量为1.48万亿吨。煤炭不仅是重要的燃料,仍是重要的化工原料。在我国目前的能源消费结构中，煤炭60%-70%的比重远远高于其他能源。国土资源部发布的《中国矿产资源报告(2014)》显示，2013年能源生产结构为：原煤占75.6%，原油占8.9%，天然气占4.6%，水电、核电、风电等占10.9%;能源消费结构为：煤炭占66.0%，石油占18.4%，天然气占5.8%，水电、核电、风电等占9.8%。 我国有着良好的煤炭资源及其利用的工业基础，无论是从能源安全角度来看，还是从经济与可持续发展角度来看，煤炭在中国能源领域的地位是不可替代的。初步研究预测，到2020年全国煤炭消费量将达到48亿吨左右；到2050年，煤炭在我国一次能源消费结构中的比重不会低于50%，煤炭工业仍具有较大的发展空间。 煤炭属于高碳能源，碳排放系数最高，污染十分严重。经济发展决定人们的生活水平，生态环境决定人们的生存条件。中国东部大部分地区出现的雾霾表明了煤炭大量利用的结果。要富强和谐就要经济发展和环境保护并行，这对煤炭企业的可持续发展再次提出了更高的要求。 1.煤炭燃烧对生态环境的影响 煤炭燃烧利用过程中向环境释放了大量二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机化合物、悬浮颗粒物等大气污染物和二氧化碳等温室气
安全管理编号：YTO-FS-PD404 煤炭清洁利用技术发展方向及作用通 用版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
煤炭清洁利用技术发展方向及作用 通用版 使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 所谓煤炭清洁利用技术就是指以煤炭洗选为源头、以煤炭高效洁净燃烧为先导、以煤炭气化为核心、以煤炭转化和污染控制为重要内容的技术体系,主要包括煤炭加工、煤炭高效洁净燃烧和转化等技术手段。近年来,随着我国经济的快速发展.煤炭的产生量和消费量节节攀升。我国已经成为全球最大的煤炭生产国和煤炭消费国。因此, 发展煤炭清洁利用技术,对发挥我国煤炭资源优势、提高能源效率、加强环境保护、实现可持续发展具有重要意义。 1.煤炭加工技术 煤炭加工技术主要包括洗选煤技术、型煤技术以及水煤浆技术等。 1.1选煤技术 我国煤炭工业实际生产中往往采用物理选煤和化学选煤两大常用技术,目的是为了筛除煤中的矿物质和燃烧后造成大气污染的成分,比如常见的煤炭脱硫工艺,但是多数情况
中国煤炭未来究竟路在何方 2017-12-19 亚太地区煤炭交易中心 倪维斗，中国工程院院士，清华大学热能工程系教授，在2017国际工程科技发展战略高端论坛上发表演讲——《中国煤炭清洁高效利用之路》，提出：未来，单一技术和技术组合难以解决能源困局，系统整合和战略规划才是关键。 煤炭的贡献不可忽视 以煤为主是符合我国资源禀赋的不可变化的事实，其他替代能源只能是辅助能源，而不能成为主力。 中国的发展，尤其是改革开放以来巨大的进步，煤起了巨大的作用。而今，由于环境的影响，尤其是PM2.5雾霾的污染，人们把罪魁祸首指向煤的利用，当年的功臣被妖魔化，变成老鼠过街人人喊打，变成飞鸟尽，良弓藏，狡兔死，走狗烹。把屁股板全打在煤身上，实际上这是很冤枉的，不能真正解决问题。 我国这么多的人口，都希望过现代化的生活，社会要不断发展，技术在不断进步，能源需求越来越大，2016年我国能源消耗总量已达43.6亿吨标准煤，在我国缺油、少气的资源条件下，靠什么能源来满足？
除煤炭外，其他能源潜力不大 天然气 现在很多人把希望寄托在天然气身上，中俄燃气(中国和俄罗斯的天然气合作供应协议)380亿立方米，相当于2700万吨标
准煤;我国的天然气储量为3600亿立方米，相当于2.6亿吨标准煤，已是极限。目前天然气的用量是煤的1/20，远期来看，天然气的用量仍将只是煤的1/15。 核电 2016年的装机量是3364万千瓦，年发电量为2133亿千瓦时，占全部发电总量的3.5%。规划2020年装机5800万千瓦，到2030年装机1.2亿千瓦，发电8000亿千瓦时，折合来看是1亿标准煤。铀资源的贫乏，100万千瓦机组建堆时首次要339吨铀，每年还要补充15吨铀235和铀238，铀进口依存度已超过90%。核电不能成为我国能源发展主要方式，只能是补充方式。
煤炭清洁利用技术发展现状 所谓煤炭清洁利用技术就是指以煤炭洗选为源头、以煤炭高效洁净燃烧为先导、以煤炭气化为核心、以煤炭转化和污染控制为重要内容的技术体系，主要包括煤炭加工、煤炭高效洁净燃烧和转化等技术手段。 近年来，随着我国经济的快速发展．煤炭的产生量和消费量节节攀升。我国已经成为全球最大的煤炭生产国和煤炭消费国。因此，发展煤炭清洁利用技术，对发挥我国煤炭资源优势、提高能源效率、加强环境保护、实现可持续发展具有重要意义。 一、我国动力煤清洁利用现状分析 1、大型发电集团动力煤清洁使用的现状 近年来，随着我国经济迅猛发展．大型发电集团新增了大量的发电机组，电力供应能力得到了大幅度提高，全社会用电的保障性大为改善，发电装机容量的富余程度大大提高。同时，在国家环保政策的引导下，大型发电集团关停了一大批能效和排放较差的燃煤发电机组，新建了很多国际上最为先进的燃煤发电机组，有效地改善了我国燃煤发电对环境的不良影响，一些新的燃煤发电机组的排放已经接近了燃气发电机组的排放水平，成效十分显著。大型发电集团是我国动力煤使用的绝对主力，其均为国有企业，有能力更有责任在动力煤的清洁使用上高标准严要求，全面严格落实国家有关法律法规和相关政策。但应该认识到：一方面，我国大型发电集团动力煤使用的环保治理还存在着区域性的不平衡问题，一些经济发达地区的治理已经达到了较高的水平，但一些经济欠发达地区或边远地区的环保治理还没有得到足够重视，治理水平相对落后。大型发电集团在动力煤清洁利用方面目前存在的问题主要表现为： (1)部分燃煤电厂进厂煤还是采用汽车运输方式。 (2)脱硫脱硝尚未全面实现与发电同步运行。 (3)气体排放和灰水排放需进一步深化治理。随着科技的进步和社会对环境要求的提高，以往未被认识和重视的一些污染物质的排放，需要进行治理。如：磷(P)、氟(F)、氯(c1)、汞(Hg)、砷(As)、铍(Be)、镉(Cd)、硒(Se)、铅(Pb)、锰(Mn)、铬(Cr)、镭(Ra)、铀(u)、镍(Ni)、钒(V)、铋(Bi)等有毒有害微量元素的排放。因此，解决环保问题还远未终及。 (4)燃煤发电形式还很单一，更多燃煤洁净发电技术尚未得到应用。目前国际上普遍认可的燃煤洁净发电技术主要有：常压循环流化床(CFB)、整体煤气化联合循环(IGCC)、增压循环流化床联合循环(PFBC)、常规煤粉炉加烟气脱硫脱硝(PC+FGD+SCR)技术等。有些技术在我国的实际应用还很少。 (5)很多大型燃煤锅炉设计煤种等级过低。从宏观上看，现在我国很多大型燃煤锅炉设计煤种的等级过低。这与我国煤炭生产和市场供给长期处于较落后状态有着直接的关系。由于煤炭生产加工长期处于落后的状况，大量高灰分高含矸的煤炭均直接进入市场销售，动力煤使用企业只能从这些低质煤炭中采购和使用。因而，燃煤锅炉的设计煤种也只能依据实际可采 购煤炭的质量情况来确定。燃煤锅炉设计煤种的选定．对其生产运行起着决定性作用。理论上，锅炉最佳使用煤质与设计煤质基本一致或接近。因此，选择低等级煤炭作为锅炉设计煤种将产生如下结果：锅炉的建设成本、运行成本均会较高，设备使用寿命缩短；大量低等级动力煤的运输造成了大量的运输能源损失；误导动力煤市场对高品质煤的真正需求．延误动力煤深加工的良性发展。 2 、动力煤汽车运输的环境污染
“煤炭清洁高效利用和新型节能技术”重点专项 2016年度项目申报指南 项目申报全流程指导单位：北京智博睿投资咨询有限公司
依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》，以及国务院《能源发展战略行动计划（2014—2020年）》、《中国制造2025》和《关于加快推进生态文明建设的意见》等，科技部会同有关部门组织开展了《国家重点研发计划煤炭清洁高效利用和新型节能技术专项实施方案》编制工作，在此基础上启动煤炭清洁高效利用和新型节能技术专项2016年度项目，并发布本指南。 本专项总体目标是：以控制煤炭消费总量，实施煤炭消费减量替代，降低煤炭消费比重，全面实施节能战略为目标，进一步解决和突破制约我国煤炭清洁高效利用和新型节能技术发展的瓶颈问题，全面提升煤炭清洁高效利用和新型节能领域的工艺、系统、装备、材料、平台的自主研发能力，取得基础理论研究的重大原创性成果，突破重大关键共性技术，并实现工业应用示范。 本专项重点围绕煤炭高效发电、煤炭清洁转化、燃煤污染控制、二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）、工业余能回收利用、工业流程及装备节能、数据中心及公共机构节能7个创新链（技术
方向）部署23个重点研究任务。专项实施周期为5年（2016—2020）。 按照分步实施、重点突出原则，2016年首批在7个技术方向启动16个项目。每个项目设1名项目负责人，项目下设课题数原则上不超过5个，每个课题设1名课题负责人，课题承担单位原则上不超过5个。 各申报单位统一按指南二级标题（如1.1）的研究方向进行申报，申报内容须涵盖该二级标题下指南所列的全部考核指标。鼓励各申报单位自筹资金配套。对于应用示范类任务，其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）与中央财政经费比例不低于1：1。 1. 煤炭高效发电 1.1 新型超临界CO2、CO2/水蒸汽复合工质循环发电基础研究（基础研究类） 研究内容：研究煤粉在超临界环境下化学能释放、能量传递
产业研究The Industrial Study 一、煤炭的清洁高效利用是中国能源的战略选择 资源结构决定了煤炭是中国的主体能源。地质条件决定了中国是一个多煤、贫油、少气的国家，在我国已探明的化石能源储量中，煤炭占了９４．３％，石油、天然气仅占５．７％，这就表明了煤炭在中国能源结构中的地位。随着经济的快速发展，我国的能源需求不断增长，单是发电设备（其中主要是燃煤发电） ，近年来每年装机容量增长接近１亿千瓦，而作为目前能源主体的不可再生能源，除煤炭以外，都大量依赖进口。２００８年中国原油产量１．８７亿吨，消耗量３．８４亿吨，对外依存度为５１％，到了２０２０年，中国石油的对外依存度将超过６４％。根据社科院的预测，到了２０２０年中国天然气需求量将达到２０００亿立方，其中一半需要进口。而可再生能源（主要指风能、太阳能和生物质能）尽管发展快速，但是基数小，短期内在能源结构所占比例仍然较小，在未来较长一段时间内难以担当能源主力的重任。对于中国这样的大国，在能源供应紧张，而可再生能源供应量青黄不接的时刻，煤炭仍将担负保障国家能源安全的重任。 将节能、新能源替代等所以影响煤炭需求的因素考虑在内，中国煤炭需求仍将增长。中国煤炭工业发展研究中心预测，２０１０年至２０２０年煤炭需求将达到３２亿吨，年均增长率为１．３％。但是，煤炭利用的资源、环境承载力是有限的。首先，煤炭开采难度日益增大。目前我国大中型煤矿的平均开采深度已超过４００米，到了２０２０年，平均开采深度将达到５００米。其次，煤炭开采浪费严重。现阶段，我国煤矿采出率 平均仅为３０％左右，小煤矿矿井采出率仅 有１０％ ～ １５％，资源浪费破坏严重； 煤 炭加工程度低，煤炭洗选率多年来一直在 ３０％左右，煤炭转化率不到１５％，燃煤发 电平均热能利用率约为３０％； 能源利用率 低，大量的煤系共伴生矿物、煤炭开采中 的废弃物没有得到综合利用。再次，煤炭 开采的环境问题严重。矿井瓦斯排空、煤 尘污染、二氧化硫和一氧化碳的排放、污 水排放等等，煤炭开采、运输和利用都会 带来严重的环境污染。据绿色和平组织的 测算，２００７年中国因煤炭造成的环境、社 会、经济等外部损失超过人民币１７，０００亿 元，相当于当年国内生产总值的７．１％。 降低煤炭的绝对使用量无疑是解决煤 炭利用带来的种种环境问题的最佳方法。 但是，尽管可再生能源飞速发展，短期内 仍远远无法达到减少煤炭消费总量的效 果。所以，必须通过煤的清洁、高效利用 来缓解这一矛盾。提高煤炭回采率，节约 有限的没资源；开发低浓度瓦斯气和煤矸 石的利用方法，变废为宝；提高煤炭的燃 烧效率等等，都将大大节约煤炭资源，降 低煤炭需求增速。 二、煤炭的清洁高效利用是当前减 排的最重要和最现实的手段 煤炭利用是我国最主要的温室气体来 源。煤炭的二氧化碳排放是所有化石燃料 中最高的，我国能源结构中煤炭的使用量 在６０％以上。根据国际能源署的数据，目 前中国煤炭利用的二氧化碳排放量就已达 到６０亿吨。气候的人为变暖可能导致一些 突变的或不可逆转的影响，给人类带来一 系列问题，影响人类的生存和发展，减排 是人类迫切需要直面的问题，是全球不可 动摇的目标。在哥本哈根会议上，中国承 诺２０２０年单位ＧＤＰ的二氧化碳排放比 ２００５ 年降低４０％～４５％。中国正处于二氧 化碳排放的上升期，未来中国的二氧化碳 年排放峰值何时出现，绝对值是多少，８０亿 吨、９０亿吨、还是１００亿吨？ 什么时候会 开始下降？ 气候变化是全世界的问题，更 是中国可持续发展的大问题。若要将未来 全球温升控制在２～３ ℃，２０５０ 年全球二 氧化碳排放需要比１９９０年减少５０％左右， 只能排放１０４亿吨，这是届时全球二氧化碳 排放的总空间。目前中国的碳排放量已超 过美国位居世界第一，发达国家纷纷盯着 中国，要求中国承诺减排责任的呼声越来 越高。我国正面临日益加剧的减排压力。 推广清洁高效用煤技术是目前实现减 排最重要和最现实的手段。作为煤炭使用 大国，短期内煤炭使用量无法下降，可再 生能源占比任然很小。仅仅依靠可再生能 源来实现减排，短期内依然是杯水车薪。 根据中国可再生能源发展战略研究 ，综合 考虑我国资源潜力、环境约束、社会总成 本等因素后，乐观地预测我国可再生能源 发展的潜力，２０２０年可再生能源总量约６ 亿标准煤当量，其中还包括水电在内。因 此减排必须从源头着手，提高煤炭的利用 效率，达到减排的目的。如果将煤炭的利 用率提高１％，每年将可节约１８００万吨左 右标准煤，以目前火电的平均耗煤量计 算，这相当于２０００万千瓦的光伏发电一年 节省的煤炭耗用量。 三、清洁高效利用煤炭的可行性分析 １．清洁高效利用煤炭是中国长期以来 的重要能源战略政策，得到政策上的支持 和鼓励。在实际应用领域，很多节能政策 都适用于煤炭的清洁高效利用，在煤炭开 采、电力、金属冶炼、化工等领域也有很 多与煤炭利用密切相关的节能政策。在新 兴能源产业规划中，煤炭的清洁高效利用 被提到了重要的地位。传统能源改造升级 和清洁新能源的开发利用是能源战略不可 偏废的两个方面，并且在新能源占比很小 的情况下，前者更是起到了后者不可替代 的作用。 ２．清洁高效利用煤炭具有很高的经济 价值。我国目前的煤炭利用率与发达国家 相比较低，还有很多低成本的清洁高效用 煤技术可以采用。例如煤炭气化技术，将 煤转变为煤气，能提高煤炭的利用效率。 而且即使成本较高的清洁高效用煤技术， 与其它一些可再生能源技术相比，也有很 高的成本优势。如果投资１０００亿用于光 伏，以目前的成本可以建设约２００万千瓦 的装机容量，按照现在国内的平均煤电耗 煤量，每年可减少用煤１７８万吨；而如果 １０００亿投资超临界发电设备，可建设约 ２０００万千瓦的装机容量，按照每千瓦时节 约煤５７克计算，每年可节约用煤５７０万吨。 ３．清洁高效利用煤炭在技术上具有很 大的提升空间。我国目前煤炭利用效率较 低，提升空间很大。煤矸石的利用率只有 ４４．３％，造成大量煤矸石堆放，占据土地、 污染环境。在煤电领域，日本、德国等发 达国家的煤耗水平约为３００克／度，而中国 浅析我国煤炭清洁高效利用的 必要性和可行性 【文章摘要】 多煤、贫油、少气的资源结构，以 及可再生能源短期内占比很小的现实决 定了未来很长一段时间内煤炭仍将是我 国的主体能源。煤炭的清洁高效利用既 是我国能源发展的战略选择，也是当前 节能减排最重要、最现实的手段。本文 从四个方面分析了我国煤炭清洁高效利 用的可行性。 【关键词】 煤炭；清洁；高效；碳排放 汤 斐 江南大学商学院 江苏无锡 ２１４１２２ 现代商业 MODERN B USINESS 51
积极推动煤炭资源清洁高效利用 青岛特利尔环保股份有限公司 杨成 近两年来，各地雾霾极端天气频繁出现，成为社会关切和热议的话题。雾霾天气的成因有很多，但是有些人的观点认为煤炭是主要污染源，关于淘汰煤炭的呼声时有耳闻。但是煤炭真的就是造成雾霾天的真正的元凶吗？ 2014年6月，习近平总书记在中央财经领导小组第六次会议上，提出了加快推进能源生产和消费革命的发展方向。要完成这一重大战略任务，必须建立符合我国发展阶段和能源基本国情的现代能源体系，合理控制能源消费总量、优化能源生产结构、建立高效的能源运行机制。下面，结合当前形势，谈几点个人看法，供大家参考。 一、煤炭是我国的基础能源，中国的发展离不开煤炭 （一）煤炭是我国最丰富的能源资源 我国能源资源显著特点是“富煤、贫油、少气”，资源禀赋决定了煤炭的基础能源地位。我国煤炭资源储量5.9万亿吨，探明储量2.3亿吨，占一次能源资源总量的94.22%，而石油、天然气不足6％。可以说，煤炭是我国最丰富的能源资源。 图1 我国化石能源资源储量构成 青岛特 利尔
（二）煤炭是我国最可靠的能源资源。 新中国成立以后，特别是改革开放以来，煤炭在我国能源生产和消费结构中的比重长期占75%和70%左右，为国民经济和社会保持长周期较快发展提供了可靠的能源保障。全国煤炭产量由1990年的10.8亿吨增加到2013年的36.8亿吨，年均增长5.4%。煤炭占一次能源生产总量的比重一直在75%上下波动。仅2013年，我国煤炭产量占国内能源生产总量的75.6%，而石油和天然气产 量分别为2.17亿吨和1029亿立方米，仅占8.9%和4.6%。 图2 我国能源生产结构图 从图3我国能源消费结构图上可以看到，1990年至2013年虽然煤炭占能源总消费量的比重呈缓慢下降趋势，但仍占据较大比重。煤炭消费量增幅较小的2013年，我国煤炭消费量36.5亿吨，依然占到了国内能源消费总量的66％。 近年来，国内油气资源的需求增长较快，但增量主要还是以进口为主，直接导致石油、天然气的对外依存度逐年上升。2013年,我国石油表观消费量4.82亿吨，成品油进口2.82亿吨，对外依存度高达58.1%。从2007年成为天然气净进口国以来，天然气的对外依存度也已上升到2013年的31.6%。油气 青 岛特 利尔
选煤技术发展状态下煤炭清洁利用分析 摘要：煤炭这类不可再生的稀缺资源，是在古代植物埋藏地底经过极其复杂的 物理化学变化以及生物化学变化而成的一种固态可燃性矿物质。一直以来，煤炭 都被人们誉为“黑金”，其珍稀程度可见一斑。正是由于这样的原因，研究选煤技 术发展状态下的煤炭清洁利用才显得意义非凡。不过就目前阶段来看，我国选煤 技术依旧存在各种各样的问题，如果不及时地进行改善，很有可能导致未来的国 家煤炭发展形势走向没落。 关键词：选煤技术；发展状态；煤炭清洁；利用 引言 当前，我国选煤技术主要还是依靠传统的选煤方法，这种方法不仅会对环境 造成污染，同时也造成了人力，物力，财力的极大浪费。显然传统的选煤技术己 经无法满足我国选煤行业快速发展的步伐。如果我国的煤炭工业想要走的更远， 就必须要有新的煤炭选煤技术来满日益增大的煤炭需求问题。选煤技术的革新和 设备的更新已成为煤炭工业发展的必然趋势。 1煤炭清洁技术的具体利用与价值 1.1提高煤炭的使用质量 利用煤炭清洁的相关技术，可以将原煤中的矸石与煤炭进行有效的分离，进 而再提炼浓度不一的煤炭产品。随着对于环境保护问题的愈发重视，煤炭的洗选 加工工艺也得到了国家的高度关注，进而推动了煤炭清洁技术的利用。具体的煤 炭清洁主要步骤其实就在于对煤炭的洗选，它的工作原理是将原煤中的矸石性杂 质进行分离，然后得到纯度更高的煤炭，从而提高煤炭的使用质量。不过我国的 煤炭行业目前依然在资金、技术等各方缺少补给，需要国家给予一定的地方性支 援政策。 1.2推进节能环保事业的发展 煤炭洗选工艺还可以降低煤炭当中的烟尘（TSP）、硫分、灰分等占比，从而减少二氧化硫以及各种氮氧化物，提升对环境的保护。经过清洗得出的高灰分煤 泥以及矸石还可以进行再利用，利用这些物质来充填塌陷区、铺路，或者制作成 水泥、砖块等，从这一层面来看，煤炭洗选其实还可以为国家的能源节约提供一 定的帮助。另外一方面，经过煤炭清洗之后得到的煤炭，由于其杂质较少，所以 在燃烧的时候就不需要太多的电能消耗，而且与传统的煤炭相比，同样热能耗所 需要的高纯度煤炭远远小于低纯度的传统煤炭。简而言之，煤炭清洗技术的利用，还可以推进国家的节能环保事业。 1.3优化煤炭产业结构 利用清洁技术处理过后的煤炭，不仅纯度更高，还可以根据市场需求制成质 量等级各异的不同类别产品。例如经过精煤提纯之后的中煤就可以提供给诸如化 肥加工厂、焦油化工厂、电力厂等，因为这些产业并不需要质量太高的煤炭进行 燃烧，而中煤的采购价格将远远低于市场高纯度煤炭产品，这样就可以为这些企 业缩减生产成本。而对于经过煤炭清洗得到的煤泥，则可以将其进行电解，从中 把电解铝等各种材质提炼出来，进而为相关的铝制企业所使用。就此看来，煤炭 清洁技术的利用，还可以优化煤炭企业的产业结构，一改过去产业链短小、经济 格局单一的局面，从而帮助煤炭企业打造更加互惠互利的共享经济模式。 2选煤技术发展状态下煤炭清洁利用要点
“煤炭清洁高效利用和新型节能技术”重点专项2016年度项目申报指南、指南编制专家名单、 形式审查条件要求 一、“煤炭清洁高效利用和新型节能技术”重点专项2016年度项目申报指南 依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》，以及国务院《能源发展战略行动计划（2014—2020年）》、《中国制造2025》和《关于加快推进生态文明建设的意见》等，科技部会同有关部门组织开展了《国家重点研发计划煤炭清洁高效利用和新型节能技术专项实施方案》编制工作，在此基础上启动煤炭清洁高效利用和新型节能技术专项2016年度项目，并发布本指南。 本专项总体目标是：以控制煤炭消费总量，实施煤炭消费减量替代，降低煤炭消费比重，全面实施节能战略为目标，进一步解决和突破制约我国煤炭清洁高效利用和新型节能技术发展的瓶颈问题，全面提升煤炭清洁高效利用和新型节能领域的工艺、系统、装备、材料、平台的自主研发能力，取得基础理论研究的重
大原创性成果，突破重大关键共性技术，并实现工业应用示范。 本专项重点围绕煤炭高效发电、煤炭清洁转化、燃煤污染控制、二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）、工业余能回收利用、工业流程及装备节能、数据中心及公共机构节能7个创新链（技术方向）部署23个重点研究任务。专项实施周期为5年（2016—2020）。 按照分步实施、重点突出原则，2016年首批在7个技术方向启动16个项目。每个项目设1名项目负责人，项目下设课题数原则上不超过5个，每个课题设1名课题负责人，课题承担单位原则上不超过5个。 各申报单位统一按指南二级标题（如1.1）的研究方向进行申报，申报内容须涵盖该二级标题下指南所列的全部考核指标。鼓励各申报单位自筹资金配套。对于应用示范类任务，其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）与中央财政经费比例不低于1：1。
我国煤炭清洁利用政策研究 1 我国煤炭清洁利用现状 我国煤炭利用主要领域包括燃煤发电、分散燃烧（包括工业炉窑、民用等）、化工转化（传统煤化工和新型煤化工），预计到2020年煤炭利用主要集中在 燃煤发电、工业锅炉、煤化工用煤这三个领域，也是煤炭高效清洁利用的重点领域[1]。 1.1 燃煤发电 2012年以来，我国开始对部分燃煤发电机组进行改造，并达到超低排放水平[2]。我国煤炭燃煤发电是煤炭利用的重要领域[3]，尤其是近年来经济快速增长，生活水平有了较大幅度的提升，用电量不断增加。发电用煤由2005年10. 52亿t增长到了2017年19.87亿t左右；煤电装机数量由2005年3.91亿KW 增长到2017年的11.06亿KW；发电用煤占煤炭消费总量的比重由2005年的4 4%上升到近年来的60%左右。 1.2 工业锅炉 锅炉是重要的能源转换设备，也是能源消费大户和大气污染源。我国锅炉以燃煤为主；其中燃煤电站锅炉近年来向大容量、高参数方向快速发展，无论是生产制造还是运营管理均已接近国际先进水平[4]；而燃煤工业锅炉保有量大、分布广、能耗高、污染重[5]，能效和污染控制整体水平与国外相比有一定的差
距，节能减排潜力巨大。目前，我国在用燃煤工业锅炉约47万台，占在役工 业锅炉总数的80%以上，年煤炭消耗量达6亿～6.5亿t，占煤炭消费总量的2 0%左右[4]。近年来，一些先进的燃煤工业锅炉技术不断成熟，包括高效煤粉工业锅炉、高效水煤浆锅炉和低排放型煤锅炉[6]，通过采用优质动力用煤和污染物处理技术，先进的燃煤工业锅炉可以实现近天然气锅炉排放水平，但燃煤工业锅炉仍存在保有量大、能耗高、污染重等问题。 1.3 煤炭化工转化 经过“十一五”和“十二五”的发展，我国煤炭清洁高效转化创新发展取得了一系列重大突破，攻克了大型先进煤气化、合成气变换新、大型煤制甲醇、煤直接制油、煤间接制油、煤制烯烃、煤制乙二醇等一大批技术难题，一批大型设备，煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇等煤炭清洁高效转化示范工程顺利实施[7]，我国煤炭清洁高效转化技术创新和产业化均走在了世界前列，煤炭清洁高效转化已经成为我国石油和化工工业“十二五”发展最具前景的方向之一。2017年煤化工用煤约为8亿t，主要用于焦化、煤制化肥、煤制甲醇等传统煤化工。我国煤制油产能达到8 Mt/a，产量3.5 Mt/a；煤（甲醇）制烯烃产能 达到8 Mt/a，产量6.9 Mt/a；煤制乙二醇产能达到2.7 Mt/a，产量1.9 Mt/ a；煤制天然气产能达到51亿m3，产量15亿m3。 2 我国煤炭清洁高效利用政策分析 自20世纪90年代起，我国已经认识到煤炭清洁化利用的重要性，对推进煤炭清洁化利用的技术愈发重视，并逐步完善促进煤炭清洁化利用的技术政策。
：“煤炭清洁高效利用和新型节能技术”重点专项2016年度项目申报指南 依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》，以及国务院《能源发展战略行动计划(2014—2020年)》、《中国制造2025》和《关于加快推进生态文明建设的意见》等，科技部会同有关部门组织开展了《国家重点研发计划煤炭清洁高效利用和新型节能技术专项实施方案》编制工作，在此基础上启动煤炭清洁高效利用和新型节能技术专项2016年度项目，并发布本指南。 本专项总体目标是：以控制煤炭消费总量，实施煤炭消费减量替代，降低煤炭消费比重，全面实施节能战略为目标，进一步解决和突破制约我国煤炭清洁高效利用和新型节能技术发展的瓶颈问题，全面提升煤炭清洁高效利用和新型节能领域的工艺、系统、装备、材料、平台的自主研发能力，取得基础理论研究的重大原创性成果，突破重大关键共性技术，并实现工业应用示范。 本专项重点围绕煤炭高效发电、煤炭清洁转化、燃煤污染控制、二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)、工业余能回收利用、工业流程及装备节能、数据中心及公共机构节能7个创新链(技术方向)部署23个重点研究任务。专项实施周期为5年(2016—2020)。 按照分步实施、重点突出原则，2016年首批在7个技术方向启动16个项目。每个项目设1名项目负责人，项目下设课题数原则上不超过5个，每个课题设1名课题负责人，课题承担单位原则上不超过5个。 各申报单位统一按指南二级标题(如1.1)的研究方向进行申报，申报内容须涵盖该二级标题下指南所列的全部考核指标。鼓励各申报单位自筹资金配套。对于应用示范类任务，其他经费(包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等)与中央财政经费比例不低于1：1。 1. 煤炭高效发电 1.1 新型超临界CO2、CO2/水蒸汽复合工质循环发电基础研究(基础研究类) 研究内容：研究煤粉在超临界环境下化学能释放、能量传递及转换机理，揭示燃烧室内压力、温度及成分的时空分布规律;研究超临界CO2及CO2/水蒸汽混合工质的热力学性质、流动特性、传热特性及膨胀做功规律;开展适用于超临界CO2及CO2/水蒸汽复合工质的汽轮机通流结构对热耗的影响研究;开展新型发电系统集成优化、运行特性与控制方法的技术基础研究。 考核指标：获得超临界CO2及CO2/水蒸汽复合工质的燃煤高效低污染发电原理和方法;完成概念设计，系统效率超过50%。 实施年限：5年 拟支持项目数：1—2项 1.2 超超临界循环流化床锅炉技术研发与示范(应用示范类) 研究内容：开发超超临界循环流化床锅炉炉内气固流动与传热、超超临界水循环安全性、热力系统及水系统交联优化等关键技术;开展锅炉概念设计方案、分离器、换热床等关键部件的研究及整体匹配;开发SO2、NOx、颗粒物等污染物超低排放技术;开展超超临界循环流化床锅炉机组的动态特性、自动控制及仿真研究;完成超超临界循环流化床锅炉本体设计及研制;建设660MW等级超超临界循环流化床锅炉机组示范工程，完成168h连续运行。 考核指标：锅炉效率≥92%;供电煤耗<300gce/kWh;SO2排放≤35mg/Nm3，NOx 排放≤50mg/Nm3，颗粒物排放≤10mg/ Nm3。 实施年限：5年
煤炭的清洁高效利用 谢克昌，中国工程院院士，原中国工程院副院长，我国煤化工科技领域的开拓者之一，长期从事煤化工和煤的清洁高效利用的科研、开发、教学和战略规划研究，在煤的结构特征及其与反应性的关系和调变、依据煤气化规律优化脱硫净化技术及产品开发方面取得重要成果，连续两次作为首席科学家承担能源领域“973”项目，提出气化煤气与热解煤气共制合成气多联产工艺并指导工程示范。 2014年12月18日，中国工程院发布了由谢克昌主持完成的“中国煤炭清洁高效可持续开发利用战略研究”项目成果。本文是谢克昌对该项目的思考与总结。 一、对煤炭开发利用重大问题的分析与认识 1.煤炭开发战略布局问题 近年来，我国东部地区煤炭产量基本维持稳定，甚至有所下降，中西部地区产量持续增长，其中产量内蒙古、宁夏、陕西和新疆增长较快。基于煤炭资源和水资源条件以及资源开发所面临的多重约束和影响，新形势下我国煤炭资源开发的战略布局应该调整为“保护与减轻东部，稳定开发中部，加快开发西部”。东部地区产能、环境容量已经接近极限，不能继续走“稳住东部地区煤炭生产规模”的战略思路和发展道路，应转向区域保护，并减轻煤炭资源开发强度。中部煤炭资源丰富，但受水资源、生态环境等多重条件制约，需要在保护生态环境的前提下，稳定中部煤炭资源的开发规模。西部是我国重要的能源接替区和战略能源储备区，应着力加强西部煤炭勘探开发和运输通道能力建设，加快新疆煤炭科学开发和利用。 2.煤炭开发的总量控制问题 据统计，目前我国煤炭产能在40亿吨左右，在建产能11亿吨左右，煤炭经济结束“黄金十年”处于疲软的状态，引发煤炭行业内外人士的高度担忧。这与一定时期以来我国煤炭开发方式粗放、煤炭产能调控政策不科学紧密相关，也误导了煤炭市场各类主体的行为。研究提出了科学产能概念，指保证持续开发的储量前提下，用安全、高效、环境友好方法将煤炭资源最大限度采出的能力。初步测算2010年我国煤炭资源科学产能约为10.78亿吨，仅占全国煤炭总产量的33.3%，其中晋陕蒙宁甘区6.48亿吨、华东区3.3亿吨，合计占90%以上。以科学产能为约束，在加强投入的前提下，我国煤炭开发总量可控制在45亿吨左右。晋陕蒙宁甘区科学产能增加潜力较大，应尽快制定区域性的煤炭资源开发与利用规划及科技研发规划；华东和东北区科学产能无法继续提高，在政策上应关停无法改造的非科学产能矿井；新青区还没有进行大规模开发，应尽早规划、合理安排，严格开发准入和科学产能标准，避免增加非科学产能。 3.低品质煤的开发利用问题 我国低品质煤包括褐煤、高硫煤、高灰煤以及部分分选产品，约占煤炭资源总量的40%左右，是我国不可或缺的煤炭资源，需要高度重视其开发利用。推进煤炭“全面提质、按质使用”，即以最简单的方式、最少的投入、最有效的措施提高利用效率，减少无效运输和污染物排放，是我国低品质煤炭利用的重要途径。研究表明，入选1亿吨原煤，可减少二氧化硫排放量100万吨～150万吨；发电用煤灰分每降低1%，每度电的标准煤耗减少2克～5克，每年可减少二
煤炭清洁高效利用 根据国际能源署（IEA）报告，减少能源进口依赖并确保能源获取以保障能源安全、改善空气质量、减缓气候变化是包括中国在内的G20国家能源转型多样化的表现，而能源效率是全球经济有效和安全转型的关键。 基于我国“富煤、贫油、少气”的能源特点，煤炭一直以来都是我国的主体能源和重要原料。2018年，我国煤炭产量36.8亿吨，进口量2.81亿吨；我国原油产量1.89亿吨，进口量4.62亿吨，对外依存度高达70%；天然气产量1610亿立方米，进口量1247.4亿立方米，进口依存度达43%。 谢克昌提到，我国当前能源结构与供给关系，使得发展现代煤化工势在必行。由于煤炭为主的格局不会变，我国能源转型的主要任务和主要立足点是推动煤的清洁高效利用。 那么煤炭是否能实现清洁高效利用呢？谢克昌认为答案是肯定的。他从产业链角度建议，煤炭发展要由要素驱动为主向科技驱动方式转变，煤炭开采要从以需定产向科学开发方式转变，煤炭输配由粗放供给向提质后对口配送方式转变，煤炭输运由单一输煤向输煤输电并举方式转变，燃煤发电由局部领先向整体节能环保转变，煤化工由低效高污染向高效清洁节水转变。 针对现代煤化工产业的清洁化发展，谢克昌提出，要以环保标准为优先考虑因素，建立绿色化现代煤化工产业体系，同时，发展高效污染物脱除技术、多污染物协同控治技术、废水零排放技术以及“三
废”资源化利用技术。另外，还要加快制定科学完善的现代煤化工清洁生产标准与相关环保政策，综合考量大气环境、水环境与土壤环境后科学布局现代煤化工产业，建立现代煤化工项目审批、全过程监管以及后评价的清洁生产管理体系。 当前，我国现代煤化工发展已经取得一定进展。谢克昌提到，煤替石油、天然气成效明显且潜力可观。2017年，煤替油方面，消耗原煤7289万吨标准煤，替代石油3130吨，替代效率61.3%；煤替气方面，消耗原煤654万吨标准煤，替代天然气32.7亿立方米，替代效率61.4%。按照国家确定的现代煤化工有序发展基调测算，在规模和项目投产率适中的情况下，2020年，煤制石油替代效率有望提升至75%，降低依存度 1.8个百分点；煤制天然气替代效率有望提升至67.4%，降低依存度2.6个百分点。 他也提到，目前，我国现代煤化工相当一部分技术处于国际先进或领先地位。其中，煤直接液化技术和粉煤中低温热解及焦油轻质化技术为国际首创，煤制烯烃、煤制芳烃、低温费托合成、煤制乙二醇以及煤油共炼技术皆处于国际领先。另外，示范或生产装置运行水平也不断提高。例如，以宁煤400万吨/年为代表的百万吨级煤间接液化项目实现了长周期稳定运行；陕西未来能源10万吨级高温费托合成工业示范装置取得成功；数十套50-60万吨/年用大连化物所研发技术的MTO项目在全国实现了商业化运行；年产50万吨的煤制乙二醇装置实现了满负荷稳定等。
1.煤炭气化：是指用煤 作原料来生产工业、 商业和生活所需的 工业燃料气、民用煤 气和化工原料气，这 些人工煤气或合成 都属于二次能源范 畴。 2.气化方法按煤在气 化炉中的运动状态 可分为：(1)移动床 气化炉(2)流化床气 化炉(3)气流床气化 炉(4)熔融床气化 炉。 3.四种供热方式：(1) 外热式供热方法(2) 自热式供热方法(3) 内热式供热方法(4) 热载体供热。 4.煤炭气化四个过程： (1)预热干燥阶段(2) 干馏裂解阶段(3)气 化阶段(4)燃烧燃尽 阶段。 5.煤的气化性质：主要 有煤的反应活性、黏 结性、结渣性、热稳 定性、机械强度、粒 度分布等。 6.影响化学平衡的因 素：只有系统内部以 及系统与外界之间 不存在各种不平衡 的势差(如温差、力 差及相变或化学反 应等)，才能保持化 学平衡。如果处于平 衡状态下的物系受 到外界条件(温度、 压力或含量等)改变 的影响，平衡就被破 坏。 7.气固异相反应包括： (1)反应气体扩散到 固体碳表面(2)反应 气体吸附在固体表 面上，形成中间络合 物(3)反应产物从碳 的表面向气相扩散 出去。 8.化学动力过程包括： 吸附、表面化学反应 和脱附三个步骤。 9.动力控制区：反应速 率只取决于化学反 应本身，表面反应过 程是整个过程的控 制步骤，称为动力控 制区。 10.外扩散控制区：反应 速率只取决于反应 气体扩散到固体表 面的速率，外扩散是 整个过程的控制步 骤，也即由反应剂或 产物通过固体表面 的层流气膜控制，称 为外扩散控制区。 11.反应过渡区：当温度 介于动力控制区和 外扩散控制区之间 的范围，如果不考虑 内扩散过程的影响， 整个反应过程受表 面反应和外扩散控 制，称为反应过渡 区。 12.催化剂(触媒)：是指 能够改变化学反应 速度和方向而本身 又不参与反应的物 质。一般使用的固体 催化剂主要由活性 组分、助催化剂及载 体三部分组成。 13.移动床气化炉内的 反应区域分为：灰渣 区、燃烧区、气化区、 干馏区、干燥区。 14.煤气的主要气化指 标：(1)煤气的组成(2) 煤气的产率(3)空气 耗量(4)煤气的低位 热值(5)气化效率。 15.煤的活性组分：包括 煤中的挥发份和固 定碳。 16.煤的惰性组分：有煤 中的灰分和水分。 17.煤的物理特性：是指 煤的机械强度灰分 和粒度。 18.气化强度：是指单位 发生炉截面积上，每 小时气化的燃料量， 量纲为kg/(m2·h)。 19.水煤气的制造原理： 是将整个反应过程 分为吹风和制气，吹 风阶段是空气中的 O 2 与C的燃烧放热 反应，反应所放出的 热量蓄积在炉膛中， 当蓄积的热量达到 制造水煤气所需的 温度时，停止鼓风， 排除燃烧后的烟气； 制气阶段将水蒸气 送入气化炉内，使蒸 汽与炽热的C进行 吸热分解反应而生 成水煤气。当燃料层 温度下降至不利于 水蒸汽的分解反应 时，停止蒸汽输入， 重新向炉内送入空 气，进行下一轮循 环，这种制取水煤气 的方法称为间歇式 气化法。 20.水煤气根据热量的
煤炭清洁利用技术发展方向及作用论文 所谓煤炭清洁利用技术就是指以煤炭洗选为源头、以煤炭高效 洁净燃烧为先导、以煤炭气化为核心、以煤炭转化和污染控制为重要内容的技术体系，主要包括煤炭加工、煤炭高效洁净燃烧和转化等技术手段。近年来，随着我国经济的快速发展.煤炭的产生量和消费量节节攀升。我国已经成为全球最大的煤炭生产国和煤炭消费国。因此， 发展煤炭清洁利用技术，对发挥我国煤炭资源优势、提高能源 效率、加强环境保护、实现可持续发展具有重要意义。 煤炭加工技术主要包括洗选煤技术、型煤技术以及水煤浆技术等。 1.1选煤技术 我国煤炭工业实际生产中往往采用物理选煤和化学选煤两大常 用技术，目的是为了筛除煤中的矿物质和燃烧后造成大气污染的成分，比如常见的煤炭脱硫工艺，但是多数情况下还是采用物理选煤方法，比如跳汰、重力分离等工艺就是利用煤和其中其它成分的密度不同进行初步的筛选，这种工艺操作简单可靠，成本也较低，因此成为选煤技术的主流方向。
1.2型煤技术 型煤顾名思义就是具有一定几何形状的煤，加工方法是采用机械设备将粉状煤制成一定形状的煤，目的是减少煤在燃烧过程中粉尘的排放量，含硫量较高的煤在成型时同时要加入化学试剂进行除硫，减少硫燃烧后的氧化物污染水源和大气。 我国对型煤的相关技术的研究起步较晚，建国后，我国才开始有关型煤的制造加工工艺的研究，60年代后期型煤才开始在全国形成大规模的研究热潮，经过半个世纪的努力，我国在型煤方面的研究和工艺均已达到国际先进水平，并形成了自己的加工流水线。型煤气化在未来也是一个极具潜力的研究方向，因此受到各级部门尤其是能源部门的高度重视，这方面的学术交流也日渐频繁，这为型煤气化起到了积极的推进作用。 1.3水煤浆技术 水煤浆是由大约65%的煤、34%的水和1%的添加剂通过物理加工得到的一种低污染、高效率、可管道输送的代油煤基流体燃料。 水煤浆技术引入我国时间较早，实践化也较成熟，研究也比较充分，经过数十年的不断探索，我国在水煤浆技术方面积累了大量的
附件5 “煤炭清洁高效利用和新型节能技术”重点专项 2016年度项目申报指南 依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》，以及国务院《能源发展战略行动计划（2014—2020年）》、《中国制造2025》和《关于加快推进生态文明建设的意见》等，科技部会同有关部门组织开展了《国家重点研发计划煤炭清洁高效利用和新型节能技术专项实施方案》编制工作，在此基础上启动煤炭清洁高效利用和新型节能技术专项2016年度项目，并发布本指南。 本专项总体目标是：以控制煤炭消费总量，实施煤炭消费减量替代，降低煤炭消费比重，全面实施节能战略为目标，进一步解决和突破制约我国煤炭清洁高效利用和新型节能技术发展的瓶颈问题，全面提升煤炭清洁高效利用和新型节能领域的工艺、系统、装备、材料、平台的自主研发能力，取得基础理论研究的重大原创性成果，突破重大关键共性技术，并实现工业应用示范。 本专项重点围绕煤炭高效发电、煤炭清洁转化、燃煤污染控制、二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）、工业余能回收利用、工业流程及装备节能、数据中心及公共机构节能7个创新链（技术方向）部署23个重点研究任务。专项实施周期为5年（2016— —1—
2020）。 按照分步实施、重点突出原则，2016年首批在7个技术方向启动16个项目。每个项目设1名项目负责人，项目下设课题数原则上不超过5个，每个课题设1名课题负责人，课题承担单位原则上不超过5个。 各申报单位统一按指南二级标题（如1.1）的研究方向进行申报，申报内容须涵盖该二级标题下指南所列的全部考核指标。鼓励各申报单位自筹资金配套。对于应用示范类任务，其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）与中央财政经费比例不低于1：1。 1. 煤炭高效发电 1.1 新型超临界CO2、CO2/水蒸汽复合工质循环发电基础研究（基础研究类） 研究内容：研究煤粉在超临界环境下化学能释放、能量传递及转换机理，揭示燃烧室内压力、温度及成分的时空分布规律；研究超临界CO2及CO2/水蒸汽混合工质的热力学性质、流动特性、传热特性及膨胀做功规律；开展适用于超临界CO2及CO2/水蒸汽复合工质的汽轮机通流结构对热耗的影响研究；开展新型发电系统集成优化、运行特性与控制方法的技术基础研究。 考核指标：获得超临界CO2及CO2/水蒸汽复合工质的燃煤高效低污染发电原理和方法；完成概念设计，系统效率超过50%。 —2—