洁净煤技术前世今生
洁净煤技术
浅谈洁净煤技术1.洁净煤技术的背景1.1煤炭利用过程的危害煤炭是世界重要能源,我国更是世界最大的煤炭生产国和消费国,而发电用煤占原煤的很大比列。
我国煤炭消费的一个主要特点是大量原煤直接燃烧,大约占原煤总量的62%。
由于大量煤炭直接燃烧,燃煤质量差,且燃烧效率低,对环境也造成了破坏。
煤炭燃烧后会产生二氧化硫、一氧化碳、烟尘、放射性飘尘、氮氧化物、二氧化碳等。
这些产物会造成很大的危害:二氧化硫、二氧化氮会形成酸雨,严重影响地球生态环境和人类社会;燃烧后排放的二氧化碳会造成全球气候变暖和温室效应,威胁着全球生态系统及人类生存;烟尘会以颗粒物形式漂浮在大气中,危害生物健康及气候;人类长期吸入氮氧化物会影响呼吸系统造成疾病,同时氮氧化物达到一定浓度后也会和其他物质反应形成光化学烟雾,损害生态系统。
1.2针对煤炭利用造成污染的一些措施有关专家提出开发清洁和可再生能源,改善电力工业结构,降低煤炭消费量。
清洁和可再生能源主要包括核能、水能、风能、天然气等。
目前我国清洁能源发电的比例也在逐年提高,生态环境得到了改善。
虽然其他能源消费比例有所提高,但煤炭仍是我国主要的消费能源,针对这一情况,提高煤炭使用效率提高使用技术就变得尤为重要。
近些年,我国正逐步进行工业锅炉大型化,减小煤耗提高效率,以热电联产、集中供热取代分散小锅炉。
再有就是实施城市煤气化以提高煤炭整体利用效率。
1.3洁净煤技术的提出及意义洁净煤技术一词源于美国。
洁净煤技术贯穿于开发即利用整个过程,是减少污染提高利用效率的加工、燃烧、转化及污染控制等高新技术的总称。
洁净煤技术主要分为煤炭燃烧前处理、燃烧中处理、燃烧后处理和转化技术。
而且各个部分越往后越难,成本及投资也越来越多。
各国在分阶段进行各环节净化技术同时,也分阶段进行技术经济优化。
我国煤炭大部分用于直接燃烧,造成各种问题,可再生能源发展缓慢。
我国可再生能源利用量明显低于发达国家平均水平,可再生能源与新能源发展滞后。
洁净煤技术——直接液化技术
洁净煤技术——直接液化技术一、德国IGOR工艺1981年, 德国鲁尔煤矿公司和费巴石油公司对最早开发的煤加氢裂解为液体燃料的柏吉斯法进行了改进, 建成日处理煤200吨的半工业试验装置, 操作压力由原来的70兆帕降至30兆帕, 反应温度450~480摄氏度;固液分离改过滤、离心为真空闪蒸方法, 将难以加氢的沥青烯留在残渣中气化制氢, 轻油和中油产率可达50%。
原理图:IGOR直接液化法工艺流程工艺流程: 煤与循环溶剂、催化剂、氢气依次进入煤浆预热器和煤浆反应器, 反应后的物料进入高温分流器, 由高温分流器下部减压阀排出的重质物料经减压闪蒸, 分出残渣和闪蒸油, 闪蒸油又通过高压泵打入系统, 与高温分离器分出的气体及清油一起进入第一固定床反应器, 在此进一步加氢后进入分离器。
中温分离器分出的重质油作为循环溶剂, 气体和轻质油气进入第二固定床反应器再次加氢, 通过低温分离器分离出提质后的轻质油品, 气体经循环氢压机压缩后循环使用。
为了使循环气体中的氢气浓度保持在所需的水平, 要补充一定数量的新鲜氢气。
液化油经两步催化加氢,已完成提质加工过程。
油中的氮和硫含量可降低到10-5数量级。
此产品经直接蒸馏可得到直馏汽油和柴油,再经重整就可获得高辛烷值汽油。
柴油只需加少量添加剂即可得到合格产品。
与其他煤的直接液化工艺相比,IGOR工艺的煤处理能力最大,煤液化反应器的空速为0.36~0.50 t /( m3·h)。
在反应器相同的条件下,IGOR工艺的生产能力可比其他煤液化工艺高出50%~100%。
由于煤液化粗油的提质加工与煤的液化集为一体,IGOR煤液化工艺产出的煤液化油不仅收率高,而且油品质量好。
工艺特点: 把循环溶剂加氢和液化油提质加工与煤的直接液化串联在一套高压系统中,避免了分立流程物料降温降压又升温升压带来的能量损失, 并在固定床催化剂上使二氧化碳和一氧化碳甲烷化, 使碳的损失量降到最小。
投资可节约20%左右, 并提高了能量效率。
洁净煤--整理介绍
第一节洁净煤技术基本概念及框架体系1.洁净煤技术(Clean Coal Technology,简称CCT)的概念是20世纪80年代中期美国首先提出的,是指在煤炭开发和加工利用全过程中旨在减少污染与提高利用效率的加工﹑燃烧﹑转换及污染控制等技术的总称,是使煤作为一种能源应达到最大限度潜能的利用,而释放的污染物控制在最低水平,达到煤的高效清洁利用的技术。
2.我国煤炭工业洁净煤技术重点发展为4个领域10个方面,即煤炭加工:选煤、型煤、动力配煤、水煤浆;洁净燃煤:循环流化床锅炉;煤炭转化:煤炭气化(含地下气化)与煤炭直接液化;资源化利用:煤矸石综合利用、矿井水与煤泥水净化及利用和煤层气开发利用。
3.清洁生产是将污染预防战略持继地应用于生产全过程,通过不断地改善管理和技术进步,提高资源利用率,减少污染物排放,以降低对环境和人类的危害。
清洁生产的核心是从源头抓起,预防为主生产全过程控制,实现经济效益和环境效益的统一。
清洁生产的内容包括清洁的能源、清洁的生产过程以及清洁的产品三个部分。
4.国内洁净煤技术研究发展现状在有关部门的配合与支持下,我国洁净煤技术开发、应用、推广方面有显著的进展。
主要表现在:煤炭的深加工有所进步,煤炭入洗比重逐年提高;工业型煤和水煤浆技术开发和应用开始起步,已有示范性项目投入使用;煤炭气化技术已比较成熟,煤气已成为城市民用燃料的重要组成部分;正在进行煤炭液化的性能和工艺条件试验,以及煤炭液化商业性示范厂的可行性研究。
但是,我国在洁净煤技术研究和产业化方面还存在许多问题,主要是我国洁净煤技术层次不高,还没有形成推进洁净煤技术产业化的有效机制,推进洁净煤技术产业化的法规不健全,政策不配套,措施不具体,力量不集中,资金筹集渠道不畅。
5.发展洁净煤技术的重大意义首先,采用煤炭加工技术,可有效降低原料煤的灰分和硫分,实现煤炭燃前脱硫降灰,大幅度减少大气污染物排放,减少煤炭利用的外部成本。
其次,发展煤基合成燃料可以促进能源供应来源的多样性,改善单一的能源结构,在相当程度上缓解我国石油、天然气供应不足的问题,且经济投入和运行成本大大低于采用石油和天然气,有利于我国清洁能源的发展及长远的能源安全。
洁净煤技术的发展简史以洁净煤技术在山西晋城煤业集团的发展为例
一、洁净煤技术的兴起
洁净煤技术起始于20世纪末,当时全球面临着严重的能源危机。为提高煤炭 的利用效率,降低环境污染,各国开始投入大量资源进行洁净煤技术的研究。随 着科技水平的不断提高,这一领域的研究取得了显著成果。
二、洁净煤技术的快速发展
进入21世纪,洁净煤技术经历了多次重大突破。高效燃烧技术的研发,使得 煤炭在燃烧过程中能有效降低污染物排放;烟气处理技术的改进,使得煤炭在燃 烧后排放的污染物得到有效控制。此外,洁净煤发电、煤炭气化等技术也得到了 广泛应用。
在洁净煤技术的发展过程中,山西晋城煤业集团取得了显著的成果。然而, 在实际应用和推广过程中,仍面临一些挑战:
1、技术成本较高
尽管洁净煤技术已经取得了很大进展,但其在应用过程中仍存在技术成本较 高的问题。对于一些小型煤炭企业而言,引入洁净煤技术可能会导致生产成本增 加,从而降低其市场竞争力。因此,如何在保证煤炭清洁利用的前提下降低技术 成本,是当前需要解决的重要问题。
参考内容
洁净煤技术:从过去到未来,能 源转型中的重要角色
随着社会经济的快速发展和对能源需求的日益增长,洁净煤技术作为煤炭综 合利用的主要方式,已成为缓解全球能源危机和保护环境的重要途径。本次演示 将带大家回顾洁净煤技术的发展历程,并展望其未来的发展前景。
关键词:洁净煤技术、能源危机、 环境保护、煤炭综合利用
结论与展望
综上所述,洁净煤技术的发展对于实现煤炭的高效清洁利用具有重要意义。 山西晋城煤业集团在洁净煤技术的发展过程中取得了显著成果,但仍面临技术成 本高、设备更新与维护难度大以及员工素质参差不齐等挑战。未来随着技术的不 断进步和创新,相信这些难题将得到逐步解决。
政府和企业应继续加大投入和支持力度推动洁净煤技术的研发和应用,为实 现煤炭产业的可持续发展和环境保护作出更大的贡献。
洁净煤--整理介绍
第一节干净煤技术基本观点及框架系统1.干净煤技术( Clean Coal Technology,简称CCT)的观点是20世纪80年代中期美国第一提出的,是指在煤炭开发和加工利用全过程中旨在减少污染与提升利用效率的加工﹑焚烧﹑变换及污染控制等技术的总称,是使煤作为一种能源应达到最大限度潜能的利用,而开释的污染物控制在最低水平,达到煤的高效洁净利用的技术。
2.我国煤炭工业干净煤技术要点发展为 4 个领域 10 个方面,即煤炭加工:选煤、型煤、动力配煤、水煤浆;干净燃煤:循环流化床锅炉;煤炭转变:煤炭气化(含地下气化)与煤炭直接液化;资源化利用:煤矸石综合利用、矿井水与煤泥水净化及利用和煤层气开发利用。
3.洁净生产是将污染预防战略持继地应用于生产全过程,经过不停地改良管理和技术进步,提升资源利用率,减少污染物排放,以降低对环境和人类的危害。
洁净生产的中心是从源泉抓起,预防为主生产全过程控制,实现经济效益和环境效益的一致。
洁净生产的内容包含洁净的能源、洁净的生产过程以及洁净的产品三个部分。
4. 国内干净煤技术研究发显现状在相关部门的配合与支持下,我国干净煤技术开发、应用、推行方面有明显的进展。
主要表此刻:煤炭的深加工有所进步,煤炭入洗比重逐年提升;工业型煤和水煤浆技术开发和应用开始起步,已有示范性项目投入使用;煤炭气化技术已比较成熟,煤气已成为城市民用燃料的重要构成部分;正在进行煤炭液化的性能和工艺条件试验,以及煤炭液化商业性示范厂的可行性研究。
可是,我国在干净煤技术研究和家产化方面还存在很多问题,主假如我国干净煤技术层次不高,还没有形成推动干净煤技术家产化的有效体制,推动干净煤技术家产化的法例不健全,政策不配套,举措不具体,力量不集中,资本筹集渠道不畅。
5.发展干净煤技术的重要意义第一,采纳煤炭加工技术,可有效降低原料煤的灰分和硫分,实现煤炭燃前脱硫降灰,大幅度减少大气污染物排放,减少煤炭利用的外面成本。
洁净煤技术
洁净煤技术洁净煤技术是80年代后期明确提出的,它包括煤炭洁净生产和洁净利用各方面,是我国“九五”到21世纪优先发展的技术项目。
1、煤炭先进高效洗选关键技术。
煤炭洗选技术是通过物理和表面化学方法将原煤中的可燃物和非可燃物(灰分)进行分离,使洗选产品中的灰分、硫分、水份尽可能降低,以满足煤炭燃烧对大气地面环境的污染控制要求。
该技术目前重点发展的内容有:400万t/a级大型洗煤厂设备完善、配套和提高,包括细粒级煤(-0.5mm)高产洗选、脱水和主选设备提高自动控制水平与升级换代;开发大型全重介旋流器选煤,干法和省水型煤炭洗选新技术、新工艺和装备。
针对煤炭脱硫的要求,发展典型高硫煤矿区进行煤炭综合加工洁净利用系统综合处理技术,包括深度洗选脱硫,高硫尾矿中硫资源回收和利用以及高硫副产物的洁净处理等。
主要技术经济指标。
(1)能力:湿法跳汰浮选流程工艺400t/a以下达到国际先进水平,全重介旋流器分选能力单线能力达到150万t/a,开法重介流化床分选能力单线150万t/a。
(2)效率:炼焦煤选煤厂全员效率30-50t/工,动力煤>100t/工。
(3)投资:要求吨煤基建投资<100元(1995年不变价)。
(4)总体目标:达到当时国际前沿水平,部分技术达到世界领先水平。
2、晋城无烟粉煤制造气型煤关键技术。
型煤是通过成型加工,将粉煤变成型煤块。
我国型煤技术经过长期研究开发生活用型煤已实现商业化,但工农业生产用型煤尚未实现大规模工业化。
为此,以晋城无烟粉煤制造气用型煤为突破口,从原料煤储备到产品外销一揽子解决工艺、装备、粘结剂、储、装、运和质量控制与检测技术,建成单线10万t/a生产能力的示范厂。
该项技术主要包括:原煤成型特性、成型工艺参数与型煤质量关系,型煤质量与造气效果关系,型煤造气技术及操作工艺,粘结剂完善提高,型煤示范厂合理工艺及设计优化,成型用原煤破碎筛分装置,计量控制系统,搅拌混捏装置,35t/h对辊成型机,型煤养护、装、储系统,型煤造气质量指标与测试方法等。
煤炭资源利用中的清洁煤技术研究及应用
煤炭资源利用中的清洁煤技术研究及应用随着现代化进程的不断推进,能源问题已经成为各个国家亟待解决的问题。
而在我国,煤炭作为主要的能源供应者仍然占有重要地位。
但是,煤炭开采对环境的影响和污染也日益严重。
为此,清洁煤技术应运而生,成为煤炭资源利用中的一种重要方式。
一、清洁煤技术的概念及发展历程清洁煤技术是指运用自然、人工或化学手段,减少煤炭使用中对环境的影响和污染的一种技术。
清洁煤技术主要包括煤的洗选、煤的气化、煤的液化等技术。
煤的洗选是清洁煤技术中的最基本技术。
煤的洗选主要是通过物理、化学、生物等多种手段,将原煤中的杂质、灰分、硫分等污染物去除,从而得到洗选煤。
该技术广泛应用于我国煤炭产业中,不仅可以有效降低燃料成本,还可以减少煤的污染排放。
另一种清洁煤技术是煤的气化技术。
煤的气化技术是将煤在高温和高压的条件下与水蒸气或氧体系反应,使之生成气体的一种技术。
该技术可以将煤中的有害污染减少到最低限度,同时得到的气体可以作为城市燃气、工业燃料、汽车燃料等多种能源,具有很高的能源综合利用价值。
在煤的液化技术中,煤与烃类物质在加热、加压、催化等条件下发生反应,可以得到液态燃料和化工产品等,这些新产品在现代化社会中具有极大的运用潜力。
但是,该技术目前的发展还面临一些问题,如能源消耗大、建设周期长等。
二、清洁煤技术应用中需要注意的问题清洁煤技术在煤炭资源利用中的应用虽然成效显著,但是在实践中也会面临许多问题和难题。
首先,清洁煤技术的应用需要较高的技术水平和成本支持,这会对清洁煤技术的普及和推广产生一定的压力。
其次,清洁煤技术的应用面临着环境监管的重压。
虽然清洁煤技术本身可以减少煤的污染排放,但是在生产过程中可能会产生其他环境污染物,如废渣等,需要进行妥善的处理和处理。
最后,清洁煤技术的应用需要加强科学研究和技术创新。
随着科技的不断发展,清洁煤技术也需要不断研究和创新,以适应煤炭资源利用的新需求和新挑战。
三、清洁煤技术的未来发展趋势随着环保意识的不断加强和全球化趋势的不断发展,清洁煤技术在未来的发展中将具有广阔的前景。
洁净煤技术发展概述
3研究员,山西省科技情报研究所,030001太原收稿日期:1997-01-15洁净煤技术发展概述孙孝仁3摘 要 洁净煤技术是80年代提出的新一代煤炭加工技术。
目前,这项技术受到许多国家的重视,我国也将其列入《中国21世纪议程》。
关键词 煤炭 洁净煤技术 环境保护 洁净煤技术(C lean Coal T echno logy ,简称CCT )是指在煤炭开发和利用中旨在减少污染与提高利用效率的新一代煤炭加工技术。
这些技术体现了高效率和低污染的特点,因此是促进经济与社会持续发展的主导技术之一,同时也是国际上高技术竞争的重要领域。
下面主要从洁净煤技术的提出、我国洁净煤技术进展情况和洁净煤技术的研究领域等3个方面介绍洁净煤技术的发展概况。
1 洁净煤技术的提出洁净煤技术起始于80年代,它的提出反映了世界各国对能源和环境问题的关注。
近几十年来,科学技术的进步促进了世界经济的蓬勃发展,但是无节制的经济畸形发展又导致了能源需求量的大幅度上升。
能耗的增加不仅消耗了有限的能量资源,而且造成了环境质量恶化和生态系统的破坏,从而危及世界经济的进一步发展和人类健康。
1972年在斯德哥尔摩举行的世界环境大会就明确提出了要加强资源与环境的保护工作,首次向全世界敲响了环境问题的警钟。
尽管问题提出来了,但情况并没能得到改善,全球变暖和酸雨等新问题不断出现。
严峻的现实迫使人们采取新的战略和措施,以便维护人类赖以生存的条件。
从能源角度看,煤炭是造成环境污染的主要根源之一,于是一些国家相继提出了洁净煤技术的概念。
1986年3月,美国政府率先提出了“洁净煤技术计划”。
美国提出该计划主要基于以下两个原因。
首先,美国是世界上能源消耗总量最多的国家。
1992年美国一次能耗约合28亿t 标准煤,其中煤炭约占1 4左右。
煤炭是大气污染、酸雨和影响全球气候变化的主要因素,因此要减少污染,必须发展新一代清洁、高效的煤炭加工利用技术。
另外,美国的煤炭资源非常丰富,约占美国探明矿物能源总储量的94%左右。
洁净煤技术
洁净煤技术的现状及发展前景摘要:洁净煤技术(CCT—Clean Coal Technology)是从煤炭开采、加工、燃烧、转化到污染控制等新技术的总称。
洁净煤技术包括煤的洁净开采和煤的洁净利用技术。
其中煤的洁净开采主要分为煤炭的地下气化、煤炭的地下液化和煤层甲烷的开发利用技术三大方面;煤的洁净利用技术包含加工、燃烧和净化等几方面。
洁净煤的发展和利用将能源节约、环境保护和技术创新密切配合,形成一完整的协调发展。
关键字:洁净煤技术煤炭资源环境发展前景一.洁净煤技术的产生中国是煤炭生产和消费大国, 目前煤炭提供了我国一次能源的70%左右, 在可预见的未来几十年内, 煤炭仍将是我国主要的一次能源。
煤炭作为能源对人类的发展作出了巨大的贡献, 但在煤炭的开发与利用过程中也产生了一系列污染问题, 危及生态平衡与人类生存。
洁净煤技术旨在最大限度地发挥煤作为能源的潜能利用,同时又实现最少的污染物释放, 达到煤的高效,清洁利用目的。
洁净煤技术是一项庞大复杂的系统工程, 包含从煤炭开发到利用的所有技术领域,主要研究开发项目包括煤炭的加工、高效燃烧、转化和污染控制等。
二.发展洁净煤技术的必要性环境问题是人类发展的制约性问题,传统的“高投入、高消耗、高污染”为特点的经济增长方式已造成资源的严重浪费和人类生存环境的恶化,据有关部门估算,1996 年中国因环境污染和生态破坏造成的直接经济损失达9 000 亿元,占同年国民生产总值的14%。
经济发展和社会发展依赖环境资源,环境影响和制约着经济和社会的发展,可持续发展是人类对于发展认识的一次飞跃,大力发展洁净煤技术,十分的紧迫和必要。
三.洁净煤技术的现状1. 煤炭传统利用方式存在的问题煤炭的开发利用造成自然环境的大量破坏,主要表现在如下方面:(1)采煤塌陷使东部平原矿区土地大面积积水、土地盐渍化严重;使西部矿区水土流失、河流干涸、土地沙漠化,还会引起山地丘陵地区发生泥石流、滑坡等灾害;(2)矸石山侵占粮田,自燃产生的气体污染环境、淋溶污染造成土壤的重金属污染;(3)煤炭每年释放大量瓦斯,造成大气、土壤的严重污染和农作物的大量死亡;(4)煤炭的利用过程多数用敞车,产生大量煤尘到大气中,加重了飘尘和降尘的污染;(5)燃烧产生大量的烟尘和有毒气体,使烟雾事件多发,造成酸雨的增加和全球性的温室效应,并由此造成全球环境的恶化。
我国洁净煤技术发展现状
我国洁净煤技术发展现状2022年中国洁净煤技术发展趋势分析洁净煤技术(CleanCoalTechnology,CCT)是针对燃煤造成的环境污染提出的技术对策,是指旨在控制煤炭的开采、加工、燃烧、转化等各环节,以达到减少污染物排放和提高煤炭利用效率的各种新技术的统称。
洁净煤技术一词来自于美国,最早是为了解决美国和加拿大边境的酸雨问题。
我国1994年成立了煤炭工业洁净煤工程技术研究中心,1995年成立了国家洁净煤技术推广应用领导小组,1997年国务院批准了《中国洁净煤技术九五计划和2010年发展纲要》,“十二五”规划把洁净煤技术作为新兴战略性支柱产业的发展方向之一。
洁净煤技术主要包括煤炭洗选与加工、燃煤发电、煤炭转化、污染物处理与资源再利用。
洁净煤技术主要范围洁净煤技术又称清洁煤技术(CCT),指在煤炭清洁利用过程中旨在减少污染排放与提高利用效率的燃烧、转化合成、污染控制、废物综合利用等先进技术(不包括开采部分)。
根据煤炭利用过程,可简要分为前端的煤炭加工与净化技术,中端的煤炭燃烧、转化、污染物控制技术和后端的废弃物处理、碳减排及综合利用技术3大类。
洁净煤技术分类洁净煤技术有巨大的节能减碳潜力。
2017年,选煤、型煤、水煤浆、超超临界煤电机组、循环流化床锅炉、煤气化联合循环发电、高效工业锅炉、高效工业窑炉、节能民用煤炉分别节煤179、11.2、15.6、11.8、12.0、0.4、100.0、10.7和7.5Mtce,合计348.2Mtce,相当于全国节能量166.2Mtce的2.1倍;减排CO2942.6Mt,相当于全国CO2排放量的9.8%。
到2030年,选煤、型煤、水煤浆、超超临界煤电机组、循环流化床锅炉、高效工业锅炉分别节煤214.0、35.7、31.2、68.0、79.0和229.0Mtce(民用煤炉全部淘汰),总计681.9Mtce,减排CO21840.0Mt,相当于2018年全国CO2排放量的20.6%。
洁净煤技术
洁净煤技术摘要:随着国际社会对煤利用过程中所引起环境污染的关注日益增加, 世界各地都不同程度地加强了如何降低煤利用过程如燃烧、气化等方面污染防治的研究, 各种降低污染的净化方法和技术也就应运而生。
总的来说, 按煤的利用过程, 煤的净化方法一般有三种: ①炉前脱灰脱硫技术, 传统的洗煤技术, 如跳汰选煤、重介质选煤以及浮选等属于这一种; ②炉内净化技术, 即在炉内加吸收剂如氧化钙以进行脱硫; ③尾气净化技术, 这一技术比较成熟, 但工艺较复杂, 投资也较大。
一、洁净煤技术介绍1997年,国务院批准了《中国洁净煤技术九五计划和2010年发展纲要》,其中规定,我国的洁净煤技术包括以下四个领域:煤炭加工、煤炭高效洁净燃烧、煤炭转化、污染排放控制和废弃物处理。
本文主要介绍煤炭高效洁净燃烧和污染排放控制两方面。
1.1煤炭高效洁净燃烧技术煤炭高效洁净燃烧包括整体煤气化联合循环发电技术,增压流化床联合循环发电技术等几个方面。
1.1.1 整体煤气化联合循环发电技术整体煤气化联合循环发电( Intergrated Gasification Combined Cycle) 技术,是一种新型的先进洁净煤燃烧发电技术。
它的系统由三部分组成,一部分是煤的气化部分,一部分是煤气的净化部分(气化炉、空分装置、煤气净化设备),另一部分是燃气-蒸汽联合循环发电部分(燃气轮机发电系统、余热锅炉、蒸汽轮机发电系统)。
操作时,将为煤气化为中低热值煤气,再将煤气净化,除去其中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物,变为清洁的气体燃料,然后进入燃气轮机的燃烧室燃烧,加热气体工质以驱动燃气轮机作功,燃气轮机排气进入余热锅炉加热给水,产生过热蒸汽驱动蒸汽轮机作功,整个过程是联合循环过程。
1.1.2增压流化床联合循环发电技术增压流化床联合循环(又称PFBC)是以一项以增压的(1. 0~1. 6 MPa) 流化床燃烧室为主体,以蒸汽、燃气联合循环为特征的热力发电技术。
《洁净煤技术》
洁净煤技术(CCT)的概念是20世纪80年代中期美国首先提出的,是指在煤炭开发和加工利用全过程中旨在减少污染与提高利用效率的加工﹑燃烧﹑转换及污染控制等技术的总称,是使煤作为一种能源应达到最大限度潜能的利用,而释放的污染物控制在最低水平,达到煤的高效清洁利用的技术。
清洁煤技术主要包括两个方面:一是直接烧煤洁净技术。
这是在直接烧煤的情况下,需要采用相应的技术措施:①燃烧前的净化加工技术,主要是洗选、型煤加工和水煤浆技术。
②燃烧中的净化燃烧技术,主要是流化床燃烧技术和先进燃烧器技术。
流化床又叫沸腾床,有泡床和循环床两种,由于燃烧温度低可减少氮氧化物排放量,煤中添加石灰可减少二氧化硫排放量,炉渣可以综合利用,能烧劣质煤,这些都是它的优点;先进燃烧器技术是指改进锅炉、窑炉结构与燃烧技术,减少二氧化硫和氮氧化物的排放技术。
③燃烧后的净化处理技术,主要是消烟除尘和脱硫脱氮技术。
消烟除尘技术很多,静电除尘器效率最高,可达99%以上,电厂一般都采用。
脱硫有干法和湿法两种,干法是用浆状石灰喷雾与烟气中二氧化硫反应,生成干燥颗粒硫酸钙,用集尘器收集;湿法是用石灰水淋洗烟尘,生成浆状亚硫酸排放。
它们脱硫效率可达90%。
二是煤转化为洁净燃料技术。
主要有以下四种:①煤的气化技术,有常压气化和加压气化两种,它是在常压或加压条件下,保持一定温度,通过气化剂(空气、氧气和蒸汽)与煤炭反应生成煤气,煤气中主要成分是一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体。
用空气和蒸汽做气化剂,煤气热值低;用氧气做气化剂,煤气热值高。
煤在气化中可脱硫除氮,排去灰渣,因此,煤气就是洁净燃料了。
②煤的液化技术,有间接液化和直接液化两种。
间接液化是先将煤气化,然后再把煤气液化,如煤制甲醇,可替代汽油,我国已有应用。
直接液化是把煤直接转化成液体燃料,比如直接加氢将煤转化成液体燃料,或煤炭与渣油混合成油煤浆反应生成液体燃料,我国已开展研究。
③煤气化联合循环发电技术,先把煤制成煤气,再用燃气轮机发电,排出高温废气烧锅炉,再用蒸汽轮机发电,整个发电效率可达45%。
洁净煤技术的探索与展望
02
洁净煤技术的主要类 别
选煤技术
01
02
03
物理选煤
利用煤和杂质的不同物理 性质,通过筛选、风选、 重选等方式将煤和杂质分 离。
化学选煤
利用煤和杂质在化学溶剂 中的溶解度差异,通过浸 泡、加温、加压等手段将 煤和杂质分离。
微生物选煤
它包括煤炭洗选、动力煤粉燃烧、流化床燃烧、烟气净化等 技术。
洁净煤技术的意义
减少污染物排放,改 善环境质量。
促进清洁能源发展, 推动可持续发展。
提高煤炭利用率,节 约能源资源。
洁净煤技术的发展历程
• 20世纪80年代初,随着中国经济的快速发展和环境保护意识的增强,洁净煤技术开始受到重视。 • 80年代末至90年代初,洁净煤技术得到了广泛的研究和应用,如煤炭洗选、动力煤粉燃烧等。 • 进入21世纪,随着全球气候变化和环境污染问题的加剧,洁净煤技术成为了研究和应用的热点。 • 目前,中国在洁净煤技术领域已经取得了重要进展,如大型燃煤电厂的烟气脱硫脱硝技术、高效煤粉燃烧技术等。同时,
利用某些微生物的代谢产 物与煤发生物理或化学反 应,使煤和杂质分离。
煤气化技术
固定床气化
将煤在高温下与气化剂反应, 生成煤气。
流化床气化
将煤在高温下与气化剂反应,生成 煤气。
气流床气化
将煤在高温下与气化剂反应,生成 煤气。
煤液化技术
直接液化
将煤在高温高压下与氢气反应,生成液体燃料。
间接液化
将煤气化后与氢气反应,生成液体燃料。
加强技术推广
通过示范工程、技术交流等方式,加强洁净煤技 术的推广和应用,提高其在能源市场的竞争力。
洁净煤技术
直接烧煤洁净技术-----这是在直接烧煤的情况下,需要采用的技术措施:①燃烧前的净化加工技术,主要是洗选、型煤加工和水煤浆技术。原煤洗选采用筛分、物理选煤、化学选煤和细菌脱硫方法,可以除去或减少灰分、矸古、硫等杂质;型煤加工是把散煤加工成型煤,由于成型时加入石灰固硫剂,可减少二氧化硫排放,减少烟尘,还可节煤;水煤浆是先用优质低灰原煤制成,可以代替石油。
③燃烧后的净化处理技术,主要是消烟除尘和脱硫脱氮技术。消烟除尘技术很多,静电除尘器效率最高,可达99%以上,电厂一般都采用。脱硫有干法和湿法两种,干法是用浆状石灰喷雾与烟气中二氧化硫反应,生成干燥颗粒硫酸钙,用集尘器收集;湿法是用石灰水淋洗烟尘,生成浆状亚硫酸排放。它们脱硫效率可达90%。
煤转化为洁净燃料技术
主要有以下四种:①煤的气化技术,有常压气化和加压气化两种,它是在常压或加压条件下,保持一定温度,通过气化剂(空气、氧气和蒸汽)与煤炭反应生成煤气,煤气中主要成分是一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体。用空气和蒸汽做气化剂,煤气热值低;用氧气做气化剂,煤气热值高。煤在气化中可脱硫除氮,排去灰渣,因此,煤气就是洁净燃料了。
2.中国洁净煤技术框架体系:
洁净煤技术是当前世界各国解决环境问题的主导技术之一,也是高技术国际竞争的重要领域之一。我国围绕提高煤炭开发利用效率、减轻对环境污染开展了大量的研究开发和推广工作。随着国家宏观发展战略的转变,中国政府把洁净煤技术作为可持续发展和实现两个根本转变的战略措施之一。
我国于1994年成立了煤炭工业洁净煤工程技术研究中心,1995年成立了国家洁净煤技术推广应用领导小组,1997年国务院批准了《中国洁净煤技术九五计划和2010年发展纲要》。在中国国民经济第十个五年计划和煤炭工业“十五”规划中,都强调要加大洁净煤技术研究开发力度,扩大洁净煤领域的对外开放,推进洁净煤技术的产业化。
清洁煤技术的发展与用途
清洁煤技术的发展与用途随着全球日益增长的资源需求和环境问题愈加突出,清洁煤技术成为人们关注的热点话题。
清洁煤技术指的是通过一系列技术手段对煤炭进行脱硫、脱氮、脱除粉尘和二氧化硫等污染物质,以达到减少燃烧排放和提高煤炭利用效率的目的。
本文将从清洁煤技术的历史背景、技术发展及应用前景等角度进行探讨。
一、历史背景清洁煤技术在全球范围内始于20世纪60年代,当时抗议污染物质排放日益激烈,世界各国开始对发展清洁煤技术进行研究。
在中国,清洁煤技术的发展也有着深远的历史背景。
上个世纪七八十年代,中国煤炭消费量大幅度增加,大量燃烧煤炭造成的污染问题也引起了社会广泛关注。
1985年,中国煤炭工业部正式启动了燃煤净化技术研究计划。
经过数十年的努力,中国的清洁煤技术研究和发展已经取得了巨大的成果。
二、技术发展清洁煤技术包括催化燃烧、移动磁场反应、氧气气化、压力氨脱硫、催化氧化等多种技术手段。
这些技术手段减少煤炭污染物排放的原理大体相同,即通过在锅炉或其他燃烧设备中加入化学剂或催化剂,同时降低氧气的含量,通过一系列化学反应减少煤炭燃烧产生的有害气体和固体废物。
这对于保护环境,减少煤炭燃烧对人体健康产生的负面影响具有重要意义。
同时,清洁煤技术还可以提高煤炭利用效率。
常见的清洁煤技术包括化学脱硫、化学脱硝、燃烧控制等,这些技术手段可以提高工业炉、汽车尾气、火电厂等设备的燃烧效率,从而达到更好的能源利用效果。
此外,清洁煤技术还可以实现废水、废气的回收再利用,从而Reduce环境污染和能源浪费。
三、应用前景清洁煤技术的应用前景在全球范围内逐渐成为了一个热门话题。
在中国,国家已经制定了一系列相关政策和标准,鼓励大型煤炭企业推广清洁煤技术并进行更新改造。
随着技术的进一步成熟和产业化程度的提高,清洁煤技术将有望广泛应用于各个领域。
总体而言,清洁煤技术是一项重要的环保措施,其发展趋势也越来越被各大利益相关者所重视。
通过实现工业环保和节能减排双重目的,清洁煤技术有望为全球的可持续发展提供坚实支撑。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
洁净煤及技术的前世今生前言当今世界,国际社会有这样一种共识,最为困扰人类的难题之一,就是越来越严重的环境污染问题,然而,吊诡的是,污染最大的来源,却是给人类带来极大福祉,深刻的改变了人类生活状态的煤炭。
也就是说,环境污染在相当程度上与煤产业共生,这一点在煤炭占能源总量70%的中国尤为突出,这已经是涉及到我们的家园能否安全的问题。
自煤炭进入工业产业化以来,煤炭及其衍生物造成的污染事件,已经不断的给我们强烈警示。
伦敦烟雾事件1952年12月5日,浓重的黄色烟雾笼罩了英国首都伦敦,整座城市弥漫着浓烈的“臭鸡蛋”气味,居民普遍感到呼吸困难。
从12月5日到12月9日这短短的几天里,就有4000多人被黄色烟雾夺去生命。
这便是震惊世界的“伦敦烟雾事件”。
当时,伦敦以煤为燃料的工厂很多,居民生活取暖也主要以煤为主,林立的烟囱,释放着滚滚浓烟,致使烟雾越积越多,每立方米大气中所含的二氧化硫比平时高出6倍,于是悲剧发生了。
其实,从历史上看,最早工业化采煤的英国,早在17世纪,就出现过因燃煤导致二氧化硫污染现象。
19世纪末,随着工业化的迅速发展,环境污染变得更加严重,严重污染事件频繁发生。
据统计,自1948年到1962年,伦敦地区共发生过8次严重的空气污染事件,主要原因都是煤烟污染,严重威胁到公众的生命安全。
这一事件,作为煤烟型空气污染的典型案例出现在环境科学教科书中。
其实,在煤炭大规模生产和使用以来,历史上曾经多次出现类似事件:发生在美国的1948年多诺拉烟雾事件、1930年比利时马斯河谷烟雾事件、1959年墨西哥波萨里卡事件都是由煤炭燃烧引发环境污染灾害的典型事件。
大气中的污染物主要来自煤、石油等燃料的燃烧。
全世界每年排入大气的有害气体总量为5.6亿吨,其中一氧化碳(CO)2.7亿吨,二氧化碳(CO2)1.46亿吨,碳氢化合物(CH)O.88亿吨,二氧化氮(NO2)0.53亿吨。
大气污染能引起各种呼吸系统疾病,由于城市燃煤煤烟的排放,城市居民肺部煤粉尘沉积程度比农村居民严重得多。
在南极上空,由于燃煤等有害气体的大量堆积,使臭氧层出现了巨大的空洞,导致全球气候变暖,海平面上升,这些由燃煤等引起的环境事件及破在眉睫的危险,引起了人类的警惕。
因此,早期工业化国家,英美等国,在上世际60年代,开始有这样的思考和实践:能不能在煤业中发展这样一种绿色环保的事业:让煤的物理和化学性状发生一些变化,使煤变的更干净,燃烧的彻底,利用的更充分,这样就能直接减少排向地表和大气的污染物及有害气体及总量;至少要保全自身及地球公众的生命安全。
西方由于受害较早,自我救赎先于我们开始。
前世探索19世纪以后,随着蒸汽机的普遍使用,煤炭成为世界的主要能源,它在世界能源总消费量中的比重由1860年的24%增加到1900年的95%,这段时间称为“煤炭时代”。
可以说,煤炭是近代工业发展的最主要能源,从18世纪中期到20世纪60年代初,一直是最重要的能源,被誉为“黑色的金子”。
他带来了美、英、法、德和前苏联等国的极大繁荣,二战前,煤炭生产集中在这些国家,占总产量的3/4。
战后,特别是70年代以来,中国、印度、澳大利亚和南非发展迅速,相继跃居世界前列,成为生产大国。
虽然煤炭大国不断出现,但对煤的清洁利用,在八十年代以前,始终还没有上路,原因很多。
其实,世界上第一次通过对煤的转化,实现了清洁利用,在二战中就有了,但当时是为了战争而并非环境。
二战中的德国,煤炭多而石油极少,而德国的化工能力很强,石油又是战争命脉,在这种高强度的刚性需求下,德国实现煤变油的重大成果。
虽然这一技术意义重大,但仅是战时一种特殊状况下的需求。
二战后,随着中东廉价石油的大量出现,人们对这一成本高昂的先进技术失去兴趣,还有一种重要原因是,环境问题在上世纪70年代以前,还只是个别国家很地区的问题,没有引起全世界的共识,当时还有美苏两大集团的对峙,人们对意识形态和霸权的关注超过和压倒了环保的要求。
随着70年代第一次石油危机和80年代冷战的结束,和平与发展成为世界的主流,环境及能源问题才真正引起全球的重视,在这种大背景下,真正用于实用并形成产业的洁净煤及其技术,才在西方真正发展起来,在上世纪80年代,世界能源第一消费大国美国走在了前面,欧洲日本紧随其后。
鉴于在较长一段时期内,煤炭仍是美国发电的主要能源,为了减少燃煤对环境的污染和提高煤炭燃烧效率,使煤炭成为未来洁净和可靠的能源,美国在1985年就提出了“洁净煤技术计划”,国会还通过了对该计划23亿美元的预算,共选出38个商业性示范项目。
示范项目主要涉及环境控制技术、先进发电系统、煤炭洁净燃料和工业应用等四个领域。
①环境控制技术主要涉及烟道气的净化,目的是向众多的燃煤锅炉提供各种有效的能防止有害气体污染大气的方法。
②先进发电系统。
1999年,美国硬煤产量达9.14亿吨,居世界第2位。
据统计,美国国内煤炭消费量的80%用于发电。
美国能源部的研究指出,随着先进发电技术的发展,到2015年,燃煤发电的效率将由目前的33%左右提高到60%左右;而S02、NO X,和总悬浮颗粒物(TSP)的排放量将减少90%左右。
③煤炭洁净燃料。
为了减少燃煤对环境造成的污染,可以通过煤炭气化与液化等加工转换方法使原煤转化成高能量密度的低硫低氮燃料,从而满足美国清洁大气法修正案(CAAA)的要求。
④工业应用。
工业耗煤是煤炭消费的大户,钢铁和建材就是主要耗能工业。
据统计,钢铁工业约占世界硬煤消费总量的16%左右。
为了减少工业耗煤对环境的污染,研究重点主要是钢铁工业、炼焦工业和水泥工业等。
欧共体的洁净煤发展计划的主旨是促进欧洲能源利用新技术的开发,减少对石油的依赖和煤炭利用时所造成的环境污染,提高能源转换和利用效率,减少二氧化碳和其他温室气体排放,使燃煤发电更加洁净,通过提高效率减少煤炭消耗。
由于石油和天然气资源将在21世纪中叶趋向枯竭,而煤炭资源至少可供人类开采200年以上,因此煤炭在21世纪世界能源供应中将起十分重要的作用。
考虑到煤在未来世界,市场的重要性,考虑到美国是世界第二大煤炭生产国和第四大煤炭出门国(1999年美国出口煤炭5300万t),因此美国非常重视洁净煤技术的国际竞争,为了在洁净煤技术的国际竞争中占据优势位置,在加强洁净煤技术研究的同时,美国又多方设法开拓洁净煤技术的出口机会,强化美国企业的国际竞争力。
根据美国1992年颁布的“能源政策法”(EncrRv Policy Act)的1331条款和1332条款,为了强化洁净煤技术的国际竞争,美国重点进行了以下工作:对美国的商务机构给广技术支持,组织贸易代表团,对其他国家技术人员进行培训,进行洁净煤技术的财务与市场分析,扩大国际技术转让。
另外,美国能源政策法还规定,能源部部长的责任之一就是“促进美国洁净煤技术的出口”。
能源部还需制定具体政策和计划来促进美国能源技术向发展中国转让,协助与外国公司竞争的美国公司去荻取在国外承建项目的机会。
至此,洁净煤及其技术在美国力图将洁净煤技术推向世界市场,强化国际竞争的国策中,靠着立法和强有力的产业政策真正开展起来,并走在世界的前列。
当今现状美国发展洁净煤技术的目的,一是改善国内用煤带来的环境问题,二是占领国际市场及技术高地,从而强劲的推动了这一技术和产业的发展,也带动了其他用煤大国的发展。
当今的现状是美国倡导,日本与欧盟紧随其后,中国有所突破。
经过许多国家的探索实践,现今世界对洁净煤及其技术已有了这样的共同概念。
洁净煤技术(CCT)是指在煤炭从开发到利用全过程中,旨在减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化及污染控制等新技术。
主要内容包括煤炭洗选、加工(型煤、水煤浆)、转化(煤炭气化、煤炭液化)、先进燃烧技术(常压循环流化床、加压流化床、整体煤气化联合循环,高效低污染燃烧器)、烟气净化(除尘、脱硫、脱氮)等方面的内容。
这项技术在美国等的引领下在许多国家已经入产业化阶段。
从八十年代后期开始,世界上许多国家从能源发展长远考虑,相继开始洁净煤技术的研究工作,美国是世界上煤炭生产与消费大国,煤炭产量仅次于中国,居世界第2位,因此美国非常重视洁净煤技术的研究,美国对洁净煤技术的重视程度远远高于日本和欧洲等发达国家。
美国国内煤炭消费的80%用于发电,电煤约占美国电力一次能源消费的56%左右,因此洁净煤技术研究成果突出。
美国于1986年3月正式启动洁净煤技术示范计划,经过5轮竞争性项目征集,共筛选出38个商业性示范项目,到2000年6月已完成26个项目。
到目前为止,美国洁净煤技术示范计划的时间跨度已超过15个年头,这表明美国洁净煤技术及应用具有战略眼光统筹规划,因此引领着世界的发展方向。
日本是一个能源资源贫乏的国家,能源需求的81.5%依赖进口,是世界上最大的煤炭进口国。
为了摆脱对进口能源的依赖,日本的能源政策强调新能源和可再生能源的开发。
并于1993年提出了“新阳光计划”,2000财政年度新阳光计划,对洁净煤技术的投资为35.91亿日元,研究的重点是煤炭液化和煤炭气化等。
近些年,由于国际石油价格波动较大,而国际煤炭价格却相对稳定,因此日本又将燃煤火力发电作为发展重点。
日本通产省于2000年公布了“21世纪煤炭汁划”,该计划提出在2030年前分3个阶段研究开发洁净煤技术,其主要项目有:先进发电、高效燃烧、脱硫脱氮和降低烟尘、利用煤气的燃料电池、煤炭制造二甲醚和甲醇、水煤浆、煤炭液化和煤炭气化等等。
在欧洲,由于欧盟许多国家大幅度降低了煤炭的产量,英法已将煤矿完全关闭,因此欧盟的煤炭进口量呈上升趋势。
据统计,1999年欧盟15国共进口煤炭1.5亿t,这些煤炭主要用于发电和钢铁生产。
1999年欧盟15国电力一次能源消费中煤炭约占25%左右,因此欧盟国家非常重视燃煤先进发电技术的研究。
英国的“能源白皮书”明确提出要把电厂的洁净煤技术作为研究开发的重点。
1997年12月,在日本召开的气候变化框架条约第3次缔约国会议通过厂“京都议定书”,该议定书规定,发达国家在2008—2012年要减少温室气体排放50%以上。
为厂减少温室气体的排放,欧盟各国非常重视燃烧技术的研究。
欧洲的“兆卡计划” (thermie)也提出要加强煤炭高效洁净燃烧的研究,特别是电厂燃煤技术的研究,以便减少S02、N0X。
和C02,有害气体的排放。
总之,尽管日本和欧洲联盟也加强了洁净煤技术的研究,但从总的发展趋势看,美国洁净煤技术的研究开发起步早,一些项目已取得了阶段性的成果。
另外,从能源战略角度看,美国已把洁净煤技术视为创新技术,并力求用先进的洁净煤技术占领国际市场。
而在同时期,中国尚无洁净煤的概念,处于一种不断追求产量的状况。
中国洁净煤及技术的发展脉络及现状环境现状中国1989年煤炭已过10亿吨大关,由此成为世界最大煤炭生产和消费国。