煤炭清洁高效利用是什么意思
煤炭清洁高效利用指煤炭洗选、燃料发电、清洁转化、分散燃烧等环节清洁和高效利用,关注效率提升和传统污染物控制。
在科技部“高效灵活二次再热发电机组研制及工程示范”项目中,包含两台660兆瓦超超临界二次再热机组。传统超超临界一次再热机组的发电效率一般为46%左右,而应用了二次再热技术后,发电效率可提升到48%以上。
在此基础上,2021年两台超超临界二次再热机组全年烟尘排放、二氧化硫、氮氧化物浓度均值比国家大气污染物超低排放标准低了一半左右,实现大气污染物超低排放。
新时代煤炭清洁高效利用,还要遵循“三高三低”特征,即:高效率、高安全度、高水平人才
首先,煤炭生产、运输和消费各环节应充分利用先进技术,做到节约高效;其次,要保证生产安全,使煤炭行业成为高安全度的行业;还要造就一支符合行业发展需求、能够引领行业进步的高水平人才队伍。三低是指低损害、低排放、低伤害。
最大程度降低煤炭开采对生态环境的影响;实现污染物、温室气体近零排放;改善矿井工作环境,保障煤炭行业从业者的身心健康。
首先需要从统筹推进煤炭清洁低碳发展、多元化利用和综合储运。应尽最大努力保障国家能源安全。要坚定肩负保障国家能源安全重大使命,夯实煤炭和燃煤发电基础保障,进入夏峰关键时期,我省保障能源供应任务艰巨,要全力保障煤炭生产。紧紧围绕保供目标,加强统筹规划,全力挖潜增效。
其次需要推广煤炭清洁利用的障碍等方面入手。主要来自技术和资金问题。煤炭清洁利用技术取得了长足进步,但仍有许多问题没有突破。特别是一些煤炭加工核心技术尚未掌握,仍需引进,增加了研发和推广成本。一些技术虽然达到了世界先进水平,但没有国家政策的支持是无法大力推广的,对提高煤炭清洁利用水平的作用有限。
再者需要推进节能减排重点工作,推动能源利用效率大幅提升。主要污染物排放总量持续减少,实现节能减碳减排协同,质量持续提升生态环境,目标是为尽快实现从能源消费“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变创造条件,为实现碳达峰和碳中和目标奠定坚实基础。推动新型基础设施能效提升,加快数据中心和基站绿色改造,促进电子信息制造绿色利用。
要知道的是煤炭在我国能源体系中发挥着基础性和基础性作用,煤炭上下游产业是我国国民经济的重要组成部分。煤炭价格过高或过低都会对煤炭上下游产业平稳健康发展有影响和我国能源安全稳定供应产生不利影响。因此,建立煤炭上下游合作共赢的长效机制,将煤炭价格稳定在合理区间内,对于认真贯彻落实中央经济工作会议精神,促进煤炭上下游产业高质量发展。
燃烧时注意通风,留有足够的空隙,让它充分燃烧。烧尽后的煤砟子在冬天可以趁热铺到一些容易使人摔倒的地翻上,防滑。
煤通过隔绝空气高温分馏可以得到焦炭、煤焦油、焦炉煤气等,焦炭和焦炉煤气可以做燃料,热值高,而且污染很小;煤焦油是一种含有多种重要化工原料的资源,可以提取香精,制炸药、尼龙等。这样煤就得到了综合利用,同时也减少了对环境的污染。
工艺性质
煤的工艺性质是工业评价合理用煤的依据,主要包括粘结性、结焦性、发热量、化学反应性、热稳定性、焦油产率和可选性等。粘结性是指煤在高温干馏中产生胶质体,使煤粒相互粘结成块的性能。粘结性是评价炼焦用煤的主要指标。
结焦性是指在炼焦炉中能炼出适合高炉用的有足够强度的冶金焦炭的性质。发热量是指单位质量的煤在完全燃烧时所产生的热量。煤的发热量是煤质的重要指标,是计算热平衡、耗煤量、热效率等的依据。
以上内容参考:百度百科-煤
中国是世界上最大的煤炭生产国和煤炭消费国。煤炭是中国的主要一次能源,是国民经济的重要支柱。但是,不可否认,煤炭在开发、利用、运输等过程中产生的污染,对环境造成的严重影响,已引起国人和周边国家的关注。为此,分析煤炭污染产生的原因,寻求有效的对策,减轻煤炭污染,加强环境保护势在必行。煤在燃烧过程中主要造成的是空气污染,它产生的许多有害气体,主要有二氧化硫、硫化氢、一氧化氮等,其中二氧化硫是最多的。
全国约有50万台工业锅炉,年耗煤约3.5亿吨,锅炉平均热效率仅60%左右,原因是锅炉容量小、效率低、污染大、煤耗高。国外单台工业锅炉容量一般为30~130吨/时,机械化、自动化程度高,除尘及水处理设备好,因而热效率高,大气污染大为减轻。我国应采取热电联供、集中供热或分片供热系统以取代分散的小锅炉,不仅有利于降低煤耗,也有利于改善环境卫生。
热电联产示意图热电联产是指同时生产电、热能的工艺过程,较之分别生产电、热能方式节约燃料。发电厂既生产电能,又产生热能,利用汽轮发电机作过功的蒸汽给用户供热的生产方式,叫做热电联产。以热电联产方式运行的火电厂称为热电厂。对外供热的蒸汽源是抽汽式汽轮机的调整抽汽或背式汽轮机的排汽,压力通常分为0.78~1.28兆帕(MPa)和0.12~0.25MPa两等。前者供工业生产,后者供民用采暖。热电联产的蒸汽没有冷源损失,所以能将热效率提高到85%,比大型凝汽式机组(热效率达40%)还要高得多。热电联产不仅大量节能,而且可以改善环境条件,提高居民生活水平。但热电联产把电厂的发电与用户的用热紧密联系,降低了灵活性,同时也增加了电厂的投资。因此,只有对城市规划和集中供热区作统筹安排,在热负荷充分保证的条件下,确定合理的建设方案,才能收到良好的综合效益。
热电联产要求将热电站同有关工厂和城镇住宅集中布局在一定地段内,以取得最大的能源利用经济效益。西方和东欧国家发展热电联产已达较高水平,热电厂装机容量占电力总装机容量的30%,用于工业生产和分区集中供暖各占1/2。造纸、钢铁和化学(包括石油化学)工业是热电联产的主要用户,它们不仅是消耗电热的大用户,而且其生产过程中所排出的废料和废气(如高炉气)可作为热电联产装置的燃料。城市工业区及人口居住密集区也是发展热电联产的主要对象,但要注意对当地热负荷进行分析,一般热化系数不得低于0.5(工业热负荷年利用小时数在3500小时以上,居民冬季采暖不小于3个月)。热电厂的供热距离通常不超过5~8千米。对热电联产的燃料质量(主要是含硫、磷量)有较高要求,同时厂址要选在城市盛行风的下风向,避免对城市环境的污染。
能源高度依赖进口导致日本在工业化过程中能源供应保障十分脆弱。2011年,福岛“核泄漏事故”后,日本各地掀起了燃煤电站建设的浪潮,导致煤炭消费和燃煤发电装机容量迅速增长。为减少燃煤造成的污染物和温室气体排放,日本高度重视发展洁净煤技术,一方面长期支持煤炭清洁高效利用技术的开发和推广,通过环境税等市场手段引导企业进行节能环保技术改造升级,另一方面通过制定严格的环保法规标准和集中统一的监管抑制过度的能源消费和环境污染。
反观我国,目前仍处在工业化加速推进阶段,较长时期内煤炭仍然是我国重要的一次能源,发展煤炭清洁高效利用技术是基于能源安全、经济发展和环境保护的均衡决策下的根本能源策略,总结日本在“环境立国”和能源“技术立国”战略背景下推进煤炭清洁高效利用的做法和经验,对我国具有借鉴意义。
一、煤炭清洁高效利用对日本的重要意义
(一)受能源禀赋约束和工业发展需求影响,煤炭成为日本“后福岛时代”的战略选择。
和美国、英国等发达国家80%以上煤炭需求流向电力部门不同,日本保留了一部分工业,2013年,日本的电力、钢铁行业消费分别占煤炭总消费量的43.1%和37.5%,燃煤发电约占总发电量的28%,钢铁工业对日本煤炭将保持稳定的需求量。2 0 1 4年日本政府发布第四次《能源发展战略》,确定了将煤炭作为满足日本基荷电力需求的最经济的能源。煤炭在日本的能源结构中将长期处于重要的战略地位,煤炭成为日本风险最低、经济性最强的长期可依赖的重要能源。
(二)煤炭清洁高效利用是日本实现低碳社会和可持续发展战略的必然选择。
福岛核事故后,日本重启大量火力发电站,以弥补电力供应不足。当时,约两成的火电设备服务年限超过40年,老旧设备重新启用导致故障频发,二氧化碳排放也在2013年达到历史最高。煤炭清洁高效利用成为日本实现低碳和可持续发展战略的必然选择。日本通过开发流化床燃烧技术、煤气化联合循环发电等技术,提高煤炭利用效率通过引导企业采用先进的煤炭洗选、低氮燃烧、废烟气处理等脱硫脱氮技术,减少污染物排放。火电厂发电煤耗从1990年的317克标准煤/千瓦时降低到2013年的292克标准煤/千瓦时,供电煤耗从332克标准煤/千瓦时降低到302克标准煤/千瓦时,分别比我国2014年的煤耗低8克标准煤/千瓦时和17克标准煤/千瓦时。根据IEA统计数据,日本煤电机组平均热效率为41.5%,居世界第一。此外,日本将进一步发展碳捕获封存利用技术,减少煤电的环境和气候影响。
另一方面, 日本通过制造业技术升级、设备大型化、生态型产品研发等途径,使钢铁、化工等行业的节能环保技术达到世界先进水平,生产效率和能源利用率大幅提升。其中钢可比能耗从1995年的656千克标准煤/吨降至2011年的614千克标准煤/吨,比我国2014年的钢可比能耗低约40千克标准煤/吨。