煤炭工业节能减排技术研究

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煤炭工业节能减排技术研究:煤炭工业节能减排技术相关研究

1煤炭工业节能减排过程中存在的不足

1.1产业结构不得当,生产效率总体水平偏低、能耗偏高

即便最近几年，煤炭产业在产业结构调整上做出了很多的努力,然而从整体来分析,当前全行业产业结构依旧存在很多不足,生产效率和世界主要产煤国家相比要低很多。在2007年全国共计1.5万多个煤矿,工作人员大约550万人,生产煤总量达到25.36亿吨,平均每年人均原煤产量达到400多吨,然而美国每年人均原煤产量达到14285吨,超过中国30倍之多,澳大利亚年每年平均原煤产量达到7560吨,超过中国20倍。

1.2煤矿很多技术装备都十分的滞后,系统不相符,能耗偏高

中国煤矿数量比较大‘面积比较广阔,生产系统相当复杂、工艺体系比较滞后,能耗比较大、设备比较陈旧,系统不相符，调控技术十分落后等现象严重。根据统计,全国煤矿大概有40%的能源被消耗，设备大都属于落后的设备,中国的重点煤矿主通风机、主排水泵的平均效率仅仅达到60%,系统运行效率更是低于55%,和国外的相比其水平水平要低15个百分点。即便是最近几年对高耗能设备进行了些许改造,然而还有不少的低效高耗设备没有经过改造,这与节能和安全标准是完全相违背的,是以一定要注重高耗能设备的更新与改造，把握好结构的优化,并且要加大这方面的投入,经过估算,目前依旧有20一40%的节电空间。

1.3原煤入洗加工效率偏低

当前,世界上主要产煤国的原煤入洗率控制在70%到80%之间,然而中国原煤入洗率长期控制在35%左右,在2007年中国原煤入洗率第一次实现了43.6%。许多原煤被直接燃烧,致使煤炭利用效率偏低,使得环境受到严重的污染。没有经过加工的原煤在长时间运输之中,会浪费许多运力,同时会致使煤炭消费地环境被污染。根据调查了解到,当前国内煤炭铁路总调运量大概为15.4亿吨,平均运距达到600公里,其中大概5亿吨没有经过洗选加工。假如严格依照经洗选可使得洗歼达到18%的计算,而参与调运的煤炭中大概有0.9亿吨砰石被运走，这途中会使得54例乙吨公里被浪费到。

2中国煤炭工业实现节能减排的方案

2.1加强煤炭企业的能源计量、统计、定额管理工作的开展

对于煤炭企业的能源计量、统计、定额管理工作的开展我们可从以下三方面着手进行分析：第一方面，对能源计量方法进行完善。对能源计量器具的配备与管理实施完善,确立健全的能源计量测试方案;强化生产系统，将能耗设备的性能测试作为其首要工作,煤矿是能源传输转换的主要场所，同时耗能设备、炉窑站房等都离不开先进的能源计量仪表,这样可使得能源计量器具配备率、监测率、完好率得到有效的提升。对于启用能源统计管理信息系统进行深入研究,进而使得能源消耗信息实现的程序化、网络化、共享化,促进能源统计管理水平的提升。第二方面，对于煤炭行业节能减排统计制度要实施完善。首先是对原始记录和统计台账的确立,将节能减排统计报表定期报告给有关部门。对于能源统计分析制度要严格执行，清楚的掌握企业用能情况、用能效率、节能效率,并了解全行业能源消费状况、为能源统计提供精准的数据信息。第三方面，注重工序能耗定额管理工作的开展。首先应该把握好工序能耗定(限)额指标的管理。把好锅炉、提升、压风、通风、排水五大耗能系统的关,依照行业标准找到其中的不足,将工序能耗和能源消耗定额管理作为其工作重心。其次要注重能效水平对标活动的开展。要与国家和行业开展的对标管理工作相符,注重企业能源管理水平的提高,将企业能源利用效率有效的提升上去,进而使得产品的综合能耗、单耗、重点工序能耗有效的降低。

2.2加大先进适用型节能减排工艺的推广，保证其技术和设备更为先进

对于潜力比较大、适用范围比较广的、技术较为先进的节能减排工艺、技术和设备要加大其开发力度。促进热电联产、余热余压的利用效率，加强矿井生产系统的节能效果，使得工业锅炉节煤、电机系统节电等更好的使用共性节能技术,对于电机变频调速、煤矿瓦斯发电、砰石电厂低真空供热、绿色开采节能技术、LED冷光源节能照明、高效工业煤粉锅炉系统等节能技术要注重其使用;要降低煤矿区在矿井水、煤歼石、502、煤泥、瓦斯等方面的事故的发生机率，提高减排技术的使用效率。节能减排是我国经济发展的主题，尤其是在富有黑金之称的煤炭业，质量更是一个大问题。计量监督部门更好做好这个一领域中的质量分析和检测工作。

3总结

综上所述，在中国经济的快速成长的动员下,煤炭在中国的耗损数目越来越大。中国煤炭工业节能减排技术可使得煤炭工业早日实现节能减排,促进中国煤炭工业节能减排效度的提升，同时更是实现可持续发展目标的主要途径。

作者：潘锋 杨波 单位：河南省洛阳市质量技术监督检验测试中心

煤炭工业节能减排技术研究:煤炭工业节能减排技术及管理

摘要：煤炭工业在国民经济中占据非常重要的位置，同时也属于我国基础能源领域，为我国经济长足稳定发展坚实保障，其战略地位可以说是非常高的。参照发改委颁发《煤炭工业节能减排工作意见》及《煤炭工业“十一五”发展规划》始终秉承技术与经济为导向，安全为前提的原则，促进节能减排事业贯彻落实下去，将环境污染，资源损耗和能源浪费尽可能降至最低，而努力把生产效益提升上去，最终达到经济和环保双赢的目的，让我国煤炭工业事业真正实现可持续发展，本文也正是在此背景下展开一系列相应研究，希望可以促进我国相关事业更进一步发展。

关键词：煤炭工业；节能减排；管理

最近几年，我们国家的经济可以说得到了突飞猛进的发展，取得突出成就，但是资源环境和经济发展矛盾也日臻明显。经济发展和环境发展一直都是让人感到头疼的矛盾体，国家想要实现国富民强，却也不希望破坏环境，而二者很大程度上却是此消彼涨的关系，所以如何实现环境与经济共赢低碳能源方针，便是摆在人们眼前当前以及未来亟待解决的事情。不单在我国，金融危机与温室效应再次告诫我们：经济与环境问题是全人类需要共同面对的。作为全球人口最多发展中国家，煤炭能源蕴藏巨大潜能与效益是不容忽视的。

1节能减排的重要意义

温室效应与能源安全两个全球难题引出低碳相关概念，我国同时又为碳排放与能源消耗大国，可以说所承担减排压力是空前的。不难看出低碳经济占据着全球经济发展龙头地位。所以，我们国家未来碳减排及能源走势备受国内国外高度关注。低碳经济主张开发清洁能源，将绿色GDP作为发展目标，希望利用先进技术来带动社会经济发展，而我国现在低碳经济发展也受到很大阻力[1]。（1）目前我国城市化与工业化步伐加快，对于能源的需求量也与日俱增；（2）少气，缺油以及富煤让煤成为我国主要能源，在低碳能源选择方面受到很大局限；（3）主体产业排名第二，工业生产水平相对落后，我国经济高碳特征鲜明。煤炭它属于高碳能源行列，所以想要发展煤炭低碳经济，可以看出存在不小的难度，而且无论开采，分选还是加工应用等各环节都有多多少少的碳排放问题出现。从该层次出发，我国大力倡导绿色能源当下，节能减排不单具有明确内涵，而且是温室减排强有力手段，煤炭能源高效洁净应用及温室效应控制为全人类共同发展目标，也是实现可持续发展不二法门。

2节能减排的技术路线

技术路线旨在对某产业后续发展规划进行描绘，帮助该产业对未来相关产品与技术需求展开预测，进而对产业技术研发或产品开发等工作予以指引，对技术创新风险尽可能降低，达到知识资源共享，团结协作吸纳更多合作者。早在1970年左右美国等诸多发达国家便已对技术路线这种管理方法广泛应用，美国行业协会与能源部甚至联合对能源危机相关问题制定规划，将2020年展望报告公诸于世。当中针对不同行业节能目标和对人类生活构成影响各类指标画出相应技术路线。从21世纪初至今，美国开启大批节能项目全部依据相应技术路线而决定投入运行，我国近年来也开始采用技术路线这种管理办法，对实现可持续发展攻克难点和关键技术予以明确，搭建技术、产品以及市场间桥梁，通过科学有效管理来对相关环节予以规范。我国煤炭事业节能减排很大程度上受洁净煤相关技术所影响，因为该项技术我国仍然处于发展初级阶段，所以难免还会有很多不足之处，同时也代表我国在相应领域还有很大进步空间[2]。想要真正达到节能减排的目标，那么制定相应技术路线来辅助管理则是当务之急，它的内容应该包括：技术研发，产品设计，生产技术，技术引进以及产品的市场推广等路线图。而煤炭事业节能减排整体效果某种程度也是由产品质量与技术水平决定的，而这两者又和国外引进与自主创新密不可分。无论是企业亦或是科研院校等团结奋进，为我国节能技术开发和产品生产保驾护航[3]。向更深层次挖掘，煤炭行业关键技术图与产品设计图等制定也可视作向更深层次进行研究的阶段，给各方提供一个畅所欲言的空间，当各方达成共识就致力于同一目标努力前行。现如今我们不得不承认，部分发达国家在节能减排方面确实比我们做的要好，而我国有时节能减排还需要依赖这些国家的技术，由此我国付出的代价也是惊人的。因此我国务必要制定相关技术设备购置路线图，尽可能避免不必要的浪费。此外产品推广和效果评估等各环节，也需要制定路线图来一一对应管理。

3结语

综上所述，煤炭领域节能减排贯彻落实，不单对当世人有益，同时也是福泽子孙的丰功伟绩。对于煤矿开采生产时节能减排相关工作提高重视力度，多角度引进新兴技术，最终的目的旨在低开采率与排放量，高利润回报，让煤炭工业真正迈到绿色化与节能化持续稳健发展道路上。

作者：郭雪岭 单位：皖北煤电集团安全环保部

煤炭工业节能减排技术研究:我国煤炭工业节能减排技术现状及发展

摘要：阐述了当前我国煤炭工业节能减排技术发展面临的形势和挑战，从七个方面对近年来煤炭工业节能减排技术研发、应用及推广现状进行了阐述和分析，有利于明确煤炭工业节能减排技术发展中存在的薄弱环节，找准技术发展的共性和重大关键技术攻关的方向．同时，对未来的发展战略和方向进行了有益的思考，提出了制定我国煤炭工业节能减排技术发展蓝图的一些建议，进一步促进我国煤炭工业节能减排技术快速发展．

关键词：煤炭工业；节能减排；洁净煤技术

自18世纪人类第一次工业革命以来，煤炭的开发和利用对世界工业的进步、人类文明和经济的发展起着巨大的推动作用，被认为是促成工业革命技术加速发展的四大要素之一．根据2014年《BP世界能源统计年鉴》［1］数据，2013年底，中国煤炭探明储量为1145亿t，占世界煤炭探明储量的12．8％，储采比仅为31年，远低于世界平均水平．2013年我国煤炭产量37亿t左右，煤炭消费量达36．1亿t，预计2014年我国煤炭消费量将占全球需求量的50％以上．根据国家能源局统计［2］，2013年煤炭消费占一次能源消费的比重为65．7％，仍居主导地位．煤炭资源的可得性、廉价性和相对的丰富性，使其在未来相当长一段时期仍将是我国不可替代的战略性能源。

1煤炭工业面临的节能减排形势

与石油、天然气等其他能源相比，煤炭是一种低利用率、高污染、高排放的能源．我国煤炭资源的特点是难选煤多，高灰、高硫煤比重大，大部分原煤灰分在25％左右，原煤中约12．8％的煤含硫量高于2％．20世纪发生的大气环境污染事件，如酸雨、气候变暖、臭氧空洞、城市煤烟雾以及光化学烟雾污染等，都与燃煤有关．大气中的主要污染物，如SO2、NOx、CO、颗粒物、有机污染物、烟尘、汞等重金属，主要源自燃煤．这些排放物对人类健康和生态环境都造成了不可逆转的损害．国家环境保护部《2013年中国环境状况公报》［3］显示，全国监测PM2．5的74个重点城市中，只有3个城市空气质量达标，占比仅4．1％；年平均霾天数为36天，为1961年以来之最；酸雨面积约占国土面积的10．6％；SO2和NOx排放量分别达2043．9万t和2227．3万t，我国生态环境保护形势十分严峻．世界卫生组织调查报告显示，世界每8个死亡人口中就有1人死于糟糕的空气质量．随着我国经济社会的快速发展，人们深刻认识到能源消费量不断增长导致能源资源紧缺的同时，对生态环境的诉求更是越发强烈．2010年以来，国家将节能环保和新能源产业放在七大战略性新兴产业的高度进行培育．虽然近年来非化石能源消费比重有所增长，但至2013年仅占比9．8％．国务院《节能减排“十二五”规划》［4］和国家发展与改革委员会《煤炭工业“十二五”发展规划》［5］要求，2015年全国能源消费总量控制在40亿t标准煤，单位GDP（国内生产总值）能耗下降16％，SO2和NOx排放量分别控制在2086．4万t和2046．2万t．因此，当前煤炭工业节能减排面临着十分严峻的形势和挑战，煤炭工业节能减排是煤炭工业未来可持续发展的必由之路．

2煤炭工业节能减排技术发展现状

我国是世界最大的煤炭生产与消费国，并且在相当长时期内以煤为主要能源的生产和消费结构不会发生改变，因此我国也成为受燃煤污染最为严重的国家．长期以来，煤炭集约开采程度低、粗放式的生产经营、资源浪费等问题仍然比较突出，煤炭平均回采率只有40％左右，仅为发达国家的一半；同时，与煤炭共生的资源损耗很大，每开采1t煤约损耗与煤炭资源共生、伴生的铝矾土、硫铁矿、高岭土、耐火粘土、铁矾土等达8t［6］；煤炭产业整体性差，开发粗放，浅加工，利用低，废物利用少，未从开采、加工和利用的全生命周期，以系统工程的高度，从经济社会环境多维度考虑煤炭资源的集成优化利用；环境污染严重，在开采、洗选、加工、储运、利用等过程中产生大量废水、废气、固体废弃物等，对大气、水、土壤、地质地貌等生态环境造成破坏．煤炭高效清洁利用技术是解决当前能源资源紧缺和环境污染困境的重要途径，也是世界各国煤炭工业节能减排的主导技术之一．20世纪90年代以来，我国一直高度重视发展煤炭高效清洁利用技术，经过多方多年的努力，我国在煤炭节能减排技术研发、推广和应用等方面取得了显著的成效．

2．1煤炭加工技术

煤炭加工技术是指采用物理、物理化学、化学或微生物等方法将原煤脱灰、降硫，并加工成质量均匀、用途不同的分品种的洁净煤，是实现煤炭高效、洁净利用的源头技术，主要包括煤炭洗选、型煤、水煤浆技术等．发达国家煤炭洗选始于20世纪30年代，到90年代已实现高灰高硫原煤100％入洗，平均洗选率达50％以上，近年来已达到100％．在工艺和方法上，美、澳等发达国家普遍采用块煤重介和跳汰分选、细粒煤螺旋分选、煤泥浮选、精煤脱水、干燥工艺等，应用重介质旋流器、螺旋分选机、摇床等设备，自动化程度高，选煤厂处理能力大，效率达95％以上［7－8］．我国煤炭洗选晚于发达国家20多年．改革开放以来，我国煤炭洗选有了长足的发展，20世纪末全国原煤入洗率为22％，近年来煤炭洗选率达到60％左右．重介选煤、跳汰选煤等工艺有了较大提高，自主研发的跳汰机、重介质分选机旋流器、浮选机等已接近国际先进水平，无压重介质旋流器、旋流静态微泡浮选柱的研制使提升分选技术得到了发展，XJM－S型机械搅拌式浮选机达到国际先进水平．但整体选煤厂自动化程度不高，处理能力不大，平均洗选率为85％左右，与发达国家有较大差距．型煤是由粉煤或低品位煤加工制成的具有一定强度和形状的煤制品．20世纪初，德国开始利用年轻褐煤采用高压无粘结剂成型工艺生产褐煤砖后，陆续有热压成型工艺、褐煤成型两段炼焦工艺、弱粘结煤或不粘结煤生产型焦工艺等，并迅速普及推广，而且从未停止对型煤技术的研究．目前，生物质环保型煤技术已日趋成熟．我国从20世纪中叶开始型煤研究，工业燃料型煤研究还处在起步阶段，尚未形成规模．目前工业和民用型煤开发已经形成了具有我国特点的粘结剂、低压集中成型工艺和集中配炉前成型工艺，其中民用型煤技术已经达到国际水平，但尚需普及推广．生物质型煤、环保固硫型煤、型煤粘结剂及烟煤型煤技术等方面也取得了进展，民用型煤、动力型煤、气化型煤等已形成一定规模［9－10］．当前，我国正重点围绕环保型煤、生物质型煤、低变质程度烟煤型煤技术等方面开展研究．水煤浆是20世纪70年代爆发石油危机时兴起的代油新型煤基液体燃料．80年代美、澳、日、法等发达国家已开发超低灰煤、化学煤、精细水煤浆等技术．我国于20世纪80年代初开始研究水煤浆技术，经过近30年的科技攻关，已研发出高性能水煤浆添加剂，一磨机高浓度制浆工艺，低阶煤环保型水煤浆、贫煤贫瘦煤石油焦制备低挥发分煤浆、褐煤制备气化煤浆、精细油水煤浆，以及水煤浆液态化－悬浮燃烧、压缩空气雾化精细水煤浆燃烧、流化－悬浮燃烧、多重配风旋风燃烧、催化燃烧及水煤浆低温低氧燃烧等技术，整体技术水平已达到国际先进水平［11］．针对我国低阶煤储量丰富的特点，经过多年的努力，研发出高效节能的低阶煤制备高浓度水煤浆技术．该技术将多破少磨、分级研磨和优化级配的理念成功融入到制浆工艺中，将选择性磨机和超细磨机结合，提高了煤浆堆积效率，扩大了制浆原料煤的范围，成浆浓度进一步提高．该技术在国内成功推广，已形成年产1000万t的规模［12］．

2．2燃煤发电技术

在超超临界发电技术方面，我国已经投运的600℃超超临界燃煤机组达100台，超过8000万kW，数量和总容量居世界第一．截至目前，我国在超超临界发电方面，已经具备制造100万kW、25MPa、600℃等级发电机组的基础和能力，但600℃超超临界机组核心元件材料全部依赖进口，同时我国在耐高温材料基础方面的研究与发达国家有较大差距［13］．2010年起，我国成立了“国家700℃超超临界燃煤发电技术创新联盟”，设立了“国家700℃超超临界燃煤发电关键技术与设备研发及应用示范”项目，旨在对700℃超超临界燃煤发电技术进行研究，攻克技术难关，实现700℃超超临界燃煤发电技术的自主化．这标志着中国加入了世界开发700℃超超临界火电技术的行列．由华能集团等单位共同组织600MW700℃超超临界燃煤示范电站的方案研究．该示范项目采用燃煤空冷机组，汽机侧的蒸汽参数为35MPa／700℃／720℃．2013年已完成了锅炉炉膛的初步选型和特性参数选取，同时完成了汽水流程设计、受热面布置以及烟气余热设备的设计等工作，部分取得了阶段性成果［13］．在大型循环流化床方面，自2007年国产首台300MW循环流化床机组投入运行以来，我国大型循环流化床燃煤锅炉技术取得了迅速发展．目前，我国突破了600MW超临界循环流化床锅炉启动调试、机组合理运行、性能及其测试等关键技术，掌握了超临界循环流化床升负荷过程湿－干态转换及超临界转换点的特殊性．2013年我国自主研发的世界首台最大容量600MW超临界循环流化床锅炉成功投入运行．该锅炉可使用价格低廉的劣质煤，无需加装额外烟气处理装置，性能优于国外相关技术，发电效率比亚临界循环流化床锅炉约高4％，标志着我国在循环流化床燃烧及工程技术领域达到了世界领先水平．另外，针对燃用劣质燃料、大型超临界循环流化床（CFB）锅炉系列、节能型CFB锅炉技术也在进行研发［14－15］．目前，在洁净煤发电领域中整体煤气化联合循环发电系统（IGCC）发电技术被普遍认为是最具竞争力和发展前景的燃煤发电技术之一．自20世纪80年代中期第一台整体煤气化联合循环电站投运以来，经过近40年的发展，全世界已建、在建IGCC电站近30座，在役纯发电IGCC电站为5座．目前投入运行的单机容量最大的IGCC机组为300MW，位于西班牙．现在IGCC发电技术正处于第二代技术的成熟阶段．20世纪80年代初期，我国开始跟踪IGCC技术的发展，90年代开始启动IGCC示范项目的可行性研究，2007年将其列为洁净煤发电示范工程，2009年正式开工建设，2012年265MW机组建成投产发电，形成了具有自主知识产权的两段式干煤粉加压纯氧燃烧气化炉技术等多项新技术、新工艺．该技术比国外的水煤浆气化技术和干煤粉气化技术有着更高的转化效率，并将该项自主技术出口［15］．

2．3煤基清洁燃料技术

煤基清洁燃料技术指煤制清洁气体燃料、煤制油和化工品技术．“十五”以来，国家专门立题支持了多项技术内容的开发，在煤制天然气、浆态床费托合成、煤加氢液化、煤制烯烃等方面进行了工业示范及产业化，并且煤制烯烃、浆态床费托合成、煤加氢液化等工业技术达到国际领先或先进水平．我国从20世纪70年代末开始进行煤炭直接液化技术的研究和攻关，在日本NEDOL工艺、美国HTI工艺和德国IGOR工艺的基础上，我国开发出煤直接液化工艺技术，并建成世界唯一的百万吨级煤直接液化装置，经过了工业化规模和长周期运行的验证，代表了世界煤直接液化技术的领先水平．我国煤炭间接液化技术的研究始于20世纪50年代初，重启于80年代，目前已具备建设万吨级规模生产装置的技术，在关键技术、催化剂的研究开发方面已拥有了自主知识产权，自主研发的煤炭液化技术已达到世界先进水平．国内首个采用煤间接液化制油项目（16万t•a－1）实现年产油18万t，吨油煤耗、水耗及催化剂产油能力、产品选择性等指标优异，处于国际前列．目前国内已投入示范运行的煤制油项目有5个，总规模近200万t．煤制油技术成熟度和经济可行性已经得到验证，正式进入了商业化开发阶段．目前，我国共有煤制油在建、拟建商业化或示范项目10个，全部15个项目投入运行后，预计将实现煤制油总产能年产1800万t．另外，我国已经开发出kW级燃料电池堆技术，煤炭气化与燃料电池联合的相关研究正在进行中．煤制烯烃即煤基甲醇制烯烃，是比较公认的第二个新型煤化工路径．目前国际上使用的煤制烯烃技术主要包括美国及挪威开发的MTO技术和德国开发的MTP技术．我国在吸收借鉴国外技术的基础上，研制出甲醇制取低碳烯烃DMTO、DMTO－Ⅱ工业化技术［16］．对MTP技术的研发也取得了进展，“流化床甲醇制丙烯FMTP”技术研发运行成功，产生了具有世界先进水平和自主知识产权的新型煤化工技术．目前，我国已投入运行7个煤（甲醇）制烯烃装置，总产能达326万t•a－1．我国对乙二醇的进口依赖一直在70％以上．无论是国内还是国外，都在采用煤制乙二醇技术．国外乙二醇生产的技术主要是利用合成气－草酸酯－乙二醇的生产工艺．我国煤制乙二醇的研究始于20世纪80年代，2009年20万t•a－1煤制乙二醇项目投产结束了只能采用石油技术路线生产乙二醇的历史．目前草酸酯合成法是比较成熟的煤制乙二醇间接合成技术，很多科研机构也在不断研制新型设备［17］．目前正在研发的高压生产草酸二甲酯工艺同与之配套的第三代羰化、加氢催化剂将在合成气制乙二醇大型工业化和工程放大中进行示范应用，有望突破煤制乙二醇大型规模化的瓶颈，还可用于草酸及草酸酯的大型化改造中．目前，我国已建成7套合成气经草酸酯路线制乙二醇项目，产能共计110万t•a－1．预计2014年煤制乙二醇产能将达208万t•a－1．此外，还有30多个项目处于建设、前期工作和计划中，预计2017年煤（合成气）制乙二醇产能将达到672万t•a－1．近年来，我国以煤气化油电联产和IGCC发电工程为依托，开展了大型煤气化、合成气低污染重型燃气轮机、煤基液体燃料、系统优化集成、运行及控制等关键技术的研发与示范；建设了IGCC绿色煤电、新型水煤浆气化、费托合成技术、清洁能源动力技术研究基地和煤基合成油IGCC联产研发基地，取得了一系列创新性成果．这标志着我国在以煤气化为基础的多联产及IGCC关键技术研发和工业示范方面取得了重大进展，具备了相关技术自主研发、系统集成和工程成套能力．

2．4燃煤污染物控制和治理技术

我国燃煤烟尘的治理始于20世纪70年代初，最初使用的是惯性、旋风等机械式除尘器．目前，主要采用湿式除尘器、静电除尘器或布袋除尘器．近年来，有学者针对燃烧后不能被捕获的超细微颗粒物提出电袋耦合技术、团聚技术和水汽相变脱除技术．在对SO2的治理时燃烧前脱硫技术中的物理洗选技术得到大规模应用，燃烧中包括燃用固硫型煤、炉内喷钙加尾部增湿活化脱硫和循环流化床技术等．燃烧后脱硫常见的有石灰、石灰石、氧化镁法等脱硫工艺．国外已开发出上百种烟气脱硫技术．目前，我国对20t•h－1及以上燃煤工业锅炉烟气的治理主要采用一级除尘十二级脱硫装置，并配备脱硫除尘监测系统［18］．在氮氧化物治理方面，通过烟气回流降低燃烧区局部温度以及采用分层供风两段燃烧等措施降低氮氧化物排放，主要的脱硝方法为选择性催化还原法（SCR）等，同时在锅炉上安装低氮燃烧器、脱氮装置等．此外，还发展了几种多污染物协同控制技术，如活性焦一体化技术、有机催化烟气综合清洁技术和氧化吸收协调控制技术等［19］．在脱汞方面，有以活性炭吸附为代表的吸附法、利用现有脱硫除尘装置的脱汞法、电晕放电等离子体脱汞法、电催化氧化联合处理脱汞法以及SCR技术等［20］．我国主要采用湿法脱硫装置去除氧化态汞，利用除尘装置除去大部分颗粒汞，但对不溶于水的气态汞效果不显著．

2．5工业锅炉高效燃煤技术

目前我国正在使用的工业锅炉总量约有57万台，容量达290万蒸t•h－1，年用煤量6．0～6．5亿t，占我国煤炭消费量20％以上，仅次于发电用煤［21］．国内早在20世纪70年代就曾开发过煤粉工业锅炉应用技术，但因煤粉制备、锅炉自动控制、布袋除尘等配套技术不成熟或价格昂贵，专用装备的加工工艺落后，最终放弃了对该技术的研发和应用．90年代，煤粉工业锅炉有了初步进展，如PW型旋流式小型煤粉锅炉．2000年，开发出0．7～7．0MWCWNS型锅壳式煤粉锅炉（也称金水锅炉）［22］．近十余年来，我国在借鉴发达国家相关技术的基础上，成功研发出高效、节能、清洁煤粉锅炉技术，燃尽值达98％以上，锅炉效率达90％以上，比传统锅炉节煤30％～50％，节电20％．利用高倍率灰钙循环稀相烟气净化技术、低温燃烧环境与均匀的温度场分布、袋式除尘技术等，SO2排放质量浓度≤100mg•Nm－3，NOx排放质量浓度≤200mg•Nm－3，烟尘排放量≤10mg•Nm－3甚至更低，无分散地面排放造成的二次污染问题［12］．目前，单机容量最大蒸吨达64t•h－1，该技术已经在全国推广应用，已建设完成近200台套、1000t•h－1的规模．

2．6煤层气利用技术

我国对煤层气开发利用起步较晚，20世纪80年代后期开始进行煤层气勘探开发试验，将煤层气作为一种能源进行研究．经过多年努力，我国在煤层气开发利用的理论和技术方面已取得实质性突破与进展，取得了一定成就，初步实现了煤层气的规模化开发和利用．研发了井下水平定向钻孔钻进及多分支水平井钻完井等重大核心技术，组建了煤层气开发利用国家工程研究中心、煤与瓦斯治理国家工程研究中心以及煤层气产业技术创新战略联盟，不断完善煤层气开采和利用技术［23］．2011年我国实现煤层气产量达115亿m3，实际利用53亿m3，预计2015年实现煤层气产量300亿m3．20世纪80年代，美国开始进行煤层气的勘探和开发，目前已形成世界上最成熟、最完备的煤层气开发技术体系．加拿大、澳大利亚等在借鉴美国经验的基础上，开发了一系列新技术，如水力压裂改造技术、煤中多元气体驱替技术、连续油管压裂技术、水平井分段压裂技术、U型井技术、多层扩孔技术、大排量氮气泡沫压裂技术、利用二氧化碳回收煤层气技术等，水力压裂改造技术在我国也得到了很好的应用［24－25］．

2．7废物利用技术

在煤炭开采及下游加工过程中产生了大量的煤矸石．目前，我国煤矸石堆放量超过40亿t．在所有的工业废弃物中，煤矸石所占比例最大．因此，煤矸石的资源化利用具有重要价值．传统意义的煤矸石低层次利用伴随着煤矿的开采一直在进行，如翻矸再次选煤、利用煤矸石铺路筑墙等．20世纪80年代以来，对煤矸石的资源化利用创新出了很多途径，例如：煤矸石作为基建材料，用于采空区回填、塌陷区复垦、路基填料及路面基层集料；煤矸石直接作为燃料发电，目前国内煤矸石电厂装机容量已达500万kW，2015年将有一大批煤矸石发电项目建成投产，“十三五”期间全国可新增煤矸石发电装机超过2500万kW；回收煤矸石中富含的矿物，如硫精矿、高岭石等；以煤矸石为原料生产无机盐类化工产品，生产结晶氧化铝、氢氧化铝、硫酸铝、水玻璃、白炭黑及分子筛等［26］；利用煤矸石生产建筑材料技术已经比较成熟，如水泥、混凝土砌块和陶粒轻骨料等；在农业方面，用于有机肥、农药载体和改良土壤，提高产量；用于加工日用陶瓷产品、釉面砖等．从目前整体来看，煤矸石主要利用途径是发电、生产水泥和烧砖，但利用总量较少，规模不大．

3煤炭工业节能减排发展浅析

当前，我国正处于产业结构战略调整和经济发展转型升级时期，这对煤炭工业的发展是机遇和挑战并存．我国煤炭工业经过十余年的快速发展，取得了一系列重大成就，为国家和社会进步起着巨大推动作用．煤炭工业节能减排技术伴随着煤炭工业的巨大发展，取得了一系列重大进步，某些方面获得了突破甚至达到了国际领先水平．但是，从整体上看，与发达国家仍相距较远．借鉴发达国家的技术和经验是一条重要的途径，走吸收引进再创新和自主创新相结合的道路是未来发展的方向．20世纪末，美国开始制定能源及相关问题的技术发展规划，提出了煤炭等相关行业2020年展望和目标的报告．其中，就不同行业的节能目标以及影响人类生活的各种指标制定了比较明确的技术蓝图，对技术研发的机会和价值、关键技术、难点和对教育的需求都做了深入的分析［27］．21世纪以来，美国启动的一系列节能项目，就是依据这些相关技术蓝图实施．这对于我国的节能减排发展，包括煤炭工业节能减排技术的发展，均具有重要的借鉴意义．我国制定煤炭工业节能减排技术蓝图的目的在于明确煤炭工业节能减排技术研发及应用和未来的发展方向，清晰实现发展目标需要的重大关键技术和需要攻关的高难度问题，建立起技术与产品、市场之间的联系，使煤炭工业节能减排技术的发展能够按既定的路线稳步推进．毋庸置疑，洁净煤技术是当前乃至今后影响我国煤炭工业节能减排技术发展的主导技术之一，也契合我国产业结构转型升级的发展战略．虽然我国在这方面已经取得了一些实质性突破，并已有成熟的技术和示范应用，但仍无法推动全面深入推广和应用，市场化程度不高．因此，研制煤炭工业节能减排技术发展蓝图不仅包括研发，还包括设计生产、加工制造、推广应用、政府和市场协调推进等方面，是全方位立体的架构设想．从现有的情况来看，我国基本形成了以企业、院校和研究机构三位一体的研发格局，但未来还应加大协作力度，共同发起对重大关键共性技术的攻关，避免重复和人力资源的浪费；在引进吸收国外先进经验和技术方面，不要盲目和急功近利，要选择当今国际先进技术和引进后对我国该领域有重大推动作用的相关技术，避免陷入价格营销和发达国家过时技术的倾销；在技术、产品推广应用方面，国家要尽快建立起推广和应用节能技术与产品的机制，以利于现有的技术和产品发挥作用，形成良性循环，企业得以再次投入进行技术攻关和研发；在政府和市场方面，政府要为企业的技术和产品搭建筹融资平台，对于具有普遍利益和只适合财政买单的技术和产品，政府要加大采购以惠及民生，同时构建灵活规范的市场机制，促进技术和产品的流动，推动其走上市场化良性机制的轨道．

作者：何波 单位：中国煤炭科工集团有限公司

煤炭工业节能减排技术研究:煤炭工业节能减排技术及管理研究

摘要：煤炭工业在国民经济中占据非常重要的位置，同时也属于我国基础能源领域，为我国经济长足稳定发展坚实保障，其战略地位可以说是非常高的。参照发改委颁发《煤炭工业节能减排工作意见》及《煤炭工业“十一五”发展规划》始终秉承技术与经济为导向，安全为前提的原则，促进节能减排事业贯彻落实下去，将环境污染，资源损耗和能源浪费尽可能降至最低，而努力把生产效益提升上去，最终达到经济和环保双赢的目的，让我国煤炭工业事业真正实现可持续发展，本文也正是在此背景下展开一系列相应研究，希望可以促进我国相关事业更进一步发展。

关键词：煤炭工业；节能减排；管理

最近几年，我们国家的经济可以说得到了突飞猛进的发展，取得突出成就，但是资源环境和经济发展矛盾也日臻明显。经济发展和环境发展一直都是让人感到头疼的矛盾体，国家想要实现国富民强，却也不希望破坏环境，而二者很大程度上却是此消彼涨的关系，所以如何实现环境与经济共赢低碳能源方针，便是摆在人们眼前当前以及未来亟待解决的事情。不单在我国，金融危机与温室效应再次告诫我们：经济与环境问题是全人类需要共同面对的。作为全球人口最多发展中国家，煤炭能源蕴藏巨大潜能与效益是不容忽视的。

1节能减排的重要意义

温室效应与能源安全两个全球难题引出低碳相关概念，我国同时又为碳排放与能源消耗大国，可以说所承担减排压力是空前的。不难看出低碳经济占据着全球经济发展龙头地位。所以，我们国家未来碳减排及能源走势备受国内国外高度关注。低碳经济主张开发清洁能源，将绿色GDP作为发展目标，希望利用先进技术来带动社会经济发展，而我国现在低碳经济发展也受到很大阻力[1]。（1）目前我国城市化与工业化步伐加快，对于能源的需求量也与日俱增；（2）少气，缺油以及富煤让煤成为我国主要能源，在低碳能源选择方面受到很大局限；（3）主体产业排名第二，工业生产水平相对落后，我国经济高碳特征鲜明。煤炭它属于高碳能源行列，所以想要发展煤炭低碳经济，可以看出存在不小的难度，而且无论开采，分选还是加工应用等各环节都有多多少少的碳排放问题出现。从该层次出发，我国大力倡导绿色能源当下，节能减排不单具有明确内涵，而且是温室减排强有力手段，煤炭能源高效洁净应用及温室效应控制为全人类共同发展目标，也是实现可持续发展不二法门。

2节能减排的技术路线

技术路线旨在对某产业后续发展规划进行描绘，帮助该产业对未来相关产品与技术需求展开预测，进而对产业技术研发或产品开发等工作予以指引，对技术创新风险尽可能降低，达到知识资源共享，团结协作吸纳更多合作者。早在1970年左右美国等诸多发达国家便已对技术路线这种管理方法广泛应用，美国行业协会与能源部甚至联合对能源危机相关问题制定规划，将2020年展望报告公诸于世。当中针对不同行业节能目标和对人类生活构成影响各类指标画出相应技术路线。从21世纪初至今，美国开启大批节能项目全部依据相应技术路线而决定投入运行，我国近年来也开始采用技术路线这种管理办法，对实现可持续发展攻克难点和关键技术予以明确，搭建技术、产品以及市场间桥梁，通过科学有效管理来对相关环节予以规范。我国煤炭事业节能减排很大程度上受洁净煤相关技术所影响，因为该项技术我国仍然处于发展初级阶段，所以难免还会有很多不足之处，同时也代表我国在相应领域还有很大进步空间[2]。想要真正达到节能减排的目标，那么制定相应技术路线来辅助管理则是当务之急，它的内容应该包括：技术研发，产品设计，生产技术，技术引进以及产品的市场推广等路线图。而煤炭事业节能减排整体效果某种程度也是由产品质量与技术水平决定的，而这两者又和国外引进与自主创新密不可分。无论是企业亦或是科研院校等团结奋进，为我国节能技术开发和产品生产保驾护航[3]。向更深层次挖掘，煤炭行业关键技术图与产品设计图等制定也可视作向更深层次进行研究的阶段，给各方提供一个畅所欲言的空间，当各方达成共识就致力于同一目标努力前行。现如今我们不得不承认，部分发达国家在节能减排方面确实比我们做的要好，而我国有时节能减排还需要依赖这些国家的技术，由此我国付出的代价也是惊人的。因此我国务必要制定相关技术设备购置路线图，尽可能避免不必要的浪费。此外产品推广和效果评估等各环节，也需要制定路线图来一一对应管理。

3结语

综上所述，煤炭领域节能减排贯彻落实，不单对当世人有益，同时也是福泽子孙的丰功伟绩。对于煤矿开采生产时节能减排相关工作提高重视力度，多角度引进新兴技术，最终的目的旨在低开采率与排放量，高利润回报，让煤炭工业真正迈到绿色化与节能化持续稳健发展道路上。

作者:郭雪岭 单位:皖北煤电集团安全环保部

煤炭工业节能减排技术研究:煤炭工业节能减排措施的探析

摘要：在新形势背景下，我国煤炭工业有必要加强技术革新，通过节能减排实现煤炭资源的最大化利用，减少环境污染，是实现迈向可持续发展道路的重中之重。从我国煤炭工业节能减排的现状出发，对煤炭工业节能减排技术进行分析整理，并对我国煤炭工业未来的发展前景作出展望。

关键词：煤炭工业；节能减排；煤矸石；锅炉燃烧技术

自改革开放以来，我国经济水平不断提高，城市化进程加快，但是在大搞经济建设的同时，生态环境也遭受到了前所未有的破坏，能源的日益匮乏引起了国家政府的高度重视。节能减排倡议书中明确指出，2016年全国煤耗量必须控制在30亿吨，二氧化硫、二氧化氮等有毒气体排放量不能超过2000万吨。在此背景下，我国煤炭工业节能减排势在必行，关乎到国家与社会的健康、稳定、和谐。

1我国煤炭工业节能减排现状综述

煤炭工业是我国国民经济的支柱，无论是产量，还是消耗，在世界上都是名列前茅的，而且在未来相当长的一段时间内，这种现状也难以有所改变。这就导致我国煤污染现象十分严重，集约水平低，传统的开采手段再加上煤炭利用率不高，与发达国家相比还有着不小的距离。另外，在开采煤炭的过程中对其他资源的损耗过高，资料显示，开采2t煤就会消耗15t左右的硫矿、铁矾、铝矾等物质。从环境角度分析，污染范围广，治理难度大，污染水体、气体以及废物都是开采、运输、应用时产生的垃圾，造成水质、土质、气体质量日益下降，使环境受到严重破坏。为提高环境质量和能源利用率，一种新型的高效清洁技术受到了普遍的关注与重视。21世纪初，这种技术在我国大力推广，使煤炭工业逐渐走向节能减排的可持续发展道路。

2煤炭工业节能减排技术分析

2.1煤炭加工

煤炭加工是一种提高煤炭资源利用率的先进技术，使煤炭更加清洁、干净。其加工方式主要是通过物理、化学等手段对原煤进行脱硫、除尘，在保证煤炭质地均匀的同时，还能够满足差异化需求。目前，煤炭加工技术主要以型煤和水煤浆技术为主，型煤主要由粒度较小的煤灰和杂质煤组成，我国对型煤的研究已经有60多年，比如环保、生物、烟煤等型煤技术正在逐渐完善，并且这些技术也是我国未来在型煤研究方向上的主要课题；水煤浆技术发展到今天，突破了传统的研磨少、研磨分散、优先分配等限制，通过精细设备的加工能够使煤浆迅速堆放成型，在浓度、制浆范围等方面有着历史性突破，每年产量在9.0×106～1.2×107t不等，是煤炭加工中十分重要的技术之一。

2.2燃烟的控制和治理

这项技术最早是从20世纪60年代末由我国专业领域人士提出，由于科技水平限制，只是利用风力设备达到除尘目的。时至今日，除尘技术有了不小的进步，利用静电、布袋或是增加湿度等机械化手段提升除尘效率。目前，脱硝脱硫除尘一体化是治理燃煤油烟的主要方式，在此基础上增设勘测系统进行除尘监测。针对一氧化氮、二氧化氮等毒气的治理，一种方法是利用气体回排降温，另一种方法是分层供风分散燃烧面积，其中，脱硝技术以SCR为主，使用催化剂、还原剂加速无毒气体产生，并配以脱氮设备和低燃烧设备。

2.3锅炉高效燃煤

锅炉燃烧技术在我国有着一段曲折的发展历程。20世纪70年代，相关人士提出利用煤粉加工锅炉燃烧技术，但是煤粉、锅炉以及相关除尘设备需要大量资金投入，再加上技术落后、工艺手段迟迟不能更新，导致锅炉燃煤技术被搁置了很长一段时间。后来直到90年代，锅炉燃烧技术的雏形才真正形成，比如功率较小的旋流煤粉燃烧设备。21世纪初，金水锅炉的问世使这一技术得到了进一步发展。通过几十年的努力、创新与研究，目前的锅炉燃煤技术更加环保节能，并且锅炉热利用率高达90%以上，燃烧效率接近100%，与传统技术相比，其煤炭节约率提高了40%左右，同时也节省了一部分电力。这种技术是将纯度高的灰钙粉投入到循环系统中，稀释煤油烟气实现清洁目的，再加上布袋除尘、低温燃烧等措施，使有害气体比如二氧化硫、一氧化氮等的排放量和浓度得以降低，解决了因集中排放而导致的多次污染。

2.4煤矸石利用

在煤炭开采和清洗时会产生煤矸石等固体废弃物。相关资料显示，我国煤矸石“堆积如山”，总量已接近42亿吨，是废弃固体中数量最多的，所以关于煤矸石的有效利用是煤炭行业一直以来研究的问题。传统的煤矸石再利用一般以铺设高筑或是二次选煤为主，利用率低。随着科技的不断创新，煤矸石的其他利用途径也被开发出来，比如开采空洞再次填补、破坏土地复垦以及路面补料等。同时，煤矸石还可以为电力发电提供保障，各大煤矸石发电厂的投成标志着我国电力事业的新形势。除此之外，煤矸石在工业、农业方面都有着不小的用途，包括水泥混凝土、肥料、改善土质等。从实际角度出发，煤矸石的利用规模较小，仍需大力推广使用。

3我国煤炭工业未来发展浅析

3.1加强政府职能

政府是低碳生产的“引路人”，政府要在节能减排中起主导作用，落实煤炭行业内部改革措施，强化机制作用，加强资源整合，使产业走向正轨。同时，为煤炭行业制订科学、合理的有利政策，加速低碳生产运营机制构建，实现绿色行业、环保行业。此外，加强技术开发，强化职员技能素质，行业内部要形成“低碳”氛围，将政府引导企业低碳生产的桥梁作用体现出来，形成一个良性循环的低碳行业系统。

3.2改变传统的煤炭开采观念

改变传统的煤炭开采观念，秉持开采工作效率化、环保化、安全化，提高煤炭回采工艺水平，在科学发展观的基础上，构建一条矿区、资源、环境三者协调发展的开采之路，确保煤炭开采工作符合可持续发展定义。同时，结合不同地区的不同特色，加大伴生资源保护力度，加强资源回收、开发、再利用，完善新型高效、环保、低碳的经济发展体系。除此之外，盘活人才资源，发挥各地区资金、技术效应，提高煤炭清洁率，拓展产业道路，提高市场占有率，在确保环境绿化建设的同时，使企业收益最大化。

3.3重视煤炭分选

为提高煤炭提取率，改善整体质量，需要对煤炭分选加以重视。煤炭洗选环节通过物理、化学以及微生物等手段使煤炭质地平均、功能不一，通过对煤炭严格分选、深加工等工序，使原煤杂质诸如硫、灰等进行有效去除，是保证煤炭清洁干净的关键所在。通过对有关数据分析可知，2亿吨原煤经过合格分选后，使二氧化硫排放减少了250万吨。可见，为了提高煤炭提取率，确保燃煤的效率性、经济性、整洁性，有必要认真进行煤炭分选工作。

4结束语

综上所述，本文就我国煤炭工业现状进行了分析，介绍了有助于节能减排的相关技术和措施。煤炭行业绿色体系的构建，标志着我国“低碳”时代的到来，为加强节能减排、缓解环境压力、资源利用最大化提供了重要保障。

作者：何磊 单位：陕西省一九四煤田地质有限公司