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王伟光
  男,汉族,1950年2月出生,山东海阳人。1967年11月参加工作,1972年11月加入中国共产党,博士研究生学... 详情>>
李 扬
  1951年9月出生,籍贯安徽,1981年、1984年、1989年分别于安徽大学、复旦大学、中国人民大学获经济学学... 详情>>
李培林
  男,山东济南人。博士,研究员,中国社会科学院副院长,中国社会学会副会长,中国社会科学院社会学研究所副所长。《社会... 详情>>

    中国洁净煤技术发展现状与展望

    作者:乌若思 出版时间:2013年09月
    摘要:本文介绍了洁净煤技术使用的现状和展望。洁净煤技术包括:原煤预处理技术,其中有洗选、型煤、动力配煤、褐煤提质技术;洁净煤发电技术,其中有超(超)临界发电、燃煤机组高效污染物脱除、循环流化床锅炉发电、整体煤气化联合循环发电技术;现代煤化工技术,其中有煤制油、煤制烯烃、煤制天然气技术;以及常规工业用煤技术和目前尚属前沿的CCS和CCUS技术。
    Abstract:The article gives a brief introduction to the current development and expectation on China's clean coal technology. It includes raw coal pre- processing technology,such as featuring coal washing and dressing,briquette,power coal blending,and brown coal upgrading technology; clean coal power generation,such as featuring super (ultra-super) -critical power generation,pollutants removal in coal fired power units,circulating fluidized bed (CFB) boiler power generation,and integrated gasification combined cycle (IGCC) technology; advanced coal chemical technology,such as featuring coal-to-liquids (CTL),coal to olefins,and coal to natural gas. It also includes conventional industrial coal technology and current advanced technology,such as CCS and CCUS.

    随着中国工业化、城镇化进程日益加快,能源需求总量高速增长。中国煤炭的基础储量占化石能源的96%以上。2012年,中国一次能源消费总量36.2亿吨标准煤,其中煤炭约占70%,成为世界一次能源最大消费国,更是最大的煤炭消费国。未来几十年,煤炭在中国能源生产和消费结构中的主体地位不会发生根本性改变。煤炭在为中国国民经济作出巨大贡献的同时,也排放出大量的SO2、NOX和烟尘等大气污染物,造成酸雨、悬浮颗粒物、温室气体等环境危害。因此,中国一直大力发展洁净煤相关技术,最大限度降低煤炭使用对生态环境的影响。本文对中国洁净煤技术的发展和应用情况进行了全面综述,并对其发展趋势和前景进行了展望。

    一 原煤预处理技术

    为了提高煤炭的质量,必须从原煤抓起,按不同煤种的性质和不同使用目的,对原煤进行洗选、加工、提质等预处理,提高煤炭的综合利用效率,减少污染物排放。

    (一)煤炭洗选技术

    煤炭洗选是指根据原煤、矿物杂质和煤矸石的物理化学性质差别,采用人工拣矸、机械筛分、物理选煤、化学选煤等方法,清除原煤中的有害杂质,排除矸石,降低灰分、硫分、水分,减少使用过程中的污染物排放。

    目前,中国煤炭洗选加工在技术上已经较为成熟,原煤入洗比例约为50.9%,但距离发达国家的先进水平还有较大差距,未来应以推进煤炭的全面洗选和提高洗选标准为发展重点,力争将原煤入洗比例提高至90%以上,将原煤中的杂质和污染物降至最低限度。

    (二)型煤技术

    型煤是指将一种或数种煤,或者掺混低热值燃料或废弃物等,与一定比例的黏结剂、添加剂等加工成一定形状尺寸、有一定理化性能的块状燃料或原料。

    中国民用型煤技术处于国际领先水平,民用型煤普及率为70%左右。在工业型煤方面推广较慢。发展工业型煤技术,一方面应向规模化、实现清洁高效燃烧方向发展;另一方面,应继续开发新的黏结剂及大型高压成型设备,供气化、炼焦等行业使用。

    (三)动力配煤技术

    通过配煤可将两种以上不同种类、不同性质的煤,按一定比例掺配加工成混煤,改变其化学组成、岩相构成、物理性能和燃烧性能,达到优化产品结构、煤质互补、适应设备对煤质需求、提高燃烧效率、减少污染物排放、降低煤炭运输成本等目的。

    中国自20世纪80年代起,在坑口、港口和部分大城市及电厂率先采用动力配煤技术,取得了一定效果,但与国外相比还存在一定差距,有待通过政策、资金、科研等支持,逐渐扩大规模,实现“因地制宜”“因煤制宜”。

    (四)褐煤提质技术

    褐煤提质是指通过加工改变褐煤的成分和结构,降低水分、提高发热量,生成具有类似烟煤性质的提质煤,减小自燃倾向,便于运输和储存,提高能量转换效率,扩大使用范围。

    国内外褐煤提质技术分脱水提质、成型提质、热解提质三类。目前,中国褐煤提质技术的应用刚刚起步,商业规模的褐煤提质项目有十余个,但大都处于探索示范阶段。

    二 洁净煤发电技术

    作为中国煤炭消费的第一大户,发电行业用煤占煤炭消费总量的50%左右。2012年年底,中国发电装机已达11.44亿千瓦,燃煤发电占比仍保持在70%左右。因此,洁净煤发电技术的发展对中国至关重要。

    (一)超(超)临界发电技术

    近年来,超(超)临界燃煤发电技术在中国得到了长足发展,中国已经成为世界上投运超(超)临界发电机组最多的国家,大大节约了电煤消耗总量,减少了污染物排放。截至2012年7月,中国五大发电集团已拥有超临界发电机组155台、超超临界发电机组65台,总装机容量1.42亿千瓦,占各自火电装机的30%以上。

    超(超)临界发电技术还在向着进一步提高蒸汽参数、降低能耗和减少污染物排放的方向发展。中国将在“十二五”期间重点围绕700℃先进超超临界机组进行关键技术攻关和系统集成示范。

    (二)燃煤机组高效污染物脱除技术

    目前,在常规燃煤发电机组中普遍采用的污染物控制技术包括湿法脱硫(FGD)、选择性催化还原脱硝(SCR)、静电和布袋除尘技术,可以脱除烟气中95%的SO2、90%的NOX和99%的烟尘。此外,还可以通过吸附、沉淀、氧化等方法,实现烟气脱汞。

    随着国家政策和法规引导,常规火电厂污染物控制技术在中国得到了广泛应用。目前,国内全部30万千瓦及以上等级燃煤发电机组均安装了效率较高的除尘装置,单位发电量烟尘排放量从2005年的1.33克