1/1煤炭清潔高效利用技術第一部分煤炭預處理工藝技術 2第二部分煤炭潔凈燃燒新技術 5第三部分煤炭氣化利用技術 8第四部分煤炭液化轉(zhuǎn)化技術 11第五部分煤炭干餾技術 14第六部分煤炭協(xié)同利用技術 18第七部分煤炭脫硫脫硝技術 21第八部分煤炭清潔利用經(jīng)濟性評價 25

第一部分煤炭預處理工藝技術關鍵詞關鍵要點低溫熱解提質(zhì)

1.在低溫（250-450°C）下，將煤炭熱解產(chǎn)生半焦、液體、氣體，實現(xiàn)提質(zhì)增值。

2.半焦具有高熱值、低灰分、低揮發(fā)分特性，可用于發(fā)電或冶金。

3.液體產(chǎn)品主要為煤焦油，含有豐富的酚類、苯類、多環(huán)芳烴，可作為化工原料。

常溫常壓浸出脫灰

煤炭預處理工藝技術

煤炭預處理是通過物理或化學方法對煤炭進行加工處理，以改善其燃用或加工性能的一項重要技術措施。煤炭預處理技術主要包括洗選、破碎、分級、干燥、混合、褐煤預氧化等工藝。

洗選

洗選是利用煤炭與矸石在比重、表面性質(zhì)、粒度等方面的差異，通過水力或重介質(zhì)選煤工藝，將煤炭與矸石分離開來的過程。洗選的目的是提高煤炭的發(fā)熱量、降低灰分和硫分，減少運輸和加工過程中的矸石含量，從而提高煤炭的利用價值。

洗選工藝主要包括重介質(zhì)洗選、浮選和篩分等。重介質(zhì)洗選是將煤炭與矸石混合在重介質(zhì)中，利用比重差將煤炭和矸石分離。浮選是利用煤炭與矸石表面性質(zhì)的差異，在選礦藥劑的作用下，將煤炭從矸石中分離出來。篩分是根據(jù)煤炭和矸石粒度的差異，通過篩網(wǎng)或篩板將煤炭和矸石分離開來。

破碎

破碎是將大塊煤炭破碎成較小粒度的過程。破碎的目的是減小煤炭塊度，便于后續(xù)加工和使用。破碎工藝主要包括單段破碎、多段破碎和超細破碎等。

單段破碎是一次性將大塊煤炭破碎到所需粒度。多段破碎是將大塊煤炭分段破碎，先進行粗碎，然后再進行細碎，最后達到所需的粒度。超細破碎是將煤炭破碎到極細的粒度，主要用于煤粉鍋爐燃燒和煤化工原料等。

分級

分級是根據(jù)煤炭粒度的差異，將煤炭分選成不同粒度等級的過程。分級的目的是將不同粒度的煤炭分開，便于后續(xù)加工和使用。分級工藝主要包括篩分、分級機分級和離心分級等。

篩分是利用篩網(wǎng)或篩板將煤炭分選成不同粒度的等級。分級機分級是利用分級機的離心力或浮力將煤炭分選成不同粒度的等級。離心分級是利用離心力將煤炭分選成不同粒度的等級。

干燥

干燥是將煤炭中的水分去除的過程。干燥的目的是降低煤炭的水分含量，提高煤炭的發(fā)熱量，減少運輸和加工過程中的水分蒸發(fā)損失，從而提高煤炭的利用價值。干燥工藝主要包括自然干燥、熱風干燥、介質(zhì)干燥和微波干燥等。

自然干燥是利用太陽能或自然風將煤炭中的水分蒸發(fā)。熱風干燥是將熱風通過煤炭層，將煤炭中的水分蒸發(fā)。介質(zhì)干燥是將煤炭與熱介質(zhì)（如熱油、蒸汽等）混合，將煤炭中的水分蒸發(fā)。微波干燥是利用微波能量將煤炭中的水分蒸發(fā)。

混合

混合是將不同品種或不同性質(zhì)的煤炭按一定比例混合在一起的過程?；旌系哪康氖歉纳泼禾康娜加没蚣庸ば阅埽瑵M足不同的使用要求?；旌瞎に囍饕ǘ褕龌旌稀㈨樍骰旌虾湍媪骰旌系?。

堆場混合是在堆場或煤場將不同品種或不同性質(zhì)的煤炭堆放在一起，通過翻堆或其他方式進行混合。順流混合是在輸送過程中將不同品種或不同性質(zhì)的煤炭混合在一起。逆流混合是將不同品種或不同性質(zhì)的煤炭在混合塔或混合倉中混合在一起。

褐煤預氧化

褐煤預氧化是將褐煤在一定條件下與空氣接觸，使其發(fā)生一系列氧化反應，從而改善其燃用或加工性能的過程。褐煤預氧化工藝主要包括自然氧化、吹氧氧化和加壓氧化等。

自然氧化是在露天堆場將褐煤堆放一段時間，使其與空氣自然接觸，發(fā)生氧化反應。吹氧氧化是在褐煤堆場或反應器中通入氧氣，加速褐煤的氧化反應。加壓氧化是在高壓反應器中通入氧氣，在高溫高壓條件下使褐煤氧化反應劇烈進行。

煤炭預處理工藝技術的發(fā)展對提高煤炭的利用效率、降低煤炭使用污染和促進煤炭資源的可持續(xù)利用具有重要意義。隨著科學技術的不斷進步和煤炭行業(yè)的需求增長，煤炭預處理工藝技術將繼續(xù)向高效、節(jié)能、環(huán)保的方向發(fā)展。第二部分煤炭潔凈燃燒新技術關鍵詞關鍵要點低氮燃燒技術：

1.利用分級燃燒、循環(huán)富燃和貧燃（SCR）技術，降低燃燒過程中產(chǎn)生的氮氧化物（NOx）排放。

2.采用低氮燃燒器和氧化還原催化劑技術，進一步優(yōu)化燃燒效率和NOx生成。

3.引入新型燃料，如氨氣和氫氣，替代化石燃料，減少NOx排放。

濕法煙氣脫硫技術：

煤炭潔凈燃燒新技術

1.干法脫硫技術

*利用吸附劑（如石灰石或活性炭）與煙氣中的二氧化硫反應，生成無害的硫酸鈣或硫酸鹽。

*優(yōu)點：脫硫效率高（>99%）、設備緊湊、操作簡便。

*實例：煙氣脫硫系統(tǒng)（FGD）廣泛應用于火力發(fā)電廠。

2.濕法脫硫技術

*將煙氣通入含漿液的吸收塔，煙氣中的二氧化硫與漿液中的亞硫酸鹽離子反應生成硫酸鹽。

*優(yōu)點：脫硫效率高（>99%）、脫除其它酸性氣體（如氯化氫）的能力強。

*實例：石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)（FGD）應用于火力發(fā)電廠和工業(yè)鍋爐。

3.循環(huán)流化床鍋爐（CFB）

*將燃料和石灰石粉末在懸浮狀態(tài)下燃燒，煙氣中的二氧化硫被流態(tài)化床中添加的石灰石粉末吸收。

*優(yōu)點：脫硫效率高（>90%）、能耗低、NOx排放量低。

*實例：CFB鍋爐用于電廠和工業(yè)應用中的高硫煤燃燒。

4.超臨界（SC）鍋爐

*在高壓（24.1MPa）和高溫度（566℃）下運行的鍋爐，具有更高的熱效率和更低的排放。

*優(yōu)點：煤炭利用率高（>40%）、NOx和SOx排放量低、灰分量低。

*實例：SC鍋爐用于燃煤電廠，可有效減少溫室氣體排放。

5.超臨界循環(huán)流化床（SCCFB）鍋爐

*結合CFB和SC技術，將燃料和石灰石粉末在高壓（1.5-2.5MPa）和高溫度（600-650℃）下燃燒。

*優(yōu)點：脫硫效率高（>98%）、NOx排放量低（<100mg/Nm3）、煤炭利用率高。

*實例：SCCFB鍋爐用于高硫和低灰分煤炭的燃燒。

6.化學循環(huán)燃燒（CCC）

*采用金屬氧化物作為氧載體，在CO2氣氛中將燃料氧化，生成合成氣。

*優(yōu)點：NOx和SOx排放量極低（<1mg/Nm3）、煤炭利用率高。

*實例：CCC技術仍在研發(fā)階段，有望應用于大規(guī)模碳捕獲和封存（CCS）項目。

7.氧氣燃燒技術（OXY-COAL）

*在富氧氣氛下燃燒煤炭，煙氣主要由CO2組成，便于CCS。

*優(yōu)點：CO2捕獲效率高（>90%）、NOx排放量低。

*實例：OXY-COAL技術仍在研發(fā)階段，但有望成為CCS技術的關鍵。

8.多燃料循環(huán)流化床鍋爐（MFB）

*能夠同時燃燒多種燃料（如煤炭、生物質(zhì)、廢棄物）的CFB鍋爐。

*優(yōu)點：燃料靈活性高、處理多種廢棄物的能力強。

*實例：MFB鍋爐用于工業(yè)應用，如廢物焚燒和熱電聯(lián)產(chǎn)。

9.煤炭氣化技術

*將煤炭轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫氣的過程，生成的氣體可用于發(fā)電或化學合成。

*優(yōu)點：大幅減少煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的污染物、實現(xiàn)化石燃料的清潔利用。

*實例：煤炭氣化技術廣泛應用于化工、冶金和電力行業(yè)。

10.煤焦油處理技術

*將煤焦油轉(zhuǎn)化為有用物質(zhì)的工藝，可減少焦化過程中產(chǎn)生的污染物。

*優(yōu)點：煤焦油資源化利用、環(huán)境效益顯著。

*實例：煤焦油處理技術應用于焦化廠和化工行業(yè)。

11.廢水處理技術

*處理煤炭清潔高效利用過程中產(chǎn)生的廢水，如煙氣脫硫廢水和煤焦油廢水。

*優(yōu)點：保護水環(huán)境、實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用。

*實例：廢水處理技術包括生化處理、物理化學處理和膜分離等方法。

以上介紹了煤炭潔凈燃燒新技術的類型、原理和應用，為煤炭的清潔高效利用提供了技術支撐，有助于減少煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的污染物，保護生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展。第三部分煤炭氣化利用技術關鍵詞關鍵要點煤炭氣化利用技術

主題名稱：煤炭氣化原理與反應

1.煤炭氣化是指煤與氧氣和水蒸氣在一定溫度和壓力下反應，生成一氧化碳、氫氣、甲烷等可燃氣體的過程。

2.煤炭氣化的主要反應包括氧化反應、還原反應、水煤氣反應和甲烷化反應等。

3.反應條件如溫度、壓力、催化劑的存在等，對煤炭氣化的產(chǎn)率和組分有顯著影響。

主題名稱：煤炭氣化反應器技術

煤炭氣化利用技術

煤炭氣化是一種將煤炭轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程，產(chǎn)生的氣體稱為煤氣，主要成分是氫、一氧化碳、二氧化碳和甲烷。煤炭氣化技術具有以下優(yōu)點：

*提高煤炭利用效率：氣化過程中煤炭中的碳元素被轉(zhuǎn)化為可燃氣體，提高了煤炭的利用效率。

*減少溫室氣體排放：與直接燃燒煤炭相比，煤炭氣化可以有效減少二氧化碳排放，因為氣化過程中產(chǎn)生的CO2可以通過碳捕集和封存(CCS)技術加以利用。

*可與多種終端應用相結合：煤氣可以用于發(fā)電、合成氣生產(chǎn)、燃料電池和化工原料等多種終端應用。

煤炭氣化工藝

煤炭氣化工藝主要包括以下步驟：

*煤炭預處理：煤炭經(jīng)過破碎、干燥和粉碎等預處理過程。

*氣化：煤炭與氧化劑（通常是氧氣或空氣）在高溫高壓條件下反應，生成煤氣。

*煤氣凈化：煤氣中含有雜質(zhì)，如硫化氫、氨和焦油，需要通過凈化工藝將其去除。

*煤氣利用：凈化后的煤氣可用于發(fā)電、制氫或其他終端應用。

煤炭氣化技術類型

煤炭氣化技術主要有以下幾種類型：

*固定床氣化：煤炭在固定床內(nèi)與氧化劑反應，產(chǎn)率相對較低。

*流化床氣化：煤炭在流化床內(nèi)與氧化劑反應，產(chǎn)率較高，可適應不同煤種。

*氣化爐氣化：煤炭在氣化爐內(nèi)與氧化劑反應，可適應大型煤炭氣化項目。

煤炭氣化應用

煤炭氣化技術在以下領域具有廣泛應用：

*發(fā)電：煤氣可用于燃氣輪機發(fā)電，具有較高的發(fā)電效率和靈活性。

*合成氣生產(chǎn)：煤氣可通過水煤氣變換反應制取合成氣，用于甲醇、合成氨和液體燃料等化工產(chǎn)品的合成。

*燃料電池：煤氣中的氫氣可用于燃料電池發(fā)電，具有高能源轉(zhuǎn)換效率和低污染排放。

*化工原料：煤氣中的甲烷和一氧化碳可用于生產(chǎn)各種化工原料，如甲醇、合成氨和乙二醇。

煤炭氣化技術的經(jīng)濟性和環(huán)保性

煤炭氣化技術的經(jīng)濟性受到以下因素影響：

*煤炭成本：煤炭成本是煤炭氣化項目的主要支出項。

*氣化效率：氣化效率是指煤炭轉(zhuǎn)化為煤氣的比例，更高的效率意味著更低的生產(chǎn)成本。

*碳捕集和封存成本：如果項目需要實施CCS技術，則需要考慮CCS成本。

煤炭氣化技術的環(huán)保性受到以下因素影響：

*二氧化碳排放：煤炭氣化過程中產(chǎn)生的二氧化碳可以通過CCS技術加以利用，以減少溫室氣體排放。

*其他污染物排放：煤炭氣化過程中排放的硫化氫、氮氧化物和顆粒物可以通過凈化工藝加以控制。

*水資源消耗：煤炭氣化工藝需要的水資源主要用于煤炭預處理和煤氣凈化。

煤炭氣化技術的未來發(fā)展

煤炭氣化技術在未來將繼續(xù)發(fā)展，重點關注以下領域：

*提高氣化效率：通過開發(fā)新的氣化技術和催化劑，提高煤炭轉(zhuǎn)化為煤氣的比例。

*降低碳捕集成本：開發(fā)低成本高效的CCS技術，以減少二氧化碳排放。

*多元化終端應用：探索煤氣在合成材料、制藥和食品等其他領域的應用。第四部分煤炭液化轉(zhuǎn)化技術關鍵詞關鍵要點煤炭液化催化劑

1.煤炭液化催化劑是煤炭液化反應的關鍵技術，直接影響液化產(chǎn)物的質(zhì)量和收率。

2.催化劑的活性中心、載體材料和孔結構等因素對其性能有重要影響。

3.研究人員不斷開發(fā)新型高效催化劑，如納米催化劑、負載型催化劑和雙功能催化劑。

煤炭液化反應器

1.煤炭液化反應器是煤炭液化過程中的關鍵設備，決定反應的效率和產(chǎn)物分布。

2.常見的反應器類型包括固定床反應器、流化床反應器和漿態(tài)床反應器，各有優(yōu)缺點。

3.隨著煤炭液化工藝的不斷發(fā)展，開發(fā)新型高效反應器以提高反應效率和產(chǎn)物質(zhì)量成為研究重點。

煤炭液化工藝

1.煤炭液化工藝路線主要有直接液化、間接液化和低溫催化液化。

2.不同工藝路線具有不同的工藝條件、產(chǎn)物分布和經(jīng)濟性。

3.當前的研究趨勢是開發(fā)清潔高效、低能耗、低排放的煤炭液化工藝，以滿足環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的要求。

煤炭液化產(chǎn)物

1.煤炭液化產(chǎn)物主要包括合成油、輕烴、柴油、煤焦油和氣體。

2.合成油是煤炭液化的主要產(chǎn)物，可用于生產(chǎn)汽油、柴油和其他石油產(chǎn)品。

3.煤炭液化產(chǎn)物的高附加值化利用，如生產(chǎn)高性能潤滑劑、石墨烯材料和碳纖維等，是目前研究的重點方向。

煤炭液化環(huán)境影響

1.煤炭液化過程中會產(chǎn)生一定的環(huán)境污染，如廢水、廢氣和固體廢物。

2.加強環(huán)境保護措施，如廢水處理、廢氣凈化和固體廢物回收利用，是煤炭液化產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵。

3.研究開發(fā)低碳清潔煤炭液化工藝，減少污染物排放，是未來發(fā)展的方向。

煤炭液化產(chǎn)業(yè)化

1.煤炭液化產(chǎn)業(yè)化的關鍵在于技術成熟度、經(jīng)濟性、政策支持和市場需求。

2.推動技術創(chuàng)新，降低生產(chǎn)成本，增強產(chǎn)業(yè)競爭力是產(chǎn)業(yè)化的前提。

3.加強政府政策支持，建立健全產(chǎn)業(yè)標準體系和專利保護機制，為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展創(chuàng)造良好環(huán)境。煤炭液化轉(zhuǎn)化技術

煤炭液化轉(zhuǎn)化技術是指將煤炭通過一系列熱化學反應轉(zhuǎn)化為液體燃料的過程，主要分為直接液化和間接液化兩種。

直接液化

直接液化技術直接將煤炭與溶劑或氫氣反應，生成液態(tài)產(chǎn)物。工業(yè)上主要采用三種工藝：

*溶劑萃取法：以重油、煤焦油或蒽油等高沸點溶劑為反應介質(zhì)，在高溫高壓條件下，使溶劑與煤炭充分接觸，溶解煤炭中可溶部分，然后分離得到液態(tài)產(chǎn)物。

*催化加氫熱解法：在催化劑存在下，將煤炭在氫氣氣氛中加熱，使煤炭分解并與氫氣反應，生成液態(tài)烴類。

*超臨界萃取法：在超臨界條件下，使用二氧化碳或甲苯等超臨界流體作為萃取劑，將煤炭中可溶部分萃取出來。

間接液化

間接液化技術將煤炭先氣化生成合成氣，然后再通過費托合成或甲醇合成等方法轉(zhuǎn)化為液體燃料。工業(yè)上主要采用以下幾種工藝：

*費托合成法：將煤氣化產(chǎn)生的合成氣（主要成分為一氧化碳和氫氣）在鐵或鈷催化劑的作用下，合成長鏈烷烴，經(jīng)蒸餾分離得到柴油、汽油等液體燃料。

*甲醇合成法：將煤氣化產(chǎn)生的合成氣在銅基催化劑作用下，合成甲醇，再通過甲醇制烯烴或甲醇制汽油等工藝轉(zhuǎn)化為液體燃料。

*費-甲合成法：將煤氣化產(chǎn)生的合成氣先進行費托合成，再將合成的長鏈烷烴與合成氣一起進行甲醇合成，生成甲醇，最后制備液體燃料。

煤炭液化轉(zhuǎn)化技術優(yōu)勢

*減少環(huán)境污染：液化產(chǎn)物比煤炭具有更清潔環(huán)保的特性，硫含量、灰分和揮發(fā)分均較低。

*提高能源利用效率：液化后的煤炭更容易運輸和儲存，燃燒效率更高，可以提高能源利用率。

*擴大能源來源：煤炭液化技術可以將豐富的煤炭資源轉(zhuǎn)化為液體燃料，豐富能源供應渠道。

煤炭液化轉(zhuǎn)化技術挑戰(zhàn)

*高能耗：煤炭液化過程需要大量的能量輸入，導致能耗較高。

*催化劑失活：煤炭液化過程中產(chǎn)生的焦炭和雜質(zhì)會使催化劑失活，影響轉(zhuǎn)化效率。

*經(jīng)濟性：煤炭液化技術的投資和運營成本較高，經(jīng)濟性受到原油價格等因素的影響。

煤炭液化轉(zhuǎn)化技術發(fā)展趨勢

*提高轉(zhuǎn)化率：通過改進催化劑和反應條件，提高煤炭液化轉(zhuǎn)化率。

*降低能耗：采用高效的反應器和分離技術，降低煤炭液化過程中的能耗。

*增強催化劑穩(wěn)定性：研制抗焦炭和雜質(zhì)失活的催化劑，延長催化劑壽命。

*擴大原料范圍：探索褐煤、無煙煤等不同煤種的液化轉(zhuǎn)化技術。

*開發(fā)新型工藝：開發(fā)非催化液化、生物催化液化等新型煤炭液化工藝。

煤炭液化轉(zhuǎn)化技術應用實例

世界上已有數(shù)個商業(yè)化煤炭液化項目，例如：

*南非薩索爾公司：采用費托合成法將煤氣化產(chǎn)生的合成氣轉(zhuǎn)化為液體燃料。

*中國神華集團：采用直接液化法將煤炭轉(zhuǎn)化為液體燃料，年產(chǎn)能達到400萬噸。

*日本J-POWER公司：采用間接液化法將煤氣化產(chǎn)生的合成氣轉(zhuǎn)化為甲醇。第五部分煤炭干餾技術關鍵詞關鍵要點【煤炭干餾技術】

1.原料煤炭處理：

-煤炭破碎、篩選、洗選等預處理工藝，去除雜質(zhì)、增加表面積，提高干餾效率。

-煤炭預熱至一定溫度，去除水分、揮發(fā)分，降低干餾過程中的能耗。

2.干餾過程：

-煤炭在無氧或低氧環(huán)境下，受熱分解生成焦炭、煤氣、煤焦油等產(chǎn)品。

-干餾溫度、時間、壓力等工藝參數(shù)對干餾產(chǎn)物質(zhì)量和收率影響顯著。

-采用高效加熱系統(tǒng)、傳熱增強技術，提高干餾效率和產(chǎn)物品質(zhì)。

3.產(chǎn)物分離與精制：

-干餾后的煤氣經(jīng)冷卻、洗滌、脫硫等工藝，分離出焦爐煤氣、輕質(zhì)煤焦油、氨水等產(chǎn)品。

-焦爐煤氣進一步精制，去除雜質(zhì)，提高熱值，作為工業(yè)和民用燃料。

-煤焦油經(jīng)分餾精制，得到苯、甲苯、二甲苯等化工原料。

4.焦炭質(zhì)量控制：

-干餾工藝控制，優(yōu)化焦炭的強度、反應性、揮發(fā)分等指標，滿足不同鋼鐵生產(chǎn)工藝的要求。

-焦炭后處理，如篩分、破碎、配煤等，提高焦炭品質(zhì)和利用效率。

5.環(huán)保措施：

-采用高效除塵、脫硫等環(huán)保技術，減少干餾過程中的污染物排放。

-利用廢熱余能，提高能源利用效率，降低環(huán)境影響。

-焦爐煤氣、煤焦油等副產(chǎn)品利用，變廢為寶，創(chuàng)造經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

6.未來趨勢：

-智能化干餾技術，利用傳感器、控制系統(tǒng)，實現(xiàn)干餾工藝的實時監(jiān)測和控制，提升產(chǎn)物質(zhì)量和工藝效率。

-綠色干餾技術，探索創(chuàng)新工藝，降低污染物排放，實現(xiàn)煤炭清潔高效利用。

-煤化工一體化發(fā)展，將干餾技術與煤化工技術相結合，實現(xiàn)煤炭綜合高效利用。煤炭干餾技術

煤炭干餾是一種分解煤炭以產(chǎn)生焦炭、焦油和煤氣的熱化學過程。該技術被廣泛用于焦炭、合成燃料和化學品的生產(chǎn)中。

過程

煤炭干餾過程通常在稱為焦爐的密封容器中進行。煤炭在這些容器中受熱至900-1200°C，在缺氧的環(huán)境中分解。煤炭中揮發(fā)性物質(zhì)蒸發(fā)并收集，而不可揮發(fā)性物質(zhì)則形成固態(tài)焦炭。

產(chǎn)物

煤炭干餾產(chǎn)生的主要產(chǎn)物包括：

*焦炭：一種黑色、多孔的固體，主要由碳組成。焦炭被用作煉鋼中的還原劑和燃料。

*焦油：一種粘稠、深色的液體，含有各種芳香烴和雜環(huán)化合物。焦油被用作瀝青、染料和藥物的原料。

*煤氣：一種可燃氣體，主要由氫氣、甲烷和一氧化碳組成。煤氣被用作燃料或進一步加工以生產(chǎn)其他化合物。

反應機制

煤炭干餾過程涉及以下主要反應：

*脫水：煤炭中的水分被蒸發(fā)。

*熱解：煤炭中的揮發(fā)性物質(zhì)在熱的作用下分解成氣體和液體。

*裂解：揮發(fā)性產(chǎn)物進一步分解成較小的分子。

*重組：小的分子通過化學反應結合形成較大的分子。

影響因素

煤炭干餾過程受到以下因素的影響：

*煤炭類型：不同等級的煤炭產(chǎn)生不同的產(chǎn)物產(chǎn)率和質(zhì)量。

*干餾溫度：溫度影響產(chǎn)物組成和焦炭的性質(zhì)。

*干餾時間：干餾時間決定了產(chǎn)物產(chǎn)率和焦炭的成熟度。

*壓力：壓力影響揮發(fā)性產(chǎn)物的組成和焦炭的密度。

*氣氛：缺氧環(huán)境對于煤炭干餾至關重要，以防止焦炭燃燒。

技術發(fā)展

近年來，煤炭干餾技術得到了以下方面的改進：

*焦爐設計：現(xiàn)代焦爐設計提高了效率和產(chǎn)能。

*預熱技術：焦炭入爐前的預熱有助于提高焦炭質(zhì)量。

*脫硫技術：焦爐氣中的硫含量通過安裝脫硫裝置得到降低。

*廢熱利用：焦爐廢熱被利用來產(chǎn)生蒸汽或發(fā)電。

效益

煤炭干餾技術提供了以下效益：

*能源利用效率提高：焦炭是一種高效的燃料，可減少溫室氣體排放。

*化工原料生產(chǎn)：焦油和煤氣是重要的化工原料。

*就業(yè)創(chuàng)造：煤炭干餾行業(yè)創(chuàng)造了大量的就業(yè)機會。

*廢物管理：焦炭生產(chǎn)產(chǎn)生了焦化廠煤氣，它是一種有價值的燃料。

挑戰(zhàn)

煤炭干餾技術也面臨著以下挑戰(zhàn)：

*環(huán)境問題：焦爐排放可能含有有害物質(zhì)，需要控制以遵守環(huán)境法規(guī)。

*高能耗：煤炭干餾是一個能源密集型過程，需要大量煤炭和其他資源。

*技術局限性：該技術具有固有局限性，可能限制其在未來能源系統(tǒng)中的適用性。

結論

煤炭干餾技術是一種重要的工業(yè)過程，用于生產(chǎn)焦炭、焦油和煤氣。該技術為煉鋼、化工業(yè)和能源部門提供了重要的原材料。隨著技術的發(fā)展，煤炭干餾過程變得更加高效和環(huán)保，使其能夠繼續(xù)在能源轉(zhuǎn)型的背景下發(fā)揮重要作用。第六部分煤炭協(xié)同利用技術關鍵詞關鍵要點【煤炭協(xié)同利用技術】

1.煤炭與生物質(zhì)協(xié)同利用：通過共氣化或共燃燒等方式，利用煤炭和生物質(zhì)的互補性，提高能源利用效率，減少環(huán)境污染。

2.煤炭與天然氣協(xié)同利用：利用天然氣的清潔燃燒特性，與煤炭混合燃燒或氣化后聯(lián)合發(fā)電，降低污染物排放，提高能源利用率。

3.煤炭與可再生能源協(xié)同利用：利用風能、太陽能等可再生能源發(fā)電，與煤電互補，優(yōu)化能源結構，減少碳排放。

煤炭多元化高效利用技術

1.煤炭深加工技術：通過煤炭氣化、液化、焦化等深度加工技術，將煤炭轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品，如合成氣、煤焦油、芳烴。

2.煤炭多聯(lián)產(chǎn)技術：利用煤炭作為原料，聯(lián)合生產(chǎn)電力、熱力、煤氣、化工產(chǎn)品等多種產(chǎn)品，提高資源綜合利用率，降低生產(chǎn)成本。

3.煤炭清潔發(fā)電技術：采用超臨界、超超臨界等先進發(fā)電技術，提高煤炭發(fā)電效率，降低污染物排放。

煤炭綠色開發(fā)利用技術

1.煤炭智能開采技術：采用自動化、無人化開采技術，提高采煤效率，保障礦山安全。

2.煤炭綠色洗選技術：利用先進的洗選技術，去除煤炭中的雜質(zhì)，提高煤炭質(zhì)量，減少環(huán)境污染。

3.煤炭廢棄物資源化利用技術：將煤炭開采和利用過程中產(chǎn)生的廢棄物，如煤矸石、煤泥等，進行資源化利用，制備建筑材料、化工原料等。

煤炭數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術

1.煤炭物聯(lián)網(wǎng)技術：通過傳感器、通信網(wǎng)絡等技術，實現(xiàn)煤炭生產(chǎn)、運輸、利用等環(huán)節(jié)的互聯(lián)互通，實現(xiàn)數(shù)字化管理。

2.煤炭大數(shù)據(jù)分析技術：利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術，分析煤炭生產(chǎn)、利用數(shù)據(jù)，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高資源利用效率。

3.煤炭虛擬現(xiàn)實技術：利用虛擬現(xiàn)實技術，建立煤炭生產(chǎn)、利用的虛擬環(huán)境，進行培訓、模擬等，提高工作效率和安全性。煤炭協(xié)同利用技術

煤炭協(xié)同利用技術，是指綜合利用煤炭資源的各種技術手段，以最大化利用煤炭資源，實現(xiàn)更高效、更清潔的能源利用。主要包括以下幾個方面：

1.煤炭與生物質(zhì)協(xié)同利用

煤炭與生物質(zhì)協(xié)同利用的主要技術途徑是生物質(zhì)氣化制氣，將生物質(zhì)熱解或氣化產(chǎn)出的可燃氣體與煤炭燃燒生成的煙氣進行混合，共同用于發(fā)電或供熱。該技術不僅可以有效利用生物質(zhì)資源，而且可以提高煤炭利用效率，減少污染物排放。

近年來，煤炭與生物質(zhì)協(xié)同利用技術取得了快速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，2018年，我國煤炭與生物質(zhì)協(xié)同利用裝機容量為152.6GW，其中生物質(zhì)發(fā)電裝機容量為29.9GW。

2.煤炭與太陽能協(xié)同利用

煤炭與太陽能協(xié)同利用的典型技術途徑是光伏組件與煤電廠鍋爐煙氣冷卻系統(tǒng)相結合的熱電一體化技術。該技術通過利用鍋爐煙氣余熱帶動光伏發(fā)電，提高了光伏發(fā)電效率，降低了煤電廠的燃煤消耗。

目前，煤炭與太陽能協(xié)同利用技術已進入示范應用階段。2019年，國家能源局發(fā)布的《關于煤電光伏協(xié)同發(fā)展實施方案的通知》提出，到2025年，全國煤電光伏協(xié)同裝機容量將達到1000萬千瓦以上。

3.煤炭與風能協(xié)同利用

煤炭與風能協(xié)同利用的典型技術途徑是煤電廠與風電場相結合，通過儲能系統(tǒng)協(xié)調(diào)煤電和風電出力，實現(xiàn)更加靈活、穩(wěn)定的電力供應。該技術可以充分利用風能資源，提高煤電運行靈活性，降低煤電廠的啟動和關停次數(shù)，從而延長機組壽命，減少污染物排放。

近年來，煤炭與風能協(xié)同利用技術加速發(fā)展。2020年，國家能源局出臺的《關于加快抽水蓄能電站建設的指導意見》提出，到2025年，全國抽水蓄能電站裝機容量將達到1.2億千瓦以上，其中煤電抽水蓄能電站裝機容量將大幅增加。

4.煤炭與地熱能協(xié)同利用

煤炭與地熱能協(xié)同利用的主要技術途徑是地熱發(fā)電與煤電廠尾礦利用相結合，將地熱尾水用于煤電廠尾礦回填，實現(xiàn)熱能和尾礦資源的同時利用。該技術可以提高地熱發(fā)電效率，降低煤電廠的生產(chǎn)成本，減少固體廢棄物排放。

目前，煤炭與地熱能協(xié)同利用技術處于研發(fā)示范階段。2019年，國家能源局組織實施了《煤電-地熱協(xié)同利用示范項目》，在山西、內(nèi)蒙古等省份開展了一系列示范項目，取得了積極進展。

5.煤炭與天然氣協(xié)同利用

煤炭與天然氣協(xié)同利用的主要技術途徑是天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電與煤電廠余熱利用相結合，將天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電產(chǎn)生的余熱用于煤電廠的供熱或制冷，實現(xiàn)煤炭和天然氣資源的協(xié)同高效利用。該技術可以提高能源利用效率，降低煤電廠的污染物排放，提高電網(wǎng)調(diào)峰能力。

近年來，煤炭與天然氣協(xié)同利用技術加速發(fā)展。2020年，國家能源局發(fā)布的《關于加快發(fā)展天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的通知》提出，到2025年，全國天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝機容量將達到1.2億千瓦以上，其中煤電-天然氣聯(lián)合循環(huán)裝機容量將大幅增加。

綜上所述，煤炭協(xié)同利用技術是煤炭清潔高效利用的重要途徑，可以充分利用煤炭資源，提升煤炭利用效率，減少污染物排放，促進能源轉(zhuǎn)型。未來，煤炭協(xié)同利用技術將繼續(xù)得到關注和推廣，為我國能源安全和可持續(xù)發(fā)展作出更大貢獻。第七部分煤炭脫硫脫硝技術關鍵詞關鍵要點濕法脫硫技術

1.原理：利用石灰漿或其他堿性吸收劑吸收煙氣中SO2，使其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定無害的固體產(chǎn)物（如石膏）。

2.優(yōu)點：脫硫效率高（可達95%以上）、一次投資成本較低、運行成本適中。

3.缺點：產(chǎn)生大量固體廢棄物（石膏），需要配套處理設施。

干法脫硫技術

1.原理：利用活性炭或其他吸附劑吸附煙氣中SO2，形成穩(wěn)定的硫化物。

2.優(yōu)點：不產(chǎn)生固體廢棄物、脫硫效率高（可達90%以上）、適用于含硫量較高或燃用高硫煤的電廠。

3.缺點：一次投資成本較高、運行成本較高、吸附劑需要定期更換。

選擇性催化還原脫硝技術（SCR）

1.原理：在催化劑作用下，利用氨或尿素等還原劑將煙氣中NOx還原為無害的氮氣和水。

2.優(yōu)點：脫硝效率高（可達90%以上）、無二次污染、適用于燃用各種煤種的電廠。

3.缺點：一次投資成本較高、需要配套氨水或尿素存儲和輸送系統(tǒng)。

選擇性非催化還原脫硝技術（SNCR）

1.原理：在高溫條件下，利用氨或尿素等還原劑直接還原煙氣中NOx。

2.優(yōu)點：一次投資成本較低、運行成本適中、無二次污染。

3.缺點：脫硝效率相對較低（一般為50%-70%）、對煙氣溫度和還原劑分布有較高要求。

低溫氧化脫硝技術

1.原理：在氧化劑（如過氧化氫或臭氧）的作用下，將煙氣中NOx氧化為NO2，再與氨或尿素等還原劑反應生成無害的氮氣和水。

2.優(yōu)點：脫硝效率高（可達90%以上）、無二次污染、適用于燃用各種煤種的電廠。

3.缺點：一次投資成本較高、運行成本較高、需要配套氧化劑存儲和輸送系統(tǒng)。

新興脫硫脫硝技術

1.電化學脫硝技術：利用電解槽產(chǎn)生強氧化劑，氧化煙氣中NOx為NO2，再與氨或尿素等還原劑反應生成無害的氮氣和水。

2.光催化脫硝技術：利用光催化劑在紫外光或可見光作用下產(chǎn)生電子空穴對，氧化煙氣中NOx為NO2，再與氨或尿素等還原劑反應生成無害的氮氣和水。

3.生物脫硝技術：利用微生物的代謝作用，將煙氣中NOx轉(zhuǎn)化為無害的氮氣。煤炭脫硫脫硝技術

一、脫硫技術

1.煙氣脫硫（FGD）

*原理：將煙氣中的SO2以石灰石、石膏、氨水等吸收劑吸收，生成無害的副產(chǎn)物。

*工藝類型：

*濕法脫硫：使用液體吸收劑，如石灰石漿液或石膏漿液。

*半干法脫硫：使用泥漿吸收劑，吸收劑活性高，脫硫效率高。

*干法脫硫：使用固體吸收劑，如石灰石粉或活性炭，反應產(chǎn)物為干粉狀固體。

2.煙煤（煤化）脫硫（CDS）

*原理：在煤炭燃燒之前，將硫化物從煤中去除或轉(zhuǎn)化為無害形式。

*工藝類型：

*物理脫硫：通過篩選、洗選等物理方法，去除煤中的硫化物。

*化學脫硫：使用化學試劑，將煤中的硫化物轉(zhuǎn)化為硫酸鹽或其他無害形式。

3.燃煤后煙氣脫硫（SCR）

*原理：在煤炭燃燒后，將SO2轉(zhuǎn)化為無害的硫酸鈣或硫酸鹽。

*工藝類型：

*干法脫硫：使用活性炭催化劑，在低溫下將SO2氧化為SO3，再與氨反應生成硫酸銨。

*濕法脫硫：使用石灰石漿液或氨水吸收SO2，生成硫酸鈣或硫酸銨。

二、脫硝技術

1.選擇性非催化還原（SNCR）

*原理：在燃燒爐膛內(nèi)或煙氣通道中，噴射尿素或氨水等還原劑，選擇性還原煙氣中的NOx。

*特點：投資成本低，運行費用較低，但脫硝效率受溫度影響較大。

2.選擇性催化還原（SCR）

*原理：在反應塔內(nèi)設置催化劑，在催化劑的作用下，尿素或氨水還原煙氣中的NOx。

*特點：脫硝效率高，不受溫度影響，但投資和運行成本較高。

3.煙氣再循環(huán)（FGR）

*原理：將部分煙氣重新循環(huán)回燃燒爐膛，降低爐膛溫度，抑制NOx生成。

*特點：技術簡單，成本低，但會影響鍋爐效率。

4.燃煤后煙氣脫硝（SCR）

*原理：在煙氣脫硫系統(tǒng)后，設置SCR反應器，利用氨水還原煙氣中的NOx。

*特點：脫硝效率高，不受溫度影響，但投資和運行成本較高。

煤炭脫硫脫硝技術應用

近年來，隨著我國大氣污染防治力度的加大，煤炭脫硫脫硝技術在火電、鋼鐵、水泥等行業(yè)得到廣泛應用。

1.脫硫技術

*截至2021年底，我國已建成脫硫機組容量約14億千瓦，脫硫率達到95%以上。

*主要應用的脫硫技術為濕法脫硫，其中石灰石-石膏濕法脫硫占主導地位。

2.脫硝技術

*截至2021年底，我國已建成脫硝機組容量約9億千瓦，脫硝率達到80%以上。

*主要應用的脫硝技術為SNCR，其次為SCR。

*在超低排放改造中，SCR技術得到廣泛應用。

煤炭脫硫脫硝技術發(fā)展趨勢

*向高脫除率、低能耗、低成本方向發(fā)展。

*探索新穎的脫硫脫硝技術，如生物脫硫、氧化脫硫、等離子體脫硝等。

*加強技術集成和優(yōu)化，實現(xiàn)一體化脫硫脫硝。

*推動脫硫脫硝副產(chǎn)物的綜合利用，實現(xiàn)資源化和減量化。第八部分煤炭清潔利用經(jīng)濟性評價關鍵詞關鍵要點投資評估

1.投資成本估算：包括設備采購成本、安裝成本、運營成本等，準確估算項目總投資額。

2.收益分析：測算清潔煤炭利用技術帶來的經(jīng)濟效益，如煤耗降低、產(chǎn)能提升、污染物減排收益等。

3.財務評價指標：采用凈現(xiàn)值、內(nèi)部收益率、投資回收期等指標綜合評價項目經(jīng)濟性，為決策提供依據(jù)。

運營成本分析

1.燃料成本：清潔煤炭利用技術對燃料品質(zhì)有較高要求，需考慮燃料采購成本和質(zhì)量影響。

2.設備運維成本：設備維護、檢修和更換費用需充分考慮，以確保項目穩(wěn)定運行。

3.環(huán)保成本：清潔煤炭利用技術涉及污染物減排，需計入環(huán)保設施建設、運行和排污費等費用。煤炭清潔利用經(jīng)濟性評價

煤炭作為一種重要的化石能源，其清潔高效利用對保障能源安全、減少環(huán)境污染具有重要意義。煤炭清潔利用技術經(jīng)濟性評價主要從以