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  3. 需求為基 創(chuàng )新為魂

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    需求為基 創(chuàng )新為魂

    需求背景

    我國是一個(gè)多煤少油的國家,一次能源消費中,煤炭的占比高達70%,隨著(zhù)我國經(jīng)濟規模的增大,煤炭的年產(chǎn)量接近40億噸。然而,煤炭在支撐我國經(jīng)濟發(fā)展的同時(shí),由于煤炭利用方式和效率,也產(chǎn)生了大量的污染,對環(huán)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(huán)境污染,已成為各國科技界和工業(yè)界的奮斗目標。

    在各種新能源中,由于氫具有使用無(wú) 污染、發(fā)熱量大等優(yōu)點(diǎn),煤制氫技術(shù)綜合了煤的清潔利用和新能源的開(kāi)發(fā)兩大時(shí)代課題。我國的煤氣化制氫發(fā)展很快,但和發(fā)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(jīng)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(tài)環(huán)境下燃煤放熱,產(chǎn)生的煙氣把管道里的水加熱為高溫高壓的水蒸氣推動(dòng)汽輪機做

    功發(fā)電。煙氣的能量利用后,經(jīng)過(guò)污染物的處理,作為電廠(chǎng)的“尾氣”,排入大氣。存在的問(wèn)題主要是燃燒前和燃燒過(guò)程中沒(méi)有體現對污染物的控制。產(chǎn)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(dòng)力系統正常穩定運行,再考慮提高污染物處理技術(shù)和成本的工程思路。所以,燃煤發(fā)電是商業(yè)化非常成熟的發(fā)電技術(shù),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(shù)。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(jìn)行反應。氣

    化反應的主要產(chǎn)物是H2和CO2,由于反應是在超臨界水環(huán)境中進(jìn)行的,而超臨

    界水對無(wú)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(lái)并定期集中排出。

    “火燒煤”存在環(huán)境污染的巨大問(wèn)題,“水煮煤”技術(shù)要求的新型超臨界水煤氣化爐目前尚存在很多問(wèn)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(shù),“水煮煤”需要超臨界鍋爐。

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