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1、洁净煤技术之一脱硫技术一.煤的现在1.煤的形成2.煤的使用3.煤对环境的影响陆地上的动植物由于地壳的变化被其它东西覆盖了，被埋在地下的动植物慢慢地腐烂着由于受到的温度和压力不同有的变成了煤有的变成了石油。煤炭生产高速增长社会库存仍然较低世界十大严重污染城市中国占：个7!因二氧化硫排放每年经济损失1126亿元(世界银行统计超过5000亿元)占全国排放比例：燃煤污染物SO285%CO285%NOx60%粉尘70%燃煤污染现状燃煤污染现状我国1990-2020年间二氧化疏与二氧化碳排放水平预测。颈计到2010年，二氧化疏水乎将增长60，二氧化碳水平将增长80。中国的酸雨情况洁净煤技术在国内外的发展洁
2、净煤技术(CleanCoalTechnology)针对燃煤对环境造成污染提出的技术对策，旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制新技术的总称。2.1美国的洁净煤计划出发点：煤作为一种能源应达到最大限度潜能的利用，以满足美国和国际市场的需要。基本内容：n煤的高效转化n污染控制n推进向发展中国家输出技术和装置一、CCT计划的目标目标：直接为活跃的美国和国际市场提供煤炭的先进应用技术；l实现高效清洁的煤利用；l为满足21世纪电力、燃料的热力转换和各种工业生产的需要做准备。主要内容：n确保可靠的电力供应；n实现最低水平的污染物排放；n实现煤的高效能量转换；n确保2010年商业应用的可靠性
3、。二、CCT计划的意义1、满足电力供应增长的需要燃煤发电容量占全国发电容量的56%年经济增长率2.5%到2010年，新增发电机组容量(150000-200000)MW。2、加强污染排放控制l有效控制SOX、NOX、温室效应气体、其它有害气体、固体和液体废料等l提高发电效率，降低CO2的排放3、应用前景(1)先进电力生产系统常压和增压流化床技术、气化联合循环、燃料电池、磁流体、烟气燃气轮机等(2)污染排放的有效控制装置先进的烟气脱硫技术、先进的SO2-NOX联合脱除系统、低NOX燃烧器、催化和非催化脱除NOX系统、燃气和煤的再燃技术和吸附射流系统等(3)煤的洁净转换煤的物理和化学净化、轻度净化、
4、气化和液化等(4)其它工业的应用冶金、水泥、造纸等美国CCT计划项目1.先进电力系统IGCCPFBCCFB等12项占26.9%2.高效污染控制装置SOX、NOX脱除20项占48.7%3.煤的洁净处理液化、气化等5项占12.2%4.工业应用高炉、水泥等5项占12.2%2.2欧共体的洁净煤研究与发展计划一、背景和目标总投资1108欧洲货币单位主要目标：改善煤电生产的经济性和增强欧洲洁净煤技术的出口潜力近期目标：提高现有电站效率，降低排放水平中期目标：支持IGCC和PFBC示范工程的商品化长期目标：建立设计简单、装备先进的新一代技术基地二、APAS（特别行动计划）洁净煤计划将生物质能源与城市、农业和
5、工业废物与煤一起作为新一代的电站新型燃料经费总数3.0107ECU基本目标l确定和评价利用生物质能、污水沉积物等与煤的混合燃料对燃烧和气化过程的影响；l提供一条连通利用再生能源和煤炭的纽带；l改善化石燃料利用的经济性；l减少对环境的影响和CO2的排放；l使废弃物得到充分利用。最终目标证明利用生物质以及生物质废物与煤混合燃料以降低CO2、其它有害气体和固态排放在商业上是可行的、经济的、对环境是有利的。三、洁净煤技术的研究与开发的JouleII计划（一卷）（1993-1995）1联合循环项目(1)脱除CO2的IGCC技术整体氧二氧化碳分离系统等(2)热烟气净化（除尘）高温陶瓷过滤器高温金属过滤器(
6、3)发展新型循环系统新型煤气化过程动力循环系统氢作介质的封闭式循环(4)燃烧-提高循环效率带压力床燃烧室补燃室(5)气相排放2、煤粉燃烧(1)常压煤粉燃烧O2CO2燃烧(2)催化燃烧优化煤粉在循环烟气中的燃烧（温度600度，含氧（11-13）%）四、洁净煤技术的研究与开发的JouleII计划（二卷）（1994-1996）1煤粉和混煤在电站中的常压燃烧l煤质特性对燃烧的影响；l结构尺寸变化对燃烧过程流体动力学及混合特性的影响；l数学模拟方法；l矿物质对锅炉运行（结渣、积灰和细微粒子辐射）的影响；l运行操作l总体模型2先进燃烧技术（增压系统）的新途径l固体燃料的特性；l燃烧行为；l灰成分的催化影响
7、；l压力对燃烧的影响l排烟的测量与烟气的有效利用。3整体热烟气净化l燃料氮的控制l脱硫及卤素元素的控制l痕量元素的控制二.清洁煤技术1.几个概念2.洁净煤技术的构成3.实际应用4.对未来的展望煤的干馏：指在缺氧条件下的加热作用煤的气化将煤（或焦炭）进行加热气化，并与水蒸汽和空气（或氧）等进行化学反应，生成以氢、一氧化碳或甲烷等为主的混合煤气。煤的液化液化煤，也叫做人造石油。煤和石油的差别是煤中的氢元素比石油低得多。因此，只要增加煤中的氢元素，煤就变成类似于石油的液体燃料了。煤的直接液化工艺流程简图煤间接液化工艺流程简图燃煤的先进发电技术循环流化床燃烧（CFBC）增压流化床燃烧联合循环（PFBC
8、CC）一体化煤气化联合循环（IGCC）常规煤粉电站第二代洗涤器低NOx燃烧及磁流体（MHD）发电技术循环流化床锅炉发电技术超临界循环流化床锅炉安装中的CFB锅炉旋风式分离器锅炉顶部内部联接管道风箱喷嘴煤的未来1、综合利用2、大力推进洁净煤的商用化3、深加工:世纪是煤的世纪4、多样化考虑5、将二氧化碳转化为汽油6、将二氧化碳转化为乙烯7、重视第五能源的开发利用节能NationalLab.ofCoalCombustionHUSTWuhan430074P.R.CHINAE-mail:pcbnlccNLCCNationalLab.ofCoalCombustionHUSTWuhan430074P.R.C
9、HINAE-mail:pcbnlccNLCCNationalLab.ofCoalCombustionHUSTWuhan430074P.R.CHINAE-mail:pcbnlccNLCCNationalLab.ofCoalCombustionHUSTWuhan430074P.R.CHINAE-mail:pcbnlccNLCCNationalLab.ofCoalCombustionHUSTWuhan430074P.R.CHINAE-mail:pcbnlccNLCCNationalLab.ofCoalCombustionHUSTWuhan430074P.R.CHINAE-mail:pcbnlccNL
10、CCNationalLab.ofCoalCombustionHUSTWuhan430074P.R.CHINAE-mail:pcbnlccNLCCNationalLab.ofCoalCombustionHUSTWuhan430074P.R.CHINAE-mail:pcbnlccNLCCNationalLab.ofCoalCombustionHUSTWuhan430074P.R.CHINAE-mail:pcbnlccNLCC图洁净煤技术的构成表中国国有重点煤矿煤炭灰分分布表中国国有重点煤矿煤炭硫分分布图中国煤炭资源分布图图煤炭储量分类煤炭储量分级原则煤层情况、煤质情况、地质构造情况、岩浆侵入情况的
11、了解程度A级储量对四方面已查清B级储量对四方面已基本查清C级储量对煤层、煤质、地质情况已基本查明D级储量对煤层和煤质有初步了解探明储量经过相当的勘探工作计算的储量保有储量探明储量-已采出煤量预测储量理论计算出的储量煤炭资源评价l资源丰富，勘探程度较低，经济可采储量较少l地理分布极不合理l各地区煤炭品种和质量变化较大，分布不合理l适合于露天开采的储量较少l人均占有量低表煤炭资源的人均占有量t中国煤炭生产和消耗特征：l煤矿生产未达到经济规模l商品煤质量差l煤炭的加工利用程度及利用率低3动力煤的灰分、硫分和发热量表各类动力煤中灰分的分布（加权平均灰分16.84%）表各类动力煤中全硫的分布（加权平均含
12、量1.15%）表各类动力煤商品煤发热量(MJkg)的分布三、煤炭的利用效率及其污染1人均占有量少、利用效率低下表中国发电状况一览表2煤炭利用与生态环境恶化大气中的主要污染物所排放的污染物粉尘SO2NOXCOCO2在总量排放中所占份额60%87%67%71%85%在由于燃料燃烧总排放中所占份额99%93%87%87%(1)煤炭开采运输过程中的生态破坏与噪声危害地表塌陷、设施破坏、良田荒芜、生态恶化(2)煤炭加工过程中的三废煤矸石，自燃排污、洗煤污水(3)煤炭燃烧过程中的大气污染四、中国的生态环境状况基本特点：1生态环境脆弱2城市大气污染严重全球大气污染最严重的城市1998年，依次为：太原、米兰、
13、北京、乌鲁木齐墨西哥城、兰州、重庆、济南、石家庄、德黑兰。3国力有限，环保投资严重短缺4乡镇企业继续发展，给中国环境造成很大的影响现有燃煤电站锅炉污染物控制装置n原有典型情况煤粉锅炉+静电除尘装置n近期:锅炉+静电除尘+脱硫装置+脱硝装置容量(MW)占总火电站比例装机数现有(2002)51052.112目标(2010)280005.6120市场需求(2010)44000180来源www.energy-锅炉+静电除尘+脱硫装置中国燃煤锅炉情况五、中国的洁净煤计划中国21世纪议程包括洁净煤计划1993年制定中国洁净煤技术计划研究，包括：选煤型煤水煤浆先进的燃烧器流化床燃烧煤气化联合循环发电烟道气净
14、化煤炭液化燃料电池燃煤烟气中二氧化硫的脱除背景v我国是世界上唯一以煤为主要能源的国家，煤在一次能源中占75%，而其中84%以上是通过燃烧方法利用的。燃烧煤产生的SO2废气，成为大气污染的最主要的根源。vSO2是酸雨的主要组分，酸雨对水生生态系统，农业生态系统，森林生态系统，建筑物和材料以及人体健康均有不同程度的危害，酸雨酸性越大造成的危害越严重。v2003年我国煤炭消费量为15.8亿吨，二氧化硫排放量达到2167万吨，比2000年增长了8.6%。而我国基本消除酸雨污染所允许的最大二氧化硫排放量为：1200-1400万吨。v因此，燃煤二氧化硫的污染控制成为我国大气污染控制的最主要任务。我国二氧化
15、硫污染控制的有关法规和标准的发展情况v1992年两省九市开始工业燃煤二氧化硫排污收费试点。v1995年全国人大常委会第一次修订大气污染防治法。v1996年修订的大气污染防治法第一次提出二氧化硫排放浓度限度。v1998年两控区二氧化硫排污收费，0.2元公斤。v2000年修订大气污染防治法。v2003年9月国家环保局和国家发改委联合印发关于加强燃煤电厂二氧化硫防治工作的通知。v2003年12月国家环保总局发布新修订的火电厂大气污染物排放标准。2003年12月国家环保总局发布新修订的火电厂大气污染物排放标准中国的动力煤资源全硫的加权平均含量为1.15%含硫量为小于0.5%的超低硫煤占39.35%含硫
16、量在0.51.0%的低硫煤占16.46%含硫量在1.01.5%的中低硫煤占16.68%含硫量在1.52.0%的中硫煤占9.49%含硫量为2.03.0%的中高硫煤占7.85%含硫量分别为3.05.0%的高硫煤和大于5.0%的特高硫煤占7.05%我国二氧化硫的排放量以每年（34）%的速度不断增长有55%的城市二氧化硫超过标准二氧化硫的排放会导致严重的环境问题：(1)酸雨会造成森林、水生物生态平衡破坏，土壤酸性贫瘠，腐蚀金属材料，破坏建筑、文物古迹，影响人体健康。我国的酸性降雨为硫酸型的。(2)二氧化硫对人体健康有极大的危害。SO2对人体的呼吸器官有很强的毒害作用，会造成鼻炎、支气管炎、哮喘、肺气肿、肺癌等。(3)SO2会给植物带来严重的危害。(12)10-6容积浓度的SO2在几个小时内即可引起叶片组织的局部损坏0.310-6容积浓度以上的浓度能使某些最敏感的植物发生慢性中毒一些城市燃用1吨煤所产生的二氧化硫和酸雨造成的经济损失达(5070)元。据不完全统计，我国在
