洁净煤技术全册配套完整课件PPT资料.ppt

1、缺席一次扣2分,无故缺席5次考试记零分；,科信,煤的结构与性质,2,型煤技术,3,煤炭分选技术及超纯煤,4,水煤浆技术,5,煤炭热解技术,6,绪论,1,目 录,煤炭清洁燃烧技术,7,燃煤烟气净化技术,8,煤气化技术,9,燃料电池与发电技术,10,煤的液化技术,11,煤的非燃料化利用技术,12,煤共伴生资源综合利用技术,13,目 录,煤层气及二氧化碳利用技术,14,绪论,一,二,洁净煤技术的概念及分类,洁净煤技术发展趋势,三,四,煤炭开发与利用中的环境问题,能源分类与构成,第一节 能源分类与构成,1,1.能源分类,2.能源构成,3.中国煤炭资源概况,1.能源分类,过去100多年世界能源结构变化,

2、2.能源构成,2.能源构成,世界能源构成概况,2.能源构成,中国能源构成,3.中国煤炭资源概况,区域分布,3.中国煤炭资源概况,煤种与煤质分布（1）煤种分布特点褐煤（13.07%）所有煤中最低级的煤，其特征是高水分，高氧含量（约1530），并含有一些腐植酸。主要用于发电和气化。低变质烟煤（32.60%）煤化程度稍高于褐煤，主要作为动力煤中变质烟煤（26.25%）主要用途为炼焦或炼焦配煤，但也有相当一部分因灰分或硫分高，可选性差，精煤回收率低，只能作一般动力煤使用高变质煤（16.92%）燃点高，燃烧火焰短，发热量高分类不明的煤占11.16%,3.中国煤炭资源概况,（2）煤质特点煤的硫分煤的灰分煤

3、的发热量,3.中国煤炭资源概况,中国煤炭需求预测 21世纪前期煤炭仍将占据中国一次能源的主导地位。因受国内油气资源量的制约，近10年内中国一次能源消费结构中，煤炭所占的比例降到55以下的可能性不大。,中国煤炭的84%用于燃烧，目前居主导地位的、相对落后的燃烧方式对大气造成了严重污染。,第二节 煤炭开发与利用中的环境问题,1,1.煤炭开发加工利用与环境污染,2.煤燃烧利用与大气污染,1.化学对人类的贡献?2.什么污染不是化学造成的?,1.煤炭开发加工利用与环境污染,1.煤炭开发加工利用与环境污染,煤炭生产过程中产生的固体废物煤炭生产过程中的废水煤炭开采产生的煤层气煤炭开采对土地的破坏和占用,PM

4、2.5指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5微米的颗粒物.PM10指空气动力学当量直径10微米的颗粒物称为可吸入颗粒物.能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质（例如，重金属、微生物等），且在大气中的停留时间长、输送距离远.,2.煤燃烧利用与大气污染,http:/,2.煤燃烧利用与大气污染,煤炭开发利用与环境保护存在矛盾是必然的，要趋利避害、变害为利，力争经济效益、社会效益、环保效益协调发展，立

5、足长远，大力发展洁净煤技术。,第三节 洁净煤技术的概念分类,1.洁净煤技术的概念2.洁净煤技术的分类及内容,1.洁净煤技术的概念,洁净煤技术（clean coal technology）是煤炭高效和洁净开发、加工、燃烧、转化及污染控制技术的总称。洁净煤（clean coal）一词是20世纪80年代初期为解决美国和加拿大两国边境酸雨问题由谈判特使Drewlewis（美国）和 William Davis（加拿大）提出的。,1.洁净煤技术的概念,洁净煤技术目标：减少环境污染和提高煤炭利用效率。主要包括：煤炭分选、加工（型煤水煤浆）、转化（煤炭气化、液化、热解）、先进发电技术（常压循环流化床、加压流化

6、床、整体煤气化联合循环）、烟气净化（除尘、脱硫、脱氮）、矿区环境治理与综合利用等技术领域。,1.洁净煤技术的概念,美国：1985年率先提出洁净煤技术，并于1986年制定了“洁净煤技术示范计划”。美国是最早开始发展洁净煤技术的国家，并制定了完整的开发计划。日本、德国、澳大利亚：成立了国家洁净煤技术研究机构，制定了相应计划，如欧盟的“兆卡计划”、日本的“新阳光计划”中国：成立了国家洁净煤技术研究机构，制定了相应计划，中国洁净煤技术“九五”计划和2010年发展纲要,1.洁净煤技术的概念,我国发展洁净煤技术的目标：（1）全过程减排污染物，重点是减排二氧化硫、总悬浮颗粒物（TSP）及NOx（2）提高煤炭

7、利用效率，节约煤炭，减排二氧化碳（3）强化煤炭转化，改善能源终端消费结构，实现煤炭低碳化利用，促进能源安全问题的解决,2.洁净煤技术的分类及内容,表1-1 洁净煤技术的分类,2.洁净煤技术的分类及内容,洁净煤技术的内容：（1）型煤技术：将粉煤或低品位煤加工制成具有一定强度和形状的型煤制品的煤炭加工技术（第三章）。（2）水煤浆技术：将煤磨成250300微米的微细煤粉，然后与水按一定比例配合等过程（第五章）。（3）动力配煤技术技术：将不同类别和性质的煤经过筛选、破碎和按比例配合等过程。（4）煤炭气化技术：是煤中有机质在气化炉内先发生热解，热解半焦再与水蒸气、二氧化碳、氢气等气化剂反应被转化成由氢气

8、、一氧化碳、二氧化碳甲烷及少量含氮、含硫有害气体所组成的气体混合物的煤炭加工技术（第九章）,2.洁净煤技术的分类及内容,洁净煤技术的内容：（5）煤炭液化技术：包括煤的间接液化技术和直接液化技术（第十一章）。（6）煤气化联合循环发电技术（IGCC,Integrated Gasification Combined Cycle）：是首先将煤气化生产的燃料用于驱动燃气轮发电，再用余气加热锅炉生产蒸汽以驱动汽轮机发电的新技术。（7）烟道气净化技术：是对煤炭燃烧后产生的二氧化硫、NOx和微颗粒物进行控制的技术。,第四节 洁净煤技术发展趋势,1.洁净煤技术发展的关键技术领域2.发展洁净煤技术的意义及作用,1

9、.洁净煤技术发展的关键技术领域,煤炭开采、加工和转化利用中存在的关键问题：（1）煤炭在开采过程中甲烷气体的大量排放（2）煤炭燃烧及洁净煤转化技术过程中产生大量的二氧化碳。,1.洁净煤技术发展的关键技术领域,矿井瓦斯爆炸是一种热-链式反应（也叫链锁反应）。当爆炸混合物吸收一定能量（通常是引火源给予的热能）后，反应分子的链即行断裂，离解成两个或两个以上的游离基（也叫自由基）。这类游离基具有很大的化学活性，成为反应连续进行的活化中心。在适合的条件下，每一个游离基又可以进一步分解，再产生两个或两上以上的游离基。这样循环不已，游离基越来越多，化学反应速度也越来越快，最后就可以发展为燃烧或爆炸式的氧化反应

10、。所以，瓦斯爆炸就其本质来说，是一定浓度的甲烷和空气中度作用下产生的激烈氧化反应。,1.洁净煤技术发展的关键技术领域,矿井瓦斯爆炸,1.洁净煤技术发展的关键技术领域,329吉林八宝煤矿瓦斯爆炸事故2013年3月29日，吉林省白山市江源区的吉煤集团通化矿业公司八宝煤业有限责任公司发生一起瓦斯事故。2013年4月1日，因通化矿业公司擅自违规派人员到八宝煤矿井下再次处理火区，八宝煤矿井下再次发生瓦斯爆炸。两起瓦斯事故，共造成35人死亡，16人受伤，11人失踪。,1.洁净煤技术发展的关键技术领域,829肖家湾煤矿瓦斯爆炸事故编辑2012年8月29日下午6点左右，四川省攀枝花市西区正金工贸公司肖家湾煤矿

11、发生特别重大瓦斯爆炸事故。事故发生时，井下有154人正在作业。至2012年9月2日晚上11点，矿难已经增至增至45人死1人被困。,1.洁净煤技术发展的关键技术领域,温室效应：（英文：Greenhouse Effect），又称“花房效应”，是大气保温效应的俗称。大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表受热后向外放出的大量长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温作用类似于栽培农作物的温室，故名温室效应。,1.洁净煤技术发展的关键技术领域,温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。它会带来以下几种严重恶果：（1）.地球上的病

12、虫害增加美国科学家曾经发出警告，由于全球气温上升令北极冰层融化，被冰封十几万年的史前致命病毒可能会重见天日，导致全球陷入疫症恐慌，人类生命受到严重威胁。（2）.海平面上升如果地球表面温度的升高按现在的速度继续发展，到2050年全球温度将上升24摄氏度，南北极地冰山将大幅度融化，导致海平面大大上升，一些岛屿国家和沿海城市将淹于水中。,1.洁净煤技术发展的关键技术领域,（3）.气候反常，海洋风暴增多（4）.土地干旱，沙漠化面积增大为减少大气中过多的二氧化碳，一方面需要人们减少含碳燃料的燃烧，另一方面保护好森林和海洋，尽量使用清洁能源等。,1.洁净煤技术发展的关键技术领域,目前洁净煤技术开发研究的关

13、键：（1）煤炭开采过程中低浓度甲烷气体的高效转化与利用（2）传统洁净煤技术的更新升级（3）实现零排放,1.洁净煤技术发展的关键技术领域,各国洁净煤技术发展：美国：2002年在“洁净煤技术示范计划”基础上提出洁净煤发电计划，为未来近零排放能源系统提供技术支持。2003年由政府部门与私营机构及国际组织共同投资10亿美元，在5年内完成设计并建造一座零排放的煤基发电站。日本：2002年的“21世纪煤炭计划”中，提出到2030年前分三个阶段研究开发先进发电、高效燃烧、脱硫何脱氮降低烟尘、利用煤气的燃料电池、煤炭制造二甲醚和甲醇、水煤浆、煤炭液化和煤炭气化等洁净煤技术。,1.洁净煤技术发展的关键技术领域,

14、中国新一代洁净煤技术优先发展领域p6：,2.发展洁净煤技术的意义及作用,根据中国资源条件及现阶段能源科技水平，采用洁净煤技术实施煤炭开采与利用全过程减灰、脱硫和改善终端能源消费结构，保护生态环境、发展洁净能源、建立现代能源系统，是实现中国社会与经济可持续发展的现实选择。,2.发展洁净煤技术的意义及作用,（1）.有利于提高煤炭利用效率，减少粉尘和 污染（2）.有利于保障能源安全（3）.有利于调整产业结构（4）.有利于应对加入世贸组织后的挑战与机遇（5）.有利于国民经济可持续发展,第二章 煤的结构与性质,1.简述煤的基本结构单元.2.简要介绍煤具有的有机官能团.,问题:,一.煤的有机质大分子结构二

15、.煤的性质,煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。是一种固体可燃有机岩，主要由植物遗体经生物化学作用，埋藏后再经地质作用转变而成，俗称煤炭。煤炭被人们誉为黑色的金子，工业的食粮，它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一。,一.煤的有机质大分子结构,基本结构单元类似于聚合物的聚合单体，分规则和不规则两部分规则部分由几个或十几个苯环、脂环、氢化芳香环及杂环（含氮、氧、硫等元素）缩聚而成，称为基本结构单元的核或芳香核不规则部分是连接在核周围的烷基侧链和各种官能团 随着煤化程度的提高，构成核的环数增多，连接在核周围的侧链和官能团数量则不断变短和减少,煤大分子结构的基本概念,不同煤化程度煤的基本结构单元,褐煤,次烟煤,高挥发分烟煤,低挥发分烟煤,无烟煤,石墨,缩合环结构，也称芳香环或芳香核由不同缩合程度的芳香环构成，也含有少量的氢化芳香环和氮、硫杂环低煤化程度煤以苯环、萘环和菲环为主 中等煤化程度烟煤以菲环、蒽环和吡环为主，在无烟煤阶段，基本结构单元核的芳香环数急剧增大，逐渐向石墨结构转变。,基本结构单元的核,（一）烷基侧链 甲基、乙基、丙基等基团,烷基侧链的平均长度,基本结构单元周围的烷基侧链和官能团,（二）