摘要:通常对煤炭采取传统燃烧的方式将会对环境造成非常严重的污染,也会对煤炭资源造成非常大的浪费,这些都与可持续发展相违背。在当前国家大力整治污染,加大节能减排力度的大背景下,对煤炭进行高效利用也将对我国未来能源发展产生非常重要作用,同时也将会对我国能源发展带来更大挑战。
关键词:煤炭清洁;发展方向;研究
一、煤炭技术和煤炭清洁利用技术发展现状
(一)煤炭技术发展现状
对于煤炭洁净燃烧技术主要是循化流化床锅炉燃烧和煤气化循环发电,清洁节能燃烧技术具有燃烧效率高,较高脱硫率,适应性广,排放低等特点,煤气化循环发电主要利用煤炭在气化过程中所产生的燃料气带动汽轮机,燃气和蒸汽联合发电,从而起到循环发电目的。通过对其技术的不断深入研究,可以将发电效率提高到45%左右。煤炭气化技术是目前煤炭发展研究主要方向,将煤炭放到指定设备中,通过对压力和温度的调节,煤炭与气化劑产生化学反应,将煤炭从固态形式转化为可燃气体的过程;煤质天然气是对煤炭进行炭化处理后所产生的合成气进行净化;地下气化是在对煤炭不进行开采的基础下,对地下煤炭进行安全可控性的燃烧,然后再将燃烧过程中所产生的煤气向地面输出,我国对这种新型能源收集方式研究较早,并且已经取得了长足的进展。
(二)煤炭清洁利用发展现状
煤炭在发达国家首先提出了清洁利用,在近些年来我国也在逐步加大对煤炭清洁利用的研究。根据我国煤炭发展所特有的规律,煤炭清洁利用技术发展重点与国外发达国家不同,研发人员经过持续研究发展,我国清洁利用技术有了长足进步,其中包括原煤洗选率都在逐年增加,对原煤深加工比例在逐渐增加,深加工范围也在逐渐扩大,对煤炭进行直接燃烧的比例每年都在逐渐下降。随着煤炭消费中工业用煤的占比不断提高,水煤浆技术也有了较快发展,而且,目前煤炭气化技术也已经相对成熟,煤气也在很多方面已经开始取代天然气。目前,虽然煤炭清洁利用技术取得了迅速的发展,但是有很多困难需要解决,其中包括,虽然对于燃煤发电技术已经有了长足进步,但是大部分燃煤发电企业依然使用传统技术;我国燃煤使用分散情况比较严重,因此煤炭燃烧污染严重,效率低且难以监管;煤炭深加工技术还不够成熟,因此对环境污染、资源浪费相对比较严重,技术需要进一步提高;对煤炭开发利用方式方法还相对滞后,煤炭资源利用率相对较低,没有对煤炭副产品的价值进行利用。
二、煤炭清洁利用技术科技需求及未来发展模式
(一)大量运用煤炭清洁高效燃烧技术,促进煤炭燃烧结构的优化
利用集中供热、热电联产技术,促进燃烧结构的优化,使煤的清洁燃烧得到有效发展。具体而言,当煤用于发电时,煤的产生和循环流化床发电会大大减少煤的燃烧排放。通过洗煤发电提高了经济、环保、低质煤的使用,重点利用循环流化床发电。
在燃煤工业锅炉方面:用中央供暖和天然气锅炉代替落后的燃煤工业锅炉,在节能环保方面有很好的作用。采用经济较好的先进锅炉技术,将燃煤能力为10吨/小时的普通链炉代替。效率90%以上,节能率28%,年节约成本20万元,同时减少烟尘和二氧化硫排放。
在民用煤炭分散领域:通过优质热能煤、天然气、太阳能等有效的加热方式,代替煤炭加热,实现节能减排。在天然气丰富、经济上健全的地区,可以用天然气代替煤取暖。根据不同地区的条件采用适当的替代品。
(二)促进煤炭从单一燃料朝着原料以及燃料并重的方向转变
结合煤的种类和质量选择适宜的转化技术,加强特种产品和高附加值产品的开发,提高转化煤的经济效益和环境效益。煤油、天然气等煤炭深加工是我国煤炭清洁高效利用的新方向。有效完成相关升级示范,提高环保标准,优化工艺体系,加强特种高端产品开发。
(三)大力开展煤基多联产,促进煤炭、新能源等行业的跨界结合
煤基多联产以煤气化、煤热解为主,促进电化工等的合作生产,从而获得高附加值的化工产品和环保的二次能源。这种开发方法在技术经济和生态环境中具有突出的优势。它与碳捕获和储存技术相结合,能有效实现二氧化碳零排放。煤基多代与石化产业形成互补组合,与生物质能、风能、太阳能相配合,实现资源共享、交换副产品的效果。
三、创新发展措施
(一)保护性开发现有煤炭资源
提高煤矿准入门槛。煤炭是不可再生资源,也是子孙后代共同的财富,必须坚持保护性开采、高效化利用,采好、用好现有资源,实现减总量、增单价。从安全、技术、经济、环境、人员、设备、工艺、效率和资源回收等方面强化约束,提高准入门槛。
(二)深入研究煤炭未来开采的新理论新技术
开展煤炭开采及高效利用的新理论研究。组建多行业、跨专业的研究团队,开展煤炭开采与利用的基础理论研究,实现新突破。深入研究深部煤炭开采新技术,研究煤炭地下直接液化、气化、粉化的可行性和技术方案,实现从开采到抽采的转变,完成煤炭生产新业态。
把握数字化、网络化、智能化融合发展契机,推进智能化在煤矿设计、建设、开采、销售、加工利用等全过程深度融合,实现开矿不见矿、采煤不见煤的智能绿色环保开采新模式。
四、结束语
我国是世界第一产煤国和消费国,也应该成为煤炭开采与应用技术的领先国。加大力度提高煤炭利用效率,减少对污染物的排放,进一步提高煤炭清洁技术水平,及时对高污染、高耗能生产工艺、设备进行更新,引进先进生产技术设备,加强对煤炭清洁利用技术的推广,建立起高效、持续、清洁、环保的煤炭行业体系,确保我国经济社会可持续高速增长。
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