洁净煤技术的发展现状与存在问题

1 / 7 洁净煤技术的发展现状与存在问题 一 伴随全球可持续发展进入京都议定书时代，伴随以科学发展观为统领的中国和谐社会建设进程的不断深入，以生态环境保护与优化为目标的中国清洁能源生产体系的建设发展，正在引起广泛重视和关注。京都议定书早期签约国的身份，使中国的清洁能源生产体系建设具有了越来越浓重的全球性意义。而伴随中国成为全球第二大经济体，且综合国力和全球影响力不断扩大和深化，中国全球第一大煤炭生产 消费国和第二大温室气体排放国排序的形成，这一全球性意义正在被赋予越来越广泛的国际期待。 中国政府发布的中 国洁净煤技术 “ 九五 ” 计划和 2016 年发展规划，把发展洁净煤技术作为重大战略措施列入 “ 中国 21 世纪议程 ” ， 2006 年国务院发布的国家中长期科学和技术发展规划纲要再次把煤的清洁高效开发利用、液化及多联产等内容作为重点领域及其优先发展的主题。什么是洁净煤技术？一般认为，洁净煤技术是煤炭在开发和利用过程中旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等的新技术总称，简称 前， 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。通过多年的努力。中国在洁净煤技术的研究开2 / 7 发、示范及推广应用三个层次上均取得了较大进展，缩小了中国在洁净煤技术领域与发达国家之间的差距。 二 纵观国内外洁净煤技术的发展，有两方面的特点：一方面是通过采用煤炭液化和气化技术，把 “ 肮脏 ” 的煤加工转变为便于运输、便于使用的清洁高效的新型燃料。另一方面是先进的洁净煤发电技术逐步取代传统燃煤发电技术。如常规燃煤发电采用高效超临界蒸汽参数和烟气净化技术，基于煤气化的联合循环发电技术将成为火电动力的主要发展方向。煤炭的高效洁净综合利用技术，特别是基于煤气化的发电、燃(原 )料多联产系统，将成为新的发展方向，最终实现 含碳能源，尤其是煤炭近零排放利用。 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。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。 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3 / 7 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%。 煤转化为洁净燃料技术主要有以下四种： 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，目前国内已有应用。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，国内已开展研究。 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4 / 7 温废气烧锅炉，再用蒸汽轮机发电，整个发电效率可达 45%。国内正在开发研究中。 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。国内正在开发研究这种技术。 三 洁净煤技术把解决环境污染问题向前大大推进了一步。由于大量使用煤炭燃烧，且又多为未经洗选的、硫分高的煤炭，已给国内造成了严重污染。发展洁净煤技术的目的就在于减少污染 和提高效率，它是目前能够缓解化石能源与环境污染矛盾的最有效途径。洁净煤技术能有效缓解能源运输紧张状况。目前中国煤炭的运输达到整个铁路运量的 40%，而且距离也越来越长，而发展洁净煤工业，加快发展煤浆管道运输，则可减少铁路无效运输问题。清洁生产与能源效率一体化。 但是到目前为止，洁净煤技术发展存在多种问题。 缺乏对洁净煤技术发展的总体布局和协调实施。国务院早在 1997年就已批准中国净煤技术 “ 九五 ” 计划和 2016 年发展规划，但全国洁净煤技术的推进工作比较缓慢，总体布局、行业协调及组织实施不够，政策配套、技术推 进和资金落实都没有跟上。 缺乏鼓励企业发展洁净煤技术产业的激励政策。国家至今还没有鼓励发展洁净煤技术的政策，原有的有关鼓励煤炭企业发展废弃物利用的法规已不能满足需要，急需完善相应的法律法规制定和推行符合市场机制的、可操5 / 7 作的技术与环境约束政策相配套的鼓励政策和金融、税收优惠政策。 行业间条块分割仍然严重。在长期计划经济体制下形成行业条块分割。很大程度上影响了国家宏观规划与政策的制定及实施影响了相关技术的交流与合作，造成一些洁净煤技术项目重复引起、引进技术消化吸收差、一些需合作的技术或项目又不能很好地发展。 洁净煤技术的市场还不规范。长期计划经济形成的煤炭产、供、销、用关系在市场突然放开的冲击下，运输、经营等跟不上市场变化和需求，引出一系列问题。一方面煤炭加工产品市场不旺，绝大多数动力煤未经加工就进入市场。另一方面不少用户反映煤炭加工粗放、商品煤质量和品种供求不对路，燃煤污染严重。调整和理顺煤炭生产、加工、销售、配送供应体系，建立适应市场经济运行的煤炭产、供、销新格局，全面提高中国煤炭生产、消费水平非常必要。 一些先进技术尚未进入国产化应用阶段。一些急需的技术，如先进的烟气脱硫技术、大型循环流化床技术、大型气 化、煤炭液化、 ，急需在引进的基础上加快国产化进程。其他一些技术则需要加强技术先进性或整体配套性工作。 需解决发展洁净煤技术的资金渠道。一般工业化技术的推广应用都要经过研究开发、工业示范和推广应用 3 个阶段。洁净煤技术投入高、回收期长、筹集产业化资金、偿付高额利息是困扰企业发展洁净煤技术的大难题，需通过采用多方技术与资金入股、吸引6 / 7 国外资金和私人投入、自营与国家投入、国际合作并举等形式，为洁净煤技术的发展开辟多种渠道。 四 洁净煤技术关系中国能源的未来，日前，在 2016 年的新兴能源产业振兴规 划中，洁净煤技术位列其中，使洁净煤产业迎来曙光，在新一轮加速发展中，洁净煤技术需要注意到以下几个方面的问题： 1全面加强煤炭利用立法和执法力度。根据环保和提高能源有效利用的要求，制定商品煤上市销售的新国家标准，包括动力煤洗选、固硫型煤、添加固硫剂的配煤等规范，同时制定相应严格的奖惩法规，并加强市场监督检测力度，以提高商品煤质量，尽量从源头上减少污染。 2着重增大煤炭坑口转化利用的比例，将煤转化为高效洁净的管线能源，以改善能源终端消费结构。另外，要重视煤层气开发利用应用。据测算中国煤层气资源总量在 35 万 亿立方米，应用潜力巨大。 3加强水煤浆技术的推广应用力度。包括水煤浆制备与燃烧技术装备等应用开发，并向水煤浆制浆 管道输送 发电一体化的方向发展。水煤浆代油技术在中国已基本成熟，具备产业化和推广应用的基本条件，既可以替代重油，燃烧效率又高，其发展前景广阔。目前水煤浆生产应考虑向大型化、规模化、多元化方向发展。 7 / 7 4大力加强煤炭液化技术的推广及应用。从国家能源安全的角度分析，要降低石油对进口的依存度