河科大潔凈煤技術(shù)課件02潔凈煤技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展

第二章潔凈煤技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)(CleanCoalTechnology)——針對(duì)燃煤對(duì)環(huán)境造成污染提出的技術(shù)對(duì)策，旨在減少污染和提高效率的煤炭加工、燃燒、轉(zhuǎn)化和污染控制新技術(shù)的總稱。圖潔凈煤技術(shù)的構(gòu)成§2.1美國的潔凈煤計(jì)劃出發(fā)點(diǎn)：煤作為一種能源應(yīng)達(dá)到最大限度潛能的利用，以滿足美國和國際市場(chǎng)的需要?；緝?nèi)容：煤的高效轉(zhuǎn)化污染控制推進(jìn)向發(fā)展中國家輸出技術(shù)和裝置一、CCT計(jì)劃的目標(biāo)目標(biāo)：直接為活躍的美國和國際市場(chǎng)提供煤炭的先進(jìn)應(yīng)用技術(shù)；實(shí)現(xiàn)高效清潔的煤利用；為滿足21世紀(jì)電力、燃料的熱力轉(zhuǎn)換和各種工業(yè)生產(chǎn)的需要做準(zhǔn)備。主要內(nèi)容：確?？煽康碾娏?yīng)；實(shí)現(xiàn)最低水平的污染物排放；實(shí)現(xiàn)煤的高效能量轉(zhuǎn)換；確保2010年商業(yè)應(yīng)用的可靠性。二、CCT計(jì)劃的意義1、滿足電力供應(yīng)增長(zhǎng)的需要燃煤發(fā)電容量占全國發(fā)電容量的56%年經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率2.5%,到2010年，新增發(fā)電機(jī)組容量(150000-200000)MW。2、加強(qiáng)污染排放控制有效控制SOX、NOX、溫室效應(yīng)氣體、其它有害氣體、固體和液體廢料等提高發(fā)電效率，降低CO2的排放3、應(yīng)用前景(1)先進(jìn)電力生產(chǎn)系統(tǒng)常壓和增壓流化床技術(shù)、氣化聯(lián)合循環(huán)、燃料電池、磁流體、煙氣燃?xì)廨啓C(jī)等(2)污染排放的有效控制裝置先進(jìn)的煙氣脫硫技術(shù)、先進(jìn)的SO2-NOX聯(lián)合脫除系統(tǒng)、低NOX燃燒器、催化和非催化脫除NOX系統(tǒng)、燃?xì)夂兔旱脑偃技夹g(shù)和吸附射流系統(tǒng)等(3)煤的潔凈轉(zhuǎn)換煤的物理和化學(xué)凈化、輕度凈化、氣化和液化等(4)其它工業(yè)的應(yīng)用冶金、水泥、造紙等美國CCT計(jì)劃項(xiàng)目1.先進(jìn)電力系統(tǒng)

IGCC,PFBC,CFB等12項(xiàng)占26.9%2.高效污染控制裝置

SOX、NOX

脫除20項(xiàng)占48.7%3.煤的潔凈處理液化、氣化等5項(xiàng)占12.2%4.工業(yè)應(yīng)用高爐、水泥等5項(xiàng)占12.2%§2.2歐共體的潔凈煤研究與發(fā)展計(jì)劃一、背景和目標(biāo)總投資1×108歐洲貨幣單位

主要目標(biāo)：改善煤電生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性和增強(qiáng)歐洲潔凈煤技術(shù)的出口潛力

近期目標(biāo)：提高現(xiàn)有電站效率，降低排放水平

中期目標(biāo)：支持IGCC和PFBC示范工程的商品化長(zhǎng)期目標(biāo)：建立設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、裝備先進(jìn)的新一代技術(shù)基地二、APAS（特別行動(dòng)計(jì)劃）潔凈煤計(jì)劃將生物質(zhì)能源與城市、農(nóng)業(yè)和工業(yè)廢物與煤一起作為新一代的電站新型燃料經(jīng)費(fèi)總數(shù)3.0×107ECU基本目標(biāo)確定和評(píng)價(jià)利用生物質(zhì)能、污水沉積物等與煤的混合燃料對(duì)燃燒和氣化過程的影響；提供一條連通利用再生能源和煤炭的紐帶；改善化石燃料利用的經(jīng)濟(jì)性；減少對(duì)環(huán)境的影響和CO2的排放；使廢棄物得到充分利用。最終目標(biāo)證明利用生物質(zhì)以及生物質(zhì)廢物與煤混合燃料以降低CO2、其它有害氣體和固態(tài)排放在商業(yè)上是可行的、經(jīng)濟(jì)的、對(duì)環(huán)境是有利的。三、潔凈煤技術(shù)的研究與開發(fā)的JouleII計(jì)劃（一卷）（1993-1995）1．聯(lián)合循環(huán)項(xiàng)目(1)脫除CO2

的IGCC技術(shù)整體氧/二氧化碳分離系統(tǒng)等(2)熱煙氣凈化（除塵）高溫陶瓷過濾器高溫金屬過濾器(3)發(fā)展新型循環(huán)系統(tǒng)新型煤氣化過程動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)氫作介質(zhì)的封閉式循環(huán)(4)燃燒-提高循環(huán)效率帶壓力床燃燒室補(bǔ)燃室(5)氣相排放2、煤粉燃燒(1)常壓煤粉燃燒

O2/CO2燃燒(2)催化燃燒優(yōu)化煤粉在循環(huán)煙氣中的燃燒（溫度600度，含氧（11-13）%）四、潔凈煤技術(shù)的研究與開發(fā)的JouleII計(jì)劃（二卷）（1994-1996）1．煤粉和混煤在電站中的常壓燃燒煤質(zhì)特性對(duì)燃燒的影響；結(jié)構(gòu)尺寸變化對(duì)燃燒過程流體動(dòng)力學(xué)及混合特性的影響；數(shù)學(xué)模擬方法；礦物質(zhì)對(duì)鍋爐運(yùn)行（結(jié)渣、積灰和細(xì)微粒子輻射）的影響；運(yùn)行操作總體模型2．先進(jìn)燃燒技術(shù)（增壓系統(tǒng)）的新途徑固體燃料的特性；燃燒行為；灰成分的催化影響；壓力對(duì)燃燒的影響排煙的測(cè)量與煙氣的有效利用。

3．整體熱煙氣凈化燃料氮的控制脫硫及鹵素元素的控制痕量元素的控制§2.3潔凈煤技術(shù)是中國能源的未來一、中國的能源生產(chǎn)、消費(fèi)與展望1．中國的能源資源煤炭4500Gt

石油78.7Gt

天然氣33Tm3

可開發(fā)的水能資源380GW2.1995年能源產(chǎn)量總產(chǎn)量1.2421Gt

原煤1.298Gt

原油0.149Gt

天然氣195TWh

核電12.9TWh

電力裝機(jī)容量210010MW

火電157060MW74.8%

水電50850MW24.2%

核電2100MW1%二、中國的煤炭資源與供需1995年原煤產(chǎn)量1298.0Mt,占世界第一（1998年，1250Mt)1994年占一次能源生產(chǎn)總量74.6%一次能源總消耗75.0%發(fā)電能源76%工業(yè)燃料和動(dòng)力76%民用商品能源60%化工原料70%1．煤炭資源

表1991年末煤種保有儲(chǔ)量及比例陸相沉積灰分（10-20）%，硫分<1%海陸交替沉積灰分（15-25）%，硫分（2-5）%淺海相沉積硫分（6-10）%表中國國有重點(diǎn)煤礦煤炭灰分分布表中國國有重點(diǎn)煤礦煤炭硫分分布圖中國煤炭資源分布圖圖煤炭?jī)?chǔ)量分類煤炭?jī)?chǔ)量分級(jí)原則煤層情況、煤質(zhì)情況、地質(zhì)構(gòu)造情況、巖漿侵入情況的了解程度A級(jí)儲(chǔ)量對(duì)四方面已查清B級(jí)儲(chǔ)量對(duì)四方面已基本查清C級(jí)儲(chǔ)量對(duì)煤層、煤質(zhì)、地質(zhì)情況已基本查明D級(jí)儲(chǔ)量對(duì)煤層和煤質(zhì)有初步了解探明儲(chǔ)量經(jīng)過相當(dāng)?shù)目碧焦ぷ饔?jì)算的儲(chǔ)量保有儲(chǔ)量探明儲(chǔ)量-已采出煤量預(yù)測(cè)儲(chǔ)量理論計(jì)算出的儲(chǔ)量煤炭資源評(píng)價(jià)資源豐富，勘探程度較低，經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量較少地理分布極不合理各地區(qū)煤炭品種和質(zhì)量變化較大，分布不合理適合于露天開采的儲(chǔ)量較少人均占有量低表煤炭資源的人均占有量/t中國煤炭生產(chǎn)和消耗特征：煤礦生產(chǎn)未達(dá)到經(jīng)濟(jì)規(guī)模商品煤質(zhì)量差煤炭的加工利用程度及利用率低2．動(dòng)力煤供需現(xiàn)狀及展望表1991年中國動(dòng)力煤儲(chǔ)量表1992年中國分煤種動(dòng)力煤產(chǎn)量3．動(dòng)力煤的灰分、硫分和發(fā)熱量表各類動(dòng)力煤中灰分的分布（加權(quán)平均灰分16.84%）表各類動(dòng)力煤中全硫的分布（加權(quán)平均含量1.15%）表各類動(dòng)力煤商品煤發(fā)熱量(MJ/kg)的分布4．動(dòng)力煤消費(fèi)結(jié)構(gòu)表1991年動(dòng)力煤消費(fèi)結(jié)構(gòu)三、煤炭的利用效率及其污染1．人均占有量少、利用效率低下表中國發(fā)電狀況一覽表2．煤炭利用與生態(tài)環(huán)境惡化大氣中的主要污染物所排放的污染物粉塵SO2NOXCOCO2在總量排放中所占份額60%87%67%71%85%在由于燃料燃燒總排放中所占份額99%93%87%87%(1)煤炭開采運(yùn)輸過程中的生態(tài)破壞與噪聲危害地表塌陷、設(shè)施破壞、良田荒蕪、生態(tài)惡化(2)煤炭加工過程中的三廢煤矸石，自燃排污、洗煤污水(3)煤炭燃燒過程中的大氣污染四、中國的生態(tài)環(huán)境狀況基本特點(diǎn)：1．生態(tài)環(huán)境脆弱2．城市大氣污染嚴(yán)重全球大氣污染最嚴(yán)重的城市1998年，依次為：太原、米蘭、