煤炭清潔利用技術(shù)發(fā)展方向及作用研究

郁振洋

（兗礦集團(tuán)鄒城華建設(shè)計(jì)研究院有限公司，山東 鄒城 233500）

煤炭作為一種重要的能源，其資源利用價(jià)值非常高，目前，煤炭在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中依然占有著非常重要的作用。在我國(guó)煤炭資源質(zhì)量分布中，絕大多數(shù)煤炭為質(zhì)量較低，優(yōu)質(zhì)煤儲(chǔ)藏量依然很少。通常對(duì)煤炭采取傳統(tǒng)燃燒的方式將會(huì)對(duì)環(huán)境造成非常嚴(yán)重的污染，也會(huì)對(duì)煤炭資源造成非常大的浪費(fèi)，這些都與可持續(xù)發(fā)展相違背。在當(dāng)前國(guó)家大力整治污染，加大節(jié)能減排力度的大背景下，對(duì)煤炭進(jìn)行高效利用也將對(duì)我國(guó)未來能源發(fā)展產(chǎn)生非常重要作用，同時(shí)也將會(huì)對(duì)我國(guó)能源發(fā)展帶來更大挑戰(zhàn)。

1 煤炭技術(shù)和煤炭清潔利用技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

以下將分別對(duì)當(dāng)前煤炭技術(shù)和煤炭清潔利用技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行探討。

1.1 煤炭技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

對(duì)于煤炭潔凈燃燒技術(shù)主要是循化流化床鍋爐燃燒和煤氣化循環(huán)發(fā)電，清潔節(jié)能燃燒技術(shù)具有燃燒效率高，較高脫硫率，適應(yīng)性廣，排放低等特點(diǎn)，煤氣化循環(huán)發(fā)電主要利用煤炭在氣化過程中所產(chǎn)生的燃料氣帶動(dòng)汽輪機(jī)，燃?xì)夂驼羝?lián)合發(fā)電，從而起到循環(huán)發(fā)電目的。通過對(duì)其技術(shù)的不斷深入研究，可以將發(fā)電效率提高到45%左右。煤炭氣化技術(shù)是目前煤炭發(fā)展研究主要方向，將煤炭放到指定設(shè)備中，通過對(duì)壓力和溫度的調(diào)節(jié)，煤炭與氣化劑產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，將煤炭從固態(tài)形式轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w的過程；煤質(zhì)天然氣是對(duì)煤炭進(jìn)行炭化處理后所產(chǎn)生的合成氣進(jìn)行凈化；地下氣化是在對(duì)煤炭不進(jìn)行開采的基礎(chǔ)下，對(duì)地下煤炭進(jìn)行安全可控性的燃燒，然后再將燃燒過程中所產(chǎn)生的煤氣向地面輸出，我國(guó)對(duì)這種新型能源收集方式研究較早，并且已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展。

1.2 煤炭清潔利用發(fā)展現(xiàn)狀

煤炭在發(fā)達(dá)國(guó)家首先提出了清潔利用，在近些年來我國(guó)也在逐步加大對(duì)煤炭清潔利用的研究。根據(jù)我國(guó)煤炭發(fā)展所特有的規(guī)律，煤炭清潔利用技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家不同，研發(fā)人員經(jīng)過持續(xù)研究發(fā)展，我國(guó)清潔利用技術(shù)有了長(zhǎng)足進(jìn)步，其中包括原煤洗選率都在逐年增加，對(duì)原煤深加工比例在逐漸增加，深加工范圍也在逐漸擴(kuò)大，對(duì)煤炭進(jìn)行直接燃燒的比例每年都在逐漸下降。隨著煤炭消費(fèi)中工業(yè)用煤的占比不斷提高，水煤漿技術(shù)也有了較快發(fā)展，而且，目前煤炭氣化技術(shù)也已經(jīng)相對(duì)成熟，煤氣也在很多方面已經(jīng)開始取代天然氣。目前，雖然煤炭清潔利用技術(shù)取得了迅速的發(fā)展，但是有很多困難需要解決，其中包括，雖然對(duì)于燃煤發(fā)電技術(shù)已經(jīng)有了長(zhǎng)足進(jìn)步，但是大部分燃煤發(fā)電企業(yè)依然使用傳統(tǒng)技術(shù)；我國(guó)燃煤使用分散情況比較嚴(yán)重，因此煤炭燃燒污染嚴(yán)重，效率低且難以監(jiān)管；煤炭深加工技術(shù)還不夠成熟，因此對(duì)環(huán)境污染、資源浪費(fèi)相對(duì)比較嚴(yán)重，技術(shù)需要進(jìn)一步提高；對(duì)煤炭開發(fā)利用方式方法還相對(duì)滯后，煤炭資源利用率相對(duì)較低，沒有對(duì)煤炭副產(chǎn)品的價(jià)值進(jìn)行利用。

2 煤炭清潔利用技術(shù)發(fā)展方向

2.1 加大煤炭深加工技術(shù)發(fā)展

對(duì)于煤炭種類的不同選取相對(duì)應(yīng)加工轉(zhuǎn)化技術(shù)，可以使煤炭在轉(zhuǎn)化過程中資源消耗有效降低，提高經(jīng)濟(jì)效益和低碳環(huán)保水平，同時(shí)也有利于開發(fā)其它附加產(chǎn)品。因此，煤炭企業(yè)應(yīng)加大煤炭深加工技術(shù)發(fā)展力度，包括煤質(zhì)天然氣、煤質(zhì)油、煤質(zhì)烯烴等相關(guān)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。煤炭行業(yè)相關(guān)企業(yè)應(yīng)對(duì)本單位機(jī)械設(shè)備、工藝水平、環(huán)保水平進(jìn)行更新升級(jí)。相關(guān)企業(yè)也需要按照我國(guó)煤炭能源分布情況，結(jié)合本地區(qū)實(shí)際水利資源、生態(tài)資源等情況，加大對(duì)煤炭附加產(chǎn)品的發(fā)展，使低變質(zhì)煤得到充分利用，對(duì)煤炭進(jìn)行分質(zhì)分級(jí)的利用。另外，企業(yè)也應(yīng)該對(duì)劣質(zhì)煤加強(qiáng)分級(jí)利用，對(duì)熱解工藝進(jìn)行深入優(yōu)化調(diào)整，完善性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。提高煤炭利用價(jià)值，例如通過對(duì)煤炭進(jìn)行焦化，可以生產(chǎn)化工焦、煤焦油、焦?fàn)t煤氣等深加工產(chǎn)品。所以，相關(guān)企業(yè)應(yīng)該發(fā)展煤炭產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈，提升煤炭深加工技術(shù)發(fā)展速度，提高煤炭附加產(chǎn)品的利用率。

2.2 對(duì)煤炭燃燒結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化

對(duì)于實(shí)現(xiàn)煤炭燃燒結(jié)構(gòu)優(yōu)化，可以采取進(jìn)行集中供熱的方式和低排放高效率的煤炭燃燒技術(shù)，促進(jìn)煤炭燃燒高效清潔化發(fā)展。主要包括煤炭在工業(yè)鍋爐方面，采用集中進(jìn)行供熱的方式，將落后的燃煤鍋爐升級(jí)更新為較為先進(jìn)的鍋爐，并使用優(yōu)質(zhì)煤種，確保實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的目的；在煤炭發(fā)電方面，采用粉煤發(fā)電技術(shù)降低排放，采用這種方法可以降低60%多發(fā)電成本；在居民個(gè)人用煤方面，可以將傳統(tǒng)燃煤爐具更改為更為先進(jìn)爐具，并且還要使用優(yōu)質(zhì)煤進(jìn)行燃燒，從而減少冬季燃煤取暖所用煤炭。另外，可以使用相關(guān)新能源來取代傳統(tǒng)能源，例如地?zé)帷⑻烊粴獾?。?duì)燃煤結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化主要是高效利用煤炭資源，減少對(duì)污染物進(jìn)行排放。

2.3 促使煤炭和新能源、油氣等能源行業(yè)相互協(xié)作

煤炭屬于傳統(tǒng)能源，對(duì)很多行業(yè)正常運(yùn)行有著非常重要的作用。在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的大背景下，社會(huì)生產(chǎn)中有各種新能源不斷出現(xiàn)，應(yīng)逐步加強(qiáng)其它行業(yè)和煤炭行業(yè)共同協(xié)作，真正實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用、多次多級(jí)利用。也可以進(jìn)行煤炭熱解和煤炭氣化為基本，將化工、電力、燃料、供熱等多行業(yè)、多部門進(jìn)行聯(lián)產(chǎn)，這項(xiàng)技術(shù)稱為煤基多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)資源方面具有很多優(yōu)勢(shì)，最終達(dá)到降低污染物排放，達(dá)到煤炭清潔利用。

3 煤炭清潔利用技術(shù)的作用研究

煤炭經(jīng)過開采收集、洗選加工、轉(zhuǎn)化、燃燒、污染物排放等過程中，可以采用煤炭清潔利用技術(shù)進(jìn)行完善改進(jìn)，這些技術(shù)手段的充分利用可以使煤炭經(jīng)濟(jì)效益、產(chǎn)量、輸送、價(jià)格、成本等因素產(chǎn)生很大影響。

3.1 煤炭清潔化利用技術(shù)對(duì)煤炭需求影響

采用煤炭清潔利用技術(shù)能夠極大減少市場(chǎng)對(duì)煤炭需求，并且對(duì)生態(tài)環(huán)境有著非常重要作用，所以煤炭清潔化利用技術(shù)將對(duì)煤炭行業(yè)有著積極影響?？梢圆扇⊙骰踩紵夹g(shù)、煤層氣技術(shù)、循環(huán)發(fā)電技術(shù)等來減少煤炭需求和提高煤炭使用效率。隨著煤炭清潔化利用技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步，可以使我國(guó)資源消費(fèi)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大程度正面影響，促使我國(guó)能源結(jié)構(gòu)逐步進(jìn)行改變，進(jìn)而對(duì)煤炭需求量逐年減少，最終使燃燒煤炭所排放的污染物有效降低。

3.2 煤炭清潔化利用技術(shù)對(duì)煤炭供應(yīng)影響

我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量非常豐富，但是優(yōu)質(zhì)煤資源在煤炭總資源占比較小?？梢詮拿禾肯催x方面對(duì)其進(jìn)行清潔利用，在最近幾年來，我國(guó)原煤洗選率在逐步上升，從加工初期階段，增加煤炭質(zhì)量和使用效率，并且也可以獲得煤炭清潔利用相關(guān)附加產(chǎn)品。另外，對(duì)煤炭進(jìn)行氣化能夠有效提高煤炭利用效率，同時(shí)減少污染物排放，降低運(yùn)輸費(fèi)用。通過煤炭清潔利用技術(shù)可以增加煤炭附加值，方便煤炭運(yùn)輸。

3.3 煤炭清潔化利用技術(shù)的具體應(yīng)用

通過使用煤炭清潔化利用技術(shù)，人們研發(fā)了高效環(huán)保潔凈煤。潔凈煤的研發(fā)主要是利用兗礦現(xiàn)有煤炭資源，采用復(fù)合化學(xué)添加劑實(shí)現(xiàn)固硫，結(jié)合新型環(huán)保爐具，達(dá)到脫硫脫硝降塵的目的，實(shí)現(xiàn)煙煤無煙化潔凈燃燒。潔凈煤屬清潔能源，可大大降低大氣污染。煤炭清潔化利用技術(shù)在環(huán)保型煤炭方面也具有較好的利用效果，如蘭炭。蘭炭的污染物含量?jī)H為原煤的20%，尤其是硫元素，只有原煤的10%，是一種十分適合的民用清潔燃料，能夠用來代替當(dāng)前普遍使用的民用無煙煤。熱效率相較于傳統(tǒng)鏈條鍋爐的1/5，而污染物排放只有其1/3左右。

4 結(jié)語

煤炭是我國(guó)一項(xiàng)重要的資源，是維護(hù)經(jīng)濟(jì)持續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行發(fā)展，支撐其它產(chǎn)業(yè)、行業(yè)進(jìn)步的重要資源之一，是我國(guó)資源結(jié)構(gòu)中極其重要的一個(gè)組成部分，但同時(shí)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。因此，加大力度提高煤炭利用效率，減少對(duì)污染物的排放，進(jìn)一步提高煤炭清潔技術(shù)水平，及時(shí)對(duì)高污染、高耗能生產(chǎn)工藝、設(shè)備進(jìn)行更新，引進(jìn)先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)設(shè)備，加強(qiáng)對(duì)煤炭清潔利用技術(shù)的推廣，建立起高效、持續(xù)、清潔、環(huán)保的煤炭行業(yè)體系，確保我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)高速增長(zhǎng)。