煤炭燃烧前要如何处理和净化

选煤厂由以下主要工艺组成

一般来说，选煤厂由以下主要工艺组成：

（1）原煤准备：包括原煤的接受、储存、破碎和筛分。

（2）原煤的分选：目前国内的主要分选工艺包括跳汰-浮选联合流程；重介-浮选联合流程；跳汰-重介-浮选联合流程；块煤重介-末煤重介旋流器分选流程；此外还有单跳汰和单重介流程。

（3）产品脱水：包括块煤和末煤的脱水，浮选精煤脱水，煤泥脱水。

（4）产品干燥：利用热能对煤进行干燥，一般在比较严寒的地区采用。

（5）煤泥水的处理。

选煤原则流程

煤炭洗选的作用：

（1）提高煤炭质量，减少燃煤污染物排放

煤炭洗选可脱除煤中50%－80％的灰分、30%－40％的全硫（或60%~80%的无机硫），燃用洗选煤可有效减少烟尘、SO2和NOx的排放，入洗1亿t动力煤一般可减排60～70万tSO2，去除矸石16Mt。

（2）提高煤炭利用效率，节约能源

煤炭质量提高，将显著提高煤炭利用效率。一些研究表明：炼焦煤的灰分降低1%，炼铁的焦炭耗量降低2.66%，炼铁高炉的利用系数可提高3.99%；合成氨生产使用洗选的无烟煤可节煤20%；发电用煤灰分每增加1%，发热量下降200～360J/g,每度电的标准煤耗增加2～5g；工业锅炉和窑炉燃用洗选煤，热效率可提高3%~8%；

（3）优化产品结构，提高产品竞争能力

发展煤炭洗选有利于煤炭产品由单结构、低质量向多品种、高质量转变，实现产品的优质化。我国煤炭消费的用户多，对煤炭质量和品种的要求不断提高。有些城市，要求煤炭硫分小于0.5%，灰分小于10%，若不发展选煤便无法满足市场要求。

（4）减少运力浪费

由于我国的产煤区多远离用煤多的经济发达地区，煤炭的运量大，运距长，平均煤炭运距约为600公里，煤炭经过洗选，可去除大量杂质，每入洗100Mt原煤，可节省运力9600Mt.km。

洗选方式一般有跳汰工艺、重介工艺、风力选煤等。

当然，随着科技的进步及时代的发展，处于攻关或业已投入生产的某些特殊洗选工艺也将得到进一步的发展并替代传统工艺。

洁净煤技术是指从煤炭开发到利用的全过程中旨在减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化及污染控制等新技术。旨在减少污染和提高效益的煤炭加工、燃烧、转换和污染控制等新技术的总称。

洁净技术包括：选煤，型煤，水煤浆，超临界火力发电，先进的燃烧器，流化床燃烧，煤气化联合循环发电，烟道气净化，煤炭气化，煤炭液化，燃料电池。

直接烧煤洁净技术这是在直接烧煤的情况下，需要采用的技术措施：①燃烧前的净化加工技术，主要是洗选、型煤加工和水煤浆技术。原煤洗选采用筛分、物理选煤、化学选煤和细菌脱硫方法，可以除去或减少灰分、矸古、硫等杂质；型煤加工是把散煤加工成型煤，由于成型时加入石灰固硫剂，可减少二氧化硫排放，减少烟尘，还可节煤；水煤浆是先用优质低灰原煤制成，可以代替石油。②燃烧中的净化燃烧技术，主要是流化床燃烧技术和先进燃烧器技术。流化床又叫沸腾床，有泡床和循环床两种，由于燃烧温度低可减少氮氧化物排放量，煤中添加石灰可减少二氧化硫排放量，炉渣可以综合利用，能烧劣质煤，这些都是它的优点；先进燃烧器技术是指改进锅炉、窑炉结构与燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物的排放技术。③燃烧后的净化处理技术，主要是消烟除尘和脱硫脱氮技术。消烟除尘技术很多，静电除尘器效率最高，可达99%以上，电厂一般都采用。脱硫有干法和湿法两种，干法是用浆状石灰喷雾与烟气中二氧化硫反应，生成干燥颗粒硫酸钙，用集尘器收集；湿法是用石灰水淋洗烟尘，生成浆状亚硫酸排放。它们脱硫效率可达90%。

煤转化为洁净燃料技术主要有以下四种：①煤的气化技术，有常压气化和加压气化两种，它是在常压或加压条件下，保持一定温度，通过气化剂（空气、氧气和蒸汽）与煤炭反应生成煤气，煤气中主要成分是一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体。用空气和蒸汽做气化剂，煤气热值低；用氧气做气化剂，煤气热值高。煤在气化中可脱硫除氮，排去灰渣，因此，煤气就是洁净燃料了。②煤的液化技术，有间接液化和直接液化两种。间接液化是先将煤气化，然后再把煤气液化，如煤制甲醇，可替代汽油，我国已有应用。直接液化是把煤直接转化成液体燃料，比如直接加氢将煤转化成液体燃料，或煤炭与渣油混合成油煤浆反应生成液体燃料，我国已开展研究。③煤气化联合循环发电技术，先把煤制成煤气，再用燃气轮机发电，排出高温废气烧锅炉，再用蒸汽轮机发电，整个发电效率可达45%。我国正在开发研究中。④燃煤磁流体发电技术，当燃煤得到的高温等离子气体高速切割强磁场，就直接产生直流电，然后把直流电转换成交流电。发电效率可过50%～60%。我国正在开发研究这种技术。

洗煤是煤炭深加工的一个不可缺少的工序，从矿井中直接开采出来的煤炭叫原煤，原煤在开采过程中混入了许多杂质，而且煤炭的品质也不同，内在灰分小和内在灰分大的煤混杂在一起。洗煤就是将原煤中的杂质剔除，或将优质煤和劣质煤炭进行分门别类的一种工业工艺。

洗煤过程后所产生的产品一般分为有矸石、中煤、乙级精煤、甲级精煤，经过洗煤过程后的成品煤通常叫精煤，通过洗煤，可以降低煤炭运输成本，提高煤炭的利用率，精煤是一般可做燃料用的能源，烟煤的精煤一般主要用于炼焦，它要去硫，去杂质等工业过程，以达到炼焦用的标准。

意义

（1）提高煤炭质量，减少燃煤污染物排放

煤炭洗选可脱除煤中50%－80%的灰分、30%－40%的全硫（或60%~80%的无机硫），燃用洗选煤可有效减少烟尘、SO2和NOx的排放，入洗1亿t动力煤一般可减排60～70万tSO2，去除矸石16Mt。

（2）提高煤炭利用效率，节约能源

煤炭质量提高，将显著提高煤炭利用效率。一些研究表明：炼焦煤的灰分降低1%，炼铁的焦炭耗量降低2.66%，炼铁高炉的利用系数可提高3.99%；合成氨生产使用洗选的无烟煤可节煤20%；发电用煤灰分每增加1%，发热量下降200～360J/g，每度电的标准煤耗增加2～5g；工业锅炉和窑炉燃用洗选煤，热效率可提高3%~8%；

（3）优化产品结构，提高产品竞争能力

发展煤炭洗选有利于煤炭产品由单结构、低质量向多品种、高质量转变，实现产品的优质化。我国煤炭消费的用户多，对煤炭质量和品种的要求不断提高。有些城市，要求煤炭硫分小于0.5%，灰分小于10%，若不发展选煤便无法满足市场要求。

（4）减少运力浪费

由于我国的产煤区多远离用煤多的经济发达地区，煤炭的运量大，运距长，平均煤炭运距约为600公里，煤炭经过洗选，可去除大量杂质，每入洗100Mt原煤，可节省运力9600Mt-km。

清洁煤作为替代普通煤的新型燃烧材料，具有使用效率高，较为安全，且对环境更加环保等多种好处。由于我国对于环境保护的相关需求和改变，才促使了清洁煤的研发和诞生。

在实际应用中,清洁煤又叫洁净型燃烧煤，是用低灰、低硫、高热度值的优质无烟煤为主要材料，加入了固硫、黏合、助燃等有机添加剂加工成为的煤制品，具有燃烧环保、热能高效、使用简单等优点。 已经在许多地区都得到了推广和应用。

清洁型煤的诞生是为了顺应国家的环保需求和发展趋势。

这样就是现有的实际情况而言，许多地区在冬季的时候都会采用电力供暖或者天然气供暖的方式，现在一些经济欠发达以及交通不便的地区，仍然需要通过烧煤供暖的方式来度过冬天。为了减少煤炭对于环境的影响以及人民群众的身体损害，就诞生出了现在所存在的清洁煤。这种新型煤又称为洁净煤，原始材料用的是低硫、低灰、高热值的优质无烟煤，通过加入固硫、黏合、有助燃发等多种有机添加剂加工而成的环保煤制品。

清洁煤具有燃烧环保热能，高效实用简单的优点。

跟原有的燃烧煤相比，容易燃烧，发热量高，可以减少原有的煤炭用量，提高发热效率。而且无黑烟、无异味，对人体危害小，使用圆形和椭圆形洁净型煤比传统散装煤更方便和便于携带。降低燃烧后的硫含量，不会造成二次空气污染。为了进行清洁酶的推广和使用，政府部门还会给予一定的政策补贴和支持，因此在很多地区都得到了很好的推广和利用。

普通人在使用清洁煤时，也要做好防护措施。

虽然清洁煤在燃烧过程中没有明显烟气，但有不充分燃烧时也会一氧化碳的出现和产生，预防不当很容易造成个人中毒，一氧化碳是无色、无臭无味的可燃气体，人体一旦吸入过量会损伤中枢神经系统，产生头痛、头晕、呕吐、全身乏力、短暂昏厥等症状，严重的话会导致个体昏迷和死亡。个人建议清洁煤取暖时，必须安装循环排烟管道，并保证排烟管道通畅。房间要有良好的通风，防止空气不流通造成一氧化碳集聚。使用前要对相关的炉具和打火工具进行检查，防止出现无法引燃和不充分燃烧的问题。

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。

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。

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。