洁净煤技术第05章 洁净燃烧技术

第五章洁净燃烧技术

第一节概述

一、洁净燃烧技术所涉及的领域

我国煤利用的主要形式是直接燃烧，直接燃煤量占用煤总量的80%以上。燃煤设备的容量差异很大，由小到大依次为民用(含商用)炉灶，工业(含供暖)锅炉和工业窑炉，热电站及自备电站锅炉，大型火力发电锅炉，小时燃煤量由几百克到数百吨。

目前的中小燃煤设备(小时燃煤量5吨以下)燃用着总用煤量的40%以上。它们的燃烧效率及热效率不高，民用炉灶热效率约为16%左右，工业炉窑热效率仅40%左右，工业及供暖锅炉热效率也仅50%～65%。以高效技术改造后该领域可节约我国总用煤量的10%左右。

大型燃煤设备指电站锅炉，我国大型电站几乎全部使用低于临界参数的蒸汽循环机组，平均供电效率仅为32%左右，如用高效技术使之达40%～45%，则电站可节约我国总用煤量的7%～10%。

直接燃煤也是我国大气污染物的主要来源。目前除对尘排放有一定治理外，SO x、NO x、CO和CO2、C n H m等污染均有待治理。实现高效洁净燃煤有两条路，一个是在现有设备上改进，包括燃用型煤，烟气净化等；另一条路就是采用新燃烧技术，其中包括循环流化床燃烧(CFBC)、煤气、蒸汽联产(CFBG-C)、增压流化床联合循环(PFBC)、整体气化联合循环(1GCC)和部分气化联合循环(PGCC)，本章将介绍新燃烧技术。

二、实现高效洁净燃烧

新燃烧技术与旧有层燃和室燃技术不同，其特点是煤被部分和完全气化，即使是直接燃烧固体燃料也是在流化床内进行。气化和流化床燃烧均是高效洁净燃烧。除改变燃烧方式外新燃烧方式还可构成燃气、蒸汽联合循环发电技术，以提高循环效率。

新燃烧技术将引起一系列变化；首先可使居民和小型设备燃料煤气化，特别令人感兴趣的是它利用我国富产的高挥发分非强粘结性粉末煤，新气化工艺的投资和成本较现有技术均有显著降低；所列技术将更适于发展热电联供，使工业及城市用热(冷)效率更高；将既可使用优质燃料又可使用劣质燃料，使地产的或加工副产的可燃物物尽其用；所列技术将以低的投资和运行费大幅度降低SO x、NO x的污染，是难得的，可减少CO2的有效途径，灰渣特别是固硫后的灰渣有良好的可用性；所包括的联合循环发电技术与超临界技术一起是发电领域近期可大幅度提高供电效率的现实途径。

三、由相关技术构成的大系统

尽管所涉及的应用领域很宽，但各项技术处于一个层次分明、关联性强的系统中。除整体气化联合循环发电技术外，其余技术均以流化床燃烧技术为基础。循环流化床燃烧是技术系统中最简单也是最基础的形式；在此基础上增加固体载热部分气化功能后构成煤气、蒸汽联产；增压流化床联合循环是在压力下的流化床燃烧，然后构成联合循环发电；部分气化与联合循环结合可构成一个难度较低、效果不错的联合循环系统；将煤气、蒸汽联产结构增压可形成效率更高的第二代增压流化床联合循环发电；高温净化则是IGCC和PFBC都需解决的问题。

调查表明：所涉及的技术还可以用于在我国若干大煤田建设煤化工和天然气生产基地。以储有高挥发分非强粘结性煤达数百亿吨的山西朔州地区为例，将现有煤产量的1/4以短回收期、低成本技术转化后即可生产数百万吨/年尿素和数亿m3/年天然气。可以看出不同层次的技术将用于不同容量和不同目的，它们之间有很强的相关性，统一规划将有利于系统的发展。

第二节洁净燃烧技术的国内外发展历史及现状

一、循环流化床燃烧技术

循环流化床燃烧技术的前身是鼓泡流化床燃烧技术。鼓泡流化床燃烧技术已显示燃料适应性强，能在燃烧中脱硫和降NO x的优点。60和70年代鼓泡床技术在中国得到很大发展，但该技术也表现出严重缺点，如细颗粒(≤800P)燃烬度差；床内浸埋受热面磨损严重；脱硫时钙利用率仅为20%以下，床温超过900℃后，脱硫效率显著降低等，德国Lurgi公司首先推出循环流化床燃烧技术，它采用高操作气速(8～10m/s)和高携带率(8～12kg颗粒/kg烟气)，同时设置炉外换热床，1987年首台270t/h炉投产。芬兰Ahlstrom公司舍去炉外换热床，依靠炉内水冷壁换热，最初的锅炉出现水冷壁因高速高浓度而严重磨损，此后普遍采用中等气速(5～6m/s)和中等携带率(3～5kg/kg)。Luigi 公司的270t/h炉出现旋风分离器超温，经诊断确定其中燃烧份额过大，采取将燃料由全部≤900μ增至≤6mm获得解决。

目前Ahlstrom技术主要用于130～410t/h容量，再增大容量遇到炉内受热面不足的困扰，拟用鳍式水冷壁解决，结构过于复杂；而Lurgi型技术(包括法国Stean和美国ABB-CE)更适于≥410t/h 容量，特别是带再过热的锅炉。

瑞典Stucvick研究所首先采用槽形惯性分离器，后发现分离效率不够高，增加了中温区的二级分离，该炉型结构简单，但不适于大容量，Duich—Babcoke针对高温旋风分离器的缺点研制了中温分离循环床锅炉，可惜忽视了流化床中CO易偏高的弱点。由于CO排放偏高，在发达国家无市场，于是，转向不严格限制CO排放的我国，北京Bahcok锅炉厂就引进了此项技术。

美国Foster Wheeler公司针对大型非冷却分离器的缺点研制了蒸汽冷却高温分离器，许多厂家纷纷效仿，但多在研制一台发现成本过高，难以运输的缺点后放弃此方案。

Ahlstrom公司采用水冷壁构成方形分离器有明显优势，技术出现后不久，该公司的循环床部分被FW公司兼并。

清华大学首先采用炉内冷却床技术，简化了换热床结构。后为FW、Lurgi、Stean和ABB-CE效法。

清华大学和中科院工程热物理所是国内较先研究循环床技术的单位，清华大学在小容量锅炉采用低携带率平面流分离，目前广泛用于6～35t/h容量，结构简单，但埋管易磨损。所研制的中等容量无埋管平面流分离循环床炉(35～75t/h)，因循环量偏低而不易达到出力。在总结已有经验基础上采用差速循环床，平面流两级分离或用水冷壁构筑的异形分离器等新技术形成新一代中小容量循环床锅炉。75t/h带异形分离器循环床炉运转正常，结构显著优于非冷却旋风分离锅炉，分离效果甚佳，飞灰含碳远低于引进的炉型。20～35t/h差速床锅炉在研制中。中科院工程热物理所的第一代产品与Ahlstrom产品类似，其第二代产品采用了百叶窗两级分离。

一些单位引进了Ahlstrom型锅炉。在燃用较高灰分和破碎粗糙的煤时，达到出力方面也出现困难。

脱硫技术在流化床燃烧技术中占重要地位，循环床技术可以使细颗粒石灰石发挥更大作用，因此在≥80%的脱硫效率时Ca/S可降到2。清华大学对脱硫的微观结构进行深入研究，认为石灰石的孔反应特性既影响钙利用率又影响最佳脱硫温度，首创将石灰石粉粘制成高活性高温粒状脱硫剂，不仅Ca/S降到1.7以下，而且最佳脱硫温度由850℃提高到950℃，有利于传热、燃烧，更使困扰流化床燃烧技术的N20排放过高问题得以解决。柳州市已按清华技术广泛用于流化床锅炉脱硫。

二、煤气一蒸汽联产技术

煤的气化包括完全气化和部分气化两类。人们早已期盼将煤中不同组份加以合理利用，即使较易气化的挥发物变为煤气而将不易气化的固定碳(它的完全气化往往要求制氧、高温)用于燃烧70年代末期，美、英联合推出CO—Gas工艺，完成了中试。其流程为：煤先在650℃左右裂解以求多产油品，所余半焦被循环的热焦加热，其中的挥发分和碳与水蒸气发生水煤气反应生成以CO和H2为主的煤气。加热段是一个能燃烬半焦的液态排渣旋风炉，残焦没有利用。由于提升加热段效率不够高，残焦损失大，总效率不高，但已开创了一个较好的先例。大连理工大学在80年代中后期，以鼓泡流化床烟气为热源加热半焦，实现在650℃载热裂解工艺。因气化温度低，煤气产率不高，半焦又没能很好利用，经济上不能自持。进入80年代后，循环床燃烧技术日益发展，已完全有能力燃烬焦粉，清华大学张绪棉在1985年初中国科协出版的《2000年的中国研究资料》中明确建议开发载热部分

气化和蒸汽联产技术。1990年后多个单位开始此项研究，研究的初级阶段是灰载热低温气化，即以循环床灰为载热介质，在650—750℃的床温下气化。这些方案都在寻找用户。为提高煤气产率，尽量降低焦油产率和焦炭热量，以减少净化困难，降低单位煤气量的投资额，清华大学煤燃烧工程研究中心提出了快速床提升焦载热气化方案。目前在清华大学电厂建立了一个小时处理2吨煤的工业试验装置，已于1997年5月建成产气。高煤气产率和较高烃含量为在某些地区将煤转化为化工产品及天然气创造条件。

三、整体煤气化联合循环发电技术(1GCC)

早在1972年，世界上第一个工业规模的煤气化联合循环发电机组在德国Lunen市克尔曼电厂内建成，容量为170MW，采用Lurgi固定床气化炉，完成预定试验后于70年代末停运。1984年，在美国加州Coolwater电厂建成100MW机组，该机组采用Texa—co气流床气化工艺。1984～1989年间曾对四种煤进行一系列试验研究，累计运行27100小时。试验证明，该机性能良好，运行可靠，污染排放很小。电站效率仅为31.2%(HHV)，在完成示范运行后停运。美国的另一座IGCC示范电站位于路易斯安那州的LGTI 电厂，于1987年投产，运行至今。该机组采用Destec气流床气化工艺，电站总折算功率为160MW，净效率为34.2%(HHV)。荷兰Buggenum电站于1994年3月投产的IGCC机组采用Shell气流床气化工艺，净功率达253MW，净功率为43.2%。进入1994年后，国际上IGCC电站建设速度明显加快。机组容量均在250～500MW，净效率提高到40%～45%，燃气轮机进口初温提高到1250~左右，初投资降到2000美元/kW左右。

国内于1979年曾立项在苏州电厂建设一座10MW级的IGCC电站，所用气化工艺，燃机、汽机均不先进，后工程中止。但国内许多单位如电力部西安热工研究院、清华大学、中科院工程热物理所、上海发电设备成套设计研究所等都继续进行相关研究。

第三节洁净燃烧技术原理及特点

一、流化床与智环流化床燃烧

固体颗粒在自下而上的气流作用下具有流体性质的过程称为流化。颗粒尺度较大而操作气速较小时在床下部形成鼓泡流化床，即其连续相是气固乳化团，其分散相是以气为主的气泡。在气泡上浮力作用下床内颗粒团之间有较强的质交换。颗粒尺度较小、操作气速甚高，加以使用分离器使逸出物料不断返回时，形成另一流化形态，称快速流化床，其分散相为气固乳化团，连续相为含少量颗粒的气体。早期的循环床是快速流化床，当时，燃料颗粒≤90μ，操作气速为8—10m/s，炉膛出口气固携带率为10～20kg/kg。

过细的燃料颗粒造成旋风分离器内燃烧份额过大，易超温结渣，燃料粒度增为≤6mm 后有所改善。过高的气速和浓度造成水冷壁磨损，为此气速降为5～6m/s 。如此变化之后，流动形态变化很大，在炉膛下部形成鼓泡床，炉膛上部的快速流化床特征也不再明显，只有在炉膛出口气流折转区，因颗粒失去上举力而浓缩，在炉膛出口下部和部分边壁附近出现乳化团。目前的循环床是有灰循环过程的流化床炉的总称。在循环床诸过程中，组织好沿循环路线的各区域内发热与放热间的正常平衡是首要任务，即组织好燃烧、对受热面传热和物料载热。

气速和浓度的降低对炉内燃烧及传热工况产生影响。就发热而言，燃料变粗和气速降低使燃烧份额下移，即炉膛下部密相区产热量增加，一旦吸热不足，床温将升高，许多锅炉达不到出力的主因即在于此。因此，当气速降低后，降低燃料粒度(或提高挥发分)是保持密相区较低燃烧份额的重要手段。

从吸热角度看，循环量对传热和载热过程有重要影响。

对于以灰为主循环物料的锅炉，循环量c 与燃料燃烧所形成的灰颗粒粒度分布即成灰特性有关。设某一粒度的成粒量为e ，依灰平衡e ＝a+b ，a 为由分离器逸出的某一粒度颗粒量，b 为排渣带出的某一粒度颗粒量，一般称a a c -为分离效率ηa ，相类比a

c e c --为排渣的选则效率ηb ，而b a e c ηη-=11

，这一表达式说明ηa 与ηb 对循环量同样重要，实际上对细粒度ηb 接近于1，循环量

主要取决于ηa ；对粗粒度ηa 接近于1，则循环量主要取决于ηb 。不同粒度颗粒间也相互影响，例如燃料还生成一些不能参与循环的大颗粒，当它们被排出时将携带部分可参与循环颗粒，对于能参与循环但粒径偏粗的颗粒，a(c)与不参与循环的大颗粒量接近反比，大的不参与循环颗粒量，将抑制循环量，这就部分说明了为什么国外炉型在使用高灰和粗破碎燃料时出力不足。减少不参与循环的颗粒量，可显著提高循环量。强化破碎固然可达此目的，但电耗和细微难燃颗粒量将增加。气速将影响可参与循环的粒度，高气速时可参与循环的粒度增大。另一方面，气速的提高将增加a ：b ，速度越高在渣中带出的份额越少，循环量越大。高气速可造成循环物料的宽筛分和高浓度，这两点都更有利于炉膛上部产生乳化颗粒团，而乳化团将增强传热，延长颗粒停留时间，改善分离特性。实测表明在0.5～3kg/k8范围内，对流换热系数几乎与携带率呈线性关系。

图5-1 循环床物料平衡模型

≥150μ的颗粒有着高的分离效率，颗粒在炉内停留时间长，气固相对运动速度大，燃烧速率较高，燃烬程度高；≤lOOμ的颗粒因粒度小，周围温度低，气固相对运动速度小，处于表面动力反应区，其反应速度甚低，加之分离效率低，所以燃烬程度差，是造成不完全燃烧损失的主要原因。提高床温和延长停留时间可减少未燃烬损失，但作用有限，结合脱硫将飞灰成粒再燃是解决飞灰未燃烬损失的根本途径。

除小颗粒难以燃烬外，另一个值得注意的是气相未燃烧损失，由于给煤点集中，挥发份释放集中，如不能与氧充分混合将难燃烬，另一方面，乳化团内往往氧不足而气泡或非乳化团区的氧过剩，因此流化床常出现CO和O2浓度同时很高的现象。高温分离过程中气体间能强烈混合燃烬度提高，中温分离达不到燃烬气相可燃物的目的。

差速循环床是认真研究各种过程后出现的依照规律组织过程的典型。它将床下部某区域的气速恢复到8～12m/s，但在上升约3m以后截面扩大，气速迅速降为≤6m/s，由于高速而带起的粗颗粒将回落，与高速区并列的是一个床速仅为lm/s左右的低速区，颗粒将自然地落入该区，在上升与回落过程中颗粒间相互作用明显，又提供了团聚的条件。低速床内埋设足够的受热面，因颗粒细、流速低有高的换热系数，又保证受热面不磨损。自然，高速区内的燃烧份额将明显降低。与仅依靠分离器分离的锅炉不同，主循环颗粒不再仅为300μ左右的一个狭窄粒度带，。可向粗粒径延伸到1.5mm 左右，是一个很宽的带，而且由于分离器入口的较粗颗粒增加，分离效率提高，因此，循环量甚大。大循环量、强传热和高速燃烧区低的燃烧份额，使锅炉的出力和燃料适应特性改善。

在没有采用差速循环床的条件下，用水冷壁构筑的异形分离器是循环床锅炉结构的重大进展。现有高温旋风分离器有不冷却与汽冷两种。不冷却分离器内耐火衬里很笨重，只能采用下支撑结构，它与燃烧室的上悬吊结构有矛盾，总重也太重，启动时也容易损坏，人们一直想改变它。FW公司首先采用过热器构筑汽冷分离器，将分离器制成圆形，后发现难以运输和安装。以水冷壁构筑的分离器外形是方形，制造运输方便，内部四角抹圆，分离效果相当好，与不冷却筒一样能达到高燃烬度

和较大循环量，其优势是特别适于大型化。

由于差速床已完全解决了炉内燃料与传热问题，分离器的任务将有所改变，即它首先应保证气相可燃物燃烬，至于细颗粒的燃烬可以用设于低温区的第二级分离和飞灰制粒再燃解决，对高温分离效率的要求可以降低，预计，这一变化将形成新一代大型循环流化床锅炉。

加入到流化床燃烧室中的石灰石受热分解，在适宜的温度下氧化钙与SO2和O2反应生成硫酸钙，即：

CaCO3→CO2+CaO↑

CaO+SO2+1/2O2→CaSO4

由于硫酸钙与碳酸钙和氧化钙的分子体积比大约为3：2：1，而CO2逸出时生成的孔隙体积过于纤细，在颗粒表面的孔隙端口处一旦生成CaSO4就很容易将小孔堵塞，外界的S02和02将不再能继续向孔内扩散，与颗粒内部的CaO反应。有关研究者曾对美国各种典型石灰石进行测定，当粒径为lmm 左右时，其钙利用率很少超过20%，含MgCO2较多的白云石虽可籍MgO生成时的孔而使CaO利用率提高，但总的重量份额利用率也不高。有鉴于此，清华大学用粘结细石灰石粉的方法重组了颗粒孔分布，获得了40%以上的钙利用率。所用粘结剂是脱硫时的飞灰，它有较好的胶凝性。用飞灰作粘结剂还可使飞灰中的碳得以燃烬，许多情况下，飞灰含碳高达10%～20%。

清华大学研究还发现温度对脱硫效果的影响实际也是孔堵塞作用的结果。当温度增高时，化学反应速度的增大快于扩散速率增加，即孔口更易堵塞。对于重新组织孔结构的颗粒，孔长缩短，温度增高的影响不再显著。这一结论使最佳脱硫温度由通常认定的850℃提高到950℃。温度提高有利于燃烧、传热。

流化床燃烧过程中CO含量偏高，温度偏低，其NO x生成量仅为常规燃烧方式的25%左右，但人们还发现过低的燃烧温度使NO x排放增加，一度因此怀疑到流化床燃烧是否适于发展。当燃烧温度由850℃提高到950℃时N20排放显著降低，NO x增加不显著。

二、煤气、燕汽联产

煤中挥发分受热分解产生煤气、焦油和焦或半焦。煤种、加热温度、加热方式和气氛等条件不同，煤气产率不同；焦油和焦在高温下还可与水蒸汽反应再次生成煤气，它们是吸热反应。用固体载热是一种加热方式，其特点是可将燃烧加热过程与气化过程分别在两个容器中完成，两侧气体分开而固体物料在其中循环。焦或半焦燃烧生成热既加热物料，又产生蒸汽。利用循环床锅炉循环灰为热源称为灰载热，以燃料生成的焦载热称为焦载热。前者成粒量较少，颗粒偏细，床速偏低，因而循环量较小。与此同时灰与气体的分离点在炉膛出口，灰温偏低。低温和低循环量造成低气化室温度，气化室采用流化床时，气体焓增较大，气化室温度更低。低气化室温度使焦油量增加，半焦

中挥发分含量大，加之床层含碳低，水煤气反应不旺盛、气化率不高。低气化率、高半焦热份额使单位煤气量的蒸汽产率增加，增加了单位煤气量的总投资。该工艺的细灰往往集中于煤气中，增加了净化的难度。焦载热工艺成粒量较多，颗粒偏粗，燃烧提升床无受热面，床速可很高，因而循环量很大，物料温度高达1000℃左右，气化室温度可达950℃左右，焦油含量减到很少，焦中不含挥发分，加之床层含碳量高，水煤气反应旺盛，煤气产率很高。用不同流化介质可调整水煤气反应量，从而可调整煤气成分和热值。高热值时，可适于城市煤气，较低热值时，可适于煤化工及联合循环发电。煤气比例较大时，煤气中H2及CO含量可达70%一80%，CH4(含CnHm)含量约为10%～12%，可以通过分离手段将二者分离，前者是合成化工原料，而且其氢碳比接近2：1，适于合成甲醇，后者是优质城市煤气，所余焦燃烬产生蒸汽，可用于化工过程或发电。该工艺的成灰主要在锅炉中完成，所成细灰不再进入气化室，净化相对简单。在不太需要热电的情况下，残焦是优质无烟燃料，所制型煤具有高的反应活性，上火快、火力旺盛。高煤气产率甚至多产焦而少产电，都将大幅度降低单位煤气量的总投资。

三、部分气化联台循环发电

载热部分气化的煤气具有≥12.5MJ/m3的热值，经湿净化加压后送入燃气轮机燃烧室燃烧，空气经压缩机加压后在循环床锅炉低速床内加热到600℃以上，燃气在燃气轮机内作功后进入锅炉，用其中的氧燃烧焦粉产生蒸汽，蒸汽推动蒸汽轮机，这样就构成了一个联合循环发电技术。提高煤气产率和空气预热温度都可提高燃气轮机进口温度从而提高循环效率。燃烧焦粉的循环床锅炉应采用差速循环床：一方面是由于焦粉已失却挥发分，其燃烧分额易下移，采用差速床可相对降低高速燃烧区燃烧份额；另一方面低速传热床的换热系数很高，是布置空气加热管及再热器的理想场所。从近期看本工艺是改造现有电站的理想方案，从远期看本工艺能吸纳高燃气轮机进口温度和超临界技术，实现高循环效率。用它来改造125MW机组可使供电效率由32%提高到38%以上。

四、整体煤气化联合循环

图5—2给出了一个典型的整体煤气化联合循环系统。

图5-2 整体煤气化联合循环系统简图

其联合循环系统与一般的以天然气为燃料的余热锅炉型联合循环相同，只是煤需要一个气化及煤气换热和净化系统。气化炉的型式有若干种，目前都使用氧和水蒸汽作为气化介质，因此需要空气分离设备，目前的净化工艺都是湿式净化。就联合循环系统而言，该技术有很高的成熟度，目前的难点及潜力主要集中在煤气化系统。

第四节洁净燃烧技术的工艺及设备

一、循环流化床燃烧(CFBC)

循环流化床燃烧技术的主要设备是循环流化床锅炉。循环床锅炉有着与常规锅炉类似的水汽系统，差异主要表现在燃烧系统，在辅属系统中煤制备系统、鼓风及引风除尘系统、脱硫剂系统、排渣系统、仪表控制系统均不尽相同。

循环流化床锅炉包括燃烧室和尾部受热面，其汽水系统与常规燃烧方式锅炉类似，由于压力及温度参数而区分为单汽包炉(≥3.82MPa)和双汽包炉(≤2.45MPa)。对于双汽包炉，多采用低矮炉膛，炉膛又多采用重型或半重型炉墙，锅炉全部采取支撑结构；对于单汽包炉，炉膛可以采用膜式壁结构和悬吊结构。循环床炉膛的底部设有布风板和风室，布风板上布有许多风帽，风帽分为多孔及单孔两大类。大型锅炉多用膜式壁延长构成布风板及风室，这样就可以实现床下油点火、点火成功率很高。非水冷壁结构锅炉多用钢板制作布风板，只能采取床上点火，点火技巧决定其成功率。炉膛底部是密相燃烧床，上部是稀相炉膛，几种特殊炉型设有炉外换热床或并联换热床。密相燃烧床内埋设的受热面是低携带率锅炉的主要蒸发受热面；无换热床锅炉的主要蒸发受热面是膜式水冷壁；换热床内既可以布置蒸发受热面，也可以布置过热器、再热器、空气加热器。在炉膛上部布置的高温过热器使锅炉具有良好的负荷调节性。

循环床锅炉与常规燃烧方式和鼓泡床锅炉的最大差异是它有着物料循环系统。物料分离循环系统分为三大类：常用高温分离器完成分离，中低温分离和炉内重力分离则作为高温分离器分离的补充。单纯的中温分离虽可缩小分离器体积，但CO排放偏高。差速循环床强化了炉内重力分离。高温分离器有许多类型，非冷却旋风筒是目前最常用的形式，它的分离效率高，但结构特性差，它要求支撑结构，因此需解决与悬吊式炉膛间的膨胀密封问题，它的耐火耐磨层很厚，总重很大，抗热震性差。在大容量范围内，以膜式壁构成的水冷旋风分离器大有取代非冷却旋风筒的可能，其耐火耐磨层减薄，总重减轻，可以悬吊，膨胀问题易解决。平面流动惯性分离在结构上有着占地少、重量轻、结构简单的优势，由它们构成的锅炉很类似传统结构形式，也可以使炉身矮化，由于分离效率不高，有时需与中低温分离复合或与重力分离复合以保证循环量和燃烬程度。采用复合结构后其优

势更加明显。预计在重力分离可以解决循环量问题后，适于大型化的平面流动惯性分离可能取代各类旋风筒。

被分离的物料往往通过一个阀返回燃烧区，最常用的阀是非机械的J形阀，它的驱动需要较高风压。对中小容量，低携带率循环床炉，采用翼形阀也很成功。

谈及循环床锅炉的燃料适应性，必须分别两个概念，一个是泛指在常规燃烧方式锅炉上难以燃用的多种劣质燃料，如高水分、高灰分、低挥发分和低灰熔点燃料，可以利用循环床锅炉燃用，但这并不等于任何一个循环床锅炉在燃用性质差异很大的燃料时都能维持设计参数，这首先因为对于不同燃料而言，它们的理论空气量和理论烟气量差异可能很大，当燃料热值低的时候，差异更显著；其次，循环床锅炉中沿气流路程的不同区域，特别是密相燃烧区的正常热平衡是正常运行的关键，而燃料的变化可能影响各处的平衡状态。燃料的发热量、挥发分和粒度分布都影响密相区燃烧份额，所以不同炉型，不同燃料其燃料制备系统应不同。为保证供煤可靠性，中大型锅炉用燃料应先行干燥，使外在水分低于7%，燃料的干燥可以与破碎筛分系统结合。电力部西安热工研究院和清华大学煤燃烧工程研究中心在“八五”攻关中分别设计了两种燃料干燥与破碎系统，前者以热风为热源，在提升段干燥和筛分颗粒，配以锤式破碎机；后者以蒸汽为热源，以流化床干燥和筛分颗粒，配以环锤和辊式破碎机，两者都注意到对粒度的控制。炉型和燃料不同，对燃料粒度要求差异可能很大，大致上，在密相区设置埋管受热面的低携带率锅炉和差速床锅炉可以使用较粗燃料；靠水冷壁换热的锅炉应遵循下述经验式：

V r+B d≤1mm≥0.85

即燃料的可燃基挥发物与粒径≤1毫米的份额之和应大于0.85。排渣系统在使用高灰份、粗破碎燃料时相当重要。目前国内的排渣方式甚不理想，多采用间歇排渣，在排出粗渣时带出大量细渣，所以首先应实现连续排渣。排渣应冷却，目前国际上常用水冷螺旋出渣机，为在排放粗渣时将所带细渣返送炉内，采用于有选择性排渣功能的冷渣器，对于多灰燃料选渣效果将变差。差速循环床的高速燃烧区有很强的选择性排放功能，而在低速传热床内则易于冷却灰渣。为改变燃料成粒特性，某些系统将排渣加以破碎，加工后的渣再送回燃烧区，其设备及消耗都较碎煤简单而效果甚佳，对一些高灰燃料，还可保证大颗粒燃烬。同样，将飞灰制粒也可改变成粒特性，既改善燃烬度和钙利用率又可增加主循环颗粒量，增大循环量。

用于脱硫的石灰石在炉内易爆裂和磨耗，约50%以上会进入飞灰，由于停留时间太短，它们的钙利用率不高。如果最初入炉的脱硫剂为粒径≤2mm的石灰石，其一次钙利用率不高，可在燃烧后将飞灰制成≤2mm的颗粒再送入炉内，如此，可使钙利用率≥40%，燃烧效率提高3%～5%。

二、煤气、蒸汽联产(CFBG-C)

该技术包括煤气、蒸汽两个系统。焦载热工艺的系统中气化与燃烧间分工明晰，它包括一个载热气化系统和一个循环流化床锅炉。焦载热气化系统的加热段是一个快速床提升段，焦在其中燃烧并被提升，提升段上部是一个重力分离室。被分离的物料通过连通阀进入气化室，气化室温度>850℃，煤也被送入气化室，煤受热会裂解产生煤气。气化室物料含碳量达30%以上，流化介质是蒸汽时，会发生水煤气反应。在高温和水蒸汽气氛下，加上灰分的催化作用，焦油的分解会较完全。通过调整流化介质成份(煤气和水蒸汽比例)可以获得不同热值的煤气用于不同用途。多余的焦粉被送入循环床锅炉燃烬。提升段烟气进入锅炉燃烬其中的可燃物并吸收其热量。由气化室引出的煤气首先在热旋风筒内分离固体颗粒，所分离的物料被送入循环床锅炉。含尘较少的煤气进入湿式净化系统，脱除硫、尘、焦油等，废水可送入循环床锅炉燃烧室燃烬污染物以保护环境。与一般循环床锅炉相比，该工艺对煤有更高要求，除应保证尽量稳定的煤源外，干燥程度要高，一般希望水份低于4%，煤粒度以≤2mm为好。由于煤制备严格易于气力输送，可以正压进煤，其渣冷却也较易安排。

目前还有一种灰载热气化方案，锅炉与气化过程关系密切。锅炉应保证分离灰处于较高的温度水平，锅炉的热量分配较复杂，细循环灰大量进入煤气，煤气净化任务重。目前的灰载热系统均采用<800℃的气化室温度，再加上气化室内物料含碳小于5%，水煤气反应微弱，焦油产率较高，煤气产率较低。

三、部分气化联合循环发电

该系统主要包括焦载热部分气化装置，煤气换热、净化及压缩系统，燃气轮机发电装置，带有空气加热器的循环床锅炉以及蒸汽轮机发电装置。煤在焦载热部份气化装置中被气化，所得煤气经换热、净化后被压缩，它与经锅炉中空气加热器加热的压缩空气一起在燃烧室中燃烧，燃气在燃气轮机内作功，带动压气机和发电机。所排烟气中仍有较高浓度的氧，被送入循环床锅炉燃烬未气化的焦粉，所产热量用于产生蒸汽和加热压缩空气，蒸汽推动蒸汽轮机作功。该系统的特点是固体燃料的气化和燃烧都是在常压下进行，煤气热值高。即使高温煤气经湿净化的热损失也不大；在低速传热床中加热压缩空气可以提高燃气轮机进口温度，减少净化气量及损失，达到高循环效率。该工艺的燃机/汽机功率比为0.5～0.8，属大蒸汽轮机功率小燃气轮机功率工艺，可以现已成熟的超临界及未来的超超临界技术为基础，二者的嫁接可能是技术难度最小而循环效率仍较高的工艺。也可以把本工艺视为第二代增压联合循环技术的前期，气化系统易于加压，只要与第一代PFBC解决了的高温净化和增压燃烧相结合，就构成第二代PFBC-CC。

实现本工艺的前提条件是首先在小容量范围内应用部分气化与蒸汽联产工艺，在城市煤气中蒸汽锅炉容量为20～35t/h，用于煤化工则为35～75t/h；另一条件是发展大型差速循环床锅炉，即>410t/h炉，在条件成熟后可以先行改造现有125MW机组，即增加气化炉及改建410t/h锅炉，增

加60～80MW的燃气轮机。计算表明：供电效率可由目前的32%增加到38%～40%。

四、整体煤气化联合循环(IGCC)

IGCC的燃机/汽机功率比均大于1。气化与净化是整个工艺的关键部分，目前多种气化方案均采用制氧高温气流床气化，净化采用湿式净化，其技术上均可行，燃气经过湿净化之后其燃烧室、燃气轮机和余热锅炉都属常规技术。

在净化过程中脱硫和氨均可以高效率完成，还可以生产单体硫，仅在燃烧过程中有高温NO x生成，尘排放也在净化中解决。

第五节社会经济及环境效益市场分析

一、循环床锅炉

循环床锅炉可以达到高的燃烧效率，在中小容量，燃烧效率可达95%左右，与层燃炉相比，效率提高15%～20%，节煤20%左右；分离效率较高的大型炉和采取飞灰复燃措施时，燃烧效率可达98%～99%，在燃烧质量较好的烟煤时，与煤粉炉相当，较燃用低挥发分的煤粉炉，效率提高3%～5%。许多层燃炉或煤粉炉不能燃用的燃料(如高水、高灰、低挥发分、低灰熔点)都可以燃用，这一特点对利用地区性燃料和可燃废弃物有重要作用。

循环床锅炉可以在25%～100%负荷范围内顺利调节，适于调峰，这一特点对实现“以热定电”方针很有作用。

循环床锅炉在环境保护方面远优于层燃炉和煤粉炉：它可以用廉价易得的石苹石在燃烧中脱硫，脱硫效率可达90%；固硫渣有良好可用性，可用于制成高效能混凝土，而混凝土的高强、低收缩、强流动性和低水化热是今后的主导方向；循环床锅炉排放的NO x仅为层燃及煤粉炉的1/4以下；循环床锅炉压火时无烃类排放，这一点远优于层燃炉。平面流分离循环床锅炉的金属耗量较同容量层燃炉低15%左右，中小容量的锅炉体积与层燃炉相当或略小，成本降低10%左右。大型差速循环床锅炉的炉体较同容量煤粉炉小15%左右，特别是炉膛高度可以降低。目前的大型循环床锅炉的分离系统较复杂，因此炉体的制造成本较煤粉炉高10%或相当，当采用差速循环床和两级简单分离后，循环床炉的成本会低于煤粉炉。循环床锅炉的制煤系统较煤粉炉简单，所以总投资相当或较低。

循环床锅炉脱硫的投资及运行费较烟气脱硫等工艺远低。年脱除1吨SO2(约对应发电4万度)的投资约为300元，仅为电站建设费的1%左右，脱除1吨SO2的运行费用为250元左右。脱除1吨SO2的固硫渣制建材后的净收益超过400元。

综上所述，循环床锅炉今后在l0～35t/h范围内将基本取代层燃炉，在50～220t/h范围内将基

本取代煤粉炉；在循环床锅炉大型化完成后，它将在使用高水、高灰、高硫、低挥发份、低灰熔点(T1≤1350℃)煤和有高负荷调节要求的领域内首先取代煤粉炉，这一领域占现有电站的50%以上。

二、煤气、蒸汽联产

载热介质不同其经济指标不同。以焦为载热介质，使用可燃基挥发份为32%，低位发热量为21MJ/kg的煤，煤气热量占煤热量的30%～40%，折合为16.72MJ/Nm3的煤气，每吨煤约产生375～500Nm3煤气。与直接燃煤相比，在城市煤气领域，总煤气量的1/2作民用，可节约本工艺用煤量的15%～20%；其余作工商业用，可节约本工艺用煤量的7%～l0%；扣除气化耗能5%，气化部份节约本工艺用煤量的17%～25%；焦用于产生蒸汽，与现有层燃炉相比节约本工艺用煤量的12%～14%，总计节约原用煤量的24%～27%。

以灰为载热介质的煤气产率仅为200～300Nm3/T，不用流化床气化者节煤效果低于焦载热工艺约5%，使用流化床气化者，节煤效果低10%。单位煤气量的蒸汽产率比焦载热工艺高1.5～3倍。

日产10万m3煤气的煤气、蒸汽厂硬件投资焦载热工艺约为3000万元，灰载热工艺为5000万元；配发电系统后焦载热工艺为7000万元，灰载热工艺为1.1亿元。

煤价为200元/吨时，焦载热工艺煤气成本约为0.30元/Nm3。

高挥发份非强粘结性煤产量约占我国煤产量的50%，山西平朔、陕西神府、内蒙准葛尔、河南义马、云南以及内蒙东部、吉林、辽宁等地都出产这类煤。低投资、低成本的城市煤气，市场相当广阔。

三、部分气化联合循环发电

估算表明：用本工艺改造现有125MW机组可使供电效率由目前的32%提高到38%～40%即节煤16%～20%。所增加的60～80MW燃气轮机容量的单位发电量投资低于现有大型燃煤电站，煤气系统和锅炉建设费约为1.6亿元，用节煤费用需6年左右回收。其降低C02、S02、NO x排放的效果都很显著，与湿法排烟脱硫比较，少用9.2亿元。

四、整体煤气化联合循环发电技术(1GCC)

对IGCC电站的投资与成本分析数据差异也很大，已运行的IGCC电站的单位投资为1806～2303美元/kW，美国电力公司(AEP)的估计是1470美元/kW，为PFBC-CC的112%；国际能源委员会(1EA)煤研究结构的估计则是第一代PFBC-CC之159%。

目前的IGCC电站净效率为39%～43%，采用富氧气化、干法给煤和湿法净化和初温1288℃的燃气轮机，净效率可达43%～45%。

IGCC由于采用湿法净化，其环保特性显著优于CFBC和PFBC-CC，可以满足严格的环保要求。

IGCC所采用的气化方式多采用液态排渣，对煤的灰熔点、熔渣特性和灰份含量要求较高。

第六节尚处于研究开发阶段的技术

一、循环床锅炉

大型循环床锅炉开发可以从220～670t/h异型分离器炉开始，同时抓紧20t/h以上差速循环床炉的研制，待20～35t/h差速循环床炉研制成功后，应安排220～670t/h差速床与异形分离器结合的炉型开发，同时设计差速床与两级简单分离结合的大型循环床锅炉。

在大型循环床锅炉研制同时，应注意制煤、出渣、飞灰制粒和调节系统的开发

二、煤气、蒸汽联产

在工业规模试验装置取得较好结果基础上应开发日供煤气10～20万Nm3的城市煤气示范系统；应开发与年产1～2万吨合成氨相匹配的合成氨示范单元，随之建设年产10～20万吨合成氨的中型厂和年处理煤数百万吨的煤化工、能源基地。

三、部分气化联台循环

在煤气化工业试验装置取得较好结果后，用逆流加热或催化技术进一步裂解焦油，实现无焦油，进行空气加热器研究，包括材料、布置方案等，同时进行系统及燃气轮机选型。予研究取得成果后应着手125MW机组改造的工作，即真正构成一个实际系统。

在我国能生产超临界机组后，本工艺应与之相结合，届时供电效率可达45%左右。

四、整体煤气化联合循环发电技术(IGCC)

第一个示范机组以引进为宜，在引进基础上首先实现气化炉、煤气净化设备、空分设备等的国产化，进一步实现发电机组的国产化。

第七节洁净燃烧技术发展还存在的问题

一、循环床锅炉

只要精心设计、精心施工、妥善规划，该技术的发展不会出现太大困难。目前研究的门户之见太深，可借规划之机，加强我国已有经验的交流。认识水平的提高，将促进发展。

二、煤气、蒸汽联产

城市煤气化主要是实施问题。煤化工、能源基地有一个由小到大积累经验的过程。如果处理得当，很可能形成若干大型煤化工、能源基地，对国民经济产生深远影响。

三、部分气化联合循环发电

该技术的预研究项目还很多，需要给予足够的支持。超临界和超超临界技术的发展已影响到各种联合循环发电技术的发展，需要有一个更为综合与客观的评价。各技术之间并无绝对优劣，在许

多方面互有关联，可互相支持和借鉴，但也确实需要统筹安排。

四、整体煤气联合循环(IGCC)

煤气的高温净化是提高循环效率的关键。以第一代PFBC-CC需净化烟气量为100%，IGCC需净化煤气量为40%，部分气化一空气加热联合循环需净化的煤气量为15%，所以部分气化一空气加热联合循环的煤气采用湿净化的热损失及设备容量最小。

第五章洁净燃烧技术 (1)

第一节概述 (1)

第二节洁净燃烧技术的国内外发展历史及现状 (2)

第三节洁净燃烧技术原理及特点 (4)

第四节洁净燃烧技术的工艺及设备 (9)

第五节社会经济及环境效益市场分析 (12)

第六节尚处于研究开发阶段的技术 (14)

第七节洁净燃烧技术发展还存在的问题 (14)

洁净煤技术考试

洁净煤技术考试（辽） 第一章 洁净煤技术：是煤炭高效和洁净开发、加工、燃烧、转化及污染控制技术的总称。 洁净煤技术的根本目的：减少环境污染和提高煤炭利用效率。 我国洁净煤技术的主要目标：1、全过程减排污染物，重点是减排二氧化硫；中悬浮颗粒物； 氮氧化物；2、提高煤炭利用效率，节约煤炭，减排二氧化碳； 3、强化煤炭转化，改善能源终端消费结构，实现煤炭低碳化 利用，促进能源安全问题的解决。 洁净煤技术分类:1、煤炭燃烧前净化技术：选煤、型煤、水煤浆。 2、煤炭燃烧中净化技术：低污染燃烧、燃烧中固硫、流化床燃烧、涡流燃烧。 3、燃烧后净化技术：烟气净化、灰渣处理、粉煤灰利用。 4、煤炭转化：煤气联合循环发电、煤气化、煤的地下气化、没得直接液化、煤的间接液 化、煤料电池、磁流体发电。 5、煤系共伴生资源利用：煤层气资源开发利用、煤系有益矿产利用、煤层伴生水利用。第三章型煤技术 一粉煤成型后具有多方面的优点： 1，可以提高炉窑效率5%-15%，从而节约煤炭7%-15% 2，可以减少粉尘排放量30%-60%，从而降低大气中粉尘颗粒物浓度 3，使用固硫添加剂的型煤可以降低SO2排放20%-50%从而在一定程度上遏制酸雨的危害4，使燃煤的其他有害物质排放降低 二1型煤：是按照一定粒度要求，将一种或者几种煤粉在有或者无粘结剂的条件下，加工制成一定的外形和物理化学性质的煤炭制品。 2 按照成型过程中的温度通常将型煤分为冷压法和热压法型煤 3 粉煤成型过程主要有无粘结剂成型和粘结剂成型两种，根据成型的温度分为冷压成型和热压成型 4煤炭无粘结剂成型的机理有沥青质假说，腐植酸假说，毛细孔假说，胶体假说，分子粘结假说等。 5 常见的型煤粘结剂可以分为有机粘结剂，无机粘结剂，复合粘结剂工农业废物粘结剂等四大类 有机粘结剂：焦油沥青腐植酸木质素硫磺酸高分子聚合物。特点：粘结性强，制取的型煤冷态强度高，但高温时易分解燃烧缺少成焦成分，因此对型煤热性能的作用不太强。无机黏结剂：粘土石灰水玻璃石膏水泥氯化钠等特点：价格低廉具有一定的粘结强度，且内含碱金属碱土金属，碳酸盐或者氧化物等成分。 7 型煤生产工艺随着原料煤的性质，型煤用途，成型方式等会有不同，分为冷压成型和热压成型，冷压成型是指原料在低于100度的温度下进行的成型，包括无粘结剂成型和粘结剂成型

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

洁净煤技术的现状利用概述

煤炭是世界上最丰富的化石燃料资源，占世界化石燃料贮量的70%以上。世界煤的储量也十分丰富，计有可采煤6369亿t[1]。我国煤的储量居世界第三位（有可采煤989亿t）仅次于美国（1776亿t），独联体国家（前苏联1099亿t）[2]。目前煤炭约占世界一次能源消费的30%，按世界能源会议预测，煤炭作为一次能源的重要组成部分的地位将在相当长时间内不会改变，预计2020年煤炭将占世界一次能源消费的33.7%。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[3]。 为解决美国和加拿大的越境酸雨问题,美国于1986年率先提出洁净煤技术（Clean Coal Technolo－gy），并制订出洁净煤技术示范计划。此后10年中，洁净煤技术已引起国际社会普遍重视，目前已成为世界各国解决环境问题的主导技术之一。 1国外洁净煤技术的进展 美国是最早制定和实施洁净煤技术的国家[3]。美国“洁净煤技术示范计划”共制订了5轮计划的实施。共有40个CCT项目，分布于美国的18个州。项目类型共分为以下4类：（1）先进发电技术:包括常压循环流化床燃烧发电、增压流化床联合循环发电、 洁净煤技术的研究现状及进展 赵嘉博，刘小军 （中国矿业大学化工学院，江苏徐州221008） 摘要：我国是煤炭生产和消费大国,大力开发应用和推广适合我国国情的洁净煤技术是我国能源发展战略的主要内容，具有重要的意义。阐述了洁净煤技术的研究背景及其概念，介绍和分析了国内、外洁净煤技术的研究和发展现状,重点论述了我国目前在洁净煤研究领域的情况，如煤炭地下气化技术、工业型煤技术、水煤浆技术、煤液化技术、洁净煤联合循环发电技术等的情况，列出了洁净煤技术的特点,指出了我国发展洁净煤技术应加强的工作。 关键词：煤炭；洁净煤技术；研究现状 中图分类号：TQ53文献标识码：A文章编号：1671－9816（2011）01－0066－04 Present research status and development of clean coal technology ZHAO Jia-bo,LIU Xiao-jun （School of Chemical Engineering and Technology,China University of mining and Technology,Xuzhou221008,China）Abstract:China is a country which has a big amount of coal production and consumption.It is a very important part to research and apply proper clean coal technology,it’s also the main content of the national energy sources development strategy and has significant sense.The paper describes the background of research and the concept of clean coal technology,introduces and analyzes the status of research and development of clean coal technology with in China and abroad;in particular,describes the special features of Chinese clean coal technology,such as underground coal gasification,industrial moulded coal,coal water slurry, coal liquefaction,clean coal united cycling energy production techniques,in this paper,the features of the clean coal technology are shown,and the works which should be enhanced to develop the techniques in China are also pointed out. Key words:coal;clean coal techniques;present research status 收稿日期：2010-08-09 作者简介：赵嘉博（1986-），男，辽宁锦州人，中国矿业大学 09级在读研究生，主要从事空气重介流化床干法选煤工作和洁 净煤技术方面研究。

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。 编辑本段技术工艺 洁净煤技术包括两个方面，一是直接烧煤洁净技术，二是煤转化为洁净燃料技术。 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

洁净煤技术

洁净煤技术 1 酸雨：因空气污染而造成的酸性阵雨 2 型煤：用一定比例的粘结剂、固硫剂、等添加剂，采用特定的机械加工工艺。将煤粉和低品位煤制成具有一定强度和形状的煤制品 3 水煤浆：是一种煤基的液体燃料，一般是由60%-70%的煤粉、40%-50%的水和少量化学添加剂组成的混合物 4 流态化：用来描述同体颗粒与流体接触的某种运动状态，一般是指由固体颗粒在气流的作用下，与气体接触混合并进行类似流体运动的过程 5 半水煤气：气体成分经过适当调整（主要是调整含氮气的量）后，生产的符合合成氨原料气的要求的煤气 6 煤的间接液化：以煤气化生成的合成气为原料，在一定的工作条件下，利用催化剂的作用将合成气合称为液体油 7 煤的直接液化：将煤粉、催化剂和溶剂混合在液体容器中，在适宜的温度和压力条件下，将煤直接转化为液体油的过程 8 干馏：干馏是煤炭在隔绝氧气的条件下，在一定的温度范围内发生热解，生成固体焦炭、液体焦油和少量煤气的过程 9 煤气化：以煤或煤焦为原料，以氧气（空气。富氧或纯氧）蒸汽或氢气为催化剂，在高温的条件下，通过部分氧化反应将原料煤从固体燃料转化为气体燃料的过程。 10洁净煤技术：指煤炭从开发到利用的过程中，旨在减少污染排放与提高利用率的加工、燃烧、转化及污染控制等高新技术的总称 11光化学烟雾：NOx经紫外线照射并与空气中的气态碳氢化合物接触，阳光下NOx和挥发性有机化合物之间的光化学反应产生像臭氧类的氧化剂，同时产生极细的微粒，即可造成浅蓝色的有毒烟雾 12可吸入颗粒物：指可以通过鼻和嘴进入人体呼吸道的颗粒物总称 13酸雨的成因：人为排放酸性物质（SO2、NOx等）污染物进入大气中经过输送、转化和沉降而被清除，沉降过程分为干式和湿式两大类，湿式沉降就可能形成酸雨 14 中国煤炭资源特点：1、资源总量相对分布不均。2、煤种齐全、单不均衡。3、煤质较好。 15 煤炭的利用途径：通过燃烧产生热能，直接用于供热或通过发电转化为电能。通过气化或液化制备成液体或气体燃料用于直接燃烧或用于发电。 16 液态化：用来描述固体颗粒与流体接触的某种运动状态，一般是指固体颗粒在气流的作用下，与气体接触混合并进行类似液体运动的过程。 选择题 1 下列哪项不是由燃煤引起的大气污染物B、H2S 2 下列哪项不是影响气化效率的因素D、煤气的组成 3 常压移动床气化炉通常不过包括D德士古气化法 4 煤的气化按照反应器混合物的流动状态分为D、移动床、流化床、气流床三种典型方式 5 以下四种气化方法比较，哪一种气化方法适应煤种能力强C、气流床 6 石灰石-石膏脱硫工艺中所采用的脱硫剂为C、CaCO3 7 下列哪项不是煤液化的产物A合成气 8 目前F-T合成反应器有哪几种类型A固定床、流化床、浆态床 9 煤制甲醇工艺主要由哪几部分组成B煤气化、煤气净化、合成甲醇、甲醇精馏 10 煤的直接液化一般工艺过程不需要C 高压液化的步骤 简答题 1 试述煤直接液化的原理？答：在高温（400度以上），高压（10MPa以上）的条件下，煤的大分子结构将受热分解，基本结构单元之间的桥键首先断裂，生成游离的自由基团，此时，遇到外界分子氢，自由基

洁净煤技术

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。 据英国最新一期《石油经济学家》杂志报道，目前西方大能源公司最感兴趣的是煤炭气化技术。煤炭气化技术是将煤炭转化为清洁的燃气，再用于发电和其他用途。美国一位工程咨询专家认为，煤炭气化技术特别是“集成气化联合循环”（IGCC）技术今后肯定会在美国得到广泛应用。“集成气化联合循环”技术是把煤炭转化为燃气并经过去污设备过滤后再使用，从而提高燃气的能效并减少氮氧化物、二氧化硫和汞的排放量。目前美国已有7个大规模的煤炭气化项目在运营之中。美国康菲石油公司和另一家公司最近宣布将投资12亿美元在明尼苏达州建造一座531兆瓦、使用“集成气化联合循环”技术的发电厂。有专家认为，“集成气化联合循环”技术与其他洁净煤技术相比至少有4方面的优势：一是这是一项成熟的技术；二是这是最清洁、产生污染最少的煤炭处理技术；三是具有成本

《洁净煤技术》复习思考题2

一、名词解释： （1）洁净煤技术：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）流化床燃烧：流化床燃烧系指小颗粒煤与空气在炉膛内处于沸腾状态下或高速气流与所携带的处于稠密悬浮煤料颗粒充分接触进行燃烧。 （3）循环流化床：当颗粒尺寸较小或气流速度较大时，料床近似均匀地弥散在整个炉膛区域，并不断的被气流带出。此时如在炉膛上部出口处安装一高效分离器，将被气流带出炉膛的固体颗粒分离出来，再将其送回床内，以维持炉膛内固体床料总量不变。 （4）湿法脱硫：湿法脱硫是通过烟气与含有脱硫剂的溶液接触，在溶液中发生脱硫反应的技术，其脱硫生成物的生成和处理均在湿态下进行。 （5）煤炭气化：煤的气化过程是一个热化学过程，它以煤或煤焦为原料，以氧气（空气、富氧或纯氧）、蒸气或氢气为气化剂（又称气化介质），在高温的条件下，通过部分氧化反应将原料煤从固体燃料转化为气体燃料（即气化煤气，或简称煤气）的过程。 （6）移动床气化法：又称固定床气化法，从流态化角度来讲，气体相对于固体床层的速度未达到流化速度，气固系统处于固定床状态。但与层燃炉有所区别的是，在气化炉内，固体原料并不是像层燃炉那样静止在炉蓖上，而是从炉顶加入，在向下移动过程中与从炉底通入的气化剂逆流接触，进行充分的热交换并发生气化反应，故称移动床。 （7）干馏：干馏是煤在隔绝空气的条件下，在一定的温度范围内发生热解，生成固定焦炭、液体焦油和少量煤气的过程。 （8）煤的反应性: 是指在一定的外部条件下，与气化剂（氧气、水蒸气）相互作用并发生反应的能力。 （9）煤的结渣性：煤的结渣性是指煤中矿物质在燃烧和气化过程中由于灰分的软化熔融而形成渣块的能力。 （10）气化强度：指气化炉单位面积每小时所能气化的原料煤质量，单位是t/(m2·h)，它反映了气化过程的生产能力 （11）发生炉煤气：发生炉煤气是以空气和水蒸气为气化剂是煤发生气化反应制得的，由于混入了大量的N2，所以其热值很低，又称贫煤气。 （12）冷煤气效率：指产生煤气的热值与煤气产率的乘积与所用煤料的发热量之比。 （13）热煤气效率：当使用热煤气时，分子项中还应考虑煤气的显热，此时，称为热煤气效率。 （14）燃料电池：燃料电池就是将在氢气里储存的化学能在不燃烧的情况下，并且在催化剂的作用下，和氧气发生反应，同时形成电压，该电压在形成回路的情况下就能驱动电机转动，从而将氢气里储存的化学能转化为机械能，同时还有很高的转化率。 （15）煤层气：煤层气是一种有机成因的天然气,在长期成煤过程中，成煤物质由于生物作用和热作用发生一系列的微生物降解和物理化学变化而生成的CH4为主的煤系伴生气体。 （16）碳捕集与封存：简称CCS，是指将大型发电厂所产生的二氧化碳（CO2）收集起来，并用各种方法储存以避免其排放到大气中的一种技术。 （17）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。 （18）超临界发电技术：燃煤发电是通过产生高温高压的水蒸汽来推动汽轮机发电的，蒸汽的温度和压力越高，发电的效率就越高。在347.15摄氏度、22.115兆帕压力下，水蒸汽的密度会增大到与液态水一样，这个条件叫做水的临界参数。比这还高的参数叫做超临界参数。 （19）间接液化：煤的间接液化是先通过煤气化生产合成气（CO+H2），将煤原有的大分子结构完全破坏，然后通过高活性的催化剂作用下合成油产品。 二、填空题： （1）煤炭加工主要包括煤炭洗选、型煤和水煤浆制备。 （2）常见的烟气净化技术包括除尘技术、烟气脱硫技术和烟气脱硝技术等。 （3）利用烟气中飞灰颗粒与烟气密度及电性质的差异，可以用水膜除尘器、袋式除尘器和电除尘

中国洁净煤技术及市场_英文_

Clean Coal Technology and Market in China 中国洁净煤技术及市场 Ｓｔａｆｆ　Ｅｄｉｔｏｒ 本刊编辑部 ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］　Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｂｒｉｅｆｓ　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｃｌｅａｎ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｌｅｖｅｌｓ　ｏｆ　ｃｏａｌ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｈａｒｍｂｒｏｕｇｈｔ　ｔｏ　ｔｈｅ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，　ｐｒｅｓｅｎｔ　ｓｔａｔｕｓ　ａｎｄ　ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｌｅａｎ　ｃｏａｌ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａｃｏａｌ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ，　ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ａｎｄ　ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ　ｏｆ　ｃｌｅａｎ　ｃｏａｌ　ｐｏｗｅｒ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ，　ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄｍａｒｋｅｔ　ｏｆ　ｆｌｕｅ　ｇａｓ　ｄｅｓｕｌｐｈｕｒｉｚａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｃｏａｌ－ｆｉｒｅｄ　ｐｏｗｅｒ　ｐｌａｎｔｓ． ［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］　ｅｎｅｒｇｙ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｌｅａｎ　ｃｏａｌ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｆｌｕｅ　ｇａｓ　ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ［摘要］　本文介绍目前中国煤炭洁净生产和消费水平以及给大气环境造成的污染危害；煤炭工业洁净煤技术发展的现状及方向；洁净煤发电技术的进展和前瞻；燃煤电厂烟气脱硫技术的应用及市场。 ［关键词］　能源结构 洁净煤技术 发电 烟气脱硫 １．　Ｃｌｅａｎ　Ｃｏａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　─　ｔｈｅ　Ｓｔｒａｔｅｇｉｃ　Ｏｐｔｉｏｎ　ｏｆＣｈｉｎａ＇ｓ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ １．１Ｇｅｎｅｒａｌ Ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｔｗｏ　ｅｖｉｄｅｎｔ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ＇ｓ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，　ｃｏａｌ　ａｃｃｏｕｎｔｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｌａｒｇｅｓｔ　ｐａｒｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｒｉｍａｒｙ　ｅｎｅｒｇｙ．　Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，　ｃｏａｌ－ｆｉｒｅｄ　ｐｏｗｅｒａｃｃｏｕｎｔｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｌａｒｇｅｓｔ　ｐａｒｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｉｎｓｔａｌｌｅｄ　ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙａｎｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，　ａｎｄ　ｓｕｃｈ　ｓｅｔｕｐ　ｗｉｌｌ　ｎｏｔ　ｃｈａｎｇｅ　ｇｒｅａｔｌｙｉｎ　ｔｈｅ　ｎｅｘｔ　４０￣５０　ｙｅａｒｓ，　ｔｈｕｓ　ｉｔ　ｆｏｌｌｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｃｌｅａｎ　ｃｏａｌ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｉｌｌ　ｐｌａｙ　ａ　ｄｅｃｉｓｉｖｅ　ｒｏｌｅ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ＇ｓ　ｅｎｅｒｇｙ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ． Ｔｈｅ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ｍａｉｎｌｙ　ｃｏｍｅｓｆｒｏｍ　ｃｏａｌ　ｓｍｏｋｅ．　Ｍａｉｎ　ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ　ａｒｅ　ＳＯ２　ａｎｄ　ｓｍｏｋｅ　ｄｕｓｔ．　Ａｃｉｄｒａｉｎ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｒｅｍａｉｎｓ　ｔｏ　ｂｅ　ｓｅｒｉｏｕｓ，　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｃｏｖｅｒｅｄ　ａｒｅａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓ　ａｂｏｕｔ　３０％　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗｈｏｌｅ　ｔｅｒｒｉｔｏｒｙ．　Ｌａｒｇｅ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆｃｏａｌ　ｂｕｒｎｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎ　ｉｎｃｒｅａｓｅｓ　ｏｆ　ＳＯ２，　ＮＯＸ，　ｓｍｏｋｅ　ｄｕｓｔ　ａｎｄＣＯ２　ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ　ｙｅａｒ　ｂｙ　ｙｅａｒ，　ｗｈｉｃｈ　ｕｎｃｅａｓｉｎｇｌｙ　ｗｏｒｓｅｎｅｄ　ｔｈｅａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，　ｌｅａｄｉｎｇ　ｔｏ　ｖｅｒｙ　ｇｒｅａｔ　ｉｍｐａｃｔ　ｏｎ　ｔｈｅｐｅｏｐｌｅ＇ｓ　ｌｉｖｅｌｉｈｏｏｄ． Ｔｈａｎｋｓ　ｔｏ　ｔｈｉｓ，　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅａｒｌｙ　１９９０ｓ，　ｔｈｅ　Ｓｔａｔｅ　ｍａｐｐｅｄ　ｏｕｔ　＂Ａｇｅｎｄａｆｏｒ　ｔｈｅ　２１ｓｔ　Ｃｅｎｔｕｒｙ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ＂，　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ　ｓｔｒａｔｅｇｙ．　Ｃｌｅａｎ　ｃｏａｌ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｓ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔｃｏｎｔｅｎｔ　ｗａｓ　ｐｌａｃｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ａｇｅｎｄａ． １．２　Ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ　ｃｌｅａｎ　ｃｏａｌ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ─　ｔｈｅ　ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ　ｆｏｒＣｈｉｎａ＇ｓ　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ａｎｄ　ｓｏｃｉａｌ　ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｔｈｅ　ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ＇ｓ　ｅｎｅｒｇｙ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ｎｅｅｄｓｔｏ　ｖｉｇｏｒｏｕｓｌｙ　ｄｅｖｅｌｏｐ　ｃｌｅａｎ　ｃｏａｌ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ． Ｔｈｅ　Ｃｈｉｎａ＇ｓ　ｅｎｅｒｇｙｉｎｄｕｓｔｒｙ　ｉｓ　ｂａｓｅｄ　ｕｐｏｎ　ｃｏａｌ，　ｂｕｔ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｄｅｇｒｅｅ　ｏｆ　ｃｌｅａｎ　ｃｏａｌ　ｉｓ　ｖｅｒｙ　ｌｏｗ，　７０％　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｍｏｋｅ　ｄｕｓｔｄｉｓｃｈａｒｇｅ　ａｎｄ　９０％　ｏｆ　ＳＯ２　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｔｈｒｏｕｇｈｏｕｔ　ｔｈｅ　ｃｏｕｎｔｒｙｃｏｍｅ　ｆｒｏｍ　ｃｏａｌ　ｂｕｒｎｉｎｇ．　Ｔｈｅ　ｓｈａｒｅ　ｏｆ　ｃｌｅａｎ　ａｎｄ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｅｎｅｒｇｙｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ｉｓ　ｌｏｗ，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｈａｒｅ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｎｄ　ｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｉｓ　ｍｕｃｈ　ｌｏｗｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｗｏｒｌｄ＇ｓ　ａｖｅｒａｇｅ　ｌｅｖｅｌ．

《洁净煤燃烧技术》课程复习题.doc

洁净煤燃烧技术课程复习题 目录 洁净煤燃烧技术课程复习题 (1) 第一章 超临界与超超临界燃煤发电技术 (3) 1.1. 超临界锅炉的工作原理 (3) 1.2. 超临界锅炉水冷壁安全工作存在的不利条件及其原因 (3) 1.3. 为什么采用螺旋管圈后水冷壁管间的吸热偏差较小？超临界锅炉 消除热偏差有哪些方法 (3) 1.4. 垂直管低质量流速技术中的正流量补偿特性原理 (4) 第二章超超临界机组结构特点及应用 (4) 2.1、 结合系统简图说明HG/OOOMW 超超临界锅炉带再循环泵的启动 系统流程，并说明启动初期尽量减小工质热损失的措施 (4) 2.2、 常见低氮燃烧技术原理（双调风旋流燃烧技术、PM 燃烧技术及 MACT 燃烧技术） (5) 2.3、 超临界机组高温氧化原理及改善措施 (6) 2.4、 超超临界机组常采用二次再热技术的优势 (6) 第三章循环流化床锅炉 (6) 3.1、CFB 锅炉本体结构及工作原理 (6) 3.2、 为什么说CFB 锅炉是一种洁净煤燃烧设备 (7) 3.3、 超临界锅炉可以采用CFB 燃烧技术的优势 (7) 3.4、 结合简图说明富氧CFB 锅炉燃烧过程 (7) 4.1、 IGCC 原理框图 ............................................. 8 4.2、 气化炉气化反应模型 .. (9) 4.4、常温湿法净化技术原理与高温干法净化技术原理的比较 (10) 第五章烟气净化 (8) 4.3、两种煤气冷却工艺流程的组成及特点 (9) 10 第四章 体煤气化联合循环

5.1、湿式石灰石?石膏法脱硫的化学反应机理及工艺流程 (10) 5.2、湿式石灰石烟气脱硫吸收塔的四个工作区域及作用 (11) 5.3、湿式石灰石?石膏法脱硫工艺系统中浆液的PH值为什么维持在 5?6之间 (11) 5.4、湿式石灰石?石膏法脱硫工艺系统存在的问题及改进措施 (11) 5.5、烟塔合一的条件及优点 (11) 5.6、循环流化床烟气脱硫的运行控制 (12) 5.7、S CR反应原理及主要影响因素 (12) 5.8、S CR工艺流程 (13) 5.9、烟气杂质对SCR催化剂性能的影响 (13) 5.10、燃煤电厂控制汞排放的方法 (13)

洁净煤技术应用

洁净煤技术的前景及应用 摘要：洁净煤技术是指在煤炭开发、加工、利用全过程中旨在提高煤炭利用效率，减少环境污染的一系列新技术的总称，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的概念。洁净煤技术包括：两大方面的内容：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。 关键词：煤炭转化、洁净煤技术、应用、发展建议 1 我国煤清洁技术发展过程中遇到的问题 1.1 煤炭在我国能源工业和环境保护中的地位 能源和环境是目前人类面临的重要问题，处理好这些问题。对于人类生存和社会的可持续发展有着重要的意义。中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,根据我国建国后一次能源消耗的结构变化。目前煤炭占我国能源需求总量的75%.左右,大大超出了27%的世界平均水平。另外,根据世界一些主要国家中煤炭在能源结构中的比例可知,中国是世界上少数以煤为主要能源的国家之一。随着我国对核能水、电和新能源的开发利用和发展,能源结构会有些改变。但预计到本世纪中,煤炭在能源中的比重仍将高于50%。 1.2 煤的结构 煤是由远古死亡植物残骸没入水中经过生物化学作用,然后被地层覆盖并经过地质化学作用形成的有机生物岩,是有机与无机化合物的混合体。由于生成的地质年代不同,造成了煤的组分也不同, 但其基本元素成份为碳、氢、氧、氮、硫。此外, 还包括一些成灰元素（如硅、铝、铁、钙、镁、碱金属）和一些微量重金属,如汞硒等。煤中的有机成份是以官能团的形式出现的,包括轻基、梭基、拨基甲氧基等。由煤的构造可知环烃和链烃为煤的主要组成部分。煤在热转换过程中,烃中的弱键断裂形成气体或液体逸。如果能在煤的转化过程中提取部分液体环烃,则煤转化过程中产品的品位就会大大的提高。

洁净煤技术的发展与应用

洁净煤技术的发展与应用 摘要：本文简要介绍洁净煤技术的特点、发展的战略背景以及国内的发展状况。洁净煤技术在我国能源政策中占据主导地位，兼有经济性与环保性，是实现可持续发展的必备条件。 关键词：能源；洁净煤；环保 能源已经成为当今世界最热门的话题之一。无论是科学发展，还是基本生活，无一都对能源有极大的依赖性。然而，随着人类这几个世纪的迅速发展，能维持我们生存的能源已越来越少，甚至要濒临耗尽了。如何实现能源利用最大化、如何发掘新型绿色能源是全世界、全人类共同关心的问题。就中国而言，我国是一个多煤、少油、少气的国家，决定我国未来能源状况的还是煤矿资源。在这一基础上，尽可能地提高煤炭利用率、降低对环境的污染率，才是我国能源发展的必由之路，而想要完成这一任务，洁净煤技术就应当得到大力发展。 1 煤的理化性质与工业分析 1.1 理化性质 煤的物理性质表现为颜色、光泽、硬度、脆度、断口、密度、导电性、反射性和裂隙等。通过煤的物理性质,可确定煤的成因类型,变质程度,对煤做出初步的评价。[1] 以鲁那井田17号煤层为例，该煤层煤的颜色为黑色、褐黑色，粉粒状为主，少量碎块状、块状和粒状；煤层结构主要为中～细条带状，少量宽条带状和线理状；金属光泽为主，少量似金属光泽、金刚光泽；断口主要为参差状、平坦状，少量贝壳状、阶梯状；内生裂隙较发育，偶见少量外生裂隙，充填薄膜状、网格状、脉状方解石，含较多结核状、透镜状、浸染状、星散状、团块状黄铁矿心。 上述煤层浮煤的干燥无灰基碳含量为90.39％，干燥无灰基氢含量为4.70％，干燥无灰基氮含量为1.52％，干燥无灰基硫和氧含量为3.39％。各项指标都较稳定，变化幅度小。有害元素主要包括硫、磷、砷、氟、氯等元素，其中以硫元素对环境的影响最大。 1.2 工业分析 通过工业分析可大致了解煤的性质，又称技术分析，是指煤的水分、挥发分、灰分的测定以及固定碳的计算。 以鲁那井田17号煤层为例，（1）原煤水分变异系数0.20，变化较小；浮煤水分变异系数0.22，变化较小。原煤和浮煤均为特低全水分煤。（2）原煤干燥基灰分介于9.82％～19.51％，平均值为14.91％，按动力用煤分级为低灰煤原煤经洗选后灰分降低大，浮煤干燥基灰分介于 5.24％～8.34％，平均值为

贵州大学洁净煤技术第二学期考试试卷

贵州大学2012-2013学年第二学期考试试卷 《洁净煤技术》 注意事项： 1. 请考生按要求在试卷装订线内填写姓名、学号和年级专业。 2. 请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写答案。 3. 不要在试卷上乱写乱画，不要在装订线内填写无关的内容。 4. 满分100分，考试时间为120分钟。 一、名词解释： 1.洁净煤技术 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。 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。 2.清洁生产 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。 3.动力配煤 是将2种或2种以上不同性质的煤根据用户对煤炭产品的技术要求，经过筛分、破碎、均匀掺配，使其成为一个新的品种。 4.选煤 是根据原煤、矿物杂质和煤矸石的物理化学性质的差别，采用一些选矿方法如机械筛分、物理选煤、化学选煤和微生物选煤等处理，清除原煤中的有害杂质，排除矸石。 5.型煤 型煤是用机械方法，将粉煤制成具有一定强度和形状的煤制品。型煤按用途可分为两大类：民用型煤和工业型煤。 6.水煤浆 它是把洗选后的低灰分精煤加工研磨成微细煤粉，按煤约70%，水约30%的比例和适量（约1.0%）的化学添加剂配制而成的一种煤水混合物，这种煤水混合物又称水煤浆(CWS)或煤水燃料(CWF) 。 7.型煤的自成型模式 采用无粘结剂, 不经运输, 直接入炉的炉前成型模式, 也叫自成型模式。 8.水煤浆的级配技术 水煤浆中煤粉粒度组成。 二、简答题 1、煤的工业分析包括哪些？ 煤中的水分、灰分、挥发分和固定炭。 2、什么是煤的水分、灰分、挥发分、发热量、硫分？ 水分：煤中的水分可分为游离水和化合水。煤中游离水是指与煤呈物理态结合的水，

煤化学考试必背习题1-4.pdf

第一章习题 1. 中国能源结构、煤炭资源的分布特点及生产格局、能源发展 战略是什么？P1 答：中国能源结构：煤炭资源比较丰富，油气资源总量偏少。（富煤、贫油、少气） 煤炭资源的分布：东少西多，南贫北丰，相对集中。 生产格局：北煤南运，西煤东调。 能源发展战略：节能优先、结构多元、环境友好。 2. 煤炭利用带来的环境问题有哪些？ 答：煤炭利用带来的环境问题如酸雨、臭氧减少、全球气候变暖、烟雾等。 3. 何谓洁净煤技术？有哪些研究内容？ 答：洁净煤技术是指从煤炭开发到利用的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。 洁净煤技术的主要包括：煤炭开采、煤炭加工、煤炭燃烧、煤炭转化、污染排放控制与废弃物处理等。如：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 料电池等。

4. 煤化学的主要研究内容？P4 答：煤化学是研究煤的生成、组成（包括化学组成和岩相组成）、结构（包括分子结构和孔隙结构）、性质、分类以及它们之间相 互关系的科学。广义煤化学的研究内容还包括煤炭转化工艺及其 过程机理等问题。 第二章习题 1. 煤是由什么物质形成的？P6 答：煤是由植物生成的。 在煤层中发现大量保存完好的古代植物化石和炭化了的树 干；煤层底板岩层中发现了大量的根化石、痕木化石等植物化石；在显微镜下观察煤制成的薄片可以看到植物细胞的残留痕迹以 及孢子、花粉、树脂、角质层等植物残体；在实验室用树木进行 的人工煤化试验，也可以得到外观和性质与煤类似的人造煤。这就有力地证实了腐植煤是由高等植物变来的。 2. 按成煤植物的不同，煤可以分几大类？ P12 答：按成煤植物的不同，煤主要分为腐植煤、腐泥煤、腐植腐泥 煤。 腐植煤：高等植物 腐泥煤：低等植物 腐植腐泥煤：高等植物+低等植物

洁净煤技术包括哪些技术

1.洁净煤技术包括哪些技术？为什么说洁净煤技术对于我国具有特殊意义答：(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。 洁净煤技术包括两个方面，一是直接烧煤洁净技术，二是煤转化为洁净燃料技术。 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、矸石、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。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%。 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%。我国正在开发研究中。④燃煤磁流体发电技术，当燃煤得到的高温等离子气体高速切割强磁场，就直接产生直流电，然后把直流电转换成交流电。发电效率可过50%～60%。我国正在开发研究这种技术。 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。(2)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。 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。采用先进的煤炭燃烧技术(如CFBC燃烧劣质煤，脱硫率可达80%一90%;IGCC能源效率可达42%)，不仅可提高燃烧效率，还可实现燃中固硫。煤炭转化技术可在加工过程中脱除硫、灰等有害物质，将煤炭转化为清洁的二次能源。采用FGD可实现燃烧后脱硫，脱硫率达90%以上。发展矿区生态环境技术，可有效减少煤炭开采带来的研石和水等污染，改善矿区环境，实现资源综合利用。中国工程咨询项目研究结果表明，若全面采用洁净煤技术，可有效控制燃煤引起的二氧化硫污染，到2020年，排放总量可比2000年减少40%，全国二氧化硫污染状况可根本好转。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

能源考试答案

1.简述氢能的优点、制取途径及应用 氢能的优点 ?燃烧热值高：每千克氢燃烧后能放出142.35kJ的热量，约为汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。 ?清洁无污染：燃烧的产物是水，对环境无任何污染。 ?资源丰富：氢气可以由水分解制取，而水是地球上最为丰富的资源。 ?适用范围广：贮氢燃料电池既可用于汽车、飞机、宇宙飞船，又可用于其他场合供能。制取途径：含烃的化石燃料中制氢电解水制氢热化学制氢太阳能制氢，生物制氢，甲醇重整，硫化氢分解制氢 利用： ?1、氢在燃气轮机发电系统中的应用 ?2、氢在内燃机中的应用 ?3、氢在喷气发动机上的应用 ?4、氢能的开发与利用 利用氢能的途径和方法很多，如航天器燃料、氢能飞机、氢能汽车、氢能发电、氢介质储能与输送以及氢能空调、氢能冰箱等， 2、简述常用的煤质指标。 （一）水分（二）灰分（三）挥发分（四）固定碳（五）全硫（六）发热量（七）可磨性（八）煤灰熔融性（九）煤的着火点（也称燃点）（十）煤的密度 3、根据所学知识分析我国能源利用现状及采取的应对措施节能P5 我国能源资源的特点是富煤，贫油，少气。资源总储量较大 1.人均能源资源相对不足,资源质量较差,探明程度低; 2.能源生产消费以煤为主; 3.能源工业技术水平低下,劳动生产率较低; 4.能源资源分布不均,交通运力不足,制约了能源工业发展; 5.能源供需形势依然紧张; 6.能耗水平高,能源利用率低下; 7.农村能源问题日趋突出,影响越来越大; 8.能源环境问题日趋严重,制约了社会经济发展; 9.能源开发逐步西移,开发难度和费用增加; 10.从能源安全角度考虑,面临严重挑战, 能源建设周期长,投资超预算,能源价格未能反映其经济成本和能源资源的稀缺 解决我国能源问题应采取的措施 1.努力改善能源结构；2、提高能源利用率；3、加速实施洁净煤技术；4、合理利用石油和天然气；5、加快电力发展速度；6、积极开发利用新能源；7、建立合理的农村能源结构，扭转农村严重缺能局面；8、改善城市民用能源结构，提高居民生活质量；9、重视能源的环境保护。 4、简述二次能源的特点、种类及利用。 二次能源：二次能源又称人工能源是指由一次能源经过加工直接或间接转换成其他形式的、符合人们生产生活使用条件的能源产品。二次能源通常都属高品质的能源。与一次能源相比，它们或者是热值高、燃烧清洁、热效率高，或者是运输使用方便、能够容易地转换成其他形式的能量，或者是能满足不同工艺的要求。 二次能源可以分为燃料能源股转换而来的燃料型二次能源：气化煤气，干馏煤气，液体燃料，气体燃料，油制气，焦炭等和非燃料能源转换而来的非燃料型二次能源：电能，激光等以及其他二次能源：蒸汽，热水，余热等 二次能源，广泛用于各种加热过程，是纺织、轻工、电讯、化工、制药、食品、建材、采暖等行业的理想热源。同时各种燃料型二次能源广泛应用于国防、冶金、交通运输等部门都有密切的关系，是重要的原料。 5、试解释“奥克洛现象”，并简述世界核能利用的现状。节能P295