和浅谈洁净煤技术

　　摘要：洁净煤技术的重要性已受到政府和社会的广泛关注，本文主要对洁净煤技术进行分析。将我国的能源现状、洁净煤技术的特点结合我国的发展现状和存在的问题等，全面系统的介绍了我国洁净煤技术，论述了洁净煤技术产生的社会经济效益，并指出洁净煤技术是我国能源发展的必然选择。
　　关键词：能源消费现状，洁净煤技术，技术分类，发展现状，经济效益，问题
　　1我国的能源现状
　　中国是世界能源生产和能源消费大国。由于我国煤炭资源极其丰富,我国也是世界上最大的煤炭生产国和消费国。煤炭生产量和消费量占世界总产量的1/3左右。已探明的煤炭储量为10087亿吨，仅次于美国和俄罗斯居于世界第三位。相比较而言,我国已探明的石油资源和天然气资源则相对较乏。因此我国能源结构以煤炭为主,多年以来，煤炭在我国一次能源消费构成中一直占70%左右(表1)。同时我国的石油消费和进口增长迅速,而水电、核电、风能等可再生资源的资源优势则没有得到充分利用和体现。预计未来很长一段时间内,我国以煤炭为主的能源消费现状是不会改变。目前我国对煤炭的利用方式主要是通过燃烧转化成其它形式的能量来加以利用。据统计,我国每年直接燃烧的煤炭占其总产量的86%左右。火力发电的原煤消耗量占我国原煤产量约40%.且随着我国国民经济迅速发展与人民生活水平的提高，发电用煤的比例必将呈上升趋势。同时由于我国动力煤煤质差,燃煤技术较发达国家相对落后,这使得我国对煤炭的综合利用效率低下、环境污染等问题严重。因此，无论从眼前利益出发还是为子孙后代的幸福着想,大力治理并减少工业活动使煤炭高效利用，走经济与环境协调发展的道路，是保证国民经济可持续发展和环境的最主要的课题。
　　表1我国能源消费总量（万吨标煤）构成（能源消费总量＝100）

　　2洁净煤技术概述
　　洁净煤(CleanCoal)一词是80年代初期美国和加拿大关于解决两国边境酸雨问题谈判的特使德鲁•刘易斯(DrewLewis,美国)和威廉姆•戴维斯(WilliamDavis,加拿大)提出的。洁净煤技术(CleanCoalTechnology,简称CCT)是指在煤炭开发和利用过程中，旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称，它使煤炭作为一种能源为达到最大潜能的利用，释放的污染物控制在最低水平，实现煤的高效、洁净利用的新型技术。主要包括洁净生产技术、洁净加工技术、高效洁净转化技术、高效洁净燃烧与发电技术等。我国是燃煤大国，70％以上的能源依靠煤炭，研究、开发并利用洁净煤技术使煤炭作为一种达到最大限度利用和最低污染物排放的能源具有十分重要的意义。洁净煤技术具有以下特点：第一，洁净煤技术以高硫煤为原料，采用多样化工工艺，实现煤炭资源高效和清洁的利用。第二，洁净煤技术涉及多学科、多技术，是一项多层次、多学科、综合性很强的系统工程技术。第三，发展洁净煤技术会促进生产力结构形态由劳动密集型、资源密集型向知识密集型和技术密集型转变；由低效益高能耗型向高效益节能型转变，这就必然促进社会发展模式发生转变。第四，洁净煤技术注重综合效益，通过一系列的现代化工艺手段，实现环境友好和经济的共同发展。我国煤炭开采和利用现状决定了我国洁净煤技术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。
　　3洁净煤技术的分类
　　洁净煤技术包括2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。
　　3.1直接烧煤洁净技术
　　这是在直接烧煤的情况下,需要采用的技术措施:
　　(1)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,还可节约煤炭;水煤浆是选用优质低灰原煤制成,一定程度上可以代替石油。
　　(2)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,由于燃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。
　　(3)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%。
　　3.2煤转化为洁净燃料技术
　　这是在非直接烧煤的情况下，将煤为洁净燃料而加以利用的技术，主要有以下四种：
　　(1)煤炭气化技术。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(空气、氧气和蒸汽)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。中国煤气化技术曾经历了几十年的研究开发,在固定床气化、流化床气化等方面有良好的基础,有的成果已广泛应用于工业生产。
　　(2)煤炭液化技术。煤炭液化是中国能源建设的战略方向之一,科技发展和技术进步对该领域未来产业化发展有重要意义和促进作用,煤炭液化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,我国已有应用。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,我国已开展研究。
　　(3)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,排出高温废气烧锅炉,再用蒸汽轮机发电,整个发电效率可达45%。此项技术我国正在开发研究中,并已小规模试生产。
　　(4)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。发电效率可过50%～60%。我国正在开发研究这种技术。
　　4洁净煤技术发展现状及存在的问题
　　经过几十年的发展，通过引进、消化和自主开发，我国在洁净煤技术的研究开发、示范及推广应用三个方面上均取得了一定进展，对改变能源利用方式和保护环境作出了接触贡献。在洁净煤技术领域同发达国家之间的距离正在缩小。在煤炭洗选、煤炭转化、洁净煤燃烧和污染物资源综合利用等方面具都作出了一些成绩。我国洁净煤技术的研究和利用有较大的成果，但是也存在许多的问题，这些问题严重限制了洁净煤技术的推广运用。
　　1)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2010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。
　　2)缺乏鼓励企业发展洁净煤技术产业的激励政策。国家有关鼓励发展洁净煤技术的政策还不够完善,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、可操作的技术与环境约入、国际合作并举等形式,为洁净煤技术的发展开辟多种渠道。
　　3)企业对发展洁净煤技术的重大战略意义认识不够，自律不足。洁净煤技术相对投资高、回收期长，不少企业尤其是中小企业难以接受。而一些有能力的企业，在高层对洁净煤技术推广和应用却还未形成一种共识，同期，国家相关职能部门和相关研究机构的宣传推广也没有到位，这些一定程度上影响了洁净煤技术的推广发展。
　　4)洁净煤技术的市场还不规范，统一的标准体系有待完善。目前，洁净煤技术涉及到多个方面，多项技术，每种技术都应该有相关的标准体系和市场准入规范，然而，遗憾的是，目前，由于资金和人员的问题，这一部分工作还没有完全开展起来，缺乏统一的标准和规范，同时，国家在立法监督和评价体系建设方面也远未完善，造成洁净煤市场管理紊乱，竞争力不强。
　　5)一些先进技术吸收和自主化未完成。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、PFBC、IGCC、大型气化、煤炭液化等，目前还是处于引进和部分吸收状态，技术的完整吸收和自主化创新设计还未做起来，某些核心技术受制于发达国家。
　　发展洁净煤技术的社会经济效益
　　净煤技术可以实现以本国资源为主，满足未来能源需求，保障能源安全供应。提高煤炭效率，减少粉尘和硫化物的污染。改变终端能源消费结构，将更多的煤炭转化为电力、油和气，相当程度上可以缓和中国石油和天然气的不足。提高我国能源技术水平，逐渐实现发展合理化。发展洁净煤技术有利于调整产业结构，一些污染严重，效率低的工艺、技术和设备将被淘汰，改变传统用煤方式，用洁净煤技术替代现有用煤技术，提高产品质量，提高效能，以较低的成本保障经济发展和运行，实现能源、经济和环境的协调发展，带动相关产业发展，有利于国民经济可持续发展。同时，发展洁净煤技术在有效缓解能源运输紧张状况、减轻我国石油进口压力、控制酸雨面积和降低酸化强度等方面都有重要作用。
　　5结束语
　　中国是世界上最大的煤炭资源消费国家，煤炭资源在国民经济发展中占得比重很大，同时我们也是煤炭燃烧污染和浪费的大国，发展洁净煤技术既能保证中国能源安全供应,提高能源效率，使我国经济保持高度发展,又能解决煤炭生产和消费过程中环境空气污染与生态破坏,实现经济与环境、资源与发展、人与自然和谐的根本保证。所以在中国发展洁净煤技术是很必要的，也是很紧迫的。
　　煤炭在资源上是可靠的能源，在经济上是廉价的能源，在环境上是可以洁净利用的能源。在今后相当长的一段时期内煤炭对我国是不可或缺的，发展洁净煤技术，是我国能源工业发展的紧迫而现实的任务，是当前中国能源发展的必然选择。相信我们在认识自身的同时，做好在政策、组织、标准、人员、资金和技术等几个方面的工作，我国的洁净煤技术推广道路会越走越宽。
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