煤炭清洁利用技术发展方向及作用

煤炭清洁利用技术发展方向及作用煤炭清洁利用技术发展方向及作用 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 量的成熟经验 包括操作 运行 管理的各个环节 技术日趋成熟 和完善 经过不断的科技投入 我国在此领域已经形成相对完整 的理论体系 研究开发了自主知识产权 达到国际先进水平 制浆 能力也实现了较大的跨越 现在年产量达到 2000 万池 2 煤炭清洁利用技术 2 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 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着 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 2 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 2 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 2 5cox 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 2 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 3 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