洁净煤技术

yidianyidi

煤炭是我国分布最广、储量最多的能源资源，预计到本世纪中叶，我国的能源消费结构中煤炭仍将占主要地位。 但是，煤炭直接燃烧造成严重的环境污染。全国二氧化硫（ＳＯ２）排放量及烟尘排放量中烧煤排放估计分别占９０％和７０％，还有ＮＯＸ的污染问题。西南和华南已出现大面积酸雨区，并有扩大趋势。作为世界最大的煤炭消费国，烧煤排放的二氧化碳（ＣＯ２） 可能导致全球变暖的问题更是国际社会普遍关注的一个热点。因此，发展洁净煤技术，减少污染物排放，提高煤炭利用效率已成为我国，也是世界的一项重要的战略任务。
　　（１）先进燃烧和污染处理技术 洁净煤技术可用于燃烧前、中、后的任一阶段。

　　燃烧前的处理和净化技术
' M2 [, g; g9 n' ~! s( M　　１）洗选处理。这是除去或减少原煤中所含的灰粉、矸石、硫等杂质，并按不同煤种、灰分、热值和粒度分成不同品种等级，以满足不同用户需要的方法。 １９９１年我国原煤洗选仅18.1％，洗选效率为８５％，而发达国家原煤已全部洗选，洗选效率９５％以上。
　　２）型煤加工。这是用机械方法将粉煤和低品位煤制成具有一定粒度和形状的煤制品。高硫煤成型时可加入适量固硫剂，大大减少ＳＯ２排放。我国民用型煤比烧散煤热效率可提高一倍。一般可节煤２０－３０％，烟尘和ＳＯ２减少４０－６０％，ＣＯ减少８０％。在工业炉窑中使用可节煤１５％，烟尘减少５０－６０％，ＳＯ２减少４０－５０％，ＮＯＸ减少２０－３０％，
　　３）水煤浆。这是７０年代发展起来的一种以煤代油的新燃料。它是把灰分很低而挥发成分高的煤，研磨成２５０－３００微米的微细煤粉，按煤约７０％、水约３０％的比例，加入0.5-1.0%分散剂和0.02-0.1的稳 定剂配制而成的,水煤浆可以像燃料油一样运输`储存和燃烧.我国制浆工艺已达国际水平，并已建成商业性示范工程。
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6 |8 G( N6 U% r* Z　　燃烧中净化
　　１）先进的燃烧器。先进的燃烧器是通过改进电站锅炉以及工业锅炉和窑炉的设计和燃烧技术，以减少污染物排放，并提高燃烧效率。 国外已商业应用的有低ＮＯＸ燃烧器，其燃烧过程是燃料和空气逐渐混合，以降低火焰温度，从而减少ＮＯＸ生成；或者调节燃料与空气的混合比，提供只够燃料燃烧的氧，而不足以和氮结合成ＮＯＸ。 我国已开发出新型水容量（热功率１兆瓦以上）煤粉燃烧器，燃烧效率达９５％以上，在５０％负荷条件下仍能稳定燃烧，且煤种适应性广，脱硫装置正在进一步开发。
　　 ２）流化床（沸腾炉）燃烧。流化床燃烧是把煤和吸附剂（石灰石）加入燃烧室的床层中，从炉底鼓风使床层悬浮，进入流化燃烧。流化形成湍流混合条件，从而提高燃烧效率；石灰石固硫，减少ＳＯ２排放；较低的燃烧温度（８３０－９００℃）使ＮＯＸ生成量大大减少。 流化床有鼓泡床和循环床两类，鼓泡床使煤保持在燃烧中心，流化燃烧主要在床内进行。循环床通过高速空气夹带固体颗粒进入并返回燃烧室，进行辅助燃烧，促使煤 粒沸腾燃尽。我国已出口巴基斯坦５万千瓦机组的沸腾炉。煤含硫6%,正在引进配12.5万千瓦机组的循环流化床。
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　　燃烧后净化　
, U- I- T# T" L& X* w$ `1 _　　烟气净化，包括ＳＯ２、ＮＯＸ和颗粒物的控制。烟尘，ＳＯ２变成亚硫酸钙浆状物。干法是用浆状脱硫剂（石灰石）喷雾，与烟气中的ＳＯ２反应，生成硫酸钙，水分被蒸发，干燥颗粒用集尘器收集。这两种方法脱硫效率达９０％。 烟气除尘，目前大型电站一般采用静电除尘器，除尘效率可达９９％以上。 国外目前正在研究开发先进的脱硫工艺，以及可以同时脱除９０％以上ＳＯ２和ＮＯＸ的烟气净化新技术。 我国电站烟气净化尚处于初级阶段。９０％的火电站装了除尘器，平均除尘效率９０％，其中静电除尘仅占总数的１２％，除尘效率９６％。新建大型电站靠高烟囱（２１０米以上）扩散，扩散效果虽不差，可减轻城市空气污染，但不能解决地区的污染问题。

9 n" b- H6 H3 W+ m2 I, V4 q（２）煤的气化与液化
　　 １）煤炭气化。煤炭气化是把经过适当处理的煤送入反应器，在一定的温度和压力下通过气化剂（空气或氧和蒸气），以一定的流动方式转化成气体。气化技术可将各类煤转化成各种气体产品，包括城市民用和工业用燃料气、发电燃料气、化工燃料气等。 煤的气化主要产生ＣＯ与Ｈ２灰分形成废渣排出。煤气化的好处是可在燃烧前脱除气态硫和氮组分。 １９９０年，我国煤制气消费量为235.9亿立方米。目前采用常压水煤气工艺、常压固体床－－段气化工艺等。正在开发常压循环流化床和常压固体床两段气化工艺。国外正开发多种煤气化新工艺，目的是扩大气化煤种，提高处理能力和转换效率，减少污染物排放。还有地下煤层气化技术已引起各国重视，也有发展前途，值得研究。
　　 ２）燃气－－蒸汽联合循环发电。以煤气化生产燃料气，驱动燃气轮机发电，余气再用来烧锅炉，生产蒸气驱汽轮机发电。煤气经净化处理，可在燃烧前脱除硫和氮；联合循环可提高系统热效率。新一代煤气化联合循环发电的供电效率可达４３－４６％。 目前，国外已进入示范阶段的煤气化联合循环发电主要有三个方案：整体煤气化联合循环发电方案；增压流化床联合循环方案；第二代增压流化床煤气化联合循环发电方案。目前，在建和拟建的煤气化联合循环发电示范厂共２４个。单套容量已达２５０－６００兆瓦。 我国引进几套燃油联合循环机组，可供开发煤气化联合循 环发电的借鉴。另正在引进和开发高精燃气蒸汽联合循 环发电技术。关于增压流化床燃气－－蒸汽联全循环发电技术，我国已研究开发，取得了阶级性成果。
; y! E( k+ z$ G' G2 z3 F2 J5 ~# r　　 ３）燃煤磁流体发电技术。亦称等离子体发电。是使极高温度并高度电离的气体高速流经强磁场直接发电的新型发电厂。当燃煤得到的２６００Ｋ以上的高温等离子气体以高速 流过强磁场时，气体中的电子受磁力作用和气化中的活化金属粒子（钾、铯）的相互磁撞，沿着与磁力线成 直的方位流向电极而发出直流电，经交、直流交换装置可送入电网。从磁流体出来的气体可送往常规锅炉，加热水产出蒸汽，驱动汽轮机发电，组成高效率的联合循环，总的热效率可达５０－６０％，由于磁流体发电所用的钾盐可有效地脱硫和可以用控制燃烧的方法来有效控制ＮＯＸ的产生，故它又是一种低污染燃烧发电技术。
　　 ４）煤炭液化。煤炭液化分间接液化和直接液化两类。间接液化是煤先气化，生产原料气，经净化后再进行调质反应，调整Ｈ２与ＣＯ的比例。 直接液化是把煤直接转化成液体产品。已完成中试的工艺主要有供氢溶剂法（ＥＤＳ），氢一煤法，ＳＲＣ法。 ８０年代开发出第三代两段催化加氢液化新工艺和煤－油共炼工艺，提高了煤液化的经济性。 我国１９８０年重新开展煤炭直接液化研究，从国外引进了小型试验装置，迄今已对多种煤进行了液化性能和工艺条件试验，以及直接液化和煤－油共炼试验。 在间接液化方面，我国对煤制甲醇做了大量工作。甲醇是用含Ｈ２和ＣＯ的原料制造的，可用作化工原料、溶剂和燃料。甲醇用作汽车燃料，可在汽油中掺入５％，１５％，２５％（Ｍ－１５，Ｍ－２５），或用纯甲醇（Ｍ－１００）；甲醇和异丁烯合成甲基叔丁基醚（ＭＴＢＥ），用作无铅汽油辛烷值 加济；或直接合成低碳混 合醇（甲醇７０％，低碳醇３０％），用作汽油辛烷值 回剂。甲醇还可制取合成汽油。目前，我国甲醇年产能力超过６０万吨，其中约２０％用作燃料。煤制燃料甲醇已有成熟技术。

[ 本帖最后由 清风明月008 于 2007-11-25 19:28 编辑 ]

ljc583

好东西，节能减排的大形势下，学习这一点很有意义。

sinparadise

是这样，我们学校的煤燃烧国家重点实验室做的就是这方面的东西