煤炭清洁利用技术发展方向及作用研究

郁振洋

（兖矿集团邹城华建设计研究院有限公司，山东 邹城 233500）

煤炭作为一种重要的能源，其资源利用价值非常高，目前，煤炭在我国能源结构中依然占有着非常重要的作用。在我国煤炭资源质量分布中，绝大多数煤炭为质量较低，优质煤储藏量依然很少。通常对煤炭采取传统燃烧的方式将会对环境造成非常严重的污染，也会对煤炭资源造成非常大的浪费，这些都与可持续发展相违背。在当前国家大力整治污染，加大节能减排力度的大背景下，对煤炭进行高效利用也将对我国未来能源发展产生非常重要作用，同时也将会对我国能源发展带来更大挑战。

1 煤炭技术和煤炭清洁利用技术发展现状

以下将分别对当前煤炭技术和煤炭清洁利用技术现状进行探讨。

1.1 煤炭技术发展现状

对于煤炭洁净燃烧技术主要是循化流化床锅炉燃烧和煤气化循环发电，清洁节能燃烧技术具有燃烧效率高，较高脱硫率，适应性广，排放低等特点，煤气化循环发电主要利用煤炭在气化过程中所产生的燃料气带动汽轮机，燃气和蒸汽联合发电，从而起到循环发电目的。通过对其技术的不断深入研究，可以将发电效率提高到45%左右。煤炭气化技术是目前煤炭发展研究主要方向，将煤炭放到指定设备中，通过对压力和温度的调节，煤炭与气化剂产生化学反应，将煤炭从固态形式转化为可燃气体的过程；煤质天然气是对煤炭进行炭化处理后所产生的合成气进行净化；地下气化是在对煤炭不进行开采的基础下，对地下煤炭进行安全可控性的燃烧，然后再将燃烧过程中所产生的煤气向地面输出，我国对这种新型能源收集方式研究较早，并且已经取得了长足的进展。

1.2 煤炭清洁利用发展现状

煤炭在发达国家首先提出了清洁利用，在近些年来我国也在逐步加大对煤炭清洁利用的研究。根据我国煤炭发展所特有的规律，煤炭清洁利用技术发展重点与国外发达国家不同，研发人员经过持续研究发展，我国清洁利用技术有了长足进步，其中包括原煤洗选率都在逐年增加，对原煤深加工比例在逐渐增加，深加工范围也在逐渐扩大，对煤炭进行直接燃烧的比例每年都在逐渐下降。随着煤炭消费中工业用煤的占比不断提高，水煤浆技术也有了较快发展，而且，目前煤炭气化技术也已经相对成熟，煤气也在很多方面已经开始取代天然气。目前，虽然煤炭清洁利用技术取得了迅速的发展，但是有很多困难需要解决，其中包括，虽然对于燃煤发电技术已经有了长足进步，但是大部分燃煤发电企业依然使用传统技术；我国燃煤使用分散情况比较严重，因此煤炭燃烧污染严重，效率低且难以监管；煤炭深加工技术还不够成熟，因此对环境污染、资源浪费相对比较严重，技术需要进一步提高；对煤炭开发利用方式方法还相对滞后，煤炭资源利用率相对较低，没有对煤炭副产品的价值进行利用。

2 煤炭清洁利用技术发展方向

2.1 加大煤炭深加工技术发展

对于煤炭种类的不同选取相对应加工转化技术，可以使煤炭在转化过程中资源消耗有效降低，提高经济效益和低碳环保水平，同时也有利于开发其它附加产品。因此，煤炭企业应加大煤炭深加工技术发展力度，包括煤质天然气、煤质油、煤质烯烃等相关技术进一步发展。煤炭行业相关企业应对本单位机械设备、工艺水平、环保水平进行更新升级。相关企业也需要按照我国煤炭能源分布情况，结合本地区实际水利资源、生态资源等情况，加大对煤炭附加产品的发展，使低变质煤得到充分利用，对煤炭进行分质分级的利用。另外，企业也应该对劣质煤加强分级利用，对热解工艺进行深入优化调整，完善性能评价标准。提高煤炭利用价值，例如通过对煤炭进行焦化，可以生产化工焦、煤焦油、焦炉煤气等深加工产品。所以，相关企业应该发展煤炭产品产业链，提升煤炭深加工技术发展速度，提高煤炭附加产品的利用率。

2.2 对煤炭燃烧结构进行优化

对于实现煤炭燃烧结构优化，可以采取进行集中供热的方式和低排放高效率的煤炭燃烧技术，促进煤炭燃烧高效清洁化发展。主要包括煤炭在工业锅炉方面，采用集中进行供热的方式，将落后的燃煤锅炉升级更新为较为先进的锅炉，并使用优质煤种，确保实现环保节能的目的；在煤炭发电方面，采用粉煤发电技术降低排放，采用这种方法可以降低60%多发电成本；在居民个人用煤方面，可以将传统燃煤炉具更改为更为先进炉具，并且还要使用优质煤进行燃烧，从而减少冬季燃煤取暖所用煤炭。另外，可以使用相关新能源来取代传统能源，例如地热、天然气等。对燃煤结构进行优化主要是高效利用煤炭资源，减少对污染物进行排放。

2.3 促使煤炭和新能源、油气等能源行业相互协作

煤炭属于传统能源，对很多行业正常运行有着非常重要的作用。在我国社会经济持续发展的大背景下，社会生产中有各种新能源不断出现，应逐步加强其它行业和煤炭行业共同协作，真正实现资源循环利用、多次多级利用。也可以进行煤炭热解和煤炭气化为基本，将化工、电力、燃料、供热等多行业、多部门进行联产，这项技术称为煤基多联产技术，这项技术在社会经济和生态资源方面具有很多优势，最终达到降低污染物排放，达到煤炭清洁利用。

3 煤炭清洁利用技术的作用研究

煤炭经过开采收集、洗选加工、转化、燃烧、污染物排放等过程中，可以采用煤炭清洁利用技术进行完善改进，这些技术手段的充分利用可以使煤炭经济效益、产量、输送、价格、成本等因素产生很大影响。

3.1 煤炭清洁化利用技术对煤炭需求影响

采用煤炭清洁利用技术能够极大减少市场对煤炭需求，并且对生态环境有着非常重要作用，所以煤炭清洁化利用技术将对煤炭行业有着积极影响。可以采取循化流化床燃烧技术、煤层气技术、循环发电技术等来减少煤炭需求和提高煤炭使用效率。随着煤炭清洁化利用技术不断发展进步，可以使我国资源消费结构产生很大程度正面影响，促使我国能源结构逐步进行改变，进而对煤炭需求量逐年减少，最终使燃烧煤炭所排放的污染物有效降低。

3.2 煤炭清洁化利用技术对煤炭供应影响

我国煤炭储量非常丰富，但是优质煤资源在煤炭总资源占比较小。可以从煤炭洗选方面对其进行清洁利用，在最近几年来，我国原煤洗选率在逐步上升，从加工初期阶段，增加煤炭质量和使用效率，并且也可以获得煤炭清洁利用相关附加产品。另外，对煤炭进行气化能够有效提高煤炭利用效率，同时减少污染物排放，降低运输费用。通过煤炭清洁利用技术可以增加煤炭附加值，方便煤炭运输。

3.3 煤炭清洁化利用技术的具体应用

通过使用煤炭清洁化利用技术，人们研发了高效环保洁净煤。洁净煤的研发主要是利用兖矿现有煤炭资源，采用复合化学添加剂实现固硫，结合新型环保炉具，达到脱硫脱硝降尘的目的，实现烟煤无烟化洁净燃烧。洁净煤属清洁能源，可大大降低大气污染。煤炭清洁化利用技术在环保型煤炭方面也具有较好的利用效果，如兰炭。兰炭的污染物含量仅为原煤的20%，尤其是硫元素，只有原煤的10%，是一种十分适合的民用清洁燃料，能够用来代替当前普遍使用的民用无烟煤。热效率相较于传统链条锅炉的1/5，而污染物排放只有其1/3左右。

4 结语

煤炭是我国一项重要的资源，是维护经济持续平稳运行发展，支撑其它产业、行业进步的重要资源之一，是我国资源结构中极其重要的一个组成部分，但同时对生态环境造成了严重影响。因此，加大力度提高煤炭利用效率，减少对污染物的排放，进一步提高煤炭清洁技术水平，及时对高污染、高耗能生产工艺、设备进行更新，引进先进生产技术设备，加强对煤炭清洁利用技术的推广，建立起高效、持续、清洁、环保的煤炭行业体系，确保我国经济社会可持续高速增长。