煤炭利用與清潔煤技術(shù)課件

1煤炭利用與潔凈煤技術(shù)2011年3月31日2020/12/212第1章煤炭利用與環(huán)境問題1.1世界煤炭資源及其地位1.2中國煤炭資源及其地位1.3煤炭燃燒排放引起的環(huán)境問題1.4潔凈煤技術(shù)

2020/12/22精品資料2020/12/23你怎么稱呼老師？如果老師最后沒有總結(jié)一節(jié)課的重點的難點，你是否會認(rèn)為老師的教學(xué)方法需要改進(jìn)？你所經(jīng)歷的課堂，是講座式還是討論式？教師的教鞭“不怕太陽曬，也不怕那風(fēng)雨狂，只怕先生罵我笨，沒有學(xué)問無顏見爹娘……”“太陽當(dāng)空照，花兒對我笑，小鳥說早早早……”2020/12/2451.1世界煤炭資源及其地位2004年（引自IPCC報告）2020/12/2561.2中國煤炭資源及其地位1.2.1中國能源的基本消費狀況1.2.2中國煤炭的資源狀況1.2.3中國煤炭目前消費狀況1.2.4中國煤炭需求與生產(chǎn)預(yù)測2020/12/2671.2.1中國能源的基本消費狀況2020/12/2782008年中國能流圖

2020/12/2891.2.2中國煤炭的資源狀況中國煤炭資源儲量多，分布廣，煤質(zhì)較好，品種較全。根據(jù)第三次全國煤田預(yù)測資料，除臺灣省外，我國垂深2000米以淺的煤炭資源總量為55697.49億噸，其中探明保有資源量10176.45億噸，預(yù)測資源量45521.04億噸。在探明保有資源量中，生產(chǎn)、在建井占用資源量1916.04億噸，尚未利用資源量8260.41億噸。在探明儲量中，煉焦用煤占36%，化工用無煙煤17%，動力煤占5%，石煤占2%。2020/12/2910中國煤炭資源分布特征和供求關(guān)系，具有明顯的分帶性和分區(qū)性；客觀地質(zhì)條件形成的這種不均衡分布格局，決定了中國北煤南運(yùn)、西煤東調(diào)的長期發(fā)展態(tài)勢。2020/12/21011煤炭分類中國煤分類和各主要工業(yè)國的煤炭分類均屬于實用分類，即是按煤的工藝性質(zhì)和用途分類根據(jù)煤的煤化度，將我國所有的煤分為褐煤、煙煤和無煙煤三大煤類，然后又根據(jù)煤化度和工業(yè)利用的特點，進(jìn)一步分類2020/12/21112煤化作用：泥炭轉(zhuǎn)變?yōu)楹置骸熋?、無煙煤、超無煙煤，或腐泥轉(zhuǎn)變?yōu)楦嗪置?、腐泥煙煤、腐泥無煙煤和腐泥超無煙煤的過程。煤化度，即煤化作用的程度2020/12/21213煉焦用煤：需用洗選的精煤，其煤種既可用結(jié)焦性較好的煤種如氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤等化工用無煙煤：煤化程度最深的煤，含碳量最多，灰分不多，水分較少，發(fā)熱量很高，可達(dá)25000~32500kJ/kg，揮發(fā)分釋出溫度較高，其焦炭沒有黏著性，著火和燃盡均比較困難動力煤：適用于鍋爐燃燒，產(chǎn)生熱力的煤主要有褐煤、長焰煤、不粘結(jié)煤、貧煤、氣煤以及少量的無煙煤石煤：一種含碳少、發(fā)熱值低的劣質(zhì)無煙煤，又是一種低品位多金屬共生礦。2020/12/213141.2.3中國煤炭目前消費狀況2020/12/214151.2.4中國煤炭需求與生產(chǎn)預(yù)測EIA的預(yù)測結(jié)果如左圖所示；根據(jù)《世界能源展望2007年》三種情景，即參考情景、替代政策情景和高增長情景預(yù)測，2015年和2030年中國的能源需求如右圖所示2010年，中國煤炭工業(yè)發(fā)展研究中心主任賀佑國表示，未來幾年，煤炭絕對增長量將大幅度增加，到2015年煤炭需求將達(dá)38億噸。2020/12/215161.3煤炭利用引起的生態(tài)環(huán)境問題2020/12/21617煤的組成和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性煤的組成：水分、灰分、揮發(fā)分、固定碳；碳、氫、氧、氮、硫等元素。煤的結(jié)構(gòu)：

物理結(jié)構(gòu)：煤的顯微組分、孔結(jié)構(gòu)及煤中有機(jī)物分子間和分子內(nèi)的非共價鍵作用力?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)：有機(jī)物各組分的分子結(jié)構(gòu)及其相互間的共價鍵結(jié)構(gòu)。2020/12/21718煤炭使用造成嚴(yán)重的大氣污染問題中國以煤為基礎(chǔ)的能源結(jié)構(gòu)引發(fā)了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。2007年中國二氧化硫排放量為2468.1萬噸，氮氧化物排放約2000萬噸，二氧化碳排放居世界第2位，燃煤貢獻(xiàn)分別為80%、70%和80%左右。2020/12/21819電力行業(yè)的煤炭消費占煤炭總消費量的52.6%。電力行業(yè)是二氧化硫、氮氧化物和工業(yè)煙塵排放的最大行業(yè)。2007年，二氧化硫和氮氧化物排放量分別占工業(yè)二氧化硫和氮氧化物排放量的58.2%和64.3%，占據(jù)主導(dǎo)地位，是二氧化硫、氮氧化物的排放大戶。2020/12/21920酸雨仍以煤煙型污染為主，電力行業(yè)對酸雨污染影響較大。中國目前硫酸根與硝酸根（SO42-/NO3-）的比值仍處在5-3之間，表明煤煙來源的SO42-仍占有絕對優(yōu)勢。說明中國的酸雨還是以煤煙型污染為主。形成的主要原因是燃煤產(chǎn)生的二氧化硫排放。2020/12/22021落后的利用技術(shù)使煤成為主要污染源2020/12/22122落后的利用技術(shù)使煤成為主要污染源2020/12/22223落后的利用技術(shù)使煤

成為主要污染源2010年，在監(jiān)測的330個城市中，有273個城市空氣質(zhì)量達(dá)到二級以上（含二級）標(biāo)準(zhǔn)，占監(jiān)測城市數(shù)的82.7%；有53個城市為三級，占16.1%；有4個城市為劣三級，占1.2%。

國外專家的研究結(jié)果表明，大氣污染造成的經(jīng)濟(jì)損失占GPD的3%~7%；如不能得到有效控制，到2020年，僅燃煤污染導(dǎo)致的疾病需付出的經(jīng)濟(jì)代價將達(dá)3900億美元2020/12/22324小結(jié)一方面是能源的主要提供者，一方面是大氣污染的主要污染源，煤炭對中國而言，無疑是兩難選擇能源資源稟賦特點和中國現(xiàn)狀決定，潔凈煤利用是兩難選擇中的必然2020/12/22425提高煤利用效率可顯著減少碳排放中國煤產(chǎn)業(yè)鏈效率提高5%對CO2減排的貢獻(xiàn)可達(dá)40.3%（NICE，2011）2020/12/22526政策導(dǎo)向加快發(fā)展高碳能源低碳化利用和低碳產(chǎn)業(yè)——《全國人民代表大會常務(wù)委員會關(guān)于積極應(yīng)對氣候變化的決議》，2009.8.27大力發(fā)展低碳技術(shù)；努力建設(shè)以低碳排放為特征的產(chǎn)業(yè)體系和消費模式——溫家寶,《政府工作報告》，2010.3.5加強(qiáng)煤的清潔高效綜合利用、煤轉(zhuǎn)天然氣、煤制重要化學(xué)品技術(shù)研發(fā)——胡錦濤，在兩院院士大會上的講話，2010.6.7推進(jìn)傳統(tǒng)能源清潔高效利用——中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃的建議，2010.10.28積極推進(jìn)煤炭清潔利用(節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè))——《國務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)的決定》，國發(fā)【2010】32號2020/12/226271.4潔凈煤技術(shù)潔凈煤（CleanCoal）是20世紀(jì)80年代初，美國和加拿大關(guān)于解決兩國邊境酸雨問題談判的特使德魯.劉易斯和威廉姆.戴維斯提出的。2020/12/227281.4潔凈煤技術(shù)潔凈煤技術(shù)是指煤炭開發(fā)和利用過程中，旨在減少污染和提高效率的煤炭開采、加工、燃燒、轉(zhuǎn)化和污染控制等一系列新技術(shù)的總稱，是使煤炭作為一種能源應(yīng)達(dá)到最大潛能的利用而釋放的污染物控制在最低水平，實現(xiàn)煤的高效、潔凈利用的目的技術(shù)。2020/12/22829

中國潔凈煤技術(shù)基本框架煤炭加工技術(shù)煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)煤高效清潔燃燒技術(shù)污染控制與廢棄物處理2020/12/22930煤炭加工技術(shù)煤炭加工技術(shù)煤炭洗選技術(shù)水煤漿技術(shù)型煤技術(shù)動力配煤技術(shù)在煤炭利用之前，對可能排放的所有污染物進(jìn)行有效控制2020/12/23031污染控制與廢棄物處理污控制與廢棄物處理煙氣凈化技術(shù)（FGD）煤層氣（CBM）開發(fā)利用技術(shù)粉煤灰綜合利用技術(shù)煤矸石及煤泥水利用與處理技術(shù)在煤炭利用后，對副產(chǎn)物及污染物進(jìn)行有效處理和凈化2020/12/23132

中國潔凈煤技術(shù)基本框架煤炭加工技術(shù)煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)煤高效清潔燃燒技術(shù)污染控制與廢棄物處理2020/12/23233

中國潔凈煤技術(shù)基本框架煤炭加工技術(shù)煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)煤高效清潔燃燒技術(shù)污染控制與廢棄物處理煤化工煤發(fā)電2020/12/23334中國煤炭利用可以分為煤炭發(fā)電、工業(yè)鍋爐和窯爐燃煤、煤化工三種類型。2007年，煤炭利用的比例是：發(fā)電50.5%，工業(yè)鍋（窯）爐燃燒30%，煤化工18%，其它不足2%。2020/12/23435思考題中國煤炭的分布特點？煤炭利用過程中的污染物有哪些？潔凈煤技術(shù)的含義？中國發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)的意義？中國煤炭的主要利用類型？2020/12/23536第二章煤化工2020/12/23637煤化工煤化工是以煤為原料，經(jīng)過化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體，液體，固體燃料以及其他化學(xué)品的工業(yè)過程。煤化工包括煤的一次化學(xué)加工、二次化學(xué)加工和深度化學(xué)加工。煤的焦化、氣化、液化，煤的合成氣化工、焦油化工和電石乙炔化工等，都屬于煤化工的范圍。2020/12/23738煤化工分傳統(tǒng)和新型兩種傳統(tǒng)的涉及煤焦化、煤電石、煤合成氨（化肥）等領(lǐng)域新型煤化工通常指即以煤熱解、氣化為基礎(chǔ)，以一碳化學(xué)為主線，以單元過程優(yōu)化集成為途徑，生產(chǎn)各種替代燃料和化工產(chǎn)品，如合成油、天然氣、甲醇、二甲醚、烯烴、精細(xì)化學(xué)品等。2020/12/23839傳統(tǒng)煤化工新型煤化工潔凈煤技術(shù)2020/12/23940潔凈煤領(lǐng)域的煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)煤炭液化技術(shù)煤炭氣化技術(shù)其他傳統(tǒng)煤化工技術(shù)改進(jìn)煤基炭材料2020/12/24041煤基炭材料以煤為原料生產(chǎn)炭材料的技術(shù)路線：活性炭、炭塊、電極炭等傳統(tǒng)炭材料；富勒烯、碳納米管、碳分子篩等新型炭材料；以及用于催化劑的分子篩和航天工業(yè)需求的碳纖維、碳合金等多種新型炭材料參考書目：中國潔凈煤技術(shù)叢書--煤基炭材料2020/12/24142潔凈煤領(lǐng)域的煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)煤炭液化技術(shù)煤炭氣化技術(shù)其他傳統(tǒng)煤化工技術(shù)改進(jìn)煤基炭材料2020/12/24243煤炭液化技術(shù)煤的直接液化是指將煤（尤其是煙煤）磨碎成細(xì)粉后，和溶劑油制成煤漿，然后在高溫、高壓和催化劑存在的條件下，通過加氫裂化使煤中復(fù)雜的有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)分子，直接轉(zhuǎn)化為清潔的液體燃料和其他化工產(chǎn)品，又稱為加氫液化。2020/12/24344煤炭液化原理煤和石油在結(jié)構(gòu)、組成和性質(zhì)上有很大差異：①石油的H/C比高于煤，原油為1.76而煤只有0.3～0.7，而煤氧含量顯著高于石油，煤含氧2％～21％，而石油含氧極少；②石油的主體是低分子化合物，而煤的主體是高分子聚合物；③煤中有較多的礦物質(zhì)。因此要把煤轉(zhuǎn)化為油，需加氫，裂解和脫灰。關(guān)鍵步驟：熱解+加氫+分離2020/12/24445煤直接液化工藝過程煤直接液化典型的工藝過程主要包括煤的破碎與干燥、煤漿制備、催化劑制備、氫制取、加氫液化、固液分離、液體產(chǎn)品分餾和精制，液化大規(guī)模制備氫氣通常采用煤氣化或者天然氣轉(zhuǎn)化。2020/12/24546煤直接液化工藝過程2020/12/24647煤直接液化分類2020/12/24748煤直接液化技術(shù)進(jìn)展2020/12/24849神華煤制油示范工程2020/12/24950煤炭氣化工藝煤氣化泛指各種煤（焦）與載氧的氣化劑（O2、H2O、CO2）之間的一種不完全反應(yīng)，最終生成由CO、H2、CO2、CH4、N2、H2S、COS等組成的煤氣。2020/12/25051煤氣化分類煤炭氣化過程可通過各種不同的氣化爐實現(xiàn)2020/12/25152煤氣化典型工藝現(xiàn)已工業(yè)化的先進(jìn)技術(shù)包括殼牌（Shell）的煤氣化過程（SCGP）德士古（Texaco）的煤氣化過程（TCGP）德國未來能源公司的粉煤氣化（GSP）魯奇（Lurgi）固定床加壓氣化2020/12/25253煤氣化原理主要的化學(xué)反應(yīng)過程涉及到碳、二氧化碳、一氧化碳、氫氣、水（蒸汽）以及甲烷總反應(yīng)：煤的H/C比只有0.3～0.7合成氣中的氫含量不能滿足后續(xù)反應(yīng)需求2020/12/25354提問如何得到氫氣？？？哪些物質(zhì)含有氫？水（H2O)2020/12/25455電解水借助直流電的作用，將水分解產(chǎn)生氫氣和氧氣該方法雖然產(chǎn)品純度大，可直接生產(chǎn)99.7%以上純度的氫氣，但是能耗高，生產(chǎn)成本較高2020/12/25556核能制氫一種有前景的大規(guī)模制氫方法利用其產(chǎn)生的高溫工藝熱通過核熱輔助的蒸汽重整、熱化學(xué)循環(huán)、高溫蒸汽電解等技術(shù)制氫福島第1核能發(fā)電站號機(jī)組和3號機(jī)組發(fā)生的爆炸都是氫氣爆炸2020/12/25657水煤氣變換水煤氣變換反應(yīng)（Watergasshift，WGS）是一個有機(jī)反應(yīng)水和一氧化碳在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為氫氣和二氧化碳。水煤氣變換反應(yīng)在工業(yè)中的應(yīng)用價值在于提高產(chǎn)品中氫氣的含量。在生產(chǎn)合成氨、甲醇、二甲醚、油等產(chǎn)品時，都需要應(yīng)用這個反應(yīng)來調(diào)節(jié)合成氣的碳?xì)浔仁怪仙a(chǎn)需求。2020/12/25758煤氣化工藝流程2020/12/25859煤氣化后續(xù)工藝及產(chǎn)品甲醇：縮寫MeOH，分子式CH4O二甲醚：縮寫DME，分子式(CH3)2OFT合成油：汽油、煤油、柴油天然氣：分子式CH4……C5-10汽油C11-13煤油C14-17柴油2020/12/25960甲醇合成英國ICI公司和德國Lurgi公司占據(jù)了國外市場70%的占有率，并且標(biāo)志著當(dāng)前國外甲醇合成工藝的技術(shù)水平2020/12/26061甲醇的用途一種重要的有機(jī)化工原料。其下游產(chǎn)品是制造各種染料、藥品、香料等的原料；一種重要的有機(jī)溶劑；一種優(yōu)良的替代燃料，在汽油中可直接添加3-5%的甲醇。“高比例甲醇汽油”對發(fā)動機(jī)沒有新增要求，且空氣污染大大降低；……2020/12/26162二甲醚合成一步法生產(chǎn)工藝兩步法生產(chǎn)工藝一步法工藝是目前研究的主流方向2020/12/26263二甲醚合成一步法工藝主要有兩種反應(yīng)器：氣相固定床漿態(tài)床由于漿態(tài)床反應(yīng)器設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單等原因，其得到較多的關(guān)注。目前主流反應(yīng)器包括美國空氣化學(xué)品公司、日本鋼管公司（NKK）、清華大學(xué)、山西煤化所等工藝技術(shù)路線。2020/12/26364二甲醚的用途二甲醚是一種新興的基本化工原料替代液化石油氣2007年8月，建設(shè)部頒布了《城鎮(zhèn)燃?xì)庥枚酌选沸袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確定了二甲醚替代LPG的合法身份，意味著二甲醚可以正式進(jìn)入城鎮(zhèn)作為民用燃?xì)馐褂锰娲裼褪褂枚酌烟娲裼妥鬈囉萌剂希矚鉄o需處理，氮氧化物及黑煙微粒排放能滿足超低排放尾氣的要求。另外，使用二甲醚燃料還可以降低發(fā)動機(jī)噪音。2020/12/26465FT合成第一個FT（Fischer-Tropsch）合成技術(shù)在德國誕生。在鐵或者鈷催化劑作用下，一氧化碳和氫氣的混和氣反應(yīng)生成一系列不同鏈長的碳?xì)浠衔镆压I(yè)化的技術(shù)主要是Shell的SMDS工藝和Sasol的SSPD工藝2020/12/26566FT合成FT合成產(chǎn)品涵蓋了C1到>C100的所有碳?xì)浠衔锎之a(chǎn)品混有大量石臘（長碳鏈）需要加氫裂解才能得到汽油、煤油、柴油（短碳鏈）加氫裂解：加氫裂解（裂化）實質(zhì)上是加氫和催化裂化過程的有機(jī)結(jié)合，能夠使重質(zhì)油品通過催化裂化反應(yīng)生成汽油、煤油和柴油等輕質(zhì)油品HH2020/12/26667煤基液體燃料煤基液體燃料（Coaltoliquid，CTL）一類是以煤為原料生產(chǎn)燃料油，包括煤直接液化制油和間接液化制油；一般情況下，在國內(nèi)這種技術(shù)路線也被稱為煤制油；另一類是以煤為原料生產(chǎn)石油替代燃料，現(xiàn)階段的主要形式是煤制甲醇和二甲醚發(fā)展煤基燃料是補(bǔ)充石油基燃料缺口的最好途徑2020/12/26768國家石油戰(zhàn)略安全近年來中國石油的進(jìn)出口量石油對外依存度逐年增高2020/12/26869天然氣供需現(xiàn)狀中國是個富煤缺油少氣的國家，天然氣資源人均占有率不到世界平均水平的10%。中國雖然還不是一個天然氣消費大國，但隨著城市化進(jìn)程的加快，天然氣消費也進(jìn)入了一個快速增長期，天然氣消費近5年的平均增速達(dá)到了17.6%。海關(guān)總署預(yù)測，2010年中國的天然氣缺口可達(dá)到300億立方米。據(jù)國家發(fā)改委能源研究所預(yù)測，到2020年中國天然氣的消費量將達(dá)到2500億立方米。即使中國的天然氣產(chǎn)能高速增長，2020年的產(chǎn)量預(yù)計達(dá)到1700億立方米，但國內(nèi)的產(chǎn)能缺口仍將在400億立方米到800億立方米之間。2020/12/26970小結(jié)一方面，是對天然氣資源需求的自已增加；一方面是天然氣資源的匱乏；煤制天然氣技術(shù)路線成為解決解決我國天然氣供求矛盾的有效途徑之一2020/12/27071煤制天然氣是煤基氣態(tài)能源產(chǎn)業(yè)的重要組成部分也稱之為煤制甲烷煤制甲烷工藝分為兩種：間接甲烷化：煤氣化+合成氣甲烷化直接甲烷化：煤直接制產(chǎn)品富甲烷氣的工藝2020/12/27172煤制天然氣煤間接甲烷化技術(shù)在國內(nèi)外已成功應(yīng)用，但以煤為原料一步法生產(chǎn)甲烷的技術(shù)雖在國外已有報道，但在國內(nèi)仍處于起步階段。目前較為成熟的技術(shù)包括美國巨點能源公司開發(fā)的一步法煤制天然氣技術(shù)，又稱“藍(lán)氣技術(shù)”；丹麥托普索公司推出的TREMP技術(shù)；中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所開發(fā)的M3482A型常壓耐高溫煤氣直接甲烷化工藝等美國大平原廠是目前世界上唯一的規(guī)模化煤制甲烷工廠2008年11月,新奧集團(tuán)煤基甲烷項目投料的試車成功表明煤基甲烷化的可行性2020/12/27273煤氣化領(lǐng)域的其他新進(jìn)展共氣化技術(shù)2020/12/27374煤氣化領(lǐng)域的其他新進(jìn)展共氣化技術(shù)示例：2020/12/27475煤氣化領(lǐng)域的新進(jìn)展2.多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)定義1：以煤氣化技術(shù)為“龍頭”的多種煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)，通過優(yōu)化組合集成在一起，以獲得多種高附加值的化工產(chǎn)品和多種潔凈的二次能源（氣體燃料、液體燃料、電等）定義2：是指從單一設(shè)備中產(chǎn)生的合成氣來聯(lián)產(chǎn)多種化工產(chǎn)品、液體燃料（甲醇、FT燃料、二甲醚和城市煤氣等）、氫氣以及用于工藝過程的熱和電。定義3：從單一煤氣化裝置中產(chǎn)生的合成氣來進(jìn)行跨行業(yè)、跨部門的聯(lián)合生產(chǎn)，以得到多種具有高附加值的化工產(chǎn)品（如甲醇、二甲醚等）、液體和氣體燃料（如FT燃料、城市煤氣、人工天然氣等）、其他工業(yè)氣體（如CO2、H2、CO等），以及充分利用工藝過程的熱并進(jìn)行發(fā)電的能源系統(tǒng)2020/12/27576煤氣化領(lǐng)域的新進(jìn)展2.多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)路線2020/12/27677煤氣化領(lǐng)域的新進(jìn)展2.多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的特點通過技術(shù)路線組合優(yōu)化，不僅可以實現(xiàn)系統(tǒng)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益，而且能夠通過公共設(shè)施等合并降低工程建設(shè)的比投資，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的盡可能優(yōu)化有利于污染物的集中、綜合治理，降低環(huán)保費用系統(tǒng)通過技術(shù)路線組合，可以有效提高系統(tǒng)整體的能源利用效率2020/12/27778煤氣化領(lǐng)域的新進(jìn)展2.多聯(lián)產(chǎn)工業(yè)案例——潞安煤基合成油多聯(lián)產(chǎn)2020/12/27879思考題新型煤化工主要包含哪些典型技術(shù)？煤基石油替代燃料及其技術(shù)有哪些？煤基天然氣替代技術(shù)主要有哪些？共氣化的含義是什么？多聯(lián)產(chǎn)的含義是什么？2020/12/27980第三章煤高效清潔燃燒技術(shù)2020/12/28081發(fā)展煤高效清潔燃燒技術(shù)的重要性中國70-80%的發(fā)電能力由燃煤機(jī)組提供即使到2020年，通過調(diào)整結(jié)構(gòu)，我國煤電的比重仍會在60%以上中國電力生產(chǎn)過度依賴煤電的趨勢將長期存在中國排放二氧化硫的90％、氮氧化物的70％來自燃煤，而其中的50％左右來自火電2020/12/28182煤高效清潔燃燒技術(shù)煤高效清潔燃燒技術(shù)循環(huán)流化床燃燒（CFBC）技術(shù)增壓流化床（PFBC）燃燒技術(shù)煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）技術(shù)中、小工業(yè)鍋爐與窯爐技術(shù)超臨界與超超臨界發(fā)電技術(shù)2020/12/28283循環(huán)流化床燃燒（CFBC）技術(shù)CFBC(CirculatingFluidizedBedCombustion）是指小顆粒的煤與空氣在爐膛內(nèi)處于流態(tài)化的沸騰狀態(tài)下，即高速富氧氣流與所攜帶的稠密懸浮煤顆粒充分接觸燃燒的技術(shù)。流化床燃燒方式的特點是:清潔燃燒，脫硫率可達(dá)80%～95%，NOx排放可減少50%；燃料適應(yīng)性強(qiáng)，特別適合中、低硫煤；燃燒效率高，可達(dá)95%～99%；負(fù)荷適應(yīng)性好，負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍30%～100%。2020/12/28384增壓流化床（PFBC）燃燒技術(shù)PFBC是增壓流化床燃燒技術(shù)(PressurizedFluidizedBedCombustion)的英文縮寫其重要特點是燃燒與脫硫效率高在壓力為10～16個大氣壓的燃燒室中，空氣和加入的煤進(jìn)行激烈的燃燒反應(yīng)，床溫控制在850～900℃范圍內(nèi)。燃燒生成的SO2與加入流化床內(nèi)的石灰石(或白云石)反應(yīng)生成CaSO4，達(dá)到脫硫效果。該反應(yīng)過程能除去煙氣中90%以上的SO2。由于床內(nèi)燃燒溫度較低，只有燃料中的氮轉(zhuǎn)化成NOx，空氣中的氮很少轉(zhuǎn)化生成NOx。因此,NOx的排放無需再增加特殊設(shè)備，PFBC-CC電站的污染排放物即可大幅度減少。在流化床中，由于煤的濃度很低，每一個顆粒燃料都能被熾熱的惰性物料所包圍，并且和助燃劑（空氣）接觸條件良好。因此，在常規(guī)爐中不易穩(wěn)定燃料的劣質(zhì)煤，在流化床中亦能穩(wěn)定燃燒。2020/12/28485煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）技術(shù)IGCC（IntegratedGasificationCombinedCycle）整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)是將煤氣化技術(shù)和高效的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)相發(fā)電相結(jié)合的先進(jìn)動力系統(tǒng)。2020/12/28586IGCC系統(tǒng)示意圖2020/12/28687目前，在以工業(yè)化的IGCC電廠中，其中最受關(guān)注的是美國的WabashRiver(1995)美國的Freetown(1995)美國的Tampa(1996)美國的PinonPine電站(1996)荷蘭的Buggenum電站(1994)西班牙的Puertollano電站(1998)等2020/12/28788超臨界與超超臨界發(fā)電技術(shù)超臨界發(fā)電技術(shù)(Supercriticalpowergeneration，SPG)超超臨界發(fā)電技術(shù)(Ultrasupercriticalpowergeneration，USPG)鍋爐內(nèi)的工質(zhì)都是水，燃煤發(fā)電是通過產(chǎn)生高溫高壓的水蒸氣來推動汽輪機(jī)發(fā)電的在347.15攝氏度、22.115兆帕壓力下，水蒸氣的密度會增大到與液態(tài)水一樣，這個條件叫做水的臨界參數(shù)，比這還高的參數(shù)叫做超臨界參數(shù)；溫度和氣壓升高到600攝氏度、25―31兆帕這樣的區(qū)間，就進(jìn)入了超超臨界的“境界”。超超臨界發(fā)電技術(shù)從熱力學(xué)的角度上講其本質(zhì)還是超臨界技術(shù)，只是將蒸汽壓力在26MPa以上的機(jī)組均劃分為超超臨界機(jī)組。2020/12/28889思考題煤高效清潔燃燒技術(shù)主要有哪些？IGCC指什么？IGCC的主要組成部分有哪些？2020/12/28990第四章相關(guān)法規(guī)政策2020/12/29091國家中長期大氣污染物控制目標(biāo)煤炭加工和利用過程是中國大氣污染物排放的最主要來源，減少煤炭消費量是控制大氣污染的根本途徑，也是以較低成本實現(xiàn)多種污染物綜合控制的最有效途徑。從中遠(yuǎn)期來看，當(dāng)二氧化硫和氮氧化物等污染物治理技術(shù)發(fā)展到一定水平，酸雨和城市空氣污染問題基本解決以后，溫室氣體排放控制將成為煤炭消費的主要制約因素。2020/12/29192（1）二氧化硫控制目標(biāo)。中國2007年的二氧化硫排放總量為2468萬噸，根據(jù)《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》對二氧化硫排放總量削減10%的要求，2010年全國的二氧化硫總量控制目標(biāo)為2295萬噸。2015、2020和2030年的二氧化硫排放總量控制目標(biāo)分別為1900萬噸、1700萬噸和1400萬噸。此時尚未滿足基于城市環(huán)境質(zhì)量的二氧化硫容量總量要求，將在2030年以后通過繼續(xù)加強(qiáng)污染控制來實現(xiàn)。（2）氮氧化物控制目標(biāo)。預(yù)計2010年氮氧化物排放量將達(dá)到2300萬噸。2015、2020和2030年的氮氧化物排放總量控制目標(biāo)分別為2100萬噸、1900萬噸和1500萬噸。（3）二氧化碳控制目標(biāo)：到2020年，全國單位GDP二氧化碳排放比2005年降低40-45%。2020/12/29293中國潔凈煤技術(shù)發(fā)展相關(guān)法規(guī)政策沒有直接針對潔凈煤的法律法規(guī)關(guān)鍵詞：煤炭工