水电技术|中国清洁煤技术发展中的若干问题

水电之家讯：本文根据目前我国能源的结构和煤炭在能源体系中的地位，对我国的清洁煤技术发展战略中的若干问题进行了探讨。根据煤结构特性简述了洁净煤转化技术的发展方向并对若干技术的开发进行了分析。

一、煤炭在我国能源工业和环境保护中的地位

能源和环境是目前人类面临的重要问题，处理好这些问题，对于人类生存和社会的可持续发展有着重要的意义。

中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，图1给出了我国建国后一次能源消耗的结构变化。目前煤炭占我国能源需求总量的75%左右，大大超出了27%的世界平均水平。由图2所示的世界一些主要国家中煤炭在能源结构中的比例可看到，中国是世界上少数以煤为主要能源的国家之一。随着我国对核能、水、电和新能源的开发利用和发展，能源结构会有些改变。但预计到本世纪中，煤炭在能源中的比重仍将高于50%。



与其他能源相比，煤炭是一种低品位、高污染的能源，在其开采、运输、转化和利用的各环节中都会对生态环境造成很大的危害，是我国目前最大的污染源之一。我国在煤燃烧过程中所排放的主要大气污染物，如二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳和粉尘等，总量约占整个燃料燃烧的96%。随着我国经济的迅速发展，煤炭消耗量不断增加，污染物排放总量也随之增加，如，1998年全国的二氧化硫排放总量已达到2090万吨，取代美国(1600万吨))而成为世界二氧化硫排放最高的国家。

二、煤的结构

煤是由远古死亡植物残骸没入水中经过生物化学作用，然后被地层覆盖并经过地质化学作用形成的有机生物岩，是有机与无机化合物的混合体。由于生成的地质年代不同，造成了煤的组分也不同，但其基本元素成份为碳、氢、氧、氮、硫。此外，还包括一些成灰元素(如硅、铝、铁、钙、镁、碱金属)和一些微量重金属，如汞、硒等。煤中的有机成份是以官能团的形式出现的，包括羟基、羧基、羰基、甲氧基等。煤的化学结构模式可由图3的示意图来表示。



由图可知环烃和链烃为煤的主要组成部分。煤在热转换过程中，烃中的弱键断裂形成气体或液体逸出。如果能在煤的转化过程中提取部分液体环烃，则煤转化过程中产品的品位就会大大的提高。

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