我国洁净煤技术的发展
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【摘要】由于落后的燃煤技术、理念和设备，导致我国煤炭资源的利用率低，环境污染严重。为实现经济与环境的可持续发展，我国在煤炭开发、加工、燃烧、利用等方面进行了一系列研究和推广，使洁净煤技术迅速发展，推动着洁净煤技术的工业化和产业化。
【关键词】煤技术 使用现状 发展
一、我国煤炭开发和使用现状
18世纪以来，煤炭资源逐渐成为人类社会最经常使用的能源，在世界能源结构中居于不可动摇的地位，被誉为黑色的金子、工业的粮食。
煤炭作为我国重要的化石能源，为经济的蓬勃发展作出贡献的同时，由于落后的燃煤技术、观念和装备，使煤炭资源的利用率普较低，加上不合理的开采利用导致污染严重，从而使环境与经济之间的矛盾日益突出，成为制约地区经济发展的桎梏之一。
二、我国洁净煤技术的发展
为了从根源上改变日益加深的生态恶化，提高煤炭的能源效率，实现经济和生态的协调发展，我国在煤炭开发、加工、燃烧、利用的技术及装备等方面进行了一系列研究和推广，使以煤炭洁净加工和利用为重点的的洁净煤技术迅猛发展，不断推进着洁净煤技术的工业化和产业化。
洁净煤技术源于20世纪80年代的美国，是指在煤炭开发利用的全过程中，旨在减少污染物排放和提高利用率的煤炭开采、加工、燃烧、转化、利用和污染控制等综合技术的总称。洁净煤技术主要包括洁净开采技术、燃前净化加工与转化技术、燃中处理及集成技术、燃后净化处理技术。我国的洁净煤技术主要包括四个技术领域、19项技术：煤炭加工领域：指煤炭利用前阶段，包括选煤、型煤、配煤、水煤浆技术；煤炭高效燃烧及先进发电领域：循环流化床、增压流化床联合循环发电、煤气化联合循环发电、低NOx燃烧、常规超临界与超超临界发电技术、中小型工业锅炉改造；煤炭转化领域：煤炭气化、煤炭液化、多联产、燃料电池；污染控制与资源化再利用领域：烟气净化（脱除SO2、NOx）、烟气净化（控制烟尘和颗粒物）、电厂粉煤灰综合利用、煤层气、矿区生态环境技术。
三、我国洁净煤技术的现状
（一）燃烧前的净化加工技术
（1）选煤。煤炭洗选是利用煤和杂质、矸石的密度、硬度等性质差异，通过机械筛分、人工拣矸、物理化学选煤、微生物选煤等方法，使煤和杂质有效分离，加工成质量均匀的煤炭产品。
目前我国的大型浮选床技术、离心力复合立场选煤技术、微细介质重介质旋流器等均可有效地降低硫分和灰分的含量，优化产品结构，提高产品的综合竞争力。
（2）型煤。型煤加工是指一种或数种散煤或低品位煤与一定比例的石灰固硫剂、黏结剂、助燃剂、节能减排增效剂等通过加压等过程加工成为具有一定形状、尺寸和强度的煤制品。
型煤按照用途主要分为民用型煤和工业型煤，民用型煤主要以黄土为黏结剂，加工工艺比较简单，热量稳定性较强。工业型煤是原煤通过添加煤焦油沥青作为黏结剂，石灰作为固硫剂来减少热量的流失。
（3）配煤。配煤是将不同品质的煤经过筛选、破碎、按比例配合等过程，改变煤的岩相组成、物理特性、燃烧性能，从而达到优化产品结构、提高燃烧率、降低污染物排放的目的。动力配煤目前已经成为适合中国国情的洁净煤技术，有效地调整煤炭中硫分、灰分、含氮量、氯、氟等有害元素的含量，减少污染物排放。
（4）水煤浆。由于水煤浆含硫量和灰分较低，燃烧效率相对较高，加上NOx、SO2、烟尘等的排放量低，逐渐成为一种洁净的煤基燃料和新型煤代油燃料。我国在水煤浆工艺技术方面处于国际先进水平，先后完成了动力锅炉、电厂锅炉、轧钢加热炉、热处理炉、干燥窑等水煤浆工程试验，工业成套应用技术也得到推广。
（二）煤炭高效洁净燃烧技术
（1）循环流化床燃烧技术。目前，国外的循环流化床锅炉技术正逐渐朝大型化方向发展，我国也已经具备设计制造75t/h循环流化床锅炉的能力，并在循环流化床基础研究方面取得突出成就，完成了专用设计软件。
（2）燃煤联合循环发电。联合循环发电技术包括煤气化联合循环发电、常压流化床燃煤联合循环发电及增压流化床燃煤联合循环发电等。我国在煤气化循环发电关键技术方面，特别是IGCC工艺、煤气净化、余热系统方面都做了深入研究，加强了技术宣传和技术转化。
（三）煤炭转化为洁净燃料技术
（1）煤的气化技术。煤炭气化是指在常压或者加压下，通过空气、蒸汽和氧气等气化剂与煤炭发生反应，从而生成热值低或热值高的煤气，在煤炭气化过程中，可以有效地脱除硫分、氮、灰分等，形成洁净的气体燃料。目前完全气化技术已经日益完备，并广泛应用于农用化肥和城市民用煤气等领域。
（2）煤炭液化技术。煤炭液化是在一定条件下，将固体煤炭转化为洁净的液体燃料。目前煤炭的液化技术主要有直接液化和间接液化两种方式，直接液化是直接将煤炭转化为液体洁净燃料或原料，而间接液化是指先将煤炭气化，然后再将煤气液化。我国在煤炭间接液化方面已经完成MFT合成汽油新工艺的工业试验。
（3）燃料电池。燃料电池是目前最引人瞩目的能源装置之一，不仅可以有效控制温室效应、保护生态环境，同时可以解决严峻的能源枯竭问题，成为21世纪的理想技术，它的推广会促进经济的发展，特别是汽车产业和公共汽车领域。
（四）污染物排放控制与废弃物处理
（1）烟道气净化。烟道气净化是利用烟气中飞灰颗粒与烟气密度及电性质的差异，使用水膜除尘器、袋式除尘器、电除尘器等去除飞灰颗粒、脱硫脱氮。目前烟道气净化技术方面处于起步阶段，许多中小型锅炉没有安装除尘器，因此，研制适合我国中小锅炉使用的除尘器是提升烟道气净化技术的关键。
（2）粉煤灰综合利用。粉煤灰作为燃煤电厂排出的工业废渣，是一种放错地方的资源。如果不加以处理，就极易产生灰尘烟尘，污染环境，产生温室效应，甚至会污染水系统，导致河流淤塞。
我国的粉煤灰综合利用技术比较成熟，不仅被用作水泥、混凝土的掺合料，还可以制造烧结砖、蒸压加气混凝土、空心砌砖，也可制作出微生物复合肥改良土质。
（3）煤层气的开发利用。煤层气主要是煤层中生成的甲烷，燃烧后几乎没有污染物，是新型的替代能源。
虽然我国在煤层气抽采利用方面取得一些成绩，但在煤层气开采技术、装备方面还需要增加科研投入，创新技术，研制出适合本国地质条件的排水采气技术、储层模拟技术等，建立系统科学的煤层储气机理研究、开采增产机理、煤层气成藏理论，完善本国煤层气抽采标准，加快煤层气产业的快速发展。