煤炭清潔生產技術的現狀與開發應用

高淑云

摘 要：煤炭是我國的重要礦產資源，隨著社會經濟的飛速發展，能源問題也越來越嚴峻。這使得煤清潔高效利用技術的重要性日趨突顯。據調查發現在石化能源之中，超過90%都是煤炭能源，它是工業發展以及社會發展的關鍵所在。該文主要探討煤炭清潔高效利用技術的現狀與促進發展問題。

關鍵詞：清潔高效 燃煤發電 煤炭液化

中圖分類號：F426 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）11（a）-0057-02

1 煤炭清潔高效利用的必要性

我國在石油以及天然氣能源方面的存儲量比較少，但是煤炭資源比較多，所以我國的能源消耗主要以煤炭為主。隨著經濟發展速度的加快，每年需要更多的電能以供給發展的需要，這就會消耗大量的煤炭資源。石化能源的存儲量以及自然的承載能力是非常有限的，因此大力發展清潔高效的煤使用技術對于社會的可持續性發展有著重要的作用和意義。與此同時，煤炭行業也需要做好相應的轉變和革新，做到與時俱進。煤炭行業與整個社會的發展和進步密切相關，所以在這個大背景之下，必須加強對煤炭資源的認識和關注，以構建資源節約型、生態和諧型社會為目的，進一步研究與煤炭資源高效清潔利用相關的技術和工藝，為社會的健康發展做出有效的貢獻。

2 我國煤炭清潔開發利用現狀及發展趨勢

2.1 煤炭安全綠色開采

現階段我國的煤炭開發技術逐漸成熟，綠色安全開采也取得了良好的成績，但是不同的開采地質環境、開采技術以及實際災害情況、市場供給等都會對安全綠色開采方式產生巨大的影響。近年來，安全綠色開采技術在晉陜蒙寧甘地區發展迅速，開采技術主要為煤與瓦斯共采和保水采煤這兩個方向。最早進行瓦斯抽放和充填開采研究的是我國的東北地區；但是目前，處于全國領軍位置的是華東地區的瓦斯抽采、充填開采、礦井水處理等幾個方面；而中南地區的地質構造極為復雜，因而煤炭安全清潔開采受到了很多的限制和約束；新疆地區則選擇已經成熟了的開采技術。

2.2 煤炭提質加工

現階段國內的選煤廠正在向大型化和模塊化轉變，選煤廠規模在千萬噸級別的都有20多家，其中規模最大的可以達到35 Mt/a。但是國內的工業水平整體還是低于國際上的先進水平，很多大型的選煤設備的生產技術及制造工藝還有待提高，有部分重要的設備還是以進口為主。每年國內需要消耗的型煤超過4 000萬，與散煤和塊煤相比，型煤在燃燒效率、煙塵排放量以及對環境的污染等指標方面均有很大的優勢，但是現階段并沒有一套完善的與型煤質量相關的標準和規范，所以型煤的質量常出現問題。當下水煤漿的推廣和應用非常廣泛，在2020年水煤漿氣化的用煤量估計會超過2億噸。國內的煤炭分級提質技術仍處于發展階段，在煤焦油和煤氣提取等方面的技術已經得到了深入的研究和發展，并取得了非常好的成效，被社會各界所關注會重視。

2.3 煤炭清潔燃燒

現階段國內的煤炭有近80%都是用于燃燒利用的。我國的超臨界燃煤發電技術已經逐漸成熟并有效應用到了電力生產之中。國內的燃煤工業鍋爐行業中大部分都是中小型鍋爐，容量每小時不超過35t，并且運行效率極低，僅有60%。而現階段新開發的高效煤粉工業鍋爐則大大提高了鍋爐的熱效率，最低都可以達到90%，并且其也符合相關的環保標準，正在被大力推廣和使用。

2.4 煤炭深加工轉化

煤炭清潔利用在未來發展的重點在于煤制燃料和煤制化工品的研究和發展。我國的煤氣化和煤炭液化技術已經位于世界先進水平，并且已經大規模投入到了生產實踐之中，研發出了十萬噸以及上百萬噸級別的直接液化裝置。通過上述技術將煤炭轉換成天然氣、醇類物質以及烯烴等物質，這樣就能夠大大提高煤炭資源的利用率，并且還可以降低污染物的排放量。

2.5 燃煤污染物控制

經過一系列的發展和研究，燃煤污染物控制技術已經得到了很大的進步，從過去只能處理少數幾種污染物，到現在已經有效脫除多種污染物。大部分區域都普及了煙氣脫硫裝置、低MOx燃燒系統等裝置及技術，并且某些技術在國際上還處于領先地位。現階段燃煤電廠基本都是采用電除塵裝置，該裝置的除塵效果非常好，能夠達到98%的除塵率?，F今環保除塵技術發展非常迅速，大大降低了燃煤電廠運營中所排出的污染物，為燃煤發電機組開拓了存活的空間。但是在重金屬污染物的去除上，相關的技術還不夠成熟，不能有效應用在大型燃煤機組上。與此同時，在其它工業鍋爐改造中也可以利用燃煤電廠的脫硫脫硝和除塵技術，然而最關鍵的一個問題就是對于小規模裝置的經濟性問題。

2.6 CO2減排技術（CCS或CCUS）

國內碳捕集和封存技術（CCS或CCUS）研究重點在于對關鍵性技術的攻克以及建立中試示范性項目。國內在這一方面的投入和重視是非常多的，就大型CCS項目而言，全世界僅有55個，但中國就占據了12個，超過了1/5。但是碳捕集和碳封存技術還有很多技術難點需要攻克和完善。整個碳捕集和封存成本中，前者占據了將近80%，這是今后成本控制的主要方向。除此以外，還需要注意在上述技術應用中與管道運輸、滲漏等相關技術研究和關注。

3 促進煤炭清潔高效利用的對策與建議

3.1 促進科技創新，實現煤炭利用方式的多樣化

現階段煤炭轉化為新型清潔能源已成為煤炭清潔利用的主要形式和發展趨勢，其主要轉化為液態、電力、氣態等形式的能源，在這一過程中需要大量的新型科學技術作為支撐。目前，我國在煤炭清潔生產領域取得了良好的成績，但是這還遠遠不夠。因此，在今后的煤炭生產利用中必須要加大新技術的研發。

3.2 大力推廣煤炭高效潔凈燃燒新技術

煤炭不同的燃燒方式生產造成的排放物種類和產量都不同，目前使用的低氮氧化物燃燒技術便是利用改變煤炭組織的燃燒過程，盡可能地降低氮氧化物在燃燒過程中的排放。還可以通過在燃燒的過程中添加脫硫劑這樣的方式來減少CO2的排放，這種技術被稱作循環流化床。此外，也可以利用增壓的方式來提升煤炭燃燒的效率。

3.3 改進煤炭提質和分質工藝

對煤炭進行分質和分類，使不同類別的煤炭都能夠各盡其用，能夠有效提高資源的利用率，減少環境污染，促進針對不同品質煤炭燃煤設備的研究開發，并盡快投入使用。提高煤炭質量，降低煤炭的含灰量和含硫量，嚴格限制低品質煤的生產和利用，優先將高品質煤炭供給民用。

3.4 強化完善煤炭煙氣凈化處理工藝

我國的能源結構決定著要做好煤炭煙氣凈化處理工作，因此需要對煤炭煙氣凈化工藝流程進行深入研究，對其進行不斷完善，促進煤炭煙氣除塵及脫硫脫氮設施建設，做好有害污染物排放的監督和監測工作，將主要污染物的排放控制在合理范圍內。

4 結語

綜上，煤炭作為不可再生資源，在面對世界資源日益枯竭的背景下，對煤炭生產使用技術進行開發研制，提升煤炭資源的清潔利用率是非常有意義的。不僅對我國國民經濟的發展具有重要意義，同樣對世界生態環境、人類的可持續發展都是功不可沒的。

參考文獻

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