中国是世界第一大煤炭生产与消费国.docx

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1、中国是世界第一大煤炭生产与消费国中国是世界第一大煤炭生产与消费国，2023 年煤炭在一次能源的生产和消费中分别占 68%和 67%。在相当长时期内中国以煤为主要能源的生产和消费构造不会发生转变。煤炭在为国民经济作出巨大奉献的同时，其开发利用过程也产生了很严峻的污染。中国是典型的煤烟型大气污染国家。据 2023 年中国环境状况公报资料显示，全国废气中 SO2、烟尘排放总量分别为 1995 万吨、1165 万吨，导致酸雨的掩盖面积已达国土面积的 30%。据粗略统计，SO2 等大气污染造成的经济损失总量到达 GDP 的 2%以上。燃煤造成的二氧化硫及总悬浮颗粒物的排放量分别约占 85%和 70%，造

2、成的经济损失年高达 1000 亿元以上。由于中国落后的燃煤技术及装备，导致中国主要工业产品能耗比先进国家高出 20%60%，能源效率为 34%， 比先进国家低 10 个百分点。因此，进展干净煤技术是提高中国能源效率、削减环境污染的重要途径。一中国干净煤技术框架体系干净煤技术是当前世界各国解决环境问题的主导技术之一，也是高技术国际竞争的重要领域之一。我国围绕提高煤炭开发利用效率、减轻对环境污染开展了大量的争论开发和推广工作。随着国家宏观进展战略的转变，中国政府把干净煤技术作为可持续进展和实现两个根本转变的战略措施之一。我国于 1994 年成立了煤炭工业干净煤工程技术争论中心，1995 年成立了国

3、家干净煤技术推广应用领导小组， 1997 年国务院批准了中国干净煤技术九五打算和 2023 年进展纲要。在中国国民经济第十个五年打算和煤炭工业“十五”规划中，都强调要加大干净煤技术争论开发力度，扩大干净煤领域的对外开放，推动干净煤技术的产业化。干净煤技术涉及多行业、多领域、多学科，是一项浩大的系统工程。中国进展干净煤技术的目标：一是削减环境污染，如 SO2、NOX、煤矸石、粉尘、煤泥水等；二是提高煤炭利用效率，削减煤炭消费；三是通过加大转化，改善终端能源构造。目前，中国已成了世界上最大的干净煤市场。中国已将进展干净煤技术列入中国 21 世纪议程，并依据中国煤炭消费呈现多元化格局的特点，本着环境

4、与进展的协调统一环境效益与经济效益并重以及进展干净煤技术要掩盖煤炭开发利用的全过程等原则，提出了符合中国国情，具有中国特色的干净煤技术框架体系。中国干净煤技术打算框架涉及四个领域煤炭加 工、煤炭高效干净燃烧、煤炭转化、污染排放把握与废弃物处理，包括十四项技术。1、煤炭加工领域包括选煤、型煤、配煤、水煤浆技术。2、煤炭的高效干净燃烧技术领域先进的燃烧器、流化床燃烧FBC技术、整体煤气化联合循环发电技术。3、煤炭转化领域包括煤炭气化、煤炭液化、燃料电池。4、污染排放把握与废弃物处理领域包括烟气净化、煤层气的开发利用、煤矸石、粉煤灰和煤泥的综合利用、工业锅炉和窑炉等技术。重点针对电厂、工业炉窑和民用

5、 3 个领域，留意经济与环境协调进展，重点开发社会效益、环境效益与经济效益明显、有用而牢靠的先进技术。在组织实施上实行优先推广一批技术成熟、在近期能够显著削减烟煤污染的技术，如选煤、型煤、配煤、烟气脱硫等；示范一批能在 21 世纪初实现商业化的技术，如增压循环流化床发电、大型循环流化床、工业型煤等；争论开发一批起点高、对长远进展有影响的技术，如煤炭液化、燃料电池等。二干净煤技术国内进展概况及趋势在有关部门的协作与支持下，我国干净煤技术开发、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头起步，已有示范性工程投入使用；煤炭气化

6、技术已比较成熟，煤气已成为城市民用燃料的重要组成局部；正在进展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争论。但是，我国在干净煤技术争论和产业化方面还存在很多问题，主要是我国干净煤技术层次不高，还没有形成推动干净煤技术产业化的有效机制，推动干净煤技术产业化的法规不健全，政策不配套，措施不具体，力气不集中，资金筹集渠道不畅。1、煤炭洗选煤炭洗选加工，是依据原煤毛煤、矿物杂质和煤矸石的粒度、密度、硬 度、润湿性等物理化学性质的差异，承受人工拣矸、机械筛分、物理选煤、物理化学选煤、化学选煤和微生物选煤等处理方法，去除原煤中的有害杂质，排解矸石， 降低灰分、硫分、水分，提高回收率，

7、回收伴生物矿，改善煤炭质量，依据市场所需求的产品分选加工生产出不同规格品种及不同用途的煤炭产品，以供不同用户的过程，是煤炭达干净、高效利用的目的及后续深加工的必要前提。选煤工艺可分为四类：筛分、物理选煤、化学选煤、细菌脱硫。理选煤、化学选 煤、细菌脱硫。筛分是把煤分成不同的粒度。物理选煤目前普遍使用的方法有跳 汰、重介质选煤和浮选三种。跳汰选煤是在上下波动的变速脉冲水流中，使相对密度不同的煤和矸石分开。重介质选煤是用磷铁矿粉等配制的重介质悬浮液其相对密度介于煤与矸石之间，将煤与矸石等杂质分开。浮选是利用煤和矸石外表潮湿性的差异，洗选粒度小于 0.5mm 的煤。煤炭经洗选后可显著降低灰分和硫分的

8、含量，削减烟尘、二氧化硫等污染物的排放。目前兴盛国家需要洗选的原煤已 100%入洗，重介质旋流器、跳汰机、浮选机等成熟的选煤技术己被广泛承受，洗煤厂处理力气大，洗选效率高。1） 中国煤炭洗选技术的进展。中国是世界上最早承受选煤技术的国家。早在宋代公元 960-1279 年，已经承受人工拣矸和筛分技术进展选煤排解杂物。从 20 世纪 30 年月开头进展机械煤炭洗选加工，到 90 年月，其洗选工艺已根本与世界同步进展。目前，我国已经具有很成熟的煤炭加工技术，如洗选、动力配煤、型煤及水煤浆等。在国务院批准的中国干净煤技术九五打算和 2023 年进展规划中，选煤和型煤被列为我国干净煤技术的首选工程。与

9、此同时，国家经贸委目前也正在乐观推动洗选煤在各个行业特别是电力行业的应用，这为加工和使用洗选煤提出了更高的要求。现阶段，煤炭洗选加工在技术上已经较为成熟，进展的重点已由过去炼焦煤转为动力煤，由过去单纯留意降灰转为降灰与脱硫并举以及回收洗矸中的黄铁矿。在产量上，也由 1995 年的 1.9 亿吨增至 2.8 亿吨，提高了 47.3%。尽管如此，目前 中国原煤入洗比例还是很低，仅为 30%，在主要产煤国中是最低的，这为煤面料行业的洗选煤加工技术及水平的进展带来了较大的空间。但是，在洗选技术日趋成熟的今日，煤炭的洗选加工仍面临着诸照实际入洗比例不高、选煤厂利用率低等很多状况、问题。在实际应用中也只有

10、少数几个电厂在使用，市场推广举步维艰。造成洗选煤市场化推广难的主要障碍不外乎这样几点，一是生疏上的缘由。二是历史的缘由。三是体制不顺、行业分割，不利于洗选煤的进展。四是较为敏感的价格问题。五是没有与之配套的政策法规。1998 年末我国选煤厂 1581 座，选煤力气 494.33Mt，入选量 327.63Mt，入选率 25.66。最大炼焦煤选厂设计力气 400 万 t/a，最大动力煤选厂设计力气 1900 万 t/a。国内自行研制的设备已根本满足 400 万 t/a 以下各类选煤厂建设和改造需要，有些工艺指标已到达或接近世界先进水平。国有大中型选煤厂技术改造的主要内容，已由过去单纯的留意降灰转为

11、降灰与脱硫并举及回收洗矸中的黄铁矿。无压重介质旋流器3NWX1200/850研制成功并投入生产使用，旋流静态微泡浮选柱研制成功，分选技术取得假设干重要成果。煤炭洗选加工技术是干净煤技术进展的源头技术，是提高煤炭质量的有效技 术。依据推想，到 2023 年，中国将使总入洗原煤量到达 8.08 亿吨，入洗比例提高到 40%。选煤技术的将来进展重点将是脱硫和排矸并举，提高选煤厂的自动化水 平，进展深度降灰脱硫技术及适用于缺水地区的干法或省水选煤技术。2） 主要差距。中国的煤炭洗选加工同兴盛国家相比差距很大，1996 年入洗原煤 32 亿吨， 占全国原煤产量 137 亿吨的 23.3%。中国的选煤厂仍

12、属以中小型为主的厂型体系。大型选煤厂较少。不少选煤厂煤炭洗选承受的工艺简洁，技术设备较落后，自动化水平较低，产品品种少，精煤质量差。3） 选煤进展趋势。（1） 原煤洗选比率将不断扩大。不仅要提高国有重点煤矿的洗选比率，而且更要大力进展地方煤矿的洗选加工。选煤规模要与洗精煤的需求结合，炼焦煤的选煤规模要与冶金、化工等对焦煤的要求相结合；动力煤的选煤规模要与电力和工业窑炉等要求相结合。（2） 厂型和设备向大型化、工艺简化进展。中国 300 万 t/d 以上的大型选煤厂绝大多数是 80 年月以来建设的，90 年月建设和投产的选煤厂皆为 400 万 t/d、600 万和 1200 万 t/d 的厂型和

13、。今后也将向大型化进展。与此相适应，设备也将向高效、大型化进展，并简化工艺系统，削减重复配置同功能设备及作业环节，尽量形成单一设备的作业系统，以降低基建投资和生产本钱，提高处理力气和成效， 并向着定型设计、标准设计方向进展。（3） 生产自动化程度将越来越高。目前，中国选煤厂的自动化属于局部生产系统自动化的较多，如跳汰机床层自动把握、重悬浮液密度自动测量与调控、浮选工艺参数自动检测与把握等，只有少数厂实现了全厂主要生产系统计算机、自动化和全厂设备集中把握、数据采集和工业电视监视。因此，进一步推广选煤厂自动化成果，进展全厂生产系统自动化，是今后的进展方向。（4） 主要方向是进展深度加上，开发干净煤

14、技术。干净煤技术是包括开采、加工、燃烧、利用和环保等全系统的综合技术的总称，旨在提高煤炭利用效率，杜绝环境污染，煤炭洗选加工是开发干净煤技术的重要和首要环节，其重点在于主攻细粒级和极细材级煤的精选，开发生产超纯煤技术和脱除杂质、脱硫技术，特别是脱除有机硫的技术，更是当前开发干净煤技术旷关键。4） 世界煤炭洗选技术的进展。（1） 进呈现状。18 世纪后期，到 19 世纪初期，欧美一些国家随着产业革命进展，煤炭产量不断增加，煤炭筛选从原始的手工操作进展到利用机械设备。到 20 世纪初期，又研制应用了风力选煤、浮游选煤、重介质选煤、水介质旋流器等洗选技术设备并逐步争论、改进，这些煤炭洗选技术，我国在

15、 50 年月也先后研制成功，并推广应用于一些大型筛分厂和选煤厂。现代的洗选技术主要是机械化选煤，有多种方法。依据分选原理，除人工拣选外，又划分为重力选、离心力选、浮游选、湿法选和特别选等几大类。其中，跳汰选、重介质选、泡沫浮选在选煤厂应用最广。有的大型选煤厂也利用跳汰、重介、浮选混合工艺。跳汰、重介、浮选等传统的选煤方法经过争论改进，向着大型、高效、自动化进展。近几年，美国、日本、德国及澳大利亚等国对煤炭的深度降灰脱硫开展了大量工作，如微细磁铁矿重介旋流器、静电选、高梯度磁选、浮选柱、油团选、选择性絮凝等。美国在微泡浮选柱和油团选方面已投入工业应用。在化学选煤和微生物脱硫方面，美国、澳大利亚、

16、日本也取得进展，但大多处于争论开发阶段。英国、美国已开发厂了处理 20mm 粉煤的洗选工艺，可脱除 7090的黄铁矿硫和 90的灰粉，使用这种洗选工艺洗精煤的锅炉可以不用安装脱硫装置即可到达排放标准的要求，可以降低电站的投资。（2） 进展趋势。近几年来，随着科学技术进步和环境保护严格要求，很多国家的煤炭洗选加工有了很大进展，主要表现在：煤炭洗选比率不断提高。目前，工业兴盛国家如英、德、日等国的硬煤几乎全部洗选；俄罗斯、波兰、美国和澳大利亚洗选比率也在 42%-76%。承受标准工艺设计。使选煤厂向大型化方向进展，例如，波兰承受的标准设计的巴德赖克炼焦煤选煤厂，处理力气达 2800t/h；加拿大的

17、昆太特选煤厂处理力气达 1550t/h，南非的格鲁特格勒克选煤厂处理力气达 3000t/h。设备大型化。例如，德国研制出 42m 巴达克跳汰机，英国生产出 46.5m2 鲍姆跳汰 SM ，英国开发出 Larccdems 型重介旋流器，处理 100-0.5 粒级原煤可达250t/h，是当代处理力气最大和入选上限最高的重介质旋流器。开发细粒煤分选技术和干净煤技术。细粒煤分选技术是随着采煤机械化的进展，粉煤量大幅度增加而相应进展起来的。例如，承受重介旋流器洗选下限到零。美国开发的微泡浮选柱可获得灰分小于 3%、硫分小于 0.5%的精煤；静态浮选管可获得灰分为 0.9%1.2%的精煤。奥梯斯卡工业公司

18、利用选择性絮凝工艺在纽约詹姆斯维勒建成了一座 15t/h 的选煤厂，生产的产品可供燃气轮机和内燃机作燃料。开发干净煤技术。当前在国际上已形成热潮。开发干净煤技术，特别是超纯煤技术，其关键在于攻克脱除有机硫的脱硫技术。美国、日本、德同、澳大利亚等国对脱硫、脱灰进展了大量争论，并取得相当的成果。除物理方法外，还承受化学净化法，主要有碱熔融法TRW、苛性碱熔法、异辛烷萃取法、微波辐射法、生物化学法等。其中碱熔融法和苛性碱熔法可脱除有机硫 80%90%。2、型煤型煤又称人造煤块。型煤是一种或数种煤与确定比例的粘结固硫剂等经加工成确定外形尺寸和有确定理代性能的块状燃料或原料。当今型煤也可以是粉煤及确定比

19、例的煤泥等其它低热值燃料或废弃物加上粘结剂、添加剂加工成型煤的，有的燃烧特性还超过了原煤的燃烧特性。型煤技术是一种干净煤技术，是煤炭干净利用的重要途径之一。型煤分为民用型煤和工业型煤两类。燃用锅炉型煤比烧散煤，可提高锅炉热热效率，节煤可达 15%25%，削减烟尘排放量 80%90%以上，固硫率可达 52% 73%，还可降低其他污染物排放。民用型煤与烧散煤相比，热效率可达 65%-72%， 排烟黑度降到98。工程于 1998 年 11 月完成商业化示范运行。美国 WABASH RIVER 电站单机265MW及 TAMPA 电站单机 260MW、西班牙的 PUERTOLLANO 电站单机300MW

20、，已于 1997 年前相继投入试验或试生产。（2） 循环流化床燃烧CFBC技术。循环流化床燃烧CFBC技术系指小颗粒的煤与空气在炉膛内处于沸腾状态下，即高速气流与所携带的稠密悬浮煤颗粒充分接触燃烧的技术。循环流化床锅炉脱硫是一种炉内燃烧脱硫工艺，以石灰石为脱硫吸取剂，燃煤和石灰石自锅炉燃烧室下部送入，一次风从布风板下部送入，二次风从燃烧室中部送入。石灰石受热分解为氧化钙和二氧化碳。气流使燃煤、石灰颗粒在燃烧室内猛烈扰动形成流化床，燃煤烟气中的 SO2 与氧化钙接触发生化学反响被脱除。为了提高吸取剂的利用率，将未反响的氧化钙、脱硫产物及飞灰送回燃烧室参与循环利 用。钙硫比到达 22.5 左右时，

21、脱硫率可达 90%以上。流化床燃烧方式的特点是：清洁燃烧，脱硫率可达 80%95%，NOx 排放可削减 50%；燃料适应性强，特别适合中、低硫煤；燃烧效率高，可达 95%99%；负荷适应性好。负荷调整范围 30%100%。循环流化床CFBC锅炉煤种适应性广，是当前世界上煤炭干净燃烧的首选炉型，具有氮氧化物排放低、燃料适应性广、燃烧效率高、脱硫率可到达 98、排出灰渣易于综合利用、负荷调整范围大等突出的高效低污染优点，是重要的干净燃烧技术。我国的 CFBC 技术开发工作始于八十年月中期，由中科院工程热物理所、清华大学、浙江大学和哈尔滨工业大学等单位组织开发研制的循环流化床锅炉分别于九十年月相继投

22、入运行，最大容量到达了 75t/h。主要技术类型有：百叶窗式、热旋风筒式、平面流分别器式等。目前国内已具备设计、制造 75t/h 及以下的小型CFBC 锅炉的力气，但在工艺及辅机配套、连续运行时间、负荷、磨损、漏烟、脱硫等技术方面还有待完善。已投入运行的 CFBC 锅炉大局部未实施石灰石脱硫，燃烧室运行温度大多高于 900。国家经贸委组织的 75t/h 循环流化床锅炉完善化示范工程，先后完成两种完善化炉型的设计、制造、安装和试验，于 1996 年初间续投入运行。四川内江电厂引进了芬兰奥斯龙公司 100MW 循环流化床锅炉已于 1996 年 6 月投产。50MW220t/h循环流化床锅炉纳入“八

23、五”科技攻关，完成了设计和制造，1996 年开头安装调试，目前工程工作尚未完毕。国内已根本具备设计、制造50MW CFBC 锅炉的力气。1997 年，通过鉴定或工程验收的有：清华大学、四川锅炉厂担当的四川湔江水泥厂 75t/h 循环流化床锅炉完善化工程；中科院工程热物理所分别与杭州锅炉厂、济南锅炉厂、无锡锅炉厂联合担当的 75t/h 循环流化床锅炉完善化或争论制造。在循环流化床燃烧技术大型化方面取得突破的“甘肃窑街煤电公司 130 吨/小时循环流化床锅炉示范工程”，目前已顺当通过验收。清华大学开发的循环流化床等干净煤技术能有效地解决燃煤造成的环境污染问题。循环流化床锅炉具有在 800900条件

24、下稳定运行，能烧劣质煤并能高效脱硫三大优点。燃煤电厂承受这种设备，既能节约优质煤，又能削减二氧化硫和氮氧化物排放，还能降低发电本钱，具有良好的环保效益和经济效益，格外适合我国国情。清华大学试验室开发的 130 吨/小时循环流化床锅炉 2023 年初在秦皇岛北山发电厂成功应用；220 吨/小时循环流化床锅炉已在山东威海热电厂进展建设并已投入运营；425 吨/小时循环流化床锅炉的研发也被列入了科技部“十五”攻关计划。我国在循环流化床锅炉科技开发方面已取得了良好的成果，但是，由于缺乏资金，国产流化床锅炉的进一步开发困难重重。国外：CFBC 技术在兴盛国家得到大力开发，技术成熟，正向大型化进展。目前单

25、机容量最大的 CFBC 锅炉250MW，蒸发量 700 吨/时电站已在法国投入运行，锅炉效率 90.5，脱硫率 93，Nox 排放低于 250mg/Nm3 按技术特点分为以 下几个技术流派：以 Lurgi 公司为代表的带有外置换热床承受热旋风分别器的循环床；以德国 B&W 公司为代表的塔式布置中温旋风分别循环床技术；美国福斯特惠勒公司进展的汽冷旋风筒分别器带有 INTREX 副床的循环床技术等。锅炉容量等级有50t/h、100t/h、400t/h，最大单机容量 CFBC 锅炉250MW，蒸发量 900t/h电站已在法国投入运行，ABBCE 也在设计 1500t/h 的 CFBC 锅炉。目前全世界 12MW 以上的 CFBC 锅炉运行约 300 台，其中 40在美国，40在欧洲，20在亚洲。最长运行时间到达 9 万小时，最长连续运行时数为 13 个月，负荷率一般可达 90以上。（3） 增压流化床燃气-蒸汽联合循环发电PFBC-CC。我国到“八五”末期，由东南大学等单位争论开发的 PFBCCC 示范试验装置15MW在徐州贾旺电厂建设之中，容量是国外最大容量的 1/25。大型商业化PFBC 机组的高温烟气净化技术及设备、大功率高初温燃气轮机技术、把握技术等还处于试验室争论开发阶段。