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煤炭清洁利用的前景(清洁煤炭技术发展趋势)

煤炭清洁利用的前景(清洁煤炭技术发展趋势) 洁净煤利用技术的发展方向和作用

 要:通过对中国煤炭清洁利用技术即煤炭加工、煤炭高效燃烧、煤炭转化技术逐一介绍.并对其在中国的发展现状进行了描述,进一步论述了煤炭清洁利用对中国社会经济发展的重要意义。

关键词:煤的清洁利用技术;煤炭加工技术;煤炭转化技术

所谓煤炭清洁利用技术,是指以煤炭洗选为源头,以煤炭高效清洁燃烧为先导,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、煤炭高效清洁燃烧和转化等技术手段。

近年来,随着中国经济的快速发展,煤炭的数量和消费量都在稳步上升。中国已经成为世界上最大的煤炭生产国和消费国。因此,发展煤炭清洁利用技术对充分发挥我国煤炭资源优势、提高能源利用效率、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煤炭洗选技术、型煤技术和水煤浆技术。

1.1选煤技术

在我国煤炭工业的实际生产中,常用物理选煤和化学选煤两种技术筛选出煤中的矿物质和燃烧后造成大气污染的成分,如常见的煤炭脱硫工艺。然而,在大多数情况下,仍然使用物理选煤方法,如跳汰和重力分离,这些方法利用煤和其他组分的不同密度进行初步筛选。这种工艺操作简单可靠,成本也高。

1.2型煤技术

顾名思义,型煤是具有一定几何形状的煤。加工方法是用机械设备将煤粉加工成一定形状的煤。目的是减少煤燃烧时的粉尘排放。含硫量高的煤成型时,应加入化学试剂进行脱硫,以减少硫燃烧后氧化物对水源和大气的污染。

我国对型煤相关技术的研究起步较晚。中华人民共和国成立后,我国开始研究型煤的制造和加工技术。20世纪60年代末,全国各地开始形成大规模的型煤研究热潮。经过半个世纪的努力,中国对型煤的研究和技术已达到国际先进水平,并形成了自己的加工路线。煤气化也是未来很有潜力的研究方向,因此受到各级部门特别是能源部门的高度重视,这方面的学术交流也越来越频繁,对煤气化起到了积极的推动作用。

1.3水煤浆技术

水煤浆是一种低污染、高效、可管道输送的煤基流体燃料,由约65%的煤、34%的水和1%的添加剂经物理加工而成。

水煤浆技术引入中国较早,实践成熟,研究也比较充分。经过几十年的不断探索,我国在水煤浆技术方面积累了很多成熟的经验,包括运行、操作、管理等各个方面,技术日趋成熟和完善。通过持续的科技投入,中国在该领域形成了较为完整的理论体系,研发了自主知识产权,达到国际先进水平。制浆能力也实现了大跨越,现在年产量达到2000万塘。

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。考虑到成本和操作难度,一般采用化学脱硫技术,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。缺点是需要定期清洗设备,检查设备内壁腐蚀情况。另外两种脱硫工艺也在不断推广应用,但都有严重的缺点。物理脱硫虽然费用少,但其脱硫效率不高,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,但成本较高,难以大规模推广。各种煤炭脱硫工艺都会涉及到许多不同的学科,因此有必要开展各学科与相关工艺的结合研究,并将其研究成果应用于实际生产。对于不同的燃煤脱硫工艺,要具体参考成本和效率来决定采用哪种工艺。当然,我们应该不断研究新的脱硫工艺,以满足不断提高的技术要求。

总之,投资和运行成本低、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未来烟气脱硫技术发展的主要趋势。

2.2低NOx燃烧技术

低NOx燃烧技术是在充分认识NOx生成机理的基础上,控制煤的燃烧条件和方式,从而达到降低NOx排放的目的。现在常用的技术有循环燃烧和分层控制燃烧。循环是将燃烧过的煤再次燃烧,达到充分燃烧的目的,可以有效减少NOx的排放。分层控制燃烧是通过分阶段燃煤来达到有效控制NOx排放的目的。目前,利用这两种技术控制NOx排放的效果非常显著,取得了良好的效果。然而,在实际生产中,燃烧控制技术涉及到许多学科和技术的结合。如果能够认真探索研究,有望继续提高控制NOx排放的效果。

2.3先进的脱硝技术

低NOx燃烧技术虽然能在一定程度上有效脱硝,但效率不高,需要进一步研究脱硝技术。常用的高效脱硝技术是烟气脱硝,分为干法脱硝和湿法脱硝两大类。由于NOx的化学性质比较稳定,水溶性差,一般采用干法进行烟气脱硝,干法中要使用相应的催化剂进行还原反应。未来的脱硝技术第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,两个方向要结合起来研究,不可偏废。

2.4除尘技术

目前大部分火电企业都安装了除尘设备,除尘方式主要有静电除尘和湿式除尘。静电除尘器由于除尘效率高、成本低,在安装除尘设备的企业中占有很高的比例。除尘主要是对燃煤后的烟气进行过滤,过滤掉烟尘。同时可以进行循环除尘,即燃煤产生的烟气可以反复通过静电除尘装置。经过二次除尘后,一般除尘效率可达95%以上,排放会严格控制在国家标准以内。今后的主要研究方向是如何更好地结合成煤与除尘技术的衔接。

2.5COx捕集技术

回收COx的成熟方法是煤气化技术。煤气化技术主要是通过煤燃烧前的分层控制燃烧来减少COx的产生。也可以考虑改造COx,比如通过加工制造干冰,或者将其转化为低碳碳氢化合物,从而进一步制造高碳碳氢化合物,比如汽油、喷气燃料等。但与前者相比,后者的技术应用还不成熟,还有很多问题需要解决,成本较高。

2.6煤气化技术(IGCC)

IGCC技术是集煤气化技术、气体净化技术和高效联合循环发电技术于一体的先进动力系统。既实现了高循环发电效率,又解决了燃煤污染排放控制问题。这是一项极具潜力的洁净煤发电技术。目前,IGCC项目已在全国多个地区提出,前期工作正在进行中。目前,虽然IGCC的投资成本仍然较高,发电效率还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的发电效率仍然大幅提升空,其在清洁性和资源综合利用方面无可比拟的优势仍然使其在洁净煤发电技术中处于非常高的地位。

此外,还有很多洁净煤利用技术正在研究中。先进的同时脱硫脱硝技术、先进的煤基近零排放多联产系统技术等一批先进技术将逐步广泛应用于洁净煤技术,为区域经济发展和环境保护做出巨大贡献。

3。结论

综上所述,中国是一个人口众多,能源消耗巨大的国家。虽然随着科学技术的不断进步,新能源利用的研究和探索正在进行,但技术还不成熟,推广成本高,现实问题还很多。煤炭是中国能源结构的主要组成部分,这种情况恐怕不会长期存在。因此,如何提高和利用煤炭的利用效率是当前最重要的事情。研究煤炭的清洁利用技术,既能节能减排,又符合我国目前的国情。还能以较低的成本保证经济的发展和运行,实现能源、经济、环境的协调发展,带动相关企业和产业的不断发展和进步。

参考文献

[1]张星星,孙露。中国煤炭产业市场结构研究[J].太原科技。2009(8):47-48.

[2]余秀娥。中国能源安全的可行战略选择[J].理论探索..

 
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