煤炭清洁生产技术的现状与开发应用:煤炭清洁生产技术的研究

　　摘 要： 基于我国以煤炭为主的能源结构特点，主要分析国内外煤炭清洁生产技术的研究和展现状，开发与应用目标和技术方法，并提出促进煤炭清洁生产技术的方法建议。　　关键词： 煤炭；清洁生产；开发；应用
　　0 引言
　　煤炭作为我国的基础能源，约占一次能源的75%，煤炭产业则是重要的基础性能源产业，与国民经济的发展息息相关。但是由于煤炭在开发利用时不可避免地会产生一系列的环境污染问题，如酸雨、烟尘和温室效应等，因而如何有效地开发利用煤炭资源，最大限度的减少煤炭在开发利用过程中对环境产生的污染，提高我国的能源效率，优化能源产业结构，是我们当务之急必须面对和解决的问题。而将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中，以增加生态效率和减少人类及环境的风险的煤炭清洁生产技术则是一种行之有效的技术方法。
　　1 国内外煤炭清洁生产技术现状
　　1.1 国外煤炭清洁生产技术现状
　　煤炭清洁生产技术指在煤炭从开发到利用全过程中，旨在减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称，是80年代末由美国最早开始提出和发展起来，主要包括四个方面：先进的燃煤发电技术（advanced electricity generation system）、环境控制技术（environmental control-）、煤炭洁净燃料技术（clean fuels from coal"Z）和工业应用技术（application of new high-tech in coal）。项目总投资超过60亿美元，其中政府投资约占1/3，工业界投资约占2/3，目前已有13项取得初步商业化的成果。
　　继美国之后欧洲开始积极推动煤清洁生产技术的研究和开发利用。为了促进欧洲能源开发利用新技术的发展，减少欧洲国家对石油的依赖和煤炭利用时造成的环境污染等问题，确保经济可持续发展，欧共体国家制订了“兆卡”计划。目前，欧共体国家正在研究开发的项目有煤气化联合循环发电（IGCC），煤和生物质及废弃物联合燃烧（或气化），循环流化床燃烧，固体燃料气化和燃料电池联合循环技术等。
　　1993年，日本在“新能源产业技术综合开发机构”（NEDO）内成立“洁净煤技术中心”（CCT C）全面负责日本的新能源和煤炭清洁生产技术的规划、管理、协调及实施。在煤气化联合循环发电技术、流化床燃烧技术、烟气净化技术等方面开展了研究工作并取得相应的研究成果。目前主要研究方面包括：煤炭利用效率的提高技术、脱硫、脱氮技术、煤炭转化技术和粉煤灰有效利用技术。
　　1.2 国内煤炭清洁生产技术现状
　　基于我国能源结构及环境状况，为实现资源、环境与经济的协调可持续发展，我国围绕着如何提高煤炭资源的开发利用率、尽量减小对环境污染开展了大量的研究工作。中国已把发展煤炭清洁生产技术作为重大的战略措施，列入“中国21世纪议程”，煤炭清洁生产技术得到了政府的大力支持并取得了一定的研究成果。
　　我国煤炭清洁技术主要涉及四个领域，即煤炭加工、煤炭高效洁净燃烧、煤炭转化、污染排放控制与废弃物处理，包括了十四项技术：煤炭洗选、水煤浆、型煤；增压流化床发电技术、循环流化床发电技术、整体煤气化联合循环发电技术；煤炭液化、气化、燃料电池；电厂粉煤灰综合利用、烟气净化、煤层甲烷的开发利用、煤矸石和煤泥水的综合利用、工业窑炉和锅炉。
　　2 煤炭清洁生产技术的开发与应用
　　2.1 煤炭清洁生产技术的目标
　　煤炭清洁生产目标就是要实现煤炭生产利用的经济效益、社会效益和环境效益的协调统一，确保能源安全稳定供应，保障社会、经济平稳较快发展，应做到：
　　1）通过资源的综合开发利用、二次资源的开发利用以及节能、节水、省料等措施，合理地开发利用煤炭资源，减缓煤炭资源的耗竭。
　　2）减少产品废料和污染物的生成与排放，促进煤炭清洁产品的生产、消费过程与环境相容，降低对社会环境的污染和破坏风险。
　　2.2 煤炭清洁生产技术的开发
　　1）煤炭清洁开采。在传统粗放型生产观指导下，我国煤炭生产堆积排放大量煤矸石，矿井水和粉煤灰等废料和污染物，造成了大气、土壤、河流的严重污染。清洁利用煤矿开采过程中产生的煤矸石、粉煤灰及矿井水是媒炭清洁生产中“废物与资源转化原理”的具体体现。根据废物与资源转化理论（物质平衡理论），将煤矸石、粉煤灰和矿井水进行重新利用，变废为宝。如将煤矸石可制成水泥、砖等建筑材料，或采用煤矸石发电；粉煤灰用做制砖、水泥、混凝土等建筑材料；矿井水经处理后作为矿区生活用水或工业用水。这些技术充分体现了煤炭清洁生产的思想，具有良好的环境效益、社会效益和经济效益。
　　2）煤炭清洁燃烧。煤炭清洁燃烧，是指通过燃烧前的加工、燃烧中的控制和燃烧后净化处理，实现清洁燃烧，也叫做煤炭的“绿色燃烧”。煤炭清洁燃烧技术有很多种，如燃烧前型煤加工通过把散煤加工成型煤，利用成型时加入的石灰固硫剂，可有效地减少二氧化硫和烟尘排放，同时可节省煤料；燃烧中的流化床燃烧技术，利用燃烧时的低温减少氮氧化物排放量，通过煤中添加少量石灰减少二氧化硫排放，综合利用炉渣；燃烧后的消烟除尘技术，利用静电除尘器效率可高达99％以上，一般电厂都采用这种方法。
　　3）煤炭清洁生产。煤炭清洁生产的主要内容包括清洁产品的开发，洁净煤技术是目前其中一项重要研究内容。这项技术主要包括煤的气化、液化、煤气化联合循环发电和燃煤磁流体发电技术。主要思想是利用煤气化或液化时脱硫除氮，排除灰渣，可制成煤气或液体燃料；利用煤气化燃烧推动蒸汽机或煤燃烧产生高温等离子气体高速切割磁场进行发电，其发电率可达50%左右。
　　2.3 促进煤炭清洁生产技术开发与应用
　　煤炭清洁生产是国内外防治工业污染经验的基本总结，是新时期工业污染防治的根本途。因而如何加快推进我国煤炭清洁生产开发和利用，提高资源综合利用率，有效地控制污染物排放，可以从以下几个方面着手。