煤炭工業節能減排技術研究

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煤炭工業節能減排技術研究:煤炭工業節能減排技術相關研究

1煤炭工業節能減排過程中存在的不足

1.1產業結構不得當,生產效率總體水平偏低、能耗偏高

即便最近幾年，煤炭產業在產業結構調整上做出了很多的努力,然而從整體來分析,當前全行業產業結構依舊存在很多不足,生產效率和世界主要產煤國家相比要低很多。在2007年全國共計1.5萬多個煤礦,工作人員大約550萬人,生產煤總量達到25.36億噸,平均每年人均原煤產量達到400多噸,然而美國每年人均原煤產量達到14285噸,超過中國30倍之多,澳大利亞年每年平均原煤產量達到7560噸,超過中國20倍。

1.2煤礦很多技術裝備都十分的滯后,系統不相符,能耗偏高

中國煤礦數量比較大‘面積比較廣闊,生產系統相當復雜、工藝體系比較滯后,能耗比較大、設備比較陳舊,系統不相符，調控技術十分落后等現象嚴重。根據統計,全國煤礦大概有40%的能源被消耗，設備大都屬于落后的設備,中國的重點煤礦主通風機、主排水泵的平均效率僅僅達到60%,系統運行效率更是低于55%,和國外的相比其水平水平要低15個百分點。即便是最近幾年對高耗能設備進行了些許改造,然而還有不少的低效高耗設備沒有經過改造,這與節能和安全標準是完全相違背的,是以一定要注重高耗能設備的更新與改造，把握好結構的優化,并且要加大這方面的投入,經過估算,目前依舊有20一40%的節電空間。

1.3原煤入洗加工效率偏低

當前,世界上主要產煤國的原煤入洗率控制在70%到80%之間,然而中國原煤入洗率長期控制在35%左右,在2007年中國原煤入洗率第一次實現了43.6%。許多原煤被直接燃燒,致使煤炭利用效率偏低,使得環境受到嚴重的污染。沒有經過加工的原煤在長時間運輸之中,會浪費許多運力,同時會致使煤炭消費地環境被污染。根據調查了解到,當前國內煤炭鐵路總調運量大概為15.4億噸,平均運距達到600公里,其中大概5億噸沒有經過洗選加工。假如嚴格依照經洗選可使得洗殲達到18%的計算,而參與調運的煤炭中大概有0.9億噸砰石被運走，這途中會使得54例乙噸公里被浪費到。

2中國煤炭工業實現節能減排的方案

2.1加強煤炭企業的能源計量、統計、定額管理工作的開展

對于煤炭企業的能源計量、統計、定額管理工作的開展我們可從以下三方面著手進行分析：第一方面，對能源計量方法進行完善。對能源計量器具的配備與管理實施完善,確立健全的能源計量測試方案;強化生產系統，將能耗設備的性能測試作為其首要工作,煤礦是能源傳輸轉換的主要場所，同時耗能設備、爐窯站房等都離不開先進的能源計量儀表,這樣可使得能源計量器具配備率、監測率、完好率得到有效的提升。對于啟用能源統計管理信息系統進行深入研究,進而使得能源消耗信息實現的程序化、網絡化、共享化,促進能源統計管理水平的提升。第二方面，對于煤炭行業節能減排統計制度要實施完善。首先是對原始記錄和統計臺賬的確立,將節能減排統計報表定期報告給有關部門。對于能源統計分析制度要嚴格執行，清楚的掌握企業用能情況、用能效率、節能效率,并了解全行業能源消費狀況、為能源統計提供精準的數據信息。第三方面，注重工序能耗定額管理工作的開展。首先應該把握好工序能耗定(限)額指標的管理。把好鍋爐、提升、壓風、通風、排水五大耗能系統的關,依照行業標準找到其中的不足,將工序能耗和能源消耗定額管理作為其工作重心。其次要注重能效水平對標活動的開展。要與國家和行業開展的對標管理工作相符,注重企業能源管理水平的提高,將企業能源利用效率有效的提升上去,進而使得產品的綜合能耗、單耗、重點工序能耗有效的降低。

2.2加大先進適用型節能減排工藝的推廣，保證其技術和設備更為先進

對于潛力比較大、適用范圍比較廣的、技術較為先進的節能減排工藝、技術和設備要加大其開發力度。促進熱電聯產、余熱余壓的利用效率，加強礦井生產系統的節能效果，使得工業鍋爐節煤、電機系統節電等更好的使用共性節能技術,對于電機變頻調速、煤礦瓦斯發電、砰石電廠低真空供熱、綠色開采節能技術、LED冷光源節能照明、高效工業煤粉鍋爐系統等節能技術要注重其使用;要降低煤礦區在礦井水、煤殲石、502、煤泥、瓦斯等方面的事故的發生機率，提高減排技術的使用效率。節能減排是我國經濟發展的主題，尤其是在富有黑金之稱的煤炭業，質量更是一個大問題。計量監督部門更好做好這個一領域中的質量分析和檢測工作。

3總結

綜上所述，在中國經濟的快速成長的動員下,煤炭在中國的耗損數目越來越大。中國煤炭工業節能減排技術可使得煤炭工業早日實現節能減排,促進中國煤炭工業節能減排效度的提升，同時更是實現可持續發展目標的主要途徑。

作者：潘鋒 楊波 單位：河南省洛陽市質量技術監督檢驗測試中心

煤炭工業節能減排技術研究:煤炭工業節能減排技術及管理

摘要：煤炭工業在國民經濟中占據非常重要的位置，同時也屬于我國基礎能源領域，為我國經濟長足穩定發展堅實保障，其戰略地位可以說是非常高的。參照發改委頒發《煤炭工業節能減排工作意見》及《煤炭工業“十一五”發展規劃》始終秉承技術與經濟為導向，安全為前提的原則，促進節能減排事業貫徹落實下去，將環境污染，資源損耗和能源浪費盡可能降至最低，而努力把生產效益提升上去，最終達到經濟和環保雙贏的目的，讓我國煤炭工業事業真正實現可持續發展，本文也正是在此背景下展開一系列相應研究，希望可以促進我國相關事業更進一步發展。

關鍵詞：煤炭工業；節能減排；管理

最近幾年，我們國家的經濟可以說得到了突飛猛進的發展，取得突出成就，但是資源環境和經濟發展矛盾也日臻明顯。經濟發展和環境發展一直都是讓人感到頭疼的矛盾體，國家想要實現國富民強，卻也不希望破壞環境，而二者很大程度上卻是此消彼漲的關系，所以如何實現環境與經濟共贏低碳能源方針，便是擺在人們眼前當前以及未來亟待解決的事情。不單在我國，金融危機與溫室效應再次告誡我們：經濟與環境問題是全人類需要共同面對的。作為全球人口最多發展中國家，煤炭能源蘊藏巨大潛能與效益是不容忽視的。

1節能減排的重要意義

溫室效應與能源安全兩個全球難題引出低碳相關概念，我國同時又為碳排放與能源消耗大國，可以說所承擔減排壓力是空前的。不難看出低碳經濟占據著全球經濟發展龍頭地位。所以，我們國家未來碳減排及能源走勢備受國內國外高度關注。低碳經濟主張開發清潔能源，將綠色GDP作為發展目標，希望利用先進技術來帶動社會經濟發展，而我國現在低碳經濟發展也受到很大阻力[1]。（1）目前我國城市化與工業化步伐加快，對于能源的需求量也與日俱增；（2）少氣，缺油以及富煤讓煤成為我國主要能源，在低碳能源選擇方面受到很大局限；（3）主體產業排名第二，工業生產水平相對落后，我國經濟高碳特征鮮明。煤炭它屬于高碳能源行列，所以想要發展煤炭低碳經濟，可以看出存在不小的難度，而且無論開采，分選還是加工應用等各環節都有多多少少的碳排放問題出現。從該層次出發，我國大力倡導綠色能源當下，節能減排不單具有明確內涵，而且是溫室減排強有力手段，煤炭能源高效潔凈應用及溫室效應控制為全人類共同發展目標，也是實現可持續發展不二法門。

2節能減排的技術路線

技術路線旨在對某產業后續發展規劃進行描繪，幫助該產業對未來相關產品與技術需求展開預測，進而對產業技術研發或產品開發等工作予以指引，對技術創新風險盡可能降低，達到知識資源共享，團結協作吸納更多合作者。早在1970年左右美國等諸多發達國家便已對技術路線這種管理方法廣泛應用，美國行業協會與能源部甚至聯合對能源危機相關問題制定規劃，將2020年展望報告公諸于世。當中針對不同行業節能目標和對人類生活構成影響各類指標畫出相應技術路線。從21世紀初至今，美國開啟大批節能項目全部依據相應技術路線而決定投入運行，我國近年來也開始采用技術路線這種管理辦法，對實現可持續發展攻克難點和關鍵技術予以明確，搭建技術、產品以及市場間橋梁，通過科學有效管理來對相關環節予以規范。我國煤炭事業節能減排很大程度上受潔凈煤相關技術所影響，因為該項技術我國仍然處于發展初級階段，所以難免還會有很多不足之處，同時也代表我國在相應領域還有很大進步空間[2]。想要真正達到節能減排的目標，那么制定相應技術路線來輔助管理則是當務之急，它的內容應該包括：技術研發，產品設計，生產技術，技術引進以及產品的市場推廣等路線圖。而煤炭事業節能減排整體效果某種程度也是由產品質量與技術水平決定的，而這兩者又和國外引進與自主創新密不可分。無論是企業亦或是科研院校等團結奮進，為我國節能技術開發和產品生產保駕護航[3]。向更深層次挖掘，煤炭行業關鍵技術圖與產品設計圖等制定也可視作向更深層次進行研究的階段，給各方提供一個暢所欲言的空間，當各方達成共識就致力于同一目標努力前行?，F如今我們不得不承認，部分發達國家在節能減排方面確實比我們做的要好，而我國有時節能減排還需要依賴這些國家的技術，由此我國付出的代價也是驚人的。因此我國務必要制定相關技術設備購置路線圖，盡可能避免不必要的浪費。此外產品推廣和效果評估等各環節，也需要制定路線圖來一一對應管理。

3結語

綜上所述，煤炭領域節能減排貫徹落實，不單對當世人有益，同時也是福澤子孫的豐功偉績。對于煤礦開采生產時節能減排相關工作提高重視力度，多角度引進新興技術，最終的目的旨在低開采率與排放量，高利潤回報，讓煤炭工業真正邁到綠色化與節能化持續穩健發展道路上。

作者：郭雪嶺 單位：皖北煤電集團安全環保部

煤炭工業節能減排技術研究:我國煤炭工業節能減排技術現狀及發展

摘要：闡述了當前我國煤炭工業節能減排技術發展面臨的形勢和挑戰，從七個方面對近年來煤炭工業節能減排技術研發、應用及推廣現狀進行了闡述和分析，有利于明確煤炭工業節能減排技術發展中存在的薄弱環節，找準技術發展的共性和重大關鍵技術攻關的方向．同時，對未來的發展戰略和方向進行了有益的思考，提出了制定我國煤炭工業節能減排技術發展藍圖的一些建議，進一步促進我國煤炭工業節能減排技術快速發展．

關鍵詞：煤炭工業；節能減排；潔凈煤技術

自18世紀人類第一次工業革命以來，煤炭的開發和利用對世界工業的進步、人類文明和經濟的發展起著巨大的推動作用，被認為是促成工業革命技術加速發展的四大要素之一．根據2014年《BP世界能源統計年鑒》［1］數據，2013年底，中國煤炭探明儲量為1145億t，占世界煤炭探明儲量的12．8％，儲采比僅為31年，遠低于世界平均水平．2013年我國煤炭產量37億t左右，煤炭消費量達36．1億t，預計2014年我國煤炭消費量將占全球需求量的50％以上．根據國家能源局統計［2］，2013年煤炭消費占一次能源消費的比重為65．7％，仍居主導地位．煤炭資源的可得性、廉價性和相對的豐富性，使其在未來相當長一段時期仍將是我國不可替代的戰略性能源。

1煤炭工業面臨的節能減排形勢

與石油、天然氣等其他能源相比，煤炭是一種低利用率、高污染、高排放的能源．我國煤炭資源的特點是難選煤多，高灰、高硫煤比重大，大部分原煤灰分在25％左右，原煤中約12．8％的煤含硫量高于2％．20世紀發生的大氣環境污染事件，如酸雨、氣候變暖、臭氧空洞、城市煤煙霧以及光化學煙霧污染等，都與燃煤有關．大氣中的主要污染物，如SO2、NOx、CO、顆粒物、有機污染物、煙塵、汞等重金屬，主要源自燃煤．這些排放物對人類健康和生態環境都造成了不可逆轉的損害．國家環境保護部《2013年中國環境狀況公報》［3］顯示，全國監測PM2．5的74個重點城市中，只有3個城市空氣質量達標，占比僅4．1％；年平均霾天數為36天，為1961年以來之最；酸雨面積約占國土面積的10．6％；SO2和NOx排放量分別達2043．9萬t和2227．3萬t，我國生態環境保護形勢十分嚴峻．世界衛生組織調查報告顯示，世界每8個死亡人口中就有1人死于糟糕的空氣質量．隨著我國經濟社會的快速發展，人們深刻認識到能源消費量不斷增長導致能源資源緊缺的同時，對生態環境的訴求更是越發強烈．2010年以來，國家將節能環保和新能源產業放在七大戰略性新興產業的高度進行培育．雖然近年來非化石能源消費比重有所增長，但至2013年僅占比9．8％．國務院《節能減排“十二五”規劃》［4］和國家發展與改革委員會《煤炭工業“十二五”發展規劃》［5］要求，2015年全國能源消費總量控制在40億t標準煤，單位GDP（國內生產總值）能耗下降16％，SO2和NOx排放量分別控制在2086．4萬t和2046．2萬t．因此，當前煤炭工業節能減排面臨著十分嚴峻的形勢和挑戰，煤炭工業節能減排是煤炭工業未來可持續發展的必由之路．

2煤炭工業節能減排技術發展現狀

我國是世界最大的煤炭生產與消費國，并且在相當長時期內以煤為主要能源的生產和消費結構不會發生改變，因此我國也成為受燃煤污染最為嚴重的國家．長期以來，煤炭集約開采程度低、粗放式的生產經營、資源浪費等問題仍然比較突出，煤炭平均回采率只有40％左右，僅為發達國家的一半；同時，與煤炭共生的資源損耗很大，每開采1t煤約損耗與煤炭資源共生、伴生的鋁礬土、硫鐵礦、高嶺土、耐火粘土、鐵礬土等達8t［6］；煤炭產業整體性差，開發粗放，淺加工，利用低，廢物利用少，未從開采、加工和利用的全生命周期，以系統工程的高度，從經濟社會環境多維度考慮煤炭資源的集成優化利用；環境污染嚴重，在開采、洗選、加工、儲運、利用等過程中產生大量廢水、廢氣、固體廢棄物等，對大氣、水、土壤、地質地貌等生態環境造成破壞．煤炭高效清潔利用技術是解決當前能源資源緊缺和環境污染困境的重要途徑，也是世界各國煤炭工業節能減排的主導技術之一．20世紀90年代以來，我國一直高度重視發展煤炭高效清潔利用技術，經過多方多年的努力，我國在煤炭節能減排技術研發、推廣和應用等方面取得了顯著的成效．

2．1煤炭加工技術

煤炭加工技術是指采用物理、物理化學、化學或微生物等方法將原煤脫灰、降硫，并加工成質量均勻、用途不同的分品種的潔凈煤，是實現煤炭高效、潔凈利用的源頭技術，主要包括煤炭洗選、型煤、水煤漿技術等．發達國家煤炭洗選始于20世紀30年代，到90年代已實現高灰高硫原煤100％入洗，平均洗選率達50％以上，近年來已達到100％．在工藝和方法上，美、澳等發達國家普遍采用塊煤重介和跳汰分選、細粒煤螺旋分選、煤泥浮選、精煤脫水、干燥工藝等，應用重介質旋流器、螺旋分選機、搖床等設備，自動化程度高，選煤廠處理能力大，效率達95％以上［7－8］．我國煤炭洗選晚于發達國家20多年．改革開放以來，我國煤炭洗選有了長足的發展，20世紀末全國原煤入洗率為22％，近年來煤炭洗選率達到60％左右．重介選煤、跳汰選煤等工藝有了較大提高，自主研發的跳汰機、重介質分選機旋流器、浮選機等已接近國際先進水平，無壓重介質旋流器、旋流靜態微泡浮選柱的研制使提升分選技術得到了發展，XJM－S型機械攪拌式浮選機達到國際先進水平．但整體選煤廠自動化程度不高，處理能力不大，平均洗選率為85％左右，與發達國家有較大差距．型煤是由粉煤或低品位煤加工制成的具有一定強度和形狀的煤制品．20世紀初，德國開始利用年輕褐煤采用高壓無粘結劑成型工藝生產褐煤磚后，陸續有熱壓成型工藝、褐煤成型兩段煉焦工藝、弱粘結煤或不粘結煤生產型焦工藝等，并迅速普及推廣，而且從未停止對型煤技術的研究．目前，生物質環保型煤技術已日趨成熟．我國從20世紀中葉開始型煤研究，工業燃料型煤研究還處在起步階段，尚未形成規模．目前工業和民用型煤開發已經形成了具有我國特點的粘結劑、低壓集中成型工藝和集中配爐前成型工藝，其中民用型煤技術已經達到國際水平，但尚需普及推廣．生物質型煤、環保固硫型煤、型煤粘結劑及煙煤型煤技術等方面也取得了進展，民用型煤、動力型煤、氣化型煤等已形成一定規模［9－10］．當前，我國正重點圍繞環保型煤、生物質型煤、低變質程度煙煤型煤技術等方面開展研究．水煤漿是20世紀70年代爆發石油危機時興起的代油新型煤基液體燃料．80年代美、澳、日、法等發達國家已開發超低灰煤、化學煤、精細水煤漿等技術．我國于20世紀80年代初開始研究水煤漿技術，經過近30年的科技攻關，已研發出高性能水煤漿添加劑，一磨機高濃度制漿工藝，低階煤環保型水煤漿、貧煤貧瘦煤石油焦制備低揮發分煤漿、褐煤制備氣化煤漿、精細油水煤漿，以及水煤漿液態化－懸浮燃燒、壓縮空氣霧化精細水煤漿燃燒、流化－懸浮燃燒、多重配風旋風燃燒、催化燃燒及水煤漿低溫低氧燃燒等技術，整體技術水平已達到國際先進水平［11］．針對我國低階煤儲量豐富的特點，經過多年的努力，研發出高效節能的低階煤制備高濃度水煤漿技術．該技術將多破少磨、分級研磨和優化級配的理念成功融入到制漿工藝中，將選擇性磨機和超細磨機結合，提高了煤漿堆積效率，擴大了制漿原料煤的范圍，成漿濃度進一步提高．該技術在國內成功推廣，已形成年產1000萬t的規模［12］．

2．2燃煤發電技術

在超超臨界發電技術方面，我國已經投運的600℃超超臨界燃煤機組達100臺，超過8000萬kW，數量和總容量居世界第一．截至目前，我國在超超臨界發電方面，已經具備制造100萬kW、25MPa、600℃等級發電機組的基礎和能力，但600℃超超臨界機組核心元件材料全部依賴進口，同時我國在耐高溫材料基礎方面的研究與發達國家有較大差距［13］．2010年起，我國成立了“國家700℃超超臨界燃煤發電技術創新聯盟”，設立了“國家700℃超超臨界燃煤發電關鍵技術與設備研發及應用示范”項目，旨在對700℃超超臨界燃煤發電技術進行研究，攻克技術難關，實現700℃超超臨界燃煤發電技術的自主化．這標志著中國加入了世界開發700℃超超臨界火電技術的行列．由華能集團等單位共同組織600MW700℃超超臨界燃煤示范電站的方案研究．該示范項目采用燃煤空冷機組，汽機側的蒸汽參數為35MPa／700℃／720℃．2013年已完成了鍋爐爐膛的初步選型和特性參數選取，同時完成了汽水流程設計、受熱面布置以及煙氣余熱設備的設計等工作，部分取得了階段性成果［13］．在大型循環流化床方面，自2007年國產首臺300MW循環流化床機組投入運行以來，我國大型循環流化床燃煤鍋爐技術取得了迅速發展．目前，我國突破了600MW超臨界循環流化床鍋爐啟動調試、機組合理運行、性能及其測試等關鍵技術，掌握了超臨界循環流化床升負荷過程濕－干態轉換及超臨界轉換點的特殊性．2013年我國自主研發的世界首臺最大容量600MW超臨界循環流化床鍋爐成功投入運行．該鍋爐可使用價格低廉的劣質煤，無需加裝額外煙氣處理裝置，性能優于國外相關技術，發電效率比亞臨界循環流化床鍋爐約高4％，標志著我國在循環流化床燃燒及工程技術領域達到了世界領先水平．另外，針對燃用劣質燃料、大型超臨界循環流化床（CFB）鍋爐系列、節能型CFB鍋爐技術也在進行研發［14－15］．目前，在潔凈煤發電領域中整體煤氣化聯合循環發電系統（IGCC）發電技術被普遍認為是最具競爭力和發展前景的燃煤發電技術之一．自20世紀80年代中期第一臺整體煤氣化聯合循環電站投運以來，經過近40年的發展，全世界已建、在建IGCC電站近30座，在役純發電IGCC電站為5座．目前投入運行的單機容量最大的IGCC機組為300MW，位于西班牙．現在IGCC發電技術正處于第二代技術的成熟階段．20世紀80年代初期，我國開始跟蹤IGCC技術的發展，90年代開始啟動IGCC示范項目的可行性研究，2007年將其列為潔凈煤發電示范工程，2009年正式開工建設，2012年265MW機組建成投產發電，形成了具有自主知識產權的兩段式干煤粉加壓純氧燃燒氣化爐技術等多項新技術、新工藝．該技術比國外的水煤漿氣化技術和干煤粉氣化技術有著更高的轉化效率，并將該項自主技術出口［15］．

2．3煤基清潔燃料技術

煤基清潔燃料技術指煤制清潔氣體燃料、煤制油和化工品技術．“十五”以來，國家專門立題支持了多項技術內容的開發，在煤制天然氣、漿態床費托合成、煤加氫液化、煤制烯烴等方面進行了工業示范及產業化，并且煤制烯烴、漿態床費托合成、煤加氫液化等工業技術達到國際領先或先進水平．我國從20世紀70年代末開始進行煤炭直接液化技術的研究和攻關，在日本NEDOL工藝、美國HTI工藝和德國IGOR工藝的基礎上，我國開發出煤直接液化工藝技術，并建成世界唯一的百萬噸級煤直接液化裝置，經過了工業化規模和長周期運行的驗證，代表了世界煤直接液化技術的領先水平．我國煤炭間接液化技術的研究始于20世紀50年代初，重啟于80年代，目前已具備建設萬噸級規模生產裝置的技術，在關鍵技術、催化劑的研究開發方面已擁有了自主知識產權，自主研發的煤炭液化技術已達到世界先進水平．國內首個采用煤間接液化制油項目（16萬t?a－1）實現年產油18萬t，噸油煤耗、水耗及催化劑產油能力、產品選擇性等指標優異，處于國際前列．目前國內已投入示范運行的煤制油項目有5個，總規模近200萬t．煤制油技術成熟度和經濟可行性已經得到驗證，正式進入了商業化開發階段．目前，我國共有煤制油在建、擬建商業化或示范項目10個，全部15個項目投入運行后，預計將實現煤制油總產能年產1800萬t．另外，我國已經開發出kW級燃料電池堆技術，煤炭氣化與燃料電池聯合的相關研究正在進行中．煤制烯烴即煤基甲醇制烯烴，是比較公認的第二個新型煤化工路徑．目前國際上使用的煤制烯烴技術主要包括美國及挪威開發的MTO技術和德國開發的MTP技術．我國在吸收借鑒國外技術的基礎上，研制出甲醇制取低碳烯烴DMTO、DMTO－Ⅱ工業化技術［16］．對MTP技術的研發也取得了進展，“流化床甲醇制丙烯FMTP”技術研發運行成功，產生了具有世界先進水平和自主知識產權的新型煤化工技術．目前，我國已投入運行7個煤（甲醇）制烯烴裝置，總產能達326萬t?a－1．我國對乙二醇的進口依賴一直在70％以上．無論是國內還是國外，都在采用煤制乙二醇技術．國外乙二醇生產的技術主要是利用合成氣－草酸酯－乙二醇的生產工藝．我國煤制乙二醇的研究始于20世紀80年代，2009年20萬t?a－1煤制乙二醇項目投產結束了只能采用石油技術路線生產乙二醇的歷史．目前草酸酯合成法是比較成熟的煤制乙二醇間接合成技術，很多科研機構也在不斷研制新型設備［17］．目前正在研發的高壓生產草酸二甲酯工藝同與之配套的第三代羰化、加氫催化劑將在合成氣制乙二醇大型工業化和工程放大中進行示范應用，有望突破煤制乙二醇大型規?；钠款i，還可用于草酸及草酸酯的大型化改造中．目前，我國已建成7套合成氣經草酸酯路線制乙二醇項目，產能共計110萬t?a－1．預計2014年煤制乙二醇產能將達208萬t?a－1．此外，還有30多個項目處于建設、前期工作和計劃中，預計2017年煤（合成氣）制乙二醇產能將達到672萬t?a－1．近年來，我國以煤氣化油電聯產和IGCC發電工程為依托，開展了大型煤氣化、合成氣低污染重型燃氣輪機、煤基液體燃料、系統優化集成、運行及控制等關鍵技術的研發與示范；建設了IGCC綠色煤電、新型水煤漿氣化、費托合成技術、清潔能源動力技術研究基地和煤基合成油IGCC聯產研發基地，取得了一系列創新性成果．這標志著我國在以煤氣化為基礎的多聯產及IGCC關鍵技術研發和工業示范方面取得了重大進展，具備了相關技術自主研發、系統集成和工程成套能力．

2．4燃煤污染物控制和治理技術

我國燃煤煙塵的治理始于20世紀70年代初，最初使用的是慣性、旋風等機械式除塵器．目前，主要采用濕式除塵器、靜電除塵器或布袋除塵器．近年來，有學者針對燃燒后不能被捕獲的超細微顆粒物提出電袋耦合技術、團聚技術和水汽相變脫除技術．在對SO2的治理時燃燒前脫硫技術中的物理洗選技術得到大規模應用，燃燒中包括燃用固硫型煤、爐內噴鈣加尾部增濕活化脫硫和循環流化床技術等．燃燒后脫硫常見的有石灰、石灰石、氧化鎂法等脫硫工藝．國外已開發出上百種煙氣脫硫技術．目前，我國對20t?h－1及以上燃煤工業鍋爐煙氣的治理主要采用一級除塵十二級脫硫裝置，并配備脫硫除塵監測系統［18］．在氮氧化物治理方面，通過煙氣回流降低燃燒區局部溫度以及采用分層供風兩段燃燒等措施降低氮氧化物排放，主要的脫硝方法為選擇性催化還原法（SCR）等，同時在鍋爐上安裝低氮燃燒器、脫氮裝置等．此外，還發展了幾種多污染物協同控制技術，如活性焦一體化技術、有機催化煙氣綜合清潔技術和氧化吸收協調控制技術等［19］．在脫汞方面，有以活性炭吸附為代表的吸附法、利用現有脫硫除塵裝置的脫汞法、電暈放電等離子體脫汞法、電催化氧化聯合處理脫汞法以及SCR技術等［20］．我國主要采用濕法脫硫裝置去除氧化態汞，利用除塵裝置除去大部分顆粒汞，但對不溶于水的氣態汞效果不顯著．

2．5工業鍋爐高效燃煤技術

目前我國正在使用的工業鍋爐總量約有57萬臺，容量達290萬蒸t?h－1，年用煤量6．0～6．5億t，占我國煤炭消費量20％以上，僅次于發電用煤［21］．國內早在20世紀70年代就曾開發過煤粉工業鍋爐應用技術，但因煤粉制備、鍋爐自動控制、布袋除塵等配套技術不成熟或價格昂貴，專用裝備的加工工藝落后，最終放棄了對該技術的研發和應用．90年代，煤粉工業鍋爐有了初步進展，如PW型旋流式小型煤粉鍋爐．2000年，開發出0．7～7．0MWCWNS型鍋殼式煤粉鍋爐（也稱金水鍋爐）［22］．近十余年來，我國在借鑒發達國家相關技術的基礎上，成功研發出高效、節能、清潔煤粉鍋爐技術，燃盡值達98％以上，鍋爐效率達90％以上，比傳統鍋爐節煤30％～50％，節電20％．利用高倍率灰鈣循環稀相煙氣凈化技術、低溫燃燒環境與均勻的溫度場分布、袋式除塵技術等，SO2排放質量濃度≤100mg?Nm－3，NOx排放質量濃度≤200mg?Nm－3，煙塵排放量≤10mg?Nm－3甚至更低，無分散地面排放造成的二次污染問題［12］．目前，單機容量最大蒸噸達64t?h－1，該技術已經在全國推廣應用，已建設完成近200臺套、1000t?h－1的規模．

2．6煤層氣利用技術

我國對煤層氣開發利用起步較晚，20世紀80年代后期開始進行煤層氣勘探開發試驗，將煤層氣作為一種能源進行研究．經過多年努力，我國在煤層氣開發利用的理論和技術方面已取得實質性突破與進展，取得了一定成就，初步實現了煤層氣的規?；_發和利用．研發了井下水平定向鉆孔鉆進及多分支水平井鉆完井等重大核心技術，組建了煤層氣開發利用國家工程研究中心、煤與瓦斯治理國家工程研究中心以及煤層氣產業技術創新戰略聯盟，不斷完善煤層氣開采和利用技術［23］．2011年我國實現煤層氣產量達115億m3，實際利用53億m3，預計2015年實現煤層氣產量300億m3．20世紀80年代，美國開始進行煤層氣的勘探和開發，目前已形成世界上最成熟、最完備的煤層氣開發技術體系．加拿大、澳大利亞等在借鑒美國經驗的基礎上，開發了一系列新技術，如水力壓裂改造技術、煤中多元氣體驅替技術、連續油管壓裂技術、水平井分段壓裂技術、U型井技術、多層擴孔技術、大排量氮氣泡沫壓裂技術、利用二氧化碳回收煤層氣技術等，水力壓裂改造技術在我國也得到了很好的應用［24－25］．

2．7廢物利用技術

在煤炭開采及下游加工過程中產生了大量的煤矸石．目前，我國煤矸石堆放量超過40億t．在所有的工業廢棄物中，煤矸石所占比例最大．因此，煤矸石的資源化利用具有重要價值．傳統意義的煤矸石低層次利用伴隨著煤礦的開采一直在進行，如翻矸再次選煤、利用煤矸石鋪路筑墻等．20世紀80年代以來，對煤矸石的資源化利用創新出了很多途徑，例如：煤矸石作為基建材料，用于采空區回填、塌陷區復墾、路基填料及路面基層集料；煤矸石直接作為燃料發電，目前國內煤矸石電廠裝機容量已達500萬kW，2015年將有一大批煤矸石發電項目建成投產，“十三五”期間全國可新增煤矸石發電裝機超過2500萬kW；回收煤矸石中富含的礦物，如硫精礦、高嶺石等；以煤矸石為原料生產無機鹽類化工產品，生產結晶氧化鋁、氫氧化鋁、硫酸鋁、水玻璃、白炭黑及分子篩等［26］；利用煤矸石生產建筑材料技術已經比較成熟，如水泥、混凝土砌塊和陶粒輕骨料等；在農業方面，用于有機肥、農藥載體和改良土壤，提高產量；用于加工日用陶瓷產品、釉面磚等．從目前整體來看，煤矸石主要利用途徑是發電、生產水泥和燒磚，但利用總量較少，規模不大．

3煤炭工業節能減排發展淺析

當前，我國正處于產業結構戰略調整和經濟發展轉型升級時期，這對煤炭工業的發展是機遇和挑戰并存．我國煤炭工業經過十余年的快速發展，取得了一系列重大成就，為國家和社會進步起著巨大推動作用．煤炭工業節能減排技術伴隨著煤炭工業的巨大發展，取得了一系列重大進步，某些方面獲得了突破甚至達到了國際領先水平．但是，從整體上看，與發達國家仍相距較遠．借鑒發達國家的技術和經驗是一條重要的途徑，走吸收引進再創新和自主創新相結合的道路是未來發展的方向．20世紀末，美國開始制定能源及相關問題的技術發展規劃，提出了煤炭等相關行業2020年展望和目標的報告．其中，就不同行業的節能目標以及影響人類生活的各種指標制定了比較明確的技術藍圖，對技術研發的機會和價值、關鍵技術、難點和對教育的需求都做了深入的分析［27］．21世紀以來，美國啟動的一系列節能項目，就是依據這些相關技術藍圖實施．這對于我國的節能減排發展，包括煤炭工業節能減排技術的發展，均具有重要的借鑒意義．我國制定煤炭工業節能減排技術藍圖的目的在于明確煤炭工業節能減排技術研發及應用和未來的發展方向，清晰實現發展目標需要的重大關鍵技術和需要攻關的高難度問題，建立起技術與產品、市場之間的聯系，使煤炭工業節能減排技術的發展能夠按既定的路線穩步推進．毋庸置疑，潔凈煤技術是當前乃至今后影響我國煤炭工業節能減排技術發展的主導技術之一，也契合我國產業結構轉型升級的發展戰略．雖然我國在這方面已經取得了一些實質性突破，并已有成熟的技術和示范應用，但仍無法推動全面深入推廣和應用，市場化程度不高．因此，研制煤炭工業節能減排技術發展藍圖不僅包括研發，還包括設計生產、加工制造、推廣應用、政府和市場協調推進等方面，是全方位立體的架構設想．從現有的情況來看，我國基本形成了以企業、院校和研究機構三位一體的研發格局，但未來還應加大協作力度，共同發起對重大關鍵共性技術的攻關，避免重復和人力資源的浪費；在引進吸收國外先進經驗和技術方面，不要盲目和急功近利，要選擇當今國際先進技術和引進后對我國該領域有重大推動作用的相關技術，避免陷入價格營銷和發達國家過時技術的傾銷；在技術、產品推廣應用方面，國家要盡快建立起推廣和應用節能技術與產品的機制，以利于現有的技術和產品發揮作用，形成良性循環，企業得以再次投入進行技術攻關和研發；在政府和市場方面，政府要為企業的技術和產品搭建籌融資平臺，對于具有普遍利益和只適合財政買單的技術和產品，政府要加大采購以惠及民生，同時構建靈活規范的市場機制，促進技術和產品的流動，推動其走上市場化良性機制的軌道．

作者：何波 單位：中國煤炭科工集團有限公司

煤炭工業節能減排技術研究:煤炭工業節能減排技術及管理研究

摘要：煤炭工業在國民經濟中占據非常重要的位置，同時也屬于我國基礎能源領域，為我國經濟長足穩定發展堅實保障，其戰略地位可以說是非常高的。參照發改委頒發《煤炭工業節能減排工作意見》及《煤炭工業“十一五”發展規劃》始終秉承技術與經濟為導向，安全為前提的原則，促進節能減排事業貫徹落實下去，將環境污染，資源損耗和能源浪費盡可能降至最低，而努力把生產效益提升上去，最終達到經濟和環保雙贏的目的，讓我國煤炭工業事業真正實現可持續發展，本文也正是在此背景下展開一系列相應研究，希望可以促進我國相關事業更進一步發展。

關鍵詞：煤炭工業；節能減排；管理

最近幾年，我們國家的經濟可以說得到了突飛猛進的發展，取得突出成就，但是資源環境和經濟發展矛盾也日臻明顯。經濟發展和環境發展一直都是讓人感到頭疼的矛盾體，國家想要實現國富民強，卻也不希望破壞環境，而二者很大程度上卻是此消彼漲的關系，所以如何實現環境與經濟共贏低碳能源方針，便是擺在人們眼前當前以及未來亟待解決的事情。不單在我國，金融危機與溫室效應再次告誡我們：經濟與環境問題是全人類需要共同面對的。作為全球人口最多發展中國家，煤炭能源蘊藏巨大潛能與效益是不容忽視的。

1節能減排的重要意義

溫室效應與能源安全兩個全球難題引出低碳相關概念，我國同時又為碳排放與能源消耗大國，可以說所承擔減排壓力是空前的。不難看出低碳經濟占據著全球經濟發展龍頭地位。所以，我們國家未來碳減排及能源走勢備受國內國外高度關注。低碳經濟主張開發清潔能源，將綠色GDP作為發展目標，希望利用先進技術來帶動社會經濟發展，而我國現在低碳經濟發展也受到很大阻力[1]。（1）目前我國城市化與工業化步伐加快，對于能源的需求量也與日俱增；（2）少氣，缺油以及富煤讓煤成為我國主要能源，在低碳能源選擇方面受到很大局限；（3）主體產業排名第二，工業生產水平相對落后，我國經濟高碳特征鮮明。煤炭它屬于高碳能源行列，所以想要發展煤炭低碳經濟，可以看出存在不小的難度，而且無論開采，分選還是加工應用等各環節都有多多少少的碳排放問題出現。從該層次出發，我國大力倡導綠色能源當下，節能減排不單具有明確內涵，而且是溫室減排強有力手段，煤炭能源高效潔凈應用及溫室效應控制為全人類共同發展目標，也是實現可持續發展不二法門。

2節能減排的技術路線

技術路線旨在對某產業后續發展規劃進行描繪，幫助該產業對未來相關產品與技術需求展開預測，進而對產業技術研發或產品開發等工作予以指引，對技術創新風險盡可能降低，達到知識資源共享，團結協作吸納更多合作者。早在1970年左右美國等諸多發達國家便已對技術路線這種管理方法廣泛應用，美國行業協會與能源部甚至聯合對能源危機相關問題制定規劃，將2020年展望報告公諸于世。當中針對不同行業節能目標和對人類生活構成影響各類指標畫出相應技術路線。從21世紀初至今，美國開啟大批節能項目全部依據相應技術路線而決定投入運行，我國近年來也開始采用技術路線這種管理辦法，對實現可持續發展攻克難點和關鍵技術予以明確，搭建技術、產品以及市場間橋梁，通過科學有效管理來對相關環節予以規范。我國煤炭事業節能減排很大程度上受潔凈煤相關技術所影響，因為該項技術我國仍然處于發展初級階段，所以難免還會有很多不足之處，同時也代表我國在相應領域還有很大進步空間[2]。想要真正達到節能減排的目標，那么制定相應技術路線來輔助管理則是當務之急，它的內容應該包括：技術研發，產品設計，生產技術，技術引進以及產品的市場推廣等路線圖。而煤炭事業節能減排整體效果某種程度也是由產品質量與技術水平決定的，而這兩者又和國外引進與自主創新密不可分。無論是企業亦或是科研院校等團結奮進，為我國節能技術開發和產品生產保駕護航[3]。向更深層次挖掘，煤炭行業關鍵技術圖與產品設計圖等制定也可視作向更深層次進行研究的階段，給各方提供一個暢所欲言的空間，當各方達成共識就致力于同一目標努力前行?，F如今我們不得不承認，部分發達國家在節能減排方面確實比我們做的要好，而我國有時節能減排還需要依賴這些國家的技術，由此我國付出的代價也是驚人的。因此我國務必要制定相關技術設備購置路線圖，盡可能避免不必要的浪費。此外產品推廣和效果評估等各環節，也需要制定路線圖來一一對應管理。

3結語

綜上所述，煤炭領域節能減排貫徹落實，不單對當世人有益，同時也是福澤子孫的豐功偉績。對于煤礦開采生產時節能減排相關工作提高重視力度，多角度引進新興技術，最終的目的旨在低開采率與排放量，高利潤回報，讓煤炭工業真正邁到綠色化與節能化持續穩健發展道路上。

作者:郭雪嶺 單位:皖北煤電集團安全環保部

煤炭工業節能減排技術研究:煤炭工業節能減排措施的探析

摘要：在新形勢背景下，我國煤炭工業有必要加強技術革新，通過節能減排實現煤炭資源的最大化利用，減少環境污染，是實現邁向可持續發展道路的重中之重。從我國煤炭工業節能減排的現狀出發，對煤炭工業節能減排技術進行分析整理，并對我國煤炭工業未來的發展前景作出展望。

關鍵詞：煤炭工業；節能減排；煤矸石；鍋爐燃燒技術

自改革開放以來，我國經濟水平不斷提高，城市化進程加快，但是在大搞經濟建設的同時，生態環境也遭受到了前所未有的破壞，能源的日益匱乏引起了國家政府的高度重視。節能減排倡議書中明確指出，2016年全國煤耗量必須控制在30億噸，二氧化硫、二氧化氮等有毒氣體排放量不能超過2000萬噸。在此背景下，我國煤炭工業節能減排勢在必行，關乎到國家與社會的健康、穩定、和諧。

1我國煤炭工業節能減排現狀綜述

煤炭工業是我國國民經濟的支柱，無論是產量，還是消耗，在世界上都是名列前茅的，而且在未來相當長的一段時間內，這種現狀也難以有所改變。這就導致我國煤污染現象十分嚴重，集約水平低，傳統的開采手段再加上煤炭利用率不高，與發達國家相比還有著不小的距離。另外，在開采煤炭的過程中對其他資源的損耗過高，資料顯示，開采2t煤就會消耗15t左右的硫礦、鐵礬、鋁礬等物質。從環境角度分析，污染范圍廣，治理難度大，污染水體、氣體以及廢物都是開采、運輸、應用時產生的垃圾，造成水質、土質、氣體質量日益下降，使環境受到嚴重破壞。為提高環境質量和能源利用率，一種新型的高效清潔技術受到了普遍的關注與重視。21世紀初，這種技術在我國大力推廣，使煤炭工業逐漸走向節能減排的可持續發展道路。

2煤炭工業節能減排技術分析

2.1煤炭加工

煤炭加工是一種提高煤炭資源利用率的先進技術，使煤炭更加清潔、干凈。其加工方式主要是通過物理、化學等手段對原煤進行脫硫、除塵，在保證煤炭質地均勻的同時，還能夠滿足差異化需求。目前，煤炭加工技術主要以型煤和水煤漿技術為主，型煤主要由粒度較小的煤灰和雜質煤組成，我國對型煤的研究已經有60多年，比如環保、生物、煙煤等型煤技術正在逐漸完善，并且這些技術也是我國未來在型煤研究方向上的主要課題；水煤漿技術發展到今天，突破了傳統的研磨少、研磨分散、優先分配等限制，通過精細設備的加工能夠使煤漿迅速堆放成型，在濃度、制漿范圍等方面有著歷史性突破，每年產量在9.0×106～1.2×107t不等，是煤炭加工中十分重要的技術之一。

2.2燃煙的控制和治理

這項技術最早是從20世紀60年代末由我國專業領域人士提出，由于科技水平限制，只是利用風力設備達到除塵目的。時至今日，除塵技術有了不小的進步，利用靜電、布袋或是增加濕度等機械化手段提升除塵效率。目前，脫硝脫硫除塵一體化是治理燃煤油煙的主要方式，在此基礎上增設勘測系統進行除塵監測。針對一氧化氮、二氧化氮等毒氣的治理，一種方法是利用氣體回排降溫，另一種方法是分層供風分散燃燒面積，其中，脫硝技術以SCR為主，使用催化劑、還原劑加速無毒氣體產生，并配以脫氮設備和低燃燒設備。

2.3鍋爐高效燃煤

鍋爐燃燒技術在我國有著一段曲折的發展歷程。20世紀70年代，相關人士提出利用煤粉加工鍋爐燃燒技術，但是煤粉、鍋爐以及相關除塵設備需要大量資金投入，再加上技術落后、工藝手段遲遲不能更新，導致鍋爐燃煤技術被擱置了很長一段時間。后來直到90年代，鍋爐燃燒技術的雛形才真正形成，比如功率較小的旋流煤粉燃燒設備。21世紀初，金水鍋爐的問世使這一技術得到了進一步發展。通過幾十年的努力、創新與研究，目前的鍋爐燃煤技術更加環保節能，并且鍋爐熱利用率高達90%以上，燃燒效率接近100%，與傳統技術相比，其煤炭節約率提高了40%左右，同時也節省了一部分電力。這種技術是將純度高的灰鈣粉投入到循環系統中，稀釋煤油煙氣實現清潔目的，再加上布袋除塵、低溫燃燒等措施，使有害氣體比如二氧化硫、一氧化氮等的排放量和濃度得以降低，解決了因集中排放而導致的多次污染。

2.4煤矸石利用

在煤炭開采和清洗時會產生煤矸石等固體廢棄物。相關資料顯示，我國煤矸石“堆積如山”，總量已接近42億噸，是廢棄固體中數量最多的，所以關于煤矸石的有效利用是煤炭行業一直以來研究的問題。傳統的煤矸石再利用一般以鋪設高筑或是二次選煤為主，利用率低。隨著科技的不斷創新，煤矸石的其他利用途徑也被開發出來，比如開采空洞再次填補、破壞土地復墾以及路面補料等。同時，煤矸石還可以為電力發電提供保障，各大煤矸石發電廠的投成標志著我國電力事業的新形勢。除此之外，煤矸石在工業、農業方面都有著不小的用途，包括水泥混凝土、肥料、改善土質等。從實際角度出發，煤矸石的利用規模較小，仍需大力推廣使用。

3我國煤炭工業未來發展淺析

3.1加強政府職能

政府是低碳生產的“引路人”，政府要在節能減排中起主導作用，落實煤炭行業內部改革措施，強化機制作用，加強資源整合，使產業走向正軌。同時，為煤炭行業制訂科學、合理的有利政策，加速低碳生產運營機制構建，實現綠色行業、環保行業。此外，加強技術開發，強化職員技能素質，行業內部要形成“低碳”氛圍，將政府引導企業低碳生產的橋梁作用體現出來，形成一個良性循環的低碳行業系統。

3.2改變傳統的煤炭開采觀念

改變傳統的煤炭開采觀念，秉持開采工作效率化、環?；?、安全化，提高煤炭回采工藝水平，在科學發展觀的基礎上，構建一條礦區、資源、環境三者協調發展的開采之路，確保煤炭開采工作符合可持續發展定義。同時，結合不同地區的不同特色，加大伴生資源保護力度，加強資源回收、開發、再利用，完善新型高效、環保、低碳的經濟發展體系。除此之外，盤活人才資源，發揮各地區資金、技術效應，提高煤炭清潔率，拓展產業道路，提高市場占有率，在確保環境綠化建設的同時，使企業收益最大化。

3.3重視煤炭分選

為提高煤炭提取率，改善整體質量，需要對煤炭分選加以重視。煤炭洗選環節通過物理、化學以及微生物等手段使煤炭質地平均、功能不一，通過對煤炭嚴格分選、深加工等工序，使原煤雜質諸如硫、灰等進行有效去除，是保證煤炭清潔干凈的關鍵所在。通過對有關數據分析可知，2億噸原煤經過合格分選后，使二氧化硫排放減少了250萬噸?？梢姡瑸榱颂岣呙禾刻崛÷?，確保燃煤的效率性、經濟性、整潔性，有必要認真進行煤炭分選工作。

4結束語

綜上所述，本文就我國煤炭工業現狀進行了分析，介紹了有助于節能減排的相關技術和措施。煤炭行業綠色體系的構建，標志著我國“低碳”時代的到來，為加強節能減排、緩解環境壓力、資源利用最大化提供了重要保障。

作者：何磊 單位：陜西省一九四煤田地質有限公司