煤炭清潔生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)狀與開發(fā)應(yīng)用

高淑云

摘 要：煤炭是我國的重要礦產(chǎn)資源，隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，能源問題也越來越嚴(yán)峻。這使得煤清潔高效利用技術(shù)的重要性日趨突顯。據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)在石化能源之中，超過90%都是煤炭能源，它是工業(yè)發(fā)展以及社會發(fā)展的關(guān)鍵所在。該文主要探討煤炭清潔高效利用技術(shù)的現(xiàn)狀與促進發(fā)展問題。

關(guān)鍵詞：清潔高效 燃煤發(fā)電 煤炭液化

中圖分類號：F426 文獻標(biāo)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(jīng)濟發(fā)展速度的加快，每年需要更多的電能以供給發(fā)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(fā)展清潔高效的煤使用技術(shù)對于社會的可持續(xù)性發(fā)展有著重要的作用和意義。與此同時，煤炭行業(yè)也需要做好相應(yīng)的轉(zhuǎn)變和革新，做到與時俱進。煤炭行業(yè)與整個社會的發(fā)展和進步密切相關(guān)，所以在這個大背景之下，必須加強對煤炭資源的認識和關(guān)注，以構(gòu)建資源節(jié)約型、生態(tài)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(guān)的技術(shù)和工藝，為社會的健康發(fā)展做出有效的貢獻。

2 我國煤炭清潔開發(fā)利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

2.1 煤炭安全綠色開采

現(xiàn)階段我國的煤炭開發(fā)技術(shù)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(zhì)環(huán)境、開采技術(shù)以及實際災(zāi)害情況、市場供給等都會對安全綠色開采方式產(chǎn)生巨大的影響。近年來，安全綠色開采技術(shù)在晉陜蒙寧甘地區(qū)發(fā)展迅速，開采技術(shù)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(qū)；但是目前，處于全國領(lǐng)軍位置的是華東地區(qū)的瓦斯抽采、充填開采、礦井水處理等幾個方面；而中南地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)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(qū)則選擇已經(jīng)成熟了的開采技術(shù)。

2.2 煤炭提質(zhì)加工

現(xiàn)階段國內(nèi)的選煤廠正在向大型化和模塊化轉(zhuǎn)變，選煤廠規(guī)模在千萬噸級別的都有20多家，其中規(guī)模最大的可以達到35 Mt/a。但是國內(nèi)的工業(yè)水平整體還是低于國際上的先進水平，很多大型的選煤設(shè)備的生產(chǎn)技術(shù)及制造工藝還有待提高，有部分重要的設(shè)備還是以進口為主。每年國內(nèi)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(huán)境的污染等指標(biāo)方面均有很大的優(yōu)勢，但是現(xiàn)階段并沒有一套完善的與型煤質(zhì)量相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，所以型煤的質(zhì)量常出現(xiàn)問題。當(dāng)下水煤漿的推廣和應(yīng)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(nèi)的煤炭分級提質(zhì)技術(shù)仍處于發(fā)展階段，在煤焦油和煤氣提取等方面的技術(shù)已經(jīng)得到了深入的研究和發(fā)展，并取得了非常好的成效，被社會各界所關(guān)注會重視。

2.3 煤炭清潔燃燒

現(xiàn)階段國內(nèi)的煤炭有近80%都是用于燃燒利用的。我國的超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟并有效應(yīng)用到了電力生產(chǎn)之中。國內(nèi)的燃煤工業(yè)鍋爐行業(yè)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(xiàn)階段新開發(fā)的高效煤粉工業(yè)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(guān)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，正在被大力推廣和使用。

2.4 煤炭深加工轉(zhuǎn)化

煤炭清潔利用在未來發(fā)展的重點在于煤制燃料和煤制化工品的研究和發(fā)展。我國的煤氣化和煤炭液化技術(shù)已經(jīng)位于世界先進水平，并且已經(jīng)大規(guī)模投入到了生產(chǎn)實踐之中，研發(fā)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(shù)將煤炭轉(zhuǎn)換成天然氣、醇類物質(zhì)以及烯烴等物質(zhì)，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(jīng)過一系列的發(fā)展和研究，燃煤污染物控制技術(shù)已經(jīng)得到了很大的進步，從過去只能處理少數(shù)幾種污染物，到現(xiàn)在已經(jīng)有效脫除多種污染物。大部分區(qū)域都普及了煙氣脫硫裝置、低MOx燃燒系統(tǒng)等裝置及技術(shù)，并且某些技術(shù)在國際上還處于領(lǐng)先地位。現(xiàn)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(xiàn)今環(huán)保除塵技術(shù)發(fā)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(fā)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(guān)的技術(shù)還不夠成熟，不能有效應(yīng)用在大型燃煤機組上。與此同時，在其它工業(yè)鍋爐改造中也可以利用燃煤電廠的脫硫脫硝和除塵技術(shù)，然而最關(guān)鍵的一個問題就是對于小規(guī)模裝置的經(jīng)濟性問題。

2.6 CO2減排技術(shù)（CCS或CCUS）

國內(nèi)碳捕集和封存技術(shù)（CCS或CCUS）研究重點在于對關(guān)鍵性技術(shù)的攻克以及建立中試示范性項目。國內(nèi)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(jù)了12個，超過了1/5。但是碳捕集和碳封存技術(shù)還有很多技術(shù)難點需要攻克和完善。整個碳捕集和封存成本中，前者占據(jù)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(shù)應(yīng)用中與管道運輸、滲漏等相關(guān)技術(shù)研究和關(guān)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(chuàng)新，實現(xiàn)煤炭利用方式的多樣化

現(xiàn)階段煤炭轉(zhuǎn)化為新型清潔能源已成為煤炭清潔利用的主要形式和發(fā)展趨勢，其主要轉(zhuǎn)化為液態(tài)、電力、氣態(tài)等形式的能源，在這一過程中需要大量的新型科學(xué)技術(shù)作為支撐。目前，我國在煤炭清潔生產(chǎn)領(lǐng)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(chǎn)利用中必須要加大新技術(shù)的研發(fā)。

3.2 大力推廣煤炭高效潔凈燃燒新技術(shù)

煤炭不同的燃燒方式生產(chǎn)造成的排放物種類和產(chǎn)量都不同，目前使用的低氮氧化物燃燒技術(shù)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(shù)被稱作循環(huán)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(zhì)和分質(zhì)工藝

對煤炭進行分質(zhì)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(huán)境污染，促進針對不同品質(zhì)煤炭燃煤設(shè)備的研究開發(fā)，并盡快投入使用。提高煤炭質(zhì)量，降低煤炭的含灰量和含硫量，嚴(yán)格限制低品質(zhì)煤的生產(chǎn)和利用，優(yōu)先將高品質(zhì)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(jié)構(gòu)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(shè)施建設(shè)，做好有害污染物排放的監(jiān)督和監(jiān)測工作，將主要污染物的排放控制在合理范圍內(nèi)。

4 結(jié)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(chǎn)使用技術(shù)進行開發(fā)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(jīng)濟的發(fā)展具有重要意義，同樣對世界生態(tài)環(huán)境、人類的可持續(xù)發(fā)展都是功不可沒的。

參考文獻

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