煤炭清潔利用技術發展方向及作用研究

郁振洋

（兗礦集團鄒城華建設計研究院有限公司，山東 鄒城 233500）

煤炭作為一種重要的能源，其資源利用價值非常高，目前，煤炭在我國能源結構中依然占有著非常重要的作用。在我國煤炭資源質量分布中，絕大多數煤炭為質量較低，優質煤儲藏量依然很少。通常對煤炭采取傳統燃燒的方式將會對環境造成非常嚴重的污染，也會對煤炭資源造成非常大的浪費，這些都與可持續發展相違背。在當前國家大力整治污染，加大節能減排力度的大背景下，對煤炭進行高效利用也將對我國未來能源發展產生非常重要作用，同時也將會對我國能源發展帶來更大挑戰。

1 煤炭技術和煤炭清潔利用技術發展現狀

以下將分別對當前煤炭技術和煤炭清潔利用技術現狀進行探討。

1.1 煤炭技術發展現狀

對于煤炭潔凈燃燒技術主要是循化流化床鍋爐燃燒和煤氣化循環發電，清潔節能燃燒技術具有燃燒效率高，較高脫硫率，適應性廣，排放低等特點，煤氣化循環發電主要利用煤炭在氣化過程中所產生的燃料氣帶動汽輪機，燃氣和蒸汽聯合發電，從而起到循環發電目的。通過對其技術的不斷深入研究，可以將發電效率提高到45%左右。煤炭氣化技術是目前煤炭發展研究主要方向，將煤炭放到指定設備中，通過對壓力和溫度的調節，煤炭與氣化劑產生化學反應，將煤炭從固態形式轉化為可燃氣體的過程；煤質天然氣是對煤炭進行炭化處理后所產生的合成氣進行凈化；地下氣化是在對煤炭不進行開采的基礎下，對地下煤炭進行安全可控性的燃燒，然后再將燃燒過程中所產生的煤氣向地面輸出，我國對這種新型能源收集方式研究較早，并且已經取得了長足的進展。

1.2 煤炭清潔利用發展現狀

煤炭在發達國家首先提出了清潔利用，在近些年來我國也在逐步加大對煤炭清潔利用的研究。根據我國煤炭發展所特有的規律，煤炭清潔利用技術發展重點與國外發達國家不同，研發人員經過持續研究發展，我國清潔利用技術有了長足進步，其中包括原煤洗選率都在逐年增加，對原煤深加工比例在逐漸增加，深加工范圍也在逐漸擴大，對煤炭進行直接燃燒的比例每年都在逐漸下降。隨著煤炭消費中工業用煤的占比不斷提高，水煤漿技術也有了較快發展，而且，目前煤炭氣化技術也已經相對成熟，煤氣也在很多方面已經開始取代天然氣。目前，雖然煤炭清潔利用技術取得了迅速的發展，但是有很多困難需要解決，其中包括，雖然對于燃煤發電技術已經有了長足進步，但是大部分燃煤發電企業依然使用傳統技術；我國燃煤使用分散情況比較嚴重，因此煤炭燃燒污染嚴重，效率低且難以監管；煤炭深加工技術還不夠成熟，因此對環境污染、資源浪費相對比較嚴重，技術需要進一步提高；對煤炭開發利用方式方法還相對滯后，煤炭資源利用率相對較低，沒有對煤炭副產品的價值進行利用。

2 煤炭清潔利用技術發展方向

2.1 加大煤炭深加工技術發展

對于煤炭種類的不同選取相對應加工轉化技術，可以使煤炭在轉化過程中資源消耗有效降低，提高經濟效益和低碳環保水平，同時也有利于開發其它附加產品。因此，煤炭企業應加大煤炭深加工技術發展力度，包括煤質天然氣、煤質油、煤質烯烴等相關技術進一步發展。煤炭行業相關企業應對本單位機械設備、工藝水平、環保水平進行更新升級。相關企業也需要按照我國煤炭能源分布情況，結合本地區實際水利資源、生態資源等情況，加大對煤炭附加產品的發展，使低變質煤得到充分利用，對煤炭進行分質分級的利用。另外，企業也應該對劣質煤加強分級利用，對熱解工藝進行深入優化調整，完善性能評價標準。提高煤炭利用價值，例如通過對煤炭進行焦化，可以生產化工焦、煤焦油、焦爐煤氣等深加工產品。所以，相關企業應該發展煤炭產品產業鏈，提升煤炭深加工技術發展速度，提高煤炭附加產品的利用率。

2.2 對煤炭燃燒結構進行優化

對于實現煤炭燃燒結構優化，可以采取進行集中供熱的方式和低排放高效率的煤炭燃燒技術，促進煤炭燃燒高效清潔化發展。主要包括煤炭在工業鍋爐方面，采用集中進行供熱的方式，將落后的燃煤鍋爐升級更新為較為先進的鍋爐，并使用優質煤種，確保實現環保節能的目的；在煤炭發電方面，采用粉煤發電技術降低排放，采用這種方法可以降低60%多發電成本；在居民個人用煤方面，可以將傳統燃煤爐具更改為更為先進爐具，并且還要使用優質煤進行燃燒，從而減少冬季燃煤取暖所用煤炭。另外，可以使用相關新能源來取代傳統能源，例如地熱、天然氣等。對燃煤結構進行優化主要是高效利用煤炭資源，減少對污染物進行排放。

2.3 促使煤炭和新能源、油氣等能源行業相互協作

煤炭屬于傳統能源，對很多行業正常運行有著非常重要的作用。在我國社會經濟持續發展的大背景下，社會生產中有各種新能源不斷出現，應逐步加強其它行業和煤炭行業共同協作，真正實現資源循環利用、多次多級利用。也可以進行煤炭熱解和煤炭氣化為基本，將化工、電力、燃料、供熱等多行業、多部門進行聯產，這項技術稱為煤基多聯產技術，這項技術在社會經濟和生態資源方面具有很多優勢，最終達到降低污染物排放，達到煤炭清潔利用。

3 煤炭清潔利用技術的作用研究

煤炭經過開采收集、洗選加工、轉化、燃燒、污染物排放等過程中，可以采用煤炭清潔利用技術進行完善改進，這些技術手段的充分利用可以使煤炭經濟效益、產量、輸送、價格、成本等因素產生很大影響。

3.1 煤炭清潔化利用技術對煤炭需求影響

采用煤炭清潔利用技術能夠極大減少市場對煤炭需求，并且對生態環境有著非常重要作用，所以煤炭清潔化利用技術將對煤炭行業有著積極影響。可以采取循化流化床燃燒技術、煤層氣技術、循環發電技術等來減少煤炭需求和提高煤炭使用效率。隨著煤炭清潔化利用技術不斷發展進步，可以使我國資源消費結構產生很大程度正面影響，促使我國能源結構逐步進行改變，進而對煤炭需求量逐年減少，最終使燃燒煤炭所排放的污染物有效降低。

3.2 煤炭清潔化利用技術對煤炭供應影響

我國煤炭儲量非常豐富，但是優質煤資源在煤炭總資源占比較小。可以從煤炭洗選方面對其進行清潔利用，在最近幾年來，我國原煤洗選率在逐步上升，從加工初期階段，增加煤炭質量和使用效率，并且也可以獲得煤炭清潔利用相關附加產品。另外，對煤炭進行氣化能夠有效提高煤炭利用效率，同時減少污染物排放，降低運輸費用。通過煤炭清潔利用技術可以增加煤炭附加值，方便煤炭運輸。

3.3 煤炭清潔化利用技術的具體應用

通過使用煤炭清潔化利用技術，人們研發了高效環保潔凈煤。潔凈煤的研發主要是利用兗礦現有煤炭資源，采用復合化學添加劑實現固硫，結合新型環保爐具，達到脫硫脫硝降塵的目的，實現煙煤無煙化潔凈燃燒。潔凈煤屬清潔能源，可大大降低大氣污染。煤炭清潔化利用技術在環保型煤炭方面也具有較好的利用效果，如蘭炭。蘭炭的污染物含量僅為原煤的20%，尤其是硫元素，只有原煤的10%，是一種十分適合的民用清潔燃料，能夠用來代替當前普遍使用的民用無煙煤。熱效率相較于傳統鏈條鍋爐的1/5，而污染物排放只有其1/3左右。

4 結語

煤炭是我國一項重要的資源，是維護經濟持續平穩運行發展，支撐其它產業、行業進步的重要資源之一，是我國資源結構中極其重要的一個組成部分，但同時對生態環境造成了嚴重影響。因此，加大力度提高煤炭利用效率，減少對污染物的排放，進一步提高煤炭清潔技術水平，及時對高污染、高耗能生產工藝、設備進行更新，引進先進生產技術設備，加強對煤炭清潔利用技術的推廣，建立起高效、持續、清潔、環保的煤炭行業體系，確保我國經濟社會可持續高速增長。