洁净煤技术

1、洁净煤技术的定义和内涵？在煤炭开发和加工利用全过程中旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。

是使煤炭作为一种能源应达到最大潜能的利用而释放的污染物控制在最低量，以实现煤的高效、洁净、经济利用为目的技术。

中国洁净煤技术是以煤炭洗选为源头、以煤炭气化为先导、以煤炭高效、洁净燃烧与发电为核心、以煤炭转化和污染控制为重要内容的技术体系。

2、煤炭燃烧的方式根据煤在燃烧过程中的运动状态分为：层状燃烧、悬浮燃烧、流态化燃烧（沸腾燃烧）3、CO2的捕集方式二氧化碳的捕集方式主要有三种：燃烧前捕集（Pre-combustion）、富氧燃烧（Oxy-fuel combustion）和燃烧后捕集（Post-combustion）。

依据捕获系统的技术基础和适用性，通常将火电厂CO2的捕集系统分为以下4种：燃烧后脱碳（post-combustion）、燃烧前脱碳（pre-combustion）、富氧燃烧技术（oxyfule）以及化学链燃烧技术（CLC）。

4、IGCC发电系统组成、发电原理、过程、优点整体煤气化联合循环（IGCC-Integrated Gasification Combined Cycle）发电系统，是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。

它由两大部分组成，即煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电部分。

第一部分的主要设备有气化炉、空分装置、煤气净化设备（包括硫的回收装置），第二部分的主要设备有燃气轮机发电系统、余热锅炉、蒸汽轮机发电系统。

IGCC的原理是：煤经过气化和净化后，除去煤气中99％以上的硫化氢和接近100％的粉尘，将固体燃料转化成燃气轮机能燃用的清洁气体燃料，供入燃气轮机的燃烧室，产生高温燃气以驱动燃气轮机发电，再利用燃气轮机高温排气经余热锅炉产生的蒸气推动蒸汽轮机做功发电，即使得燃气发电与蒸汽发电联合起来。

指煤经过气化产生中低热值煤气，经过净化除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物，变为清洁的气化燃料，燃烧后先驱动燃气轮机发电，然后利用高温烟气余热在废热锅炉内产生过热蒸汽驱动蒸汽轮机发电。

原理如图所示。

优点：1）燃料的适应性广2）具有进一步提高效率的潜力3）克服了单独煤炭气化的缺点4）优良的环保性能5）耗水量小，节水效果显著6）充分利用煤炭资源，组成多联产系统7）宜大型化，能与其他先进发电技术结合8）便于分段、分步建设电站。

5、空气分级技术将燃料燃烧所需的空气分阶段送入炉膛。

先将理论空气量的80%左右送入主燃烧器，形成缺氧富燃料燃烧区，在燃烧后期将燃烧所需空气的剩余部分以二次风形式送入，使燃料在空气过剩区燃尽，实现总体抑制NOx生成的燃烧技术。

6、水煤浆的制备由煤（70%左右）、水（29%左右）和少量添加剂（约1%）加工而成的浆体，称为水煤浆7、磨矿和磨矿设备在机械设备中，借助于介质(钢球、钢棒、砾石)和矿石本身的冲击和磨剥作用，使矿石的粒度进一步变小，直至研磨成粉末的作业。

棒磨和球磨自磨机等8、煤炭充分燃烧的充要条件：(1) 燃料（煤）；(2) 充分的氧化剂（空气）；(3) 高温环境；(4) 足够的燃烧时间；(5) 燃料与氧化剂的良好接触和混合。

9、流态化流态化就是指固体颗粒（又称床料）在自下而上的流体（气体或液体）作用下，在床内形成的具有流体性质的流动状态。

10、级配技术水煤浆中的煤炭要求具有良好的粒度分布，大小不同的煤粒可相互填充，减少煤粒间的空隙，达到较高的堆积效率，制成高浓度的水煤浆。

11、煤层气煤层气是赋存在煤层中以甲烷为主要成分，以吸附在煤基质颗粒表面为主，部分游离于煤孔隙中或溶于煤层水中的烃类气体，是煤层本身自生自储式非常规天然气12、干馏煤在隔绝空气或惰性气氛条件下持续加热至较高温度时，所发生的一系列物理变化和化学变化的复杂过程13、煤的直接液化煤在适当的温度和压力下，催化加氢裂化（热解、溶剂萃取、非催化液化等）成液体烃类，生成少量气体烃，脱除煤中氮、氧和硫等杂原子的深度转化过程。

通过高压加氢，将煤直接转化为液体产物的过程。

主要产物是油，同时也有部分气体和固体生成。

14、煤炭气化的三个条件气化炉、气化剂、供给热量15、型煤粉煤成型：以适当的工艺方法，将煤粉加工成具有一定形状、尺寸、特定物理化学性能和不同用途产品的工艺过程称为粉煤成型。

粉煤成型的意义：（1）可以改造煤炭原来的性质，克服天然煤存在的缺陷，采用特殊的工艺，使型煤具有优良特性，从而满足不同用途的需要。

（2）能够更加合理的、充分的利用煤炭资源。

16、气化效率指生成物的发热量与所使用原料发热量之比。

17、按气化炉内燃料与气化剂接触方式。

固定床、流化床、气流床1）固定床气化。

也称为移动床气化。

因为在气化过程中，煤料与气化剂逆流接触，相对于气体的上升速度而言，煤料下降很慢，甚至可视为固定不动，因此称之为固定床气化；而实际上，煤料在气化过程中确是以很慢的速度向下移动的，故又称其为移动床气化。

2）流化床气化。

它是以小颗粒煤为原料，并在气化炉内使其悬浮分散在垂直上升的气流中，煤粒类似于沸腾的液体而剧烈地运动，从而使得煤料层内几乎没有温度梯度和浓度梯度。

3）气流床气化。

这是一种并流气化，用气化剂将煤粉带人气化炉内，也可将煤粉先制成水煤浆，然后用泵打人气化炉内。

煤料在高于其灰熔点的温度下被气化剂气化，灰渣以液态形式排出气化炉。

18、燃烧锅炉内来说，当通过固体颗粒层的气流速度发生变化时，流态的变化当通过固体颗粒层的气流速度发生变化时，气固系统的混合状态就会从一种流态变为另一种流态，一般分为：固定床、流化床、气力输送等。

对应流态化的不同阶段，流化床又可以细分为散式流化床、鼓泡流化床、腾涌、湍流流化床和快速流化床。

19、什么是动力配煤，动力配煤的作用和意义根据用户对煤炭质量的要求，将若干种不同种类、不同性质的煤按照一定的比例掺和加工得到对锅炉燃烧状况最佳的燃料煤。

①在满足燃煤设备对煤质要求的前提下，采用动力配煤技术可最大限度利用低值煤，或充分利用当地煤炭资源；②保证燃煤特性与用煤设备设计参数相匹配，提高设备热效率，节约煤炭；③通过“均质化”来保证燃煤质量的稳定，保证用煤设备正常、高效运行；④按不同地区对大气环境、水质要求，将不同品质煤相互配合，最大限度满足环保要求。

20、写出煤炭气化过程的主要化学方程式主要产物是CO H2 CH4还有少量CO221、煤炭转化为液体燃料的可能性，煤炭直接液化过程发生哪些主要反应煤和石油都是可燃资源，其主要成分都是C H N S 但两者在组成和性质上还有很大的差别，与石油相比，煤炭具有H/C比小，O含量高、分子大、结构复杂等特点，此外煤中还有较多的矿物质和N S 等杂原子。

因此煤的液化实质是提高H/C比，破碎大分子和提纯净度，需要加氢、裂解、提质等工业过程。

22、燃料电池的基本原理，有什么意义燃料电池原理是一种电化学装置，其组成与一般电池相同。

其单体电池是由阴极（氧化极）、阳极（燃料极）以及电解质组成。

燃料电池的阴阳极本身不包含活性物质，只是个催化转换元件。

因此，燃料电池是名副其实地把化学能转换为电能的能量转换机器。

电池工作时，燃料和氧化剂由外部供给，进行反应。

原则上，只要反应物不断输入，产物不断排除，燃料电池就能连续地发电。

燃料电池是一种电化学装置，它使反应物燃料与空气中的氧气发生电化学反应而直接获得电能和热能的装置。

燃料电池（Fuel Cell）不像一般非充电电池一样用完就丢弃，也不像充电电池一样，用完须继续充电，燃料电池正如其名，是继续添加燃料以维持其电力，所需的燃料是「氢」，其之所以被归类为新能源，原因就在此。

燃料电池的运作原理：也就是电池含有阴阳两个电极，分别充满电解液，而两个电极间则为具有渗透性的薄膜所构成。

氢气由燃料电池的阳极进入，氧气（或空气）则由阴极进入燃料电池。

经由催化剂的作用，使得阳极的氢原子分解成两个氢质子（proton）与两个电子（electron），其中质子被氧『吸引』到薄膜的另一边，电子则经由外电路形成电流后，到达阴极。

在阴极催化剂之作用下，氢质子、氧及电子，发生反应形成水分子，因此水可说是燃料电池唯一的排放物意义：燃料电池所使用的「氢」燃料可以来自于任何的碳氢化合物，例如天然气、甲醇、乙醇(酒精)、水的电解、沼气…等等。

由于燃料电池是经由利用氢及氧的化学反应，产生电流及水，不但完全无污染，也避免了传统电池充电耗时的问题，是目前最具发展前景的新能源方式，如能普及的应用在车辆及其他高污染之发电工具上，将能显著改善空气污染及温室效应。

23、动力配煤技术指将性质不同的几种煤炭依照预定的技术指标按一定的比例混合均匀，使其成为性质稳定、能满足某种燃烧设备需要的新型燃料的作业。

24、碳的捕集于封存碳捕集与封存（Carbon Capture and Storage，简称CCS）是指将大型发电厂、钢铁厂、水泥厂、化工厂等排放的二氧化碳收集起来并封存而与大气隔绝的一种技术。

CCS是为了实现温室气体减排、应对全球气候变化而开发的一项新技术，其重要意义在于：它是在继续利用煤、石油等化石能源的同时实现CO2近零排放的唯一有效技术。

二氧化碳封存的方法原来分为两类：地质封存（将CO2封存于深部地质结构中）和海洋封存（将CO2封存于底层海水中）25、煤的间接液化首先将煤转化为H2和 CO 然后进一步合成烃类或醇类燃料。

26、水煤浆的质量要求有哪些?1）、煤浆中煤炭的细度粒度＜200网目（0.074mm）含量≥75% 最大粒度≤300μm2）、煤浆浓度•要求C=60%～75%，通常C=70%•30％水分是指水煤浆中的全部水分，包括隐含在煤中的内在水分•水煤浆燃烧因其中的水汽化造成的热损失不到水煤浆热值的4％。

3）、煤浆的流变特性水煤浆—非牛顿流体①较好的流动性，便于泵送、雾化和燃烧。

因此黏度要低。

②具有“剪切变稀”的流变特性，流动状态时粘度要低，静置状态时表现出高粘度，便于存放。

4）煤浆的稳定性：煤浆维持不产生”硬沉淀”的性能。

所需要的存放稳定期根据用户要求而定，一般为三个月。

27、煤炭锅炉排放NOx来源有哪些？并简述每种类型的生成机理热力型、燃料型和快速型，其中燃料型占主导作用。

28、从环境、社会、循环经济、能源安全，分析洁净煤技术的必要性和重要性我国发展洁净煤技术的必要性1.发展洁净煤技术是我国能源结构调整的战略选择我国是世界上少数几个(包括南非、印度等)主要依赖煤炭资源的国家。

以煤为主的能源结构带来不断严重的环境污染,已成为我国许多地区经济发展和社会进步的严重障碍,影响到社会经济的可持续发展,并关系到国家的国际形象。

因此，在我国能源资源、经济水平等决定以煤为主的能源消费结构在未来20～30年内不会发生根本性改变的情况下,大力发展洁净煤技术,实行全过程污染控制,是保证社会经济快速发展,使大气环境得到有效改善,能源效率得有效提高,是保证国家能源安全和实现环保目标的唯一选择。