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酸雨、光化學(xué)煙霧,、粉塵污染是國內(nèi)一些中小城市大氣的“多發(fā)病”,；能源利用率低,、單位GDP能耗高等問題已成為中國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的障礙。在這些污染與耗能背后隱含的信息是,，我國對能源尤其是煤炭的利用還是屬于粗放式的,，因此，潔凈煤技術(shù)未來大有前途,。

      什么是潔凈煤技術(shù),？上海交通大學(xué)熱能工程研究所的羅永浩教授告訴記者，目前這還是一個比較寬泛的概念,，但總體目標(biāo)是提高燃煤使用效率,，降低污染物的排放。據(jù)統(tǒng)計,，煤炭在我國能源生產(chǎn)和消費中的比例占65%以上,，而其中一半以上的煤炭都用來發(fā)電,。截至2005年底，我國發(fā)電裝機總量達(dá)到5.08億千瓦,，其中,，煤電機組占71%，燃煤發(fā)電量占79%,。潔凈煤技術(shù)在燃煤發(fā)電企業(yè)中的應(yīng)用,，對提高環(huán)境質(zhì)量，實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)有著不可估量的作用,。

    脫硫,、除硝、降塵——將黑煤洗“白”

    二氧化硫,、氮氧化物和粉塵是我國大氣的主要污染物,，據(jù)統(tǒng)計，90%的二氧化硫,、60%的氮氧化物和部分粉塵,，都是由于燃燒煤炭造成的。而通過潔凈煤技術(shù),，一般可以除去尾氣中92%以上的二氧化硫,，90%以上的氮氧化物和99%以上的粉塵顆粒。因此,，脫硫,、除硝和降塵技術(shù)可以說是把烏黑骯臟的黑煤洗“白”。

    “煮八寶粥”和“洗衣服”,，是羅永浩教授對目前兩種脫硫技術(shù)的形象描述,。所謂“煮八寶粥”，其實是循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的一種通俗說法,。具體來說,，就是把生石灰磨成細(xì)粉，與爐膛中的煤粒按照一定比例混合,，當(dāng)鍋爐工作時,，爐膛內(nèi)的煤粒和石灰粉上下翻滾，就像在煮一鍋“八寶粥”,。據(jù)介紹,，在溫度為800度左右的循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)，這種技術(shù)可以除去煤炭中80%左右的硫,，效果十分顯著,。另外，這種技術(shù)的成本也相對較低。

    而“洗衣服”其實是濕法脫硫技術(shù),。在鍋爐排放尾氣端,，安裝一個特別的脫硫裝置。在這個裝置里,，水霧狀堿性的熟石灰水由上往下噴出,，與尾氣中的二氧化硫發(fā)生反應(yīng)達(dá)到脫硫的目的。據(jù)了解,，濕法脫硫不僅是一種高效的脫硫方式，可以除去尾氣中95%的二氧化硫,，而且生成的硫酸鈣也能收集提純,，成為有用的化工原料。

    不過,，這兩種技術(shù)都有一定局限性,。前者目前還不能適用大型電站鍋爐，脫硫效率相對較低,。而后者成本較大,，不僅需要專門建設(shè)一個“洗滌器”，整個裝置的運行還需要消耗大量的石灰和電能,。

    在除硝方面,，空氣分段燃燒技術(shù)在國內(nèi)已成功運用。簡單來說,，它就是在燃燒初期階段通過缺氧燃燒,，煤炭中的氮元素會轉(zhuǎn)化為無害的氮氣，而不會變成氮氧化物,。然后才在爐膛內(nèi)沖入氧氣,，使煤炭得到充分燃燒，藉此可以降低尾氣中30%至40%的氮氧化物含量,。目前這種方法已在蘇州望亭電廠和鎮(zhèn)江諫壁電廠成功應(yīng)用,，降低了40%的氮氧化物排放。上海外高橋電廠一臺30萬千瓦燃煤發(fā)電機組還將在空氣分段的基礎(chǔ)上實現(xiàn)智能化控制,。

    與空氣分段燃燒技術(shù)有著異曲同工之妙的是燃料再燃技術(shù),。在爐膛上部注入天然氣、石油氣,、超細(xì)煤粉甚至生物質(zhì),，也可將氮氧化物分解成無害的氮氣。這種方法正處于實驗階段,，可以減少尾氣中近70%的氮氧化物含量,。

    脫硝的最后一道“防線”是選擇性催化還原脫硝技術(shù)。利用具有還原性的氨氣與具有氧化性的氮氧化物發(fā)生反應(yīng)，最后得到無害的氮氣,。這種技術(shù)可以降低90%以上的氮氧化物含量,，但非常昂貴。據(jù)羅教授介紹,，運用這種技術(shù)脫硝需要專門建造設(shè)備,，尤其是采用昂貴的催化劑，投資成本大,。而且催化裝置一般3年內(nèi)就要更換一次,，維護(hù)費用也相當(dāng)高。

    靜電除塵是目前利用最為廣泛的除塵方式,，據(jù)介紹,，這種方式可以除去尾氣中95%的粉塵顆粒，但它對直徑小于2.5微米的顆粒就無能為力了,�,！皾穹�脫硫可以對付這些細(xì)小粉塵，對于靜電除塵來說是一個很好的補充,�,！绷_教授告訴記者。

    超超臨界燃煤技術(shù)——提高煤的利用效率

    “超超臨界燃煤技術(shù)”,，一個讓外行人摸不到頭腦的名詞,，在潔凈煤行業(yè)內(nèi)卻越來越流行。這種技術(shù)可以顯著提高煤炭的使用效率,，減少使用量,，由此產(chǎn)生的污染物也相對減少，從而達(dá)到了煤的高效潔凈利用,。

    據(jù)相關(guān)專家介紹,，通過對鍋爐中“鍋”的設(shè)計，使其中的壓力達(dá)到一個臨界點,。在這個臨界點上,，“鍋”中的水加熱到臨界溫度，將一下子全部轉(zhuǎn)化成高溫高壓的水蒸氣,。亞臨界鍋爐內(nèi)產(chǎn)生的水蒸氣溫度是540度左右,，而目前超超臨界燃煤技術(shù)產(chǎn)生的水蒸氣溫度可以達(dá)到600度，在這種溫度和壓力下的水蒸氣通過蒸氣輪機,，可以顯著提高轉(zhuǎn)換效率,。

    亞臨界煤電轉(zhuǎn)換效率一般達(dá)到36%至38%，超臨界可提高近10%,。專家預(yù)期,，未來的10至15年內(nèi),，通過更優(yōu)化的設(shè)計和新材料的運用，轉(zhuǎn)換效率將達(dá)到近58%,。只需對“鍋”加以改造,，“爐子”卻不需要進(jìn)行大手術(shù)，是超超臨界燃煤技術(shù)改造的重要優(yōu)勢,。然而,，目前國內(nèi)的技術(shù)瓶頸在于耐高溫高壓的合金鋼制造還未達(dá)到超超臨界燃煤技術(shù)的要求。

    “加大對超超臨界燃煤技術(shù)研究的投入,，特別是對基礎(chǔ)科學(xué),、材料科學(xué)的長期投入，是發(fā)展這項技術(shù)的核心所在,�,！绷_教授說。在這方面,，上海走在了全國前列。據(jù)了解,，在上�,？莆�的支持下，外高橋電廠去年引進(jìn)了2臺90萬千瓦的超超臨界發(fā)電機組,，上海電氣集團明年還將建造2臺100萬千瓦的機組,。據(jù)測算，按照目前火電機組裝機容量,，如果全國燃煤電廠都采用該技術(shù)發(fā)電,，每年可節(jié)約原煤2億多噸。

    煤氣化多聯(lián)產(chǎn)——先治理后利用

    相對于傳統(tǒng)的潔凈煤技術(shù),，煤氣化多聯(lián)產(chǎn)是目前世界前沿的煤炭利用方法,。通過對原煤的氣化處理，形成了一種“先治理后利用”的模式,。

    煤炭通過氣化爐等裝置,，制成主要成分是氫氣、一氧化碳及其它雜質(zhì)氣體的煤化氣,。然后通過對煤化氣的分離,、提純可以得到氫氣和一氧化碳，這兩種氣體一方面可以進(jìn)行發(fā)電,，另一方面,，也可以按照一定比例合成有用的化工產(chǎn)品，如甲醇,、二甲醚等,。最后產(chǎn)生的二氧化碳通過特殊裝置收集并埋存在地下,，實現(xiàn)近零排放。煤氣化多聯(lián)產(chǎn)尤其適合利用高硫煤等資源,，并可將煤炭中的硫元素回收再利用,。

    另外，國內(nèi)外的研究表明,，這項技術(shù)在應(yīng)對今后的二氧化碳減排問題時,，比傳統(tǒng)的燃燒發(fā)電技術(shù)具有更多的優(yōu)勢。許多國家都對此給予了高度重視,。在美國,，政府耗資10億美元，計劃投資一個37.6萬千瓦的煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電站,。英國政府也計劃投資12億英鎊建設(shè)80萬千瓦的同類電站,。

    而我國有些企業(yè)也已開始進(jìn)行這方面的工作，2005年華能集團公司提出發(fā)展以發(fā)電為主的煤基多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)——綠色煤電,，并成立了“綠色煤電有限公司”,，吸納中國神華集團公司、中煤能源集團公司等5大電力公司,，其目標(biāo)是研究開發(fā),、示范推廣以煤氣化制氫和氫能發(fā)電為主，并進(jìn)行二氧化碳分離和處理的煤基能源系統(tǒng),。