煤炭清潔利用技術(shù)發(fā)展方向及作用研究

郭濤　李迎春　趙文杰

摘要：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(lái)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(lái)更大挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：煤炭清潔;發(fā)展方向;研究

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

（一）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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(kāi)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(guò)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。

（二）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(lái)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(guò)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(kāi)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(kāi)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(méi)有對(duì)煤炭副產(chǎn)品的價(jià)值進(jìn)行利用。

二、煤炭清潔利用技術(shù)科技需求及未來(lái)發(fā)展模式

（一）大量運(yùn)用煤炭清潔高效燃燒技術(shù)，促進(jìn)煤炭燃燒結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

利用集中供熱、熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，促進(jìn)燃燒結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，使煤的清潔燃燒得到有效發(fā)展。具體而言，當(dāng)煤用于發(fā)電時(shí)，煤的產(chǎn)生和循環(huán)流化床發(fā)電會(huì)大大減少煤的燃燒排放。通過(guò)洗煤發(fā)電提高了經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、低質(zhì)煤的使用，重點(diǎn)利用循環(huán)流化床發(fā)電。

在燃煤工業(yè)鍋爐方面：用中央供暖和天然氣鍋爐代替落后的燃煤工業(yè)鍋爐，在節(jié)能環(huán)保方面有很好的作用。采用經(jīng)濟(jì)較好的先進(jìn)鍋爐技術(shù)，將燃煤能力為10噸/小時(shí)的普通鏈爐代替。效率90%以上，節(jié)能率28%，年節(jié)約成本20萬(wàn)元，同時(shí)減少煙塵和二氧化硫排放。

在民用煤炭分散領(lǐng)域：通過(guò)優(yōu)質(zhì)熱能煤、天然氣、太陽(yáng)能等有效的加熱方式，代替煤炭加熱，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。在天然氣豐富、經(jīng)濟(jì)上健全的地區(qū)，可以用天然氣代替煤取暖。根據(jù)不同地區(qū)的條件采用適當(dāng)?shù)奶娲贰?/p>

（二）促進(jìn)煤炭從單一燃料朝著原料以及燃料并重的方向轉(zhuǎn)變

結(jié)合煤的種類(lèi)和質(zhì)量選擇適宜的轉(zhuǎn)化技術(shù)，加強(qiáng)特種產(chǎn)品和高附加值產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，提高轉(zhuǎn)化煤的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。煤油、天然氣等煤炭深加工是我國(guó)煤炭清潔高效利用的新方向。有效完成相關(guān)升級(jí)示范，提高環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化工藝體系，加強(qiáng)特種高端產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。

（三）大力開(kāi)展煤基多聯(lián)產(chǎn)，促進(jìn)煤炭、新能源等行業(yè)的跨界結(jié)合

煤基多聯(lián)產(chǎn)以煤氣化、煤熱解為主，促進(jìn)電化工等的合作生產(chǎn)，從而獲得高附加值的化工產(chǎn)品和環(huán)保的二次能源。這種開(kāi)發(fā)方法在技術(shù)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境中具有突出的優(yōu)勢(shì)。它與碳捕獲和儲(chǔ)存技術(shù)相結(jié)合，能有效實(shí)現(xiàn)二氧化碳零排放。煤基多代與石化產(chǎn)業(yè)形成互補(bǔ)組合，與生物質(zhì)能、風(fēng)能、太陽(yáng)能相配合，實(shí)現(xiàn)資源共享、交換副產(chǎn)品的效果。

三、創(chuàng)新發(fā)展措施

（一）保護(hù)性開(kāi)發(fā)現(xiàn)有煤炭資源

提高煤礦準(zhǔn)入門(mén)檻。煤炭是不可再生資源，也是子孫后代共同的財(cái)富，必須堅(jiān)持保護(hù)性開(kāi)采、高效化利用，采好、用好現(xiàn)有資源，實(shí)現(xiàn)減總量、增單價(jià)。從安全、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、人員、設(shè)備、工藝、效率和資源回收等方面強(qiáng)化約束，提高準(zhǔn)入門(mén)檻。

（二）深入研究煤炭未來(lái)開(kāi)采的新理論新技術(shù)

開(kāi)展煤炭開(kāi)采及高效利用的新理論研究。組建多行業(yè)、跨專(zhuān)業(yè)的研究團(tuán)隊(duì)，開(kāi)展煤炭開(kāi)采與利用的基礎(chǔ)理論研究，實(shí)現(xiàn)新突破。深入研究深部煤炭開(kāi)采新技術(shù)，研究煤炭地下直接液化、氣化、粉化的可行性和技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)從開(kāi)采到抽采的轉(zhuǎn)變，完成煤炭生產(chǎn)新業(yè)態(tài)。

把握數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化融合發(fā)展契機(jī)，推進(jìn)智能化在煤礦設(shè)計(jì)、建設(shè)、開(kāi)采、銷(xiāo)售、加工利用等全過(guò)程深度融合，實(shí)現(xiàn)開(kāi)礦不見(jiàn)礦、采煤不見(jiàn)煤的智能綠色環(huán)保開(kāi)采新模式。

四、結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)是世界第一產(chǎn)煤國(guó)和消費(fèi)國(guó)，也應(yīng)該成為煤炭開(kāi)采與應(yīng)用技術(shù)的領(lǐng)先國(guó)。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)。

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