煤的清洁利用技术的现状

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1、煤的洁净燃烧与高效利用技术摘要：煤炭是我国的主要基础能源，如何实现其洁净燃烧与高效利用，对我国的能源政策和能源安全、经济可持续发展等均具有十分重要的意义。本文首先阐述了煤的洁净燃烧与高效利用技术研究背景，重点论述了燃烧前的净化加工技术、燃烧中的净化燃烧技术和燃烧后的净化处理技术，以及煤的高效利用技术等。列出了洁净燃烧与高效利用技术的特点，提出了几点我国发展洁净燃烧与高效利用技术的建议措施。关键词：煤炭；洁净燃烧；高效利用引言煤是世界上最丰富的化石燃料资源，是除石油以外的世界第二大需求能源。煤的含量高，氢含量少（只有5%）。此外，还含有少量的氮、硫、氧等元素，以及无机矿物质。煤燃烧后

2、排放的粉尘、SO2、NOx、CO、CxHy、CO2等对大气环境造成了严重污染和破坏[1]。我国化石燃料的特点是贫油少气富煤，在未来30至50年内，以煤为主的能源结构不会发生根本性转变。20世界80年代中期，洁净煤技术在美国兴起，洁净煤技术是指在煤开采、加工转化、燃烧等方面减少污染和提高利用效率的新技术的总称。洁净煤燃烧技术是国际上目前最先进的燃烧技术[2]，该技术能够较好地解决环保问题和节能问题，发展和推广这一新技术，将成为我国促进以煤为主的能源系统向资源节约和环境无害的可持续模式转变的关键战略措施之一，它是改变我国目前能源结构的主要措施，已受到国家的高度重视。一、煤的洁净燃烧技术

3、煤的洁净燃烧技术主要包括燃烧前的净化加工技术、燃烧中的净化燃烧技术和燃烧后的净化处理技术[3]。图1煤的洁净燃烧图解（一）净化加工技术燃烧前的净化加工技术主要包括洗选、型煤加工和水煤浆技术。（1）煤洗选技术煤洗选是利用煤和杂质（矸石）的物理、化学性质的差异，通过物理、化学或微生物分选的方法使煤和杂质有效分离，并加工成质量均匀、用途不同的煤产品的一种加工技术。选煤方法可分为物理选煤、物理化学选煤、化学选煤及微生物选煤等。物理选煤和物理化学选煤技术是实际选煤生产中常用的技术，一般可有效脱除煤中矿物质和无机硫（黄铁矿硫），化学选煤和微生物还可脱除煤中有机硫。我国主要选煤方法以跳汰、重介质

4、和浮选3种工艺为主，其中重介质洗选生产工艺占的比重最大。目前，由我国自行研制开发的洗选设备已满足4Mt/a选煤厂建设的需要，跳汰机、重介质分选机、无压入料重介质旋流器、浮选机等许多设备已形成系列，接近或达到国际先进水平。（2）型煤加工技术型煤是用一种或数种煤按照本身特性经科学配合掺混一定比列的黏合剂、固硫剂、膨松剂等经加工成具有一定集合形状和有一定的物化性能（冷强度、热强度、热稳定性、防水性等）的块状燃料或原料。型煤技术的节能和环境效益十分显著，型煤固硫剂多以生石灰、石灰石、白云石等为原料，其主要固硫成分是CaO，可有效降低煤燃烧过程中的SO2排放。脱硫剂为生石灰的总反应式为：Ca

5、O+SO2+2H2O=CaSO3·2H2O我国型煤技术的发展比较缓慢，起步也比较晚，20世纪50年代后期，我国开始研究民用型煤，直到20世纪六七十年代，国内才开展了大规模的民用型煤研究。目前，我国型煤主要包括工业型煤和民用型煤两大类。工业型煤包括工业锅炉用型煤、蒸汽机车用型煤、煤气发生炉用型煤等；民用型煤包括蜂窝煤和煤球。（3）水煤浆技术水煤浆技术是20世纪70年代世界范围内的石油危机中产生的一种以煤代油的煤利用新方式。其主要技术特点是将煤、水、部分添加剂加入球磨机中，经磨碎后成为一种类似石油一样的可以流动的煤基流体燃料。水煤浆具有较好的流动性和稳定性，可以像石油产品一样储存、运输

6、，并且具有不易燃、无污染的优良特性，是目前比较经济的清洁煤代油燃料。近年来，我国水煤浆技术迅速发展，水煤浆制浆用原煤范围进一步扩宽，从长烟煤、褐煤到贫煤和无烟煤，特别是低阶煤制高浓度水煤浆获得较大成功。2008年，制浆能力达2000万t/a（不包含气化用水煤浆3500万t/a），最大水煤浆厂规模达到100万～200万t/a。目前，我国自行研制的水煤浆燃烧技术已经在国际上处于领先地位，并达到产业化推广应用阶段。（二）燃烧中的净化燃烧技术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[3]。流化床又叫做沸腾床，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

7、灰可减少二氧化硫排放量，炉渣可以综合利用，能烧劣质煤；先进燃烧器技术是指改进锅炉、窖炉结构与燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物排放量的技术。（三）燃烧后的净化处理技术燃烧后的净化处理技术主要有消烟除尘、脱硫脱氮技术[4-5]。（1）除尘技术，常用的除尘器有旋风除尘器、静电除尘器和布袋除尘器等，除尘技术中主要是采用各种高效除尘系统进行有效除尘，其中静电除尘器和布袋除尘器的效率都可达99%以上。（2）脱硫技术，有干法和湿法之分。干法是用浆状石灰喷雾与烟气中二氧化硫反应，生成