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需求為基 創新為魂

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需求為基 創新為魂

需求背景

我國是一個多煤少油的國家,一次能源消費中,煤炭的占比高達70%,隨著我國經濟規模的增大,煤炭的年產量接近40億噸。然而,煤炭在支撐我國經濟發展的同時,由于煤炭利用方式和效率,也產生了大量的污染,對環境造成了很大的傷害。煤的高效利用、清潔利用已是重大國策。如何更合理地使用自然資源,提高使用效率,降低環境污染,已成為各國科技界和工業界的奮斗目標。

在各種新能源中,由于氫具有使用無 污染、發熱量大等優點,煤制氫技術綜合了煤的清潔利用和新能源的開發兩大時代課題。我國的煤氣化制氫發展很快,但和發達國家相比,還很落后。目前在中國運行的氣化爐,污染嚴重,經濟效

益較差。

傳統煤炭能量的利用方式是“火燒煤”,在鍋爐中以空氣為氧化劑的氣態環境下燃煤放熱,產生的煙氣把管道里的水加熱為高溫高壓的水蒸氣推動汽輪機做

功發電。煙氣的能量利用后,經過污染物的處理,作為電廠的“尾氣”,排入大氣。存在的問題主要是燃燒前和燃燒過程中沒有體現對污染物的控制。產生的硫氧化物和氮氧化物主要是在尾部煙道中處理。是一種保證動力系統正常穩定運行,再考慮提高污染物處理技術和成本的工程思路。所以,燃煤發電是商業化非常成熟的發電技術,但是排污控制的成本很高。

“水煮煤”的核心是超臨界壓力和溫度下煤與水的混溶熱解技術。煤漿與水入溫度約為600-1000℃,壓力約為25MPa的超臨界水煤氣化爐中進行反應。氣

化反應的主要產物是H2和CO2,由于反應是在超臨界水環境中進行的,而超臨

界水對無機鹽的溶解度小至可以忽略不計,因此氮、硫及重金屬元素等均在煮鍋底部沉積下來并定期集中排出。

“火燒煤”存在環境污染的巨大問題,“水煮煤”技術要求的新型超臨界水煤氣化爐目前尚存在很多問題:

綜上所述,煤炭能源利用的兩種模式中,“火燒煤”需要配套的脈沖等離子體脫硫脫硝技術,“水煮煤”需要超臨界鍋爐。

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