中国洁净煤技术“九五”计划和2010年发展纲要
中国洁净煤技术“九五”计划
和2010年发展纲要
国家经贸委、国家科委、国家教委、煤炭部、电力部、中科院、机械
部、化工部、建设部、冶金部、国内贸易部、国家环保局:
《中国洁净煤技术“九五”计划和2010年发展纲要》(以下简称《计划和
纲要》)已经国务院批准,现印发给你们。请根据《计划和纲要》的原
则考虑和安排本行业洁净煤技术的发展计划。
附:中国洁净煤技术“九五”计划和2010年发展纲要
根据国务院国阅[1994]50号文件精神,国务院有关部委经协商,于
1995年8月份成立了以国家计委为组长单位,国家科委和国家经贸委为
副组长单位,煤炭部、电力部。内贸部、机械部、化工部、建设部、冶
金部、中科院、国家教委和国家环保局等为成员单位的国家洁净煤技术
推广规划领导小组。领导小组成立后,国家计委即开始了洁净煤技
术“九五”计划和2010年发展规划纲要的编制工作。在此期间,国家计委
征求了领导小组各成员单位和国内洁净煤方面专家的意见。经过半年多
的工作,形成了本纲要。
一、洁净煤技术在中国能源发展中的战略地位
1.1 煤炭是中国能源的主体
我国的煤炭资源丰富,探明程度较高,约占我国化石能源资源探明储
量总量的90%。同时由于水能和其它可再生能源资源的开发受到诸多条
件的制约,我国的水能开发强度还很低,因此在相当长的时期内还不能
动摇化石能源在能源生产和消费总量中的主体地位。
长期以来在我国能源生产与消费结构中煤炭一直占主导地位,建国初期煤炭占能源生产量的96%,占消费量的94%。1995年全国原煤产量
13.6亿吨,煤炭仍占一次能源总产量的75.5%,占一次能源总消费量的
75%。煤炭提供了75%的工业燃料和动力,76%的电力,80%的民用商
品能源及60%的化工原料。据预测,2010年中国能源构成中煤仍将占三
分之二。在今后相当长的时期内,煤炭还将是中国的主要能源,煤炭在
能源结构中的主导地位不会改变。
1.2 目前煤炭的开发与利用对环境产生巨大压力
(1)煤炭开采对环境的影响
截止1990年,因煤炭开采全国约有30万公顷土地塌陷,其中1/3在平
原地区,且每年新增塌陷地1.33-2.0万公顷;矸石积存达30亿吨,占地
1.2万公顷,且仍以年1.3亿吨外排,利用率仅为36.2%,矸石自燃排出大
量烟尘、及SO2、CO、H2S等有害气体,严重污染大气环境。全国年排
出矿井水22亿吨,其中1/6超标外排;煤炭开采过程中每年排放煤层气
60亿立方米,也对环境造成了污染。
(2)燃煤排放大量污染物造成对环境的严重污染
中国煤炭资源特点是难选煤多,高灰、高硫煤比重大。大部分原煤灰
分在25%左右,1994年国有重点煤矿的商品煤平均灰分19.8%;原煤中
约12.8%的煤含硫高于2%,且高硫煤产量将逐年增加,原煤入洗率仅
21.9%。煤炭直接燃用也是造成烟尘和二氧化硫污染的主要原因。
1995年,全国烟尘排放量1720万吨,二氧化硫排放量2362万吨。90%
的二氧化硫和80%的烟尘排放与燃煤有关。目前我国长江以南已出现大
面积酸雨区,且正在向北漫延,北京、西安、沈阳已名列世界环境污染
十大城市的前列。
(3)煤炭利用效率低,造成了能源浪费,增加了环境污染
我国目前煤炭消费结构与发达国家的以发电为主的消费结构有较大不
同,用户多元化、利用效率低是我国煤炭消费的主要特点。1994年煤炭
的消费中,发电占32.4%、工业和取暖锅炉占30%、民用煤占20%、冶
金占8%。有84%的煤炭直接燃烧。 我国目前煤炭的平均利用效率低,与发达国家相比工业窑炉平均效率
低10%以上,工业锅炉低15-20%,火电厂平均煤耗高20%,城镇居民生
活燃煤热效率平均仅22%左右。
与80年代国际先进水平比较,我国工业产品的能耗水平高30%以上,
按先进水平衡量,实现目前年国民生产总值的生产过程中多消耗了3亿
吨标准煤,不但浪费能源,也增加了对环境的污染。
1.3 中国发展洁净煤技术的必要性
煤炭是我国能源的主体,在今后相当长的时期内其主导地位不会有根
本性的变化。按照我国能源发展“九五”计划和到2010年的规划,2000年
和2010年我国煤炭的生产和消费将在目前的水平上有较大增长,分别达
到约14.5亿吨和18-19亿吨。因此煤炭的开发和加工利用对环境压力将越
来越大,与日趋严格的环保标准的矛盾也越来越突出。为了我国经济和
社会能实现可持续发展,必须发展符合我国国情的洁净煤技术。
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
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。
由于煤炭在世界能源消费中还占有相当比重(目前约占30%左右),
而且由于煤炭资源丰富,许多国家还将其作为石油的后备替代能源进行
技术开发。因此世界各主要能源生产和消费国家都将洁净煤技术作为能
源和环境技术,给予了高度重视,作为实现能源、经济、环境协调发展
的主导技术之一。
煤炭在我国能源消费结构中所占的比重远远超过世界平均水平,如前
所述,煤炭的开发和加工利用已经成为我国环境污染物排放的主要来
源。因此,发展洁净煤技术将是我国能源发展的战略选择。
二、我国洁净煤技术的发展现状和存在的问题
2.1 我国洁净煤技术与发达国家的差距
从八十年代开始,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,发达国家投入了大量的人力物力,在洁净煤技术
的一些主要领域已取得重大进展,并已经处于接近商业化推广阶段。我
国虽然也开展了这方面的研究工作,但从总体上看许多方面尚处于起步
阶段,与发达国家相比尚有较大差距,在洁净煤技术几个主要领域,差
距很大。
(1)煤炭加工
煤炭加工技术是指应用物理、物理化学、化学或微生物等方法把原煤
脱灰、降硫,并加工成质量均匀、用途不同的分品种的洁净煤技术,是
实现煤炭高效、洁净利用的源头技术。主要包括煤炭洗选、型煤、水煤
浆等。
煤炭洗选(Coal Preparation)
煤炭经洗选可显著提高燃烧效率,大大减少污染物排放。入洗1亿吨
原煤可减少燃煤排放的二氧化硫100一150万吨,成本仅为烟气洗涤脱硫
的1/10。发展先进的煤炭洗选技术,实现深度降灰脱硫是世界各国竞
相发展的洁净煤技术。
目前发达国家需要洗选的原煤已100%入洗,重介质旋流器、跳汰
机、浮选机等成熟的选煤技术已被广泛采用,洗煤厂的处理能力大,洗
选效率高于95%。英美等国家开发了提高回收率和精煤质量的极细粒煤
分选的物理和化学新工艺,处理<20um粉煤,可脱除70-90%的黄铁矿
硫和90%的灰分,这种工艺投入商业运用后可代替电站脱硫装置,降低
电站的投资和运行费用。
改革开放以来,我国煤炭洗选有了长足的发展,1995年底全国洗煤厂
已达到557个,年处理能力3.93亿吨,年入洗原煤2.8亿吨,全国原煤入
洗率达到22%;国内基本能够设计、制造年处理能力400万吨以下不同
厂型、不同煤质、不同洗选工艺的选煤设备及相应的控制系统,已初步研制成功0.5-0mm煤泥重介分选工艺及三产品重介旋流器等。但是,我
国洗煤能力还远远不能适应发展洁净煤事业的要求,一方面我国选煤技
术和能力都比较落后,国内目前仅能制造处理能力400万吨以下的选煤
设备,设备质量差,可靠性低,选煤厂平均洗选效率为85%左右,比国
外低10%以上,选煤厂生产效率仅为国外的1/10,精煤质量不高,分
选效果差,即使是炼焦洗精煤,其平均灰分仍达10%(国外为8%以
下);另一方面原煤入洗比例还很低,在全国动力煤的市场总供应量
中,洗后的动力煤还只占12%。
型煤(Briquettes)
型煤是将粉煤或低品位煤加工制成一定强度和形状的煤制品的技术。
型煤技术不是简单地将粉煤压制成煤球,而是使其改质改性,使本来不
适于使用的粉煤煤泥达到工业用煤的标准,是具有浓厚的发展中国家特
点的洁净煤技术。
型煤分民用型煤和工业型煤。民用型煤与散煤相比,燃烧效率提高一
倍,一般可节煤20-30%,烟尘和SO2减少40-60%,CO减少80%;工业
炉窑燃烧型煤比燃原煤可节煤15%,烟尘减少50-60%,SO2减少40-
50%。
目前我国城镇和农村居民生活用煤炭量在1.3亿吨左右,其中城镇居
民生活用煤约1亿吨。我国城镇居民生活用煤的型煤普及率约为30-
50%,而农村则几乎全部为烧散煤。我国目前有工业锅炉40多万台,工
业窑炉16万多台,年耗煤约4亿吨,按设计要求均需供应块煤或型煤,
但实际上块煤供应不足,型煤(工业燃料型煤)还在起步阶段,年产量
不超过1000万吨。同时,我国化肥、冶金、建材、机械、玻璃、陶瓷等
行业大量使用的煤气发生炉年需块煤4000多万吨,实际年供应量仅2200
多万吨,缺口也很大。
随着机械化程度的提高,我国块煤的生产比例越来越小,粉煤的比例
越来越大,最高可到80%以上。因此,发展型煤以替代块煤,不仅有广
阔的市场需求,可以提高燃用效率,减少污染气体排放,而且还可以充分利用大量粉煤和煤泥,减少它们本身对环境的污染。
我国的工业和民用型煤开发已经形成了具有我国特点的粘结剂、低压
集中成型工艺和集中配炉前成型工艺,其中民用型煤技术已经达到国际
水平,但尚需普及推广;工业型煤的技术相对落后,工艺还不很合理,
设备不配套,并且由于政策不到位,管理水平低,尚无正式运营的工业
型煤厂。
水煤浆(Coal Water Mixture)
水煤浆是七十年代兴起的新型煤基液体燃料,许多国家基于长期的能
源战略考虑将其作为以煤代油燃料的技术储备,进行研究开发和试验,
且已有少量供商业化使用。
水煤浆是一种良好的煤基燃料,其一般灰分低于8%,含硫量低,燃
烧时火焰中心温度较低,燃烧效率高,烟尘、SO2、NOX排放都低于燃
油和散煤,是新型的煤代油燃料。
水煤浆作为一种以煤代油的新型燃料,在国外已有商业应用,日本已
在600MW机组上试烧成功,并在我国山东合资建设年产25万吨水煤浆
生产厂,向日本供应水煤浆;前苏联建成年产500万吨的水煤浆厂,供
1200MW的电站使用,欧洲一些国家也在地区供热及工业锅炉上以水煤
浆作燃料。
我国经过“六五”以来的研究和技术引进,在水煤浆的制备、运输和燃
烧方面取得了许多成果。建立了一批制浆和燃烧示范厂,建成了总能力
100万吨/年的6个水煤浆生产厂,个别现场制浆生产线已连续运转4年
多。但是,技术上尚存在一定的问题,包括可靠的现场制浆技术、水煤
浆的输送和储备技术、适合不同煤种和煤质的燃烧器,以及炉内除灰技
术等,加上价格等问题,使得水煤浆在大型锅炉上还达不到工业应用水
平。
(2)煤炭的高效洁净燃烧技术
该领域主要包括燃煤锅炉的高效洁净燃烧和发电技术。我国煤炭消费
量的80%以上直接用于燃烧,因此煤炭高效洁净燃烧是洁净煤技术的核
低碳经济之洁净煤技术篇
低碳经济之洁净煤技术篇
内容提纲
1) 中国发展洁净煤技术的必要性:
能源是推动人类文明前进和国民经济的发展的基础
中国能源分布的特点
煤炭在我国能源安全方面的战略地位
煤炭开采与环境
2) 世界洁净煤技术的发展
3) 中国洁净煤技术的内涵
煤炭加工提质处理
高效洁净燃烧技术
煤炭的化学转化技术
煤开发利用过程中的污染控制技术
1. 能源与人类文明的发展
能源点燃了人类的文明,并推动它由原始的荒蛮演化到今天的繁荣。
2. 中国能源分布特点
富煤、贫油、少气,西多东少分布与经济发展及能源需求不平衡。
风能、太阳能虽然有较大发展,但技术难度大。
3. 煤炭在我国能源安全方面的战略地位
1980s 中国是除OPEC之外的最大石油输出国,1990煤产量跃居世界第一;
1993年中国成为石油净进口国, 1997年中国成为能源净进口国;
2003年能源进口依赖 6%,石油进口依赖超50%,超越日本成为第二大石油消费国。
世界第一大能源消耗国家,占全球能源消耗的1/3
2005年我国石油进口已达到1.36亿吨,对外依存度达到43%。
2008年石油消费3.65亿吨,进口1.79亿吨,50%
2010年我国的石油总需求4.05亿吨,石油进口达到2亿吨,对国外石油的依存度达到50%,
2020年,按此发展趋势,对国外石油的依存度将上升到60%以上。
战略安全
90年代中国掘起对世界能源格局的威胁
世界发达国家对中国能源安全的威胁
中国能源战略储备的不足
石油属于战略物资,关系到国家安全,而我国又是石油资源相对缺乏的国家,为了减少对进口石油的依赖,我国正在实施油气进口多通道、能源形式多元化的战略政策。
其中多通道已基本实现,发展煤化工技术是实施国家能源多元化对策。
浅谈洁净煤技术的发展
11FRIEND OF CHEMICAL IND
USTRY工程技术 2007.NO.13 化工之友
洁净煤技术是指煤炭开发和利用过程中,用于减少污染和提高效率的煤炭开采、加工、燃烧、转化和污染控制等一系列新技术的总称,是使煤炭作为一种能源为达到最大潜能的利用而将所释放的污染物控制在最低水平,实现煤的高效、洁净利用的新型技术。为了减少直接烧煤产生的环境污染,世界各国都十分重视洁净煤技术的开发和应用。我国是烧煤大国,70%以上的能源依靠煤炭,大力发展洁净煤技术有更重要意义。1 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:1.1 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选煤是合理利用煤炭,保护环境的最经济和有效的技术,是煤炭深加工的前提,每选煤1亿吨,约可减少100万吨的SO2排放量。1999年我国年选煤能力为5.02亿吨,年入洗原煤3.01亿吨,原煤入洗率为28.9%。动力配煤是将不同品质的煤取长补短,经过破碎、筛选按比例配合,并辅以一定的添加剂以适应用户对煤质的要求。统计表明锅炉采用配煤后,平均节煤可达5%。我国已有年产动力配煤8000万吨的能力。型煤。我国民用型煤配以先进的炉具,热效率比效煤高一倍,一般可节煤20—30%,煤尘和SO2减少40—60%。水煤浆是由煤、水和化学添加剂按一定的要求配制成的混合物,具有较好的流动性和稳定性,易于储存,可雾化燃烧,是一种燃烧效率较高和低污染的较廉价的洁净燃料,可代重油缓解石油短缺的能源安全问题。我国已基本解决水煤浆的制备、煤烧技术,已有年产208万吨水煤浆的生产能力。1.2 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。1.3 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%。2 煤转化为洁净燃料技术(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。煤炭气化技术分地面和地下两种。地面煤气化技术有固定床、流化床与气流床三种主要形式。气化工艺开发集中于提高气化压力、提高气化炉容量、扩大煤种适应性、环境友好、提高碳转化率和提高气化效率和液态排渣等。主要应用于化工合成、城市煤气生产及联合循环发电[1]。煤炭地下气化是将地下煤炭有控制燃烧、产生可燃气体的一种开发清洁能源与化工原料的新技术。只提取煤中含能组分,而将灰渣等污染物滞留在井下。这种新技术集建井、采煤、转化工艺为一体,大大减少了煤炭生产和使用过程中所造成的环境破坏,并可大大提高煤炭资源的利用率。因此深受世界各国重视。对于煤炭地下气化技术,在国外主要是俄罗斯在应用,欧美等国在开发。美国的经验指出,地下气化与地面气化生产相同下游产品相比,合成气的成本可下降43%,天然气代用品的成本可下降10% ̄18%,发电成本可下降27%;前苏联列宁格勒火力发电设计院公布的资料表明,地下气化热力电厂与燃煤电厂相比,厂房空间可减少50%,锅炉金属耗量可降低30%,运行人数可减少37%。地下气化技术是十分具有诱惑力的。近年来,我国对煤炭地下气化技术的研究有很大进展。中国矿业大学提出并完善了长通道、大断面、两阶段的地下气化新工艺。长通道、大断面气化炉有利于气化过程的稳定,两阶段煤炭地下气化工艺是一种循环供给空气(或纯氧、富氧空气)和水蒸汽的地下气化方法。新工艺实现了井下无人、无设备、长壁式气化工作面采煤,节省了大量的资金、设备和人员投入,经济效益显著。在徐州新河二号井的半工业性试验和唐山刘庄煤矿的工业性试验中利用了这种新工艺。新河试验于1994年3月点火,煤气供徐州市居民使用。刘庄试验于1996年5月开始,煤气供唐山市卫生陶瓷厂和刘庄矿供热锅炉使用,已实现稳定生产三年多,目前仍在运行中[2]。(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。而且在神华集团正在筹建煤的液化项目,不久即将投入生产。(3)煤气化联合循环发电技术,先把煤制成煤气,再用燃气浅谈洁净煤技术的发展罗吉春(七台河矿业精煤集团运销公司)摘 要:洁净煤技术的重要性已受到政府和社会的广泛关注,本文重点对洁净煤技术的种类进行了分析探讨,对发展前景进行了展望。关键词:洁净煤 技术 前景中图分类号:TD82文献标识码:A文章编号:1004-0862(2007)07(a)-0011-02FRIEND OF CHEMICAL INDUSTRY
我国洁净煤技术发展现状及其发展意义
2004’中国煤炭加工与综合利用技术战略研讨会论文集
我国洁净煤技术发展现状及其发展意义
朱书全戚家伟崔广文
(中国矿业大学化学与环境工程学院,北京100083)
摘要介绍了我国洁净煤技术的发展现状,阐述了发展洁净煤技术在我国经济、社会可持续发展中的意义关键词洁净煤技术现状意义
1概述
我国是世界上最大的产煤国和消费国。从1991年以来煤炭产量一直位居世界榜首,2002年全国煤炭产量达到13.24亿t。我国能源消耗构成以煤为主,但
利用方式比较落后,每年约有8亿t煤炭通过各种方式直接燃烧,其中火力电站锅炉燃煤约占25%,采暖、区域供热锅炉和工业窑炉约占55%,民用炉灶约占20%,各种燃烧方式基本上没有除尘、脱硫装置,产生
了大量的SO:和TSP排人大气中,造成我国生态环境
的严重污染〕中国环境科学研究总院、清华大学等单
位的研究结果表明,由SO:导致的酸雨污染每年给中国造成的损失超过1 100亿元,整个大气污染所造成
的损失每年约占中国GDP的2%-3%。全国开展监测的338个城市中,空气环境处于中度或严重污染的占
63.5%,出现酸雨的南方城市占61.8%,有7个城市被
列人世界十大污染城市,酸雨覆盖区占国土面积的30%,青藏高原以东、长江干流以南己经成为世界第三大酸雨区。燃煤电厂以高架源形式排放的S02是形成酸雨的主要原因。2002年,中国燃煤电厂S02排放量6.66Mt,占全国排放总量的34.6%x,2005年,火电排放的
S0,预计为l 1.86Mt。因此,大力发展洁净煤技术,将煤炭转化为洁净能源,以达到治理环境污染和提高能源
利用率的目的已成为当务之急。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。 1997年我国国务院批准了《中国洁净煤技术“九五”计划和2010年发展纲要》,纲要中明确指示,
根据技术的成熟性和环保的迫切性,我国洁净煤技术的发展按照三个层次进行:推广一批成熟的、在近期
论我国洁净煤技术的产业化
1 论我国洁净煤技术的产业化
一、洁净煤技术的由来
环境和资源是人类生存和发展的基本条件。能源作为基本资源对社会、经济的发展和人民生活水平的提高具有极其重要的作用,是人们每日每时不可或缺的。历史发展表明,自产业革命以来,世界范围内,作为矿物燃料的煤炭逐渐取代人力、畜力和生物质能等可再生能源,成为主要能源。煤炭在能源结构中的重要地位是由资源条件决定的,在世界范围内,煤炭资源相对于其它化石能源要丰富得多。中国一次商品能源以煤为主。煤炭提供了75%的工业燃料、76%的发电能源、80%的民用商品能源和60%的化工原料。
煤炭作为我国主要能源,在开发利用过程中带来一系列环境污染问题。国民经济的持续发展,离不开能源的支持。无论过去、现在还是将来,能源的主角是煤炭。中国是当今世界上最大的产煤国和消费国,已探明的储量为9183亿吨,折合标准煤计算,占已探明的煤炭、石油、天然气及水电资源总储量的90%,在一次能源总消费中,煤炭占76%。煤产量的80%直接用于燃烧,其中发电厂用煤量大于总产量的30%。由于今后相当长时期内煤炭作为主要的一次能源地位不会改变。
煤炭作为能源在国民经济发展中做出巨大贡献的同时,在其开发与利用过程中也带来了一系列环境污染问题,危及生态平衡与人类的生存。煤炭在开采中排放的甲烷(又称煤层瓦斯或煤层气)与二氧化碳、氯氟烷烃等气体在大气层中形成温室效应。甲烷虽是仅次于二氧化碳占第二位的重要温室气体,但其效能比二氧化碳大20—60倍。甲烷是一种短寿命的气体,在大气中滞留的时间只有8—12年,而二氧化碳则超过200年,所以与甲烷有关的气候变暖是在其散发后几十年内完成的,而二氧化碳则在几百年内逐渐实现。大气中甲烷浓度的增加,导致平流层中臭氧的减少,使辐射到地球上的紫外线增加,诱发皮肤癌,使皮肤晒黑
2 而老化,引起眼疾、雪盲等危害人类健康。煤矿在开采过程中遗弃的大量矸石、排出的矿井水(分别为高矿化度、酸性、高悬浮物,有的还有放射元素),都对环境造成了污染。
洁净煤技术,中国能源发展的必然选择
第16卷第11期 2007年11月中国矿业CHINA MINING MAGAZINE Vol. 16, No. 11November 2007茸环境·保护_蒸洁净煤技术,中国能源发展的必然选择 唐庆杰‘.2,王育华“,吴文荣,,朱轶飞’(1.河北北方学院,河北张家口075000; 2.中国矿业大学(北京),北京100083 3.石家庄铁道学倪,河北石家庄050043) 摘要:本文简要介绍了洁净煤技术的特点,着重讨论了洁净煤技术发展的战略背景、国内外发展状况及我国在洁净煤技术发展过程中存在的主要问题及未来发展战略。 关键词:洁净煤技术;发展状况;发展战略 中图分类号:TQ586文献标识码:A文章编号:1004-4051 (2007) 11-0024-03On clean coal technology as the best approach to energy development in china TANG Qing-jie"', WANG Yu-hua', WU Wen-rong', ZHU Yi-fei'(1. Hebei Northern Institute, Zhangjiakou 075000, China; 2. China university of Mining and Technology Beijing, Beijing 100083, China; 3. Shijiazhuang railway institute, Shijiazhuang 050043, China) Abstract; This paper discusses about the conception of cleaned coal technology, It is emphatically dis-cussed that the clean coal technological development significance, the domestic and foreign development con-dition and our country the main question and the future developmental strategy which exist in the clean coaltechnological development process. Key words: cleaned coal technology; development condition; developmental strategy 我国是一个多煤、少油、少气的国家,未来能源发展的政策仍是“煤为基础,多元发展”。提高煤炭利用率、降低污染率,是我国能源工业发展的紧迫而现实的任务。而完成这一任务,就需要大力发展洁净煤技术。1洁净煤技术的特点 洁净煤技术(clean coal technology,CCT)是沽净、高效利用煤炭的先导性技术,最早由美国学者提出,主要是为了解决美国和加拿大边境的酸雨问题。洁净煤技术是指从煤炭开发到利用全过程中,旨在减少污染物排放和提高利用效率的煤炭加工、转化、燃烧及污染控制等一系列新技术的总称,是使煤作为一种能源应达到最大限度的潜能利用,而将释放的污染控制在最低水平,实现煤的高效、洁净利用的技术体系。 洁净煤技术具有以下几个显著特点:首先,洁净煤技术以高硫煤为原料。以一碳化学为基础,采收稿日期:2007-06-07作者简介:唐庆杰(1969-)河北北方学院讲师,中国矿业大学在读博士,主要从事能源材料和煤炭液化方面的研究用多样化工艺,实现煤炭资源的优化配置、高效和清洁利用;其次,洁净煤技术涉及物理学、化学、生物学、地质学等多学科,化工、热工、环境等多技术,是一项多层次、多学科、综合性很强的系统工程;第三,洁净煤技术注重综合效益,实现了环境友好和经济发展的双重效益,即“经济”和“环境”的双赢.Z在我国发展洁净煤技术的战略地位 据统计,我国常规能禅资源总量为4.05万亿t标准煤,其中原煤5.5万亿t,占89.300,原油940亿t,占3.5%;天然气为38. 14万亿m3,占1.3%;水能5.92亿kWh,占5. g y.。已探明能源资源总量为8231亿t标准煤,其构成为原煤87.4%;原油2.8%;天然气。.3%;水能9.5%0探明可经济开发的剩余可开采总储量1392亿t标准煤,其中,煤1145亿t,占58. 8 Yo;原油占3.4%;天然气占1.3%,水能占36.5%. 2002年,中国人均煤炭资源可采储量为88. 5t,人均石油剩余资源可采储量为2t,天然气为1167m',分别为世界平均水平的54.9%.7.3肠和4.6%,所以按人均来看,只有煤炭是唯万方数据
洁净煤技术发展综述
洁净煤技术(clean coal technology)
传统意义上的洁净煤技术主要是指煤炭的净化技术及一些加工转换技术,即煤炭的洗选、配煤、型煤以及粉煤灰的综合利用技术,国外煤炭的洗选及配煤技术相当成熟,已被广泛采用;目前意义上洁净煤技术是指高技术含量的洁净煤技术,发展的主要方向是煤炭的气化、液化、煤炭高效燃烧与发电技术等等。它是旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转换和污染控制新技术的总称,是当前世界各国解决环境问题的主导技术之一,也是高新技术国际竞争的一个重要领域。根据我国国情,洁净技术包括:选煤,型煤,水煤浆,超临界火力发电,先进的燃烧器,流化床燃烧,煤气化联合循环发电,烟道气净化,煤炭气化,煤炭液化,燃料电池。
《洁净煤技术》杂志创刊于1995年,是由国家煤矿安全监察局主管、由煤炭科学研究总院与煤炭工业洁净煤工程技术中心联合主办,经国家科委与新闻出版署正式批准向国内外公开发行的国家级技术刊物。主要刊载煤炭加工(洗选、型煤、水煤浆、配煤、煤泥利用),煤炭高效洁净燃烧(流化床技术、粉煤燃烧、燃煤联合循环发电、矸石发电),煤炭转化(气化、液化、焦化、燃料电池),污染控制与废弃物管理(土地复垦、烟气净化、粉煤灰综合利用、矿井水处理、矿区污染治理)等洁净煤技术方面的学术论文、研究报告、专题评述、国外技术动态和政策法规等文章。 2000年荣获中国学术期刊(光盘版)检索与评价、首届《CAJ-CD规范》执行优秀奖,全国中文核心期刊,中国科技核心期刊,是煤炭系统著名的技术类期刊。
《洁净煤技术》杂志社主营业务:①编辑、出版《洁净煤技术》期刊;编辑、出版书籍、增刊、专刊;②为矿山设备提供科学研究、设备选型、专题调研、专家咨询等咨询服务;为矿山设备、技术应用提供广告策划宣传、企业产品鉴定、推介(策划与发布)服务;③举办专业或专题技术培训、学术研讨会;承办、宣传、协办煤炭、电力、冶金、化工、机械等行业相关领域展会;④承包各类系统数据集成信息化项目;承担循环经济、企业管理、发展战略等方面的经济咨询业务;⑤承担煤炭企业技术咨询课题及技术服务项目、可行性研究及煤炭企业发展规划和区域规划等。
(冶金行业)中国洁净煤技术现状与发展思路
(冶金行业)中国洁净煤技术现状与发展思路
中国洁净煤技术的现状及发展思路
摘要:煤炭是我国主要壹次能源。我国终端能源消费中煤炭比例过大是造成污染严重的主要原因,煤炭消费应转向以煤电为主。对煤炭开发利用中产生的污染应实现全过程控制。提高商品煤质量是从源头上减少燃煤污染的有效措施;提高燃烧效率是解决燃煤污染的核心;减排SO2是重点当前要解决的问题;增加煤炭就地转化的比例是从根本上减少污染和解决能源安全的途径。
壹、对中国未来能源环境问题的几点见法(结论)
1.中国壹次能源以煤为主的格局相当时期内难以改变,未来能源环境问题突出,发展洁净煤技术是现实选择。
2.我国的终端能源消费中煤炭占的比例过大,解决能源环境问题重点放在改善能源的终端消费结构,煤炭消费要实现向以煤电为主格局的转变
3.中国人均能源资源严重不足(煤炭为世界人均的1/2,石油仅为1/10),提高能源利用效率始终应作为解决能源和环境问题的首选方案,从而介绍洁净煤技术在我国的发展现状和发展思路很有必要。
二、洁净煤技术若干领域的发展动态
(壹)选煤技术
发展煤炭洗选,提高商品煤质量是从源头上减少污染的有效措施。我国1997年原煤入选率25.73%。煤炭洗选的重点已由炼焦煤转为动力煤,由过去单纯的注重降灰转为降灰和脱硫且举及回收洗矸中的黄铁矿。小直径重介质旋流器分选工艺和设备,对细粒煤泥能同时实现降灰、脱硫,在分选0.5~0.04mm级煤泥时,无机硫脱硫率为67.90~70.30%。采用12m2大型风力干法选煤机的150万吨/年选煤厂已投入生产。该厂吨煤投资4.25元,吨煤加工成本2.15元,分选效率>90%,外排尘(50mg/m3)符合环境要求。解决煤炭深度降灰脱硫难题的壹些新技术,如大直径三产品无压给料重介质旋流器、各种形式的微泡浮选相继研究成功、投入生产。但我国选煤技术总体上和国际先进水平比有相当大的差距,壹是原煤人选比例低(我国为25.7%,发达国家在90%之上);二是先进的选煤工艺占比例低(如重介选,我国仅为23%,发达国家在60%之上)精煤质量差;三是平均厂型小,自动化程度低,设备可靠性差,生产工效低。
中国洁净煤技术现状与发展思路
中国洁净煤技术的现状及发展思路
摘 要:煤炭是我国主要一次能源。我国终端能源消费中煤炭比例过大是造成污染严重的主要原因,煤炭消费应转向以煤电为主。对煤炭开发利用中产生的污染应实现全过程控制。提高商品煤质量是从源头上减少燃煤污染的有效措施;提高燃烧效率是解决燃煤污染的核心;减排SO2是重点当前要解决的问题;增加煤炭就地转化的比例是从根本上减少污染和解决能源安全的途径。
一、对中国未来能源环境问题的几点看法(结论)
1.中国一次能源以煤为主的格局相当时期内难以改变,未来能源环境问题突出,发展洁净煤技术是现实选择。
2.我国的终端能源消费中煤炭占的比例过大,解决能源环境问题重点放在改善能源的终端消费结构,煤炭消费要实现向以煤电为主格局的转变
3.中国人均能源资源严重不足(煤炭为世界人均的1/2,石油仅为1/10), 提高能源利用效率始终应作为解决能源和环境问题的首选方案 ,从而介绍洁净煤技术在我国的发展现状和发展思路很有必要。
二、洁净煤技术若干领域的发展动态ﻫ(一)选煤技术ﻫ 发展煤炭洗选,提高商品煤质量是从源头上减少污染的有效措施。我国1997年原煤入选率25.73%。煤炭洗选的重点已由炼焦煤转为动力煤,由过去单纯的注重降灰转为降灰与脱硫并举及回收洗矸中的黄铁矿。小直径重介质旋流器分选工艺和设备,对细粒煤泥能同时实现降灰、脱硫,在分选0.5~0.04mm级煤泥时,无机硫脱硫率为67.90~70.30%。采用12m2大型风力干法选煤机的150万吨/年选煤厂已投入生产。该厂吨煤投资4.25元,吨煤加工成本2.15元,分选效率>90%,外排尘(50mg/m3)符合环境要求。解决煤炭深度降灰脱硫难题的一些新技术,如大直径三产品无压给料重介质旋流器、各种形式的微泡浮选相继研究成功、投入生产。但我国选煤技术总体上与国际先进水平比有相当大的差距,一是原煤人选比例低(我国为25.7%,发达国家在90%以上);二是先进的选煤工艺占比例低(如重介选,我国仅为23%,发达国家在60%以上)精煤质量差;三是平均厂型小,自动化程度低,设备可靠性差,生产工效低。 (二)水煤浆技术
Clean Coal Technology
1 洁净煤技术及领域
(1) 洁净煤技术的提出
“洁净煤(Clean Coal)”一词是20世纪80年代初期,美国和加拿大关于解决两国边境酸雨问题谈判的特使德鲁〃刘易斯(Drew Lewis,美国)和威廉姆〃戴维斯(William Davis,加拿大)提出的。
洁净煤技术是煤炭开发和利用中减少污染和提高效率的煤炭加工、转化、燃烧和污染控制等新技术的总称。当前已成为世界各国解决环境问题主导技术之一,也是高技术国际竞争的一个重要领域。
美国率先提出洁净煤技术,1986年推出“洁净煤技术示范计划”。经过5轮竞争和优选,当时确定39个项目,主要涉及4个领域:
※ 环境控制技术(NOx、SO2排放控制系统)
※ 先进燃煤发电技术(IGCC、CFBC和先进的燃烧技术与热机系统)
IGCC—Integrated Gasifacation Combined Cycle
CFBC—Circulating Fluidized Bed Combustion
※ 煤炭加工成洁净能源技术(洗选、温和气化、甲醇生产新工艺,预测电厂新煤种操作特性的软件系统)
※ 工业应用技术(用煤代替焦炭、用低硫煤生产水泥以及将燃油或燃气改成烧煤用于工业燃烧器)。
随后共确定45个项目,投资71亿美元。
欧共体国家紧跟着推出未来能源计划,研究开发的洁净煤技术有:
※ 整体煤气化联合循环发电(IGCC)
※ 煤和生物质及废弃物联合气化(或燃烧)
※ 循环流化床燃烧(CFBC)
※ 固体燃料气化与燃料电池联合循环技术等。
日本积极实行“新阳光计划”,洁净煤技术开发项目有以下几方面:
※ 提高燃烧效率,降低CO2排放量,主要是循环流化床燃烧发电技术(CFBC、PFBC)
PFBC—Pressurized Fluidized Bed Combustion
※ 燃烧前后的净化,主要是水煤浆、型煤、脱硫、脱氮和除尘技术
※ 煤炭转化,包括煤炭液化、气化和煤热解等
洁净煤技术
1 洁净煤技术
一、洁净煤技术照亮煤炭应用前景
1、 洁净煤的定义及发展的必要性
1)、 洁净煤的定义
洁净煤(CleanCoal)一词是20世纪80年代初期美国和加拿大关于解决两国边境酸雨问题谈判的特使德鲁·刘易斯(Drew Lewis,美国)和威廉姆·戴维斯(WilliamDavis),加拿大)提出的。洁净煤技术英文是Clean Coal Technology,简称CCT,其含义是: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。当前已成为世界各国解决环境问题主导技术之一,也是高技术国际竞争的一个重要领域。
由于中国煤炭开采和利用的特点决定,中国洁净煤技术领域与国外洁净煤技术领域重点放在燃烧发电技术上有所不同,含盖从煤炭开采到利用全过程,是煤炭开发和利用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。
2)、洁净煤技术照亮煤炭应用前景
煤炭目前约占全球能源消费量的四分之一,是仅次于石油的第二大能源,也是成本最低的发电原料之一。从目前的发展趋势上,由于石油在地球上的储量,远远不如煤炭的储量大,世界利用石油的时间不会太长,煤炭在20年内或更短的时间内,成为第一能源。但由于煤炭的开采和燃烧煤炭会造成严重的环境及污染问题,煤炭的形象不佳,其生产在近期会受到许多方面的限制。为此,发达国家在近年来加快了洁净煤技术的开发和应用步伐,使煤炭的开采和利用前景变得亮丽起来。
洁净煤技术是指新一代的煤炭开采和利用方法,它能够大大降低开采带来的环境问题和废气以及其他污染物的排放量,从而将大幅度提高煤炭的经济效益和煤炭在环保方面的可接受性。世界能源委员会的一份最新研究报告认为,对于主要煤炭消费国来说,今后几十年内,从煤炭中提取的合成气体、液体和氢将是重要的长期能源供应来源。该项研究的负责人比基预测,到2030年,全球约72%的发电将使用洁净煤技术。
美国是煤炭生产和消费大国,其一半以上的电力来自煤炭发电。因此,美国政府高度重视洁净煤技术的开发和应用。布什政府上台后即承诺在10年内拨款20亿美元用于推动洁净煤技术的发展。为此,布什政府制定了“美国洁净煤发电计划”,其目的是到2018年,使燃煤发电厂排放的硫、氮和汞减少近70%。去年3月份,美国能源部已选定8个项目作为该计划的支持对象。
