所屬欄目:礦業(yè)論文 發(fā)布日期:2011-01-28 15:22 熱度:
摘要:潔凈煤技術(shù)的重要性已受到政府和社會(huì)的廣泛關(guān)注,本文主要對(duì)潔凈煤技術(shù)進(jìn)行分析。將我國(guó)的能源現(xiàn)狀、潔凈煤技術(shù)的特點(diǎn)結(jié)合我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問題等,全面系統(tǒng)的介紹了我國(guó)潔凈煤技術(shù),論述了潔凈煤技術(shù)產(chǎn)生的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益,并指出潔凈煤技術(shù)是我國(guó)能源發(fā)展的必然選擇。
關(guān)鍵詞:能源消費(fèi)現(xiàn)狀,潔凈煤技術(shù),技術(shù)分類,發(fā)展現(xiàn)狀,經(jīng)濟(jì)效益,問題
1我國(guó)的能源現(xiàn)狀
中國(guó)是世界能源生產(chǎn)和能源消費(fèi)大國(guó)。由于我國(guó)煤炭資源極其豐富,我國(guó)也是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。煤炭生產(chǎn)量和消費(fèi)量占世界總產(chǎn)量的1/3左右。已探明的煤炭?jī)?chǔ)量為10087億噸,僅次于美國(guó)和俄羅斯居于世界第三位。相比較而言,我國(guó)已探明的石油資源和天然氣資源則相對(duì)較乏。因此我國(guó)能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主,多年以來,煤炭在我國(guó)一次能源消費(fèi)構(gòu)成中一直占70%左右(表1)。同時(shí)我國(guó)的石油消費(fèi)和進(jìn)口增長(zhǎng)迅速,而水電、核電、風(fēng)能等可再生資源的資源優(yōu)勢(shì)則沒有得到充分利用和體現(xiàn)。預(yù)計(jì)未來很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),我國(guó)以煤炭為主的能源消費(fèi)現(xiàn)狀是不會(huì)改變。目前我國(guó)對(duì)煤炭的利用方式主要是通過燃燒轉(zhuǎn)化成其它形式的能量來加以利用。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)每年直接燃燒的煤炭占其總產(chǎn)量的86%左右。火力發(fā)電的原煤消耗量占我國(guó)原煤產(chǎn)量約40%.且隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展與人民生活水平的提高,發(fā)電用煤的比例必將呈上升趨勢(shì)。同時(shí)由于我國(guó)動(dòng)力煤煤質(zhì)差,燃煤技術(shù)較發(fā)達(dá)國(guó)家相對(duì)落后,這使得我國(guó)對(duì)煤炭的綜合利用效率低下、環(huán)境污染等問題嚴(yán)重。因此,無論從眼前利益出發(fā)還是為子孫后代的幸福著想,大力治理并減少工業(yè)活動(dòng)使煤炭高效利用,走經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的道路,是保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境的最主要的課題。
表1我國(guó)能源消費(fèi)總量(萬(wàn)噸標(biāo)煤)構(gòu)成(能源消費(fèi)總量=100)
2潔凈煤技術(shù)概述
潔凈煤(CleanCoal)一詞是80年代初期美國(guó)和加拿大關(guān)于解決兩國(guó)邊境酸雨問題談判的特使德魯•劉易斯(DrewLewis,美國(guó))和威廉姆•戴維斯(WilliamDavis,加拿大)提出的。潔凈煤技術(shù)(CleanCoalTechnology,簡(jiǎn)稱CCT)是指在煤炭開發(fā)和利用過程中,旨在減少污染和提高效率的煤炭加工、燃燒、轉(zhuǎn)化和污染控制等新技術(shù)的總稱,它使煤炭作為一種能源為達(dá)到最大潛能的利用,釋放的污染物控制在最低水平,實(shí)現(xiàn)煤的高效、潔凈利用的新型技術(shù)。主要包括潔凈生產(chǎn)技術(shù)、潔凈加工技術(shù)、高效潔凈轉(zhuǎn)化技術(shù)、高效潔凈燃燒與發(fā)電技術(shù)等。我國(guó)是燃煤大國(guó),70%以上的能源依靠煤炭,研究、開發(fā)并利用潔凈煤技術(shù)使煤炭作為一種達(dá)到最大限度利用和最低污染物排放的能源具有十分重要的意義。潔凈煤技術(shù)具有以下特點(diǎn):第一,潔凈煤技術(shù)以高硫煤為原料,采用多樣化工工藝,實(shí)現(xiàn)煤炭資源高效和清潔的利用。第二,潔凈煤技術(shù)涉及多學(xué)科、多技術(shù),是一項(xiàng)多層次、多學(xué)科、綜合性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程技術(shù)。第三,發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)會(huì)促進(jìn)生產(chǎn)力結(jié)構(gòu)形態(tài)由勞動(dòng)密集型、資源密集型向知識(shí)密集型和技術(shù)密集型轉(zhuǎn)變;由低效益高能耗型向高效益節(jié)能型轉(zhuǎn)變,這就必然促進(jìn)社會(huì)發(fā)展模式發(fā)生轉(zhuǎn)變。第四,潔凈煤技術(shù)注重綜合效益,通過一系列的現(xiàn)代化工藝手段,實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好和經(jīng)濟(jì)的共同發(fā)展。我國(guó)煤炭開采和利用現(xiàn)狀決定了我國(guó)潔凈煤技術(shù)旨在減少污染和提高效率的煤炭加工、燃燒、轉(zhuǎn)化和污染控制等。
3潔凈煤技術(shù)的分類
潔凈煤技術(shù)包括2個(gè)方面:一是直接燒煤潔凈技術(shù),二是煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料技術(shù)。
3.1直接燒煤潔凈技術(shù)
這是在直接燒煤的情況下,需要采用的技術(shù)措施:
(1)燃燒前的凈化加工技術(shù),主要是洗選、型煤加工和水煤漿技術(shù)。原煤洗選采用篩分、物理選煤、化學(xué)選煤和細(xì)菌脫硫方法,可以除去或減少灰分、矸石、硫等雜質(zhì);型煤加工是把散煤加工成型煤,由于成型時(shí)加入石灰固硫劑,可減少二氧化硫排放,減少煙塵,還可節(jié)約煤炭;水煤漿是選用優(yōu)質(zhì)低灰原煤制成,一定程度上可以代替石油。
(2)燃燒中的凈化燃燒技術(shù),主要是流化床燃燒技術(shù)和先進(jìn)燃燒器技術(shù)。流化床又叫沸騰床,由于燃燒溫度低可減少氮氧化物排放量,煤中添加石灰可減少二氧化硫排放量,爐渣可以綜合利用,能燒劣質(zhì)煤,這些都是它的優(yōu)點(diǎn);先進(jìn)燃燒器技術(shù)是指改進(jìn)鍋爐、窯爐結(jié)構(gòu)與燃燒技術(shù),減少二氧化硫和氮氧化物的排放技術(shù)。
(3)燃燒后的凈化處理技術(shù),主要是消煙除塵和脫硫脫氮技術(shù)。消煙除塵技術(shù)很多,靜電除塵器效率最高,可達(dá)99%以上,電廠一般都采用。脫硫有干法和濕法兩種,干法是用漿狀石灰噴霧與煙氣中二氧化硫反應(yīng),生成干燥顆粒硫酸鈣,用集塵器收集;濕法是用石灰水淋洗煙塵,生成漿狀亞硫酸排放。它們脫硫效率可達(dá)90%。
3.2煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料技術(shù)
這是在非直接燒煤的情況下,將煤為潔凈燃料而加以利用的技術(shù),主要有以下四種:
(1)煤炭氣化技術(shù)。有常壓氣化和加壓氣化兩種,它是在常壓或加壓條件下,保持一定溫度,通過氣化劑(空氣、氧氣和蒸汽)與煤炭反應(yīng)生成煤氣,煤氣中主要成分是一氧化碳、氫氣、甲烷等可燃?xì)怏w。用空氣和蒸汽做氣化劑,煤氣熱值低;用氧氣做氣化劑,煤氣熱值高。煤在氣化中可脫硫除氮,排去灰渣,因此,煤氣就是潔凈燃料了。中國(guó)煤氣化技術(shù)曾經(jīng)歷了幾十年的研究開發(fā),在固定床氣化、流化床氣化等方面有良好的基礎(chǔ),有的成果已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。
(2)煤炭液化技術(shù)。煤炭液化是中國(guó)能源建設(shè)的戰(zhàn)略方向之一,科技發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步對(duì)該領(lǐng)域未來產(chǎn)業(yè)化發(fā)展有重要意義和促進(jìn)作用,煤炭液化有間接液化和直接液化兩種。
間接液化是先將煤氣化,然后再把煤氣液化,如煤制甲醇,可替代汽油,我國(guó)已有應(yīng)用。直接液化是把煤直接轉(zhuǎn)化成液體燃料,比如直接加氫將煤轉(zhuǎn)化成液體燃料,或煤炭與渣油混合成油煤漿反應(yīng)生成液體燃料,我國(guó)已開展研究。
(3)煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)。先把煤制成煤氣,再用燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電,排出高溫廢氣燒鍋爐,再用蒸汽輪機(jī)發(fā)電,整個(gè)發(fā)電效率可達(dá)45%。此項(xiàng)技術(shù)我國(guó)正在開發(fā)研究中,并已小規(guī)模試生產(chǎn)。
(4)燃煤磁流體發(fā)電技術(shù)。當(dāng)燃煤得到的高溫等離子氣體高速切割強(qiáng)磁場(chǎng),就直接產(chǎn)生直流電,然后把直流電轉(zhuǎn)換成交流電。發(fā)電效率可過50%~60%。我國(guó)正在開發(fā)研究這種技術(shù)。
4潔凈煤技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題
經(jīng)過幾十年的發(fā)展,通過引進(jìn)、消化和自主開發(fā),我國(guó)在潔凈煤技術(shù)的研究開發(fā)、示范及推廣應(yīng)用三個(gè)方面上均取得了一定進(jìn)展,對(duì)改變能源利用方式和保護(hù)環(huán)境作出了接觸貢獻(xiàn)。在潔凈煤技術(shù)領(lǐng)域同發(fā)達(dá)國(guó)家之間的距離正在縮小。在煤炭洗選、煤炭轉(zhuǎn)化、潔凈煤燃燒和污染物資源綜合利用等方面具都作出了一些成績(jī)。我國(guó)潔凈煤技術(shù)的研究和利用有較大的成果,但是也存在許多的問題,這些問題嚴(yán)重限制了潔凈煤技術(shù)的推廣運(yùn)用。
1)缺乏對(duì)潔凈煤技術(shù)發(fā)展的總體布局和協(xié)調(diào)實(shí)施。國(guó)務(wù)院早在1997年就已批準(zhǔn)《中國(guó)凈煤技術(shù)“九五”計(jì)劃和2010年發(fā)展規(guī)劃》,但全國(guó)潔凈煤技術(shù)的推進(jìn)工作比較緩慢,總體布局、行業(yè)協(xié)調(diào)及組織實(shí)施不夠,政策配套、技術(shù)推進(jìn)和資金落實(shí)都沒有跟上。
2)缺乏鼓勵(lì)企業(yè)發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)產(chǎn)業(yè)的激勵(lì)政策。國(guó)家有關(guān)鼓勵(lì)發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)的政策還不夠完善,原有的有關(guān)鼓勵(lì)煤炭企業(yè)發(fā)展廢棄物利用的法規(guī)已不能滿足需要,急需完善相應(yīng)的法律法規(guī),制定和推行符合市場(chǎng)機(jī)制的、可操作的技術(shù)與環(huán)境約入、國(guó)際合作并舉等形式,為潔凈煤技術(shù)的發(fā)展開辟多種渠道。
3)企業(yè)對(duì)發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)的重大戰(zhàn)略意義認(rèn)識(shí)不夠,自律不足。潔凈煤技術(shù)相對(duì)投資高、回收期長(zhǎng),不少企業(yè)尤其是中小企業(yè)難以接受。而一些有能力的企業(yè),在高層對(duì)潔凈煤技術(shù)推廣和應(yīng)用卻還未形成一種共識(shí),同期,國(guó)家相關(guān)職能部門和相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的宣傳推廣也沒有到位,這些一定程度上影響了潔凈煤技術(shù)的推廣發(fā)展。
4)潔凈煤技術(shù)的市場(chǎng)還不規(guī)范,統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系有待完善。目前,潔凈煤技術(shù)涉及到多個(gè)方面,多項(xiàng)技術(shù),每種技術(shù)都應(yīng)該有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)體系和市場(chǎng)準(zhǔn)入規(guī)范,然而,遺憾的是,目前,由于資金和人員的問題,這一部分工作還沒有完全開展起來,缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,同時(shí),國(guó)家在立法監(jiān)督和評(píng)價(jià)體系建設(shè)方面也遠(yuǎn)未完善,造成潔凈煤市場(chǎng)管理紊亂,競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。
5)一些先進(jìn)技術(shù)吸收和自主化未完成。一些急需的技術(shù),如先進(jìn)的煙氣脫硫技術(shù)、大型循環(huán)流化床技術(shù)、PFBC、IGCC、大型氣化、煤炭液化等,目前還是處于引進(jìn)和部分吸收狀態(tài),技術(shù)的完整吸收和自主化創(chuàng)新設(shè)計(jì)還未做起來,某些核心技術(shù)受制于發(fā)達(dá)國(guó)家。
發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益
凈煤技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)以本國(guó)資源為主,滿足未來能源需求,保障能源安全供應(yīng)。提高煤炭效率,減少粉塵和硫化物的污染。改變終端能源消費(fèi)結(jié)構(gòu),將更多的煤炭轉(zhuǎn)化為電力、油和氣,相當(dāng)程度上可以緩和中國(guó)石油和天然氣的不足。提高我國(guó)能源技術(shù)水平,逐漸實(shí)現(xiàn)發(fā)展合理化。發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)有利于調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),一些污染嚴(yán)重,效率低的工藝、技術(shù)和設(shè)備將被淘汰,改變傳統(tǒng)用煤方式,用潔凈煤技術(shù)替代現(xiàn)有用煤技術(shù),提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高效能,以較低的成本保障經(jīng)濟(jì)發(fā)展和運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)能源、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展,帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,有利于國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。同時(shí),發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)在有效緩解能源運(yùn)輸緊張狀況、減輕我國(guó)石油進(jìn)口壓力、控制酸雨面積和降低酸化強(qiáng)度等方面都有重要作用。
5結(jié)束語(yǔ)
中國(guó)是世界上最大的煤炭資源消費(fèi)國(guó)家,煤炭資源在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占得比重很大,同時(shí)我們也是煤炭燃燒污染和浪費(fèi)的大國(guó),發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)既能保證中國(guó)能源安全供應(yīng),提高能源效率,使我國(guó)經(jīng)濟(jì)保持高度發(fā)展,又能解決煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)過程中環(huán)境空氣污染與生態(tài)破壞,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境、資源與發(fā)展、人與自然和諧的根本保證。所以在中國(guó)發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)是很必要的,也是很緊迫的。
煤炭在資源上是可靠的能源,在經(jīng)濟(jì)上是廉價(jià)的能源,在環(huán)境上是可以潔凈利用的能源。在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)煤炭對(duì)我國(guó)是不可或缺的,發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù),是我國(guó)能源工業(yè)發(fā)展的緊迫而現(xiàn)實(shí)的任務(wù),是當(dāng)前中國(guó)能源發(fā)展的必然選擇。相信我們?cè)谡J(rèn)識(shí)自身的同時(shí),做好在政策、組織、標(biāo)準(zhǔn)、人員、資金和技術(shù)等幾個(gè)方面的工作,我國(guó)的潔凈煤技術(shù)推廣道路會(huì)越走越寬。
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文章標(biāo)題:和淺談潔凈煤技術(shù)
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