洁净煤技术概述.pptx

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1、参考书：1陈文敏等编，洁净煤技术基础，煤炭工业出版社；2俞珠峰编，洁净煤技术发展及应用，化学工业出版社；3姚强等编，21世纪能源丛书-洁净煤技术，化学工业出版社；4曹征彦编，中国洁净煤技术，中国物资出版社；5.洁净煤技术杂志，煤炭科学研究院。第1页/共45页l煤炭在能源结构中的地位是由资源条件决定的。l煤炭是我国的主要能源，煤炭资源占我国一次能源储量的90%，占一次性能源消耗的近6570%；l目前，在我国煤炭提供大约75%的发电能源、76%的工业燃料和动力、75%的民用燃料以及70%的化工原料。l在未来几十年内煤炭在中国能源生产和消费中的主导格局不会改变，预计到2010年煤炭占一次能源消耗的比

2、例将下降到62%，到2050年仍将保持在50%的水平。第一节第一节 煤炭在能源结构中的地位煤炭在能源结构中的地位第2页/共45页第一节第一节 煤炭在能源结构中的地位煤炭在能源结构中的地位图1 2007年我国的能源结构 第3页/共45页第一节第一节 煤炭在能源结构中的地位煤炭在能源结构中的地位图2 1978-2006年我国一次能源消费结构 第4页/共45页第一节第一节 煤炭在能源结构中的地位煤炭在能源结构中的地位图3 2007年世界一次能源消费结构 第5页/共45页第一节第一节 煤炭在能源结构中的地位煤炭在能源结构中的地位第6页/共45页第一节第一节 煤炭在能源结构中的地位煤炭在能源结构中的地位

3、图4 19952050年我国一次能源构成 第7页/共45页第一节第一节 煤炭在能源结构中的地位煤炭在能源结构中的地位图5 20102020年世界一次能源需求预测 第8页/共45页2009年能源经济的总体情况:l2009年全国原煤产量29.6亿吨，比上年增长12.7%。全年发电量36506亿千瓦时，增长7%；全社会用电量36430亿千瓦时，增长5.96%。原油产量1.89亿吨，大体持平，下降0.4%；原油净进口1.99亿吨，增长13.6%。天然气产量829.9亿立方米，增长7.7%；煤层气（瓦斯）抽采量达到71.8亿立方米，利用量23.5亿立方米，分别增长23.8%和36.6%。第二节第二节 中

4、国煤炭资源状况中国煤炭资源状况第9页/共45页2009年能源经济的总体情况:l煤炭主产省企业兼并重组、资源整合工作有序推进。至2009年底，山西省重组整合企业正式签订协议率达98%，主体接管到位率达94%。煤矿复工复产、改造建设、矿井关闭工作全面展开，“多、小、散、低”的产业格局发生根本转变。l一是产业水平明显提升。矿井数由2598处压减到1053处，办矿企业由2200多家减少到130家。30万吨年以下的小煤矿全部淘汰，平均单井规模由36万吨年提高到100万吨年以上，保留矿井将全部实现机械化开采。第二节第二节 中国煤炭资源状况中国煤炭资源状况第10页/共45页2009年能源经济的总体情况:l二

5、是产业集中度明显提高。形成4个年生产能力亿吨级的特大型煤炭集团，3个5000万吨级、11个1000万吨级以上的大型煤炭企业集团。l三是办矿机制明显优化。形成了以股份制为主要形式，国有、民营并存的办矿格局。其中，国有企业办矿占20%，民营企业占30%，股份制企业占50%。l四是安全保障能力明显增强。整合后的保留矿井将建成安全质量标准化矿井，实现安全生产状况持续稳定好转。第二节第二节 中国煤炭资源状况中国煤炭资源状况第11页/共45页2009年能源经济的总体情况:l五是可持续发展能力明显增强。全国煤炭资源回收率和循环利用率、原煤洗选加工率、主要污染源治理达标率、煤层气（瓦斯）抽采和利用量都将得到显

6、著提高。贵州省通过国有大矿托管、兼并、收购等形式整合小煤矿，河南省推进现有国有重点煤矿强强联合。2009年全国累计关闭小煤矿1000个，煤矿个数下降到1.5万个。第二节第二节 中国煤炭资源状况中国煤炭资源状况第12页/共45页2009年能源经济的总体情况:l电力结构继续优化：l一是火电比重下降，可再生能源比重上升。至2009年底，全国火电装机6.52亿千瓦，比上年增长8.2%，约占全国电力总装机的74.6%，较2008年底下降1.5个百分点；水电装机1.97亿千瓦，增长14%，约占22.5%，较2008年底上升0.74个百分点；风电装机突破2000万千瓦，光伏发电超过20万千瓦。第二节第二节

7、中国煤炭资源状况中国煤炭资源状况第13页/共45页2009年能源经济的总体情况:l电力结构继续优化：l二是火电建设继续向高参数、大容量、环保型机组发展。至2009年底，全国单机容量30万千瓦及以上火电机组比重达64.6%，比2005年底提高21个百分点。全国在运百万千瓦超超临界机组21台，在建12台。l三是核电建设步伐加快。目前，全国在建核电机组20台，为全世界在建机组最多的国家，在建规模2192万千瓦。第二节第二节 中国煤炭资源状况中国煤炭资源状况第14页/共45页2009年能源经济的总体情况:l电力结构继续优化：l四是积极推进风电规模化发展。内蒙古自治区风电突破500万千瓦，我国第一座千万

8、千瓦级风电示范基地甘肃酒泉风电基地和国内第一个兆瓦级太阳能光伏发电示范项目甘肃敦煌太阳能光伏电站开工建设。第二节第二节 中国煤炭资源状况中国煤炭资源状况第15页/共45页l全国煤炭资源总量为5.5万亿吨，但探明储量为1万亿吨左右，其中烟煤占75%，无烟煤占12%，褐煤占13%，资源主要分布在华北和西北地区。我国煤炭资源主要特点表现为：中国煤炭资源的地理分布极不平衡。北多南少，西多东少;煤炭资源的分布与消费区分布极不协调。如华东地区的煤炭资源储量的87集中在安徽、山东，而工业主要在以上海为中心的长江三角洲地区；中南地区煤炭资源 的72集中在河南，而工业主要在武汉和珠江三角洲地区；西南煤炭资源的6

9、7集中在贵州，而工业主要在四川；东北地区相对好一些，但也有52的煤炭资源集中在北部黑龙江，而工业集中在辽宁。第二节第二节 中国煤炭资源状况中国煤炭资源状况第16页/共45页各地区煤炭品种和质量变化较大，分布也不理想。四种主要炼焦煤种中，瘦煤、焦煤、肥煤有一半左右集中在山西，而拥有大型钢铁企业的华东、中南、东北地区，炼焦煤很少。在东北地区，钢铁工业在辽宁，炼焦煤大多在黑龙江；西南地区，钢铁工业在四川，而炼焦煤主要集中在贵州。煤质较好。在探明的保有储量中，灰分小于10%的特低灰煤占20%，含硫小于1%的低硫煤占65%。第二节第二节 中国煤炭资源状况中国煤炭资源状况第17页/共45页适于露天开采的储

10、量少 露天开采效率高，投资省，建设周期短，但中国适于露天开采的煤炭储量少，仅占总储量的7左右，其中70是褐煤，主要分布在内蒙。新疆和云南。第二节第二节 中国煤炭资源状况中国煤炭资源状况第18页/共45页第19页/共45页第20页/共45页第21页/共45页第22页/共45页一、煤炭利用的途径第三节第三节 煤炭燃烧排放引起的环境问煤炭燃烧排放引起的环境问题题煤的用途转化燃烧液化气化化学品发电IGCC多联产供热居民工业发电煤粉炉CFBCPFBC-CC循环流化床燃烧整体煤气化联合循环增压流化床第23页/共45页第三节第三节 煤炭燃烧排放引起的环境问煤炭燃烧排放引起的环境问题题第24页/共45页二、二

11、氧化硫污染和酸雨煤中通常含有1%左右的硫，每燃烧1吨煤，就会产生20kg左右的SO2，我国90%以上的SO2排放来源于煤的燃烧。SO2导致的第一个问题是我国城市空气污染的加大；SO2导致的第二个问题是我国酸雨污染的日益加重。第三节第三节 煤炭燃烧排放引起的环境问煤炭燃烧排放引起的环境问题题第25页/共45页第26页/共45页图6.我国近年SO2排放总量第27页/共45页第28页/共45页三、氮氧化物与光化学雾污染我国的NOx污染主要来自于矿物燃料的燃烧，目前尚不严重，但随着我国能源消耗的增加，NOx的排放及污染问题日益突出；NOx主要包括NO和NO2及其它氮氧化物，其中造成大气污染的主要是NO

12、和NO2，排入大气的NO被氧化成NO2；一般NO2的毒性为NO的45倍，NOx能同肺部润湿的表面接触，形成损伤肺组织的硝酸和亚硝酸，造成肺水肿和复杂的反应失调；第三节第三节 煤炭燃烧排放引起的环境问煤炭燃烧排放引起的环境问题题第29页/共45页三、氮氧化物与光化学雾污染NOx还能刺激鼻咽喉部，使这些组织发炎。NO还会与血红蛋白结合形成新的物质，使血液输氧能力下降；NOx经紫外线照射并与空气中的气态碳氢化合物接触，阳光下NOx和挥发性有机化合物（以及CO）之间的光化学反应产生像臭氧类的氧化剂，同时产生极细的微粒，造成一种浅蓝色有毒烟雾，称为光化学烟雾。光化学烟雾对人的眼、鼻、心、肺及造学组织等均

13、有强烈的刺激和损害作用。第三节第三节 煤炭燃烧排放引起的环境问煤炭燃烧排放引起的环境问题题第30页/共45页四、燃烧颗粒物和其它微量元素的污染锅炉飞灰中以粒径小于2.5m甚至亚微米超细颗粒为主，造成大气污染，也大气光化学烟雾和酸雨的主要起因；煤中存在几乎元素周期表中的所有元素，有些元素虽然含量很少，但毒性很大，比如：汞、钪、锑、砷、铅等，还有放射性的铯、镭、锶、钍和钴等，这些元素在燃烧过程中大多随烟尘排入大气，造成深度污染。第三节第三节 煤炭燃烧排放引起的环境问煤炭燃烧排放引起的环境问题题第31页/共45页一、传统的煤炭开发利用技术的弊端l掠夺性开采和不加限制的矿物能源消耗给人类赖以生存环境带

14、来影响；l靠牺牲资源和环境、通过高消耗、先污染后治理来追求经济数量的增长模式，已导致全世界面临各种环境威胁；l目前占主导地位的、相对落后的燃烧方式对大气造成了严重污染；第四节第四节 洁净煤技术的由来洁净煤技术的由来第32页/共45页二、洁净煤技术由来l洁净煤（Clean Coal）一词最早是在上世纪80年代初美国和加拿大关于解决两国边境 酸 雨 问 题 谈 判 的 特 使 Drew Lewis和William Davis提出的。l洁净煤技术（Clean Coal Technology，简称CCT）的含义是：旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。l美国于1986年

15、率先推出了“洁净煤技术示范计划，CCTP”，并已收到成效。第四节第四节 洁净煤技术的由来洁净煤技术的由来第33页/共45页三、洁净煤技术分类洁净煤技术按其生产和利用的过程可分为三类:第一类是在燃烧前的煤炭加工和利用技术。包括煤炭的洗选和加工转化技术，如煤的物理与化学净化、配煤、型煤和水煤浆技术，煤炭的转化包括煤炭的液化和气化技术。第二类是煤炭燃烧技术。主要是洁净煤发电技术，目前主要包括低NOx燃烧技术、循环流化床燃烧技术、增压流化床燃烧和燃料电池等。第三类是燃烧后的烟气净化技术。第四节第四节 洁净煤技术的由来洁净煤技术的由来第34页/共45页一、中国煤炭开采、加工和消费现状中国煤炭消费量大，入

16、选比例低，2009年我国原煤总产量为29.6亿吨，入选比例为35%左右；能源利用率低，单位能耗产生的污染大；中国煤炭开采以井工为主（占96%），矿点分散（全国约三分之二的县有煤矿）；中国煤炭消费呈多元化格局，（发电约占32%，冶金占8%，其它工业超过40%，民用工业占约20%）；中国是一个发展中国家，国力有限。第五节第五节 中国洁净煤技术的发展方中国洁净煤技术的发展方向向第35页/共45页第36页/共45页第37页/共45页二、中国洁净煤技术应坚持的特点 上述因素决定了中国发展洁净煤技术必须坚持突出自己的特点，主要包括下述三个方面：（1）发展是前提，应注重经济与环境的协调发展，重点放在社会效益

17、、环境效益和经济效益明显的实用而可靠的先进技术；（2）发展洁净煤技术应覆盖煤炭开发与利用的全过程；（3）针对多用户，重点是电厂、工业锅炉和民用三个领域，并应把矿区环境污染治理放在重要位置。第五节第五节 中国洁净煤技术的发展方中国洁净煤技术的发展方向向第38页/共45页二、中国洁净煤技术的内涵中国洁净煤技术是指在煤炭开发和利用中旨在减少污染和提高效率的加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。其核心是提高效率和减少污染，从而使煤炭成为洁净、高效、可靠的能源。中国洁净煤技术是以煤炭洗选为源头、以煤炭气化为先导、以煤炭高效、洁净燃烧与发电为核心、以煤炭转化和污染控制为重要内容的技术体系。第五节第五节

18、 中国洁净煤技术的发展方中国洁净煤技术的发展方向向第39页/共45页三、中国洁净煤技术的基本框架煤炭加工(选煤、型煤、水煤浆等）；煤炭燃烧（流化床锅炉、高效低污染粉煤燃烧、燃烧联合循环发电等）；煤炭转化（气化、液化、燃料电池等）；污染排放控制与废弃物处理（烟气净化、粉煤灰综合利用、矿区污染控制：包括煤矸石、煤层气、矿井水与煤泥水的治理等）。第五节第五节 中国洁净煤技术的发展方中国洁净煤技术的发展方向向第40页/共45页四、中国洁净煤技术概述煤炭加工是指在原煤投入使用之间，以物理方法为主对其进行加工，这是合理用煤的前提和减少燃烧污染的最经济的途径。主要包括煤炭洗选、型煤和水煤浆制备。煤炭高效、洁

19、净燃烧与发电技术是洁净煤技术的核心。l循环流化床锅炉（CFBC）包括：常压AFBC、增压PFBC洁净燃烧技术；l燃煤联合循环发电包括：煤气化联合循环发电（IGCC）和增压流化床联合循环发电（PFBC-CC等）是新一代高效、洁净燃煤发电技术。第五节第五节 中国洁净煤技术的发展方中国洁净煤技术的发展方向向第41页/共45页四、中国洁净煤技术概述煤炭转化是指以化学方法为主将煤炭转化为洁净的燃料或化工产品，包括煤炭气化、液化和燃料电池。煤炭转化以气化为先导，以碳-化工为重点，走燃料化工和煤炭深加工的技术路线。l煤炭气化包括完全气化、温和气化（低温热解）和地下气化是实现煤炭洁净利用的先导技术和主要途径；

20、l煤炭液化是将煤在适宜的反应条件下转化为洁净的液体燃料和化工原料。工艺上分为直接（加氢）液化和间接（先气化）液化和由直接液化派生的煤油（废塑料等）共炼工艺。l燃料电池是直接将原料化学能转化为电能的技术.第五节第五节 中国洁净煤技术的发展方中国洁净煤技术的发展方向向第42页/共45页四、中国洁净煤技术概述污染排放控制与废弃物处理是实现国家环保目标使煤炭成为高效、洁净、可靠能源的重要环节。l烟气净化是清除煤炭燃烧产生的烟气中的有害物质（灰尘、SO2、NOx）；SO2的排放控制是目前煤炭利用过程中要解决的主要问题之一。l废弃物处理主要包括对煤炭开采和利用过程中所产生的矸石、煤层甲烷、煤泥、矿井水及燃煤电站所产生的粉煤灰等进行处理。第五节第五节 中国洁净煤技术的发展方中国洁净煤技术的发展方向向第43页/共45页四、中国洁净煤技术概述煤炭是世界上最丰富的化石燃料资源，占常规化石燃料储量的90%以上。目前煤炭占世界一次能源消费近28%，煤电占世界总发电量的44%。因此，安全、可靠、清洁、廉价的能源是世界经济发展的基础，洁净煤技术将起到重要作用。煤炭一向被称为“肮脏”的能源，它是造成环境污染的一个重要因素，发展洁净技术将是使煤炭成为高效、洁净、安全、可靠的能源。第五节第五节 中国洁净煤技术的发展方中国洁净煤技术的发展方向向第44页/共45页感谢您的观看。第45页/共45页