洁净煤技术及其在广东电力工业中的应用
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能源、环境是人类生存与 发展 所面临的两大课题,我国能源以煤为主的局面还会长期存在,煤炭燃烧将化学能转化为热能的同时产生大量污染物,造成我国“煤烟型大气污染”的严重性与长期性。 目前 我国燃煤发电技术较落后,发电效率较低,污染物排放较严重。因此,以高效和低污染排放为特征的“洁净煤技术”的提出既反映 中国 国民 经济 发展的紧迫需要,也完全符合国家能源转换、环境保护的可持续发展战略。
1洁净煤技术提出的背景
当今人类面临着三大环境 问题 :酸雨、温室效应和臭氧层破坏,这都与经济的发展密切相关。
1.1燃烧排放与酸雨污染
形成酸雨的主要物质是SO2和NOx,这两类物质的90%都来自矿物质燃料燃烧。酸雨 影响 水生生物生长或使其死亡;大面积的森林死亡也归因于酸雨的危害;酸雨还加速建筑材料的腐蚀;酸雨使地面水呈酸性。为减少酸雨的危害,必须采取增大燃煤洗选率、增加低硫煤开采与使用、大规模采用烟气脱硫装置、大力采用循环流化床燃烧技术、征收SO2排放税等措施,控制造成酸雨的污染物SO2等的排放。
1.2全球气候变暖与能源 工业
大气底层聚集大量温室气体,地球辐射的长波被温室气体反射回来,有效地避免热量散失。当大气层中温室气体浓度上升时,温室效应增强,导致全球气候变暖,其中影响较大的是浓度增加最快的CO2和CH4。矿物燃料燃烧和地球植被破坏是CO2浓度增加的主要原因,能源工业同时也是CH4的一个重要的产生源。随着世界能源消耗不断增长,电力行业在能源直接消耗中所占份额越来越大,加快电力行业的 科技 转化, 研究 开发洁净煤技术,将成为解决温室效应的重点突破口。
1.3臭氧层破坏与燃烧排放
人类过多使用CFCS及矿物燃料燃烧的排放物有关。大气同温层O2可通过四种途径减少:紫外光照射下的分解反应;Cl与其反应;NO与其反应;OH及HO2与O3的反应。其中,70%的O3与NO反应而消减。近年来,燃烧过程中N2O的排放引起较大重视,它是一种温室效应气体,并且能破坏大气同温层的臭氧层,同温层中N2O浓度的增加将引起臭氧层中NO浓度增加,从而使臭氧层变薄加速。在电力行业引进先进的洁净燃烧技术,降低NOx排放,对保护臭氧层起到积极的作用。
2洁净煤技术进展
洁净煤技术是针对燃煤对环境造成污染提出的技术对策,是旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转换和污染控制新技术总称,它将成为21世纪煤炭利用中既能降低动力耗费,又能创造友好生态环境的高新技术,其构成如图1所示。
2.1煤炭燃烧前处理技术
动力用煤洗选加工是提高煤炭质量、增加煤炭品种、节约能源、节省运力、降低燃煤对大气污染和保护环境的重要措施。浮选脱硫属先进的物理洗选工艺;干法分选适用于分选氧化煤与水资源缺乏的地区;化学分选适用于物理分选排除大部分矿物质后的最后一道分选工序,需要高活性化学试剂,工艺过程大多在高温、高压下进行,成本较高;微生物脱硫具有反应条件温和、成本低、能耗省、无煤流失、能脱除煤中的有机硫与黄铁矿硫等优点,
但作用时间长,反应容器大,生产工艺复杂,处理费用高,不适合大规模能源工业。