機(jī)械論文發(fā)表期刊推薦國(guó)家級(jí)期刊《中國(guó)機(jī)械》，《中國(guó)機(jī)械》雜志始創(chuàng)于1982年北京，現(xiàn)由中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)聯(lián)合會(huì)、中國(guó)工業(yè)報(bào)社主管。國(guó)內(nèi)刊號(hào)：CN:11-5417/TH、國(guó)際刊 號(hào)：ISSN:1003-0085。2012年迎來創(chuàng)刊30年周年華誕，并開啟了雜志專業(yè)、細(xì)分、國(guó)際化新征程這是一本中國(guó)的機(jī)械王國(guó)權(quán)威雜志，一本分享 機(jī)械行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的雜志。

　　摘要：本文簡(jiǎn)單闡述煤炭機(jī)械中的低碳技術(shù)。

　　關(guān)鍵詞：煤炭機(jī)械,節(jié)能,低碳

　　我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)以煤為主，煤炭占我國(guó)化石能源資源總量的90%以上，2010年，我國(guó)煤炭消費(fèi)超過31.4億噸。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)擁有褐煤資源約 3700億噸；已探明埋藏深度在1000米以下的煤炭資源約2.9萬億噸。近年來伴隨著我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展,我國(guó)煤炭供應(yīng)出現(xiàn)嚴(yán)重不足,煤炭供給 能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)煤炭的迫切需求,造成全國(guó)各地煤礦紛紛加大了采挖力度。合理利用資源和環(huán)境保護(hù)已成為煤炭領(lǐng)域中的面臨的首要問題。

　　從當(dāng)前國(guó)內(nèi)外低碳技術(shù)現(xiàn)狀來看,中國(guó)應(yīng)該大力發(fā)展節(jié)能與能效提高技術(shù),如煤炭、石油和天然氣的清潔、高效開發(fā)和利用技術(shù),可再生能源和新能源技 術(shù)。我們目前空氣中70%～80%的二氧化碳、氮氧化合物、汞、粉塵、二氧化硫等都是由于煤炭直接燃燒引起的，因此煤炭的清潔高效利用,使煤炭經(jīng)過技術(shù)變 革形成新能源,成為我國(guó)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)中的一項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)。煤炭的高效利用主要靠實(shí)煤炭機(jī)械的低碳技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。煤炭機(jī)械涵蓋的范圍廣,各種機(jī)械 所完成的任務(wù)千差萬別,因此,要實(shí)現(xiàn)煤炭機(jī)械的低碳技術(shù),還需根據(jù)實(shí)際的不同情況進(jìn)行分析。

　　1、煤炭液化技術(shù)

　　以煤炭為原料制取液體(烴類)燃料為主要產(chǎn)品的技術(shù)，稱為煤炭液化技術(shù)。煤炭液化是潔凈煤技術(shù)的研究核心和熱點(diǎn)之一，分為直接液化和間接液化。 煤直接液化是指在適宜溫度（703.15～743.15K）和壓力條件（10～30MPa）下，利用加氫將煤炭直接轉(zhuǎn)化成液體或者固體燃料的工藝過程。煤 炭直接液化技術(shù)是彌補(bǔ)石油緊缺的重要手段。2004年8月，中國(guó)神華集團(tuán)“煤制油”直接液化工業(yè)化示范裝置工程建設(shè)已在內(nèi)蒙古鄂爾多斯市開工，成為世界上 第一套煤直接液化的商業(yè)化示范裝置。一期工程100萬噸/年直接液化煤制油項(xiàng)目已在2007年底建成。經(jīng)過一年的試車，在2008年的最后一天打通流程， 并產(chǎn)出了合格油品。長(zhǎng)期以來,石油精練作為生產(chǎn)動(dòng)力燃料、化工原料及化工產(chǎn)品最主要的途徑,其作用幾乎是不可替代的，通過“煤制油”工程，改變了人們對(duì)石 油的絕對(duì)依賴，拓寬了能源的途徑。

　　煤炭直接液化是指把固體狀態(tài)的煤炭在高壓和一定溫度下直接與氫氣發(fā)生加氫反應(yīng)，使煤炭轉(zhuǎn)化為液體油品的技術(shù)。現(xiàn)在普遍認(rèn)為煤的分子結(jié)構(gòu)是以帶有 側(cè)鏈和官能團(tuán)的縮合芳香環(huán)為基本結(jié)構(gòu)單元，結(jié)構(gòu)單元之間通過橋鍵相聯(lián)。煤種類不同，芳香環(huán)數(shù)也不同，隨煤階的提高，芳香環(huán)數(shù)增加。結(jié)構(gòu)單元上的有些環(huán)上還 有氧、氮、硫等雜原子，結(jié)構(gòu)單元之間的橋鍵也有多種形式，如碳—碳鍵，碳—氧鍵、碳—硫鍵或其它鍵合形式，與石油和天然氣相比，煤中氫元素的含量低，氧元 素、氮元素和硫元素的含量高。是將煤在高溫高壓下與氫反應(yīng),使其降解和加氫,從而使煤轉(zhuǎn)化為液體油類(如汽油、柴油、航空燃料和化工原料等)。煤炭加氫液 化后，可采用不同的固液分離方法把液化油剩余的無機(jī)礦物和少量未反應(yīng)煤從液化油中分離出去，常用的方法有減壓蒸餾、加壓過濾、離心沉降和溶劑萃取等。由于 煤炭經(jīng)加氫液化產(chǎn)生的液化油仍含有較多的芳香烴，以及較多的氧、氮和硫等雜原子，必須經(jīng)過提質(zhì)加工才能得到合格的汽油和柴油產(chǎn)品。

　　煤炭間接液化是將煤氣化轉(zhuǎn)化為合成氣,然后再在催化劑的作用下合成液體燃料。這種液體燃料可作為調(diào)和油加入到普通柴油中，使普通柴油變?yōu)閮?yōu)質(zhì)柴 油。使用這種優(yōu)質(zhì)柴油，既可以節(jié)省柴油又可以有效降低汽車尾氣中的有害物質(zhì)。經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè),使用這種柴油的汽車尾氣排放符合歐V標(biāo)準(zhǔn),用這種柴油的汽車要比 使用普通柴油的車節(jié)省8%～12%柴油。目前我國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域有三大優(yōu)勢(shì):催化劑性能好,噸出油率比國(guó)外先進(jìn)水平高2.2倍；碳轉(zhuǎn)化率高,達(dá)91%左右,高 于國(guó)際先進(jìn)水平的81%；能源利用率高,達(dá)47%左右。

　　2、煤炭地下氣化技術(shù)

　　煤炭地下氣化（UCG）是一種集建井、采煤、氣化三大工藝為一

　　體煤炭開采方式，其原理是將位于地下的煤炭進(jìn)行有控制地燃燒，通

　　過對(duì)煤的熱作用及化學(xué)作用而產(chǎn)生可燃?xì)怏w，滿足民用、發(fā)電或化

　　工需求。自20世紀(jì)30年代以來，美國(guó)、德國(guó)、前蘇聯(lián)等主要產(chǎn)煤國(guó)均大力投入這一領(lǐng)域的技術(shù)研煤炭地下氣化技術(shù)重新獲得國(guó)際重視，背后是能源多 元化保障的需求。我國(guó)亦應(yīng)將其作為儲(chǔ)備技術(shù)，加緊研發(fā)并實(shí)施工業(yè)示范文，儲(chǔ)備了一些關(guān)鍵性技術(shù)。其中，前蘇聯(lián)是世界上唯一成功的將煤炭地下氣化技術(shù)工業(yè)化 應(yīng)用的國(guó)家，到20世紀(jì)60年代末，共建設(shè)了27座氣化站。目前我國(guó)已建成具有世界先進(jìn)水平的煤炭地下氣化綜合模型試驗(yàn)臺(tái)和測(cè)控系統(tǒng)，并開展了相關(guān)的理論 研究和模型試驗(yàn)研究，獲取了褐煤、煙煤及無煙煤地下氣化工藝參數(shù)。自1984以來，我國(guó)先后在江蘇徐州、河北唐山、山東新汶、山西陽泉等礦區(qū)進(jìn)行了有井式 煤炭地下氣化現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和生產(chǎn)，完成了不同煤種、不同煤層厚度(1.8米～6米)、不同煤層傾角(150-750)、不同埋藏深度

　　(100～450米)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。形成了具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的有井式“長(zhǎng)通道、大斷面、兩階段”煤炭地下氣化新工藝，經(jīng)科研查新，該工藝構(gòu)思 新穎，屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。此外，我國(guó)科研單位和企業(yè)還聯(lián)合完成了無井式煤炭地下氣化制備空氣煤氣工業(yè)性試驗(yàn)，該技術(shù)達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。

　　3、潔凈煤發(fā)電技術(shù)

　　IGCC即整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，它融合了化工和電力兩大行業(yè)特點(diǎn)，對(duì)煤炭的利用實(shí)現(xiàn)了“吃干榨盡”，二氧化碳捕集成本相對(duì)較低，是目前 國(guó)際上被驗(yàn)證的、能夠工業(yè)化的、最潔凈高效的燃煤發(fā)電技術(shù)。自2012年12月12日，我國(guó)首座、世界第六座IGCC電站——華能天津IGCC電站示范工 程正式投產(chǎn)至今已近兩月，作為示范電站，該電站在運(yùn)行中正在不斷地進(jìn)行完善，為未來的推廣做準(zhǔn)備。根據(jù)工程設(shè)計(jì)，華能天津IGCC電站示范工程發(fā)電效率為 48%，發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗達(dá)255.19克／千瓦時(shí)，氣化爐熱效率達(dá)95%，冷煤氣效率達(dá)84%，碳轉(zhuǎn)化率達(dá)99.2%，與常規(guī)30萬千瓦等級(jí)燃煤電站相 比，IGCC電站年耗煤量減少約7萬噸。污染物脫除方面，IGCC采取燃燒前捕集二氧化碳方式，在合成氣燃燒前進(jìn)行污染物脫除，更易于實(shí)現(xiàn)包括二氧化碳在 內(nèi)的燃煤污染物的近零排放。華能天津IGCC電站示范工程煙氣煙塵濃度小于1毫克／立方米、二氧化硫排放濃度約為1.4毫克／立方米、氮氧化物排放濃度約 為52毫克／立方米，污染物排放接近天然氣電站排放水平。

　　結(jié)語

　　隨著時(shí)代的發(fā)展，作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要支柱產(chǎn)業(yè)的煤炭工業(yè)需要從傳統(tǒng)的以低技術(shù)含量和低附加值產(chǎn)品為主導(dǎo)的高能耗、高排放、高污染、低效益的產(chǎn) 業(yè)發(fā)展為具有思維“綠色”、產(chǎn)品“綠色”、技術(shù)“綠色”以及能耗“綠色”等特點(diǎn)的綠色工業(yè)。以煤提質(zhì)、煤熱解、煤氣化為基礎(chǔ)發(fā)展高效、清潔、節(jié)能的綠色煤 化工產(chǎn)業(yè)，可以通過煤炭的分級(jí)轉(zhuǎn)化、各產(chǎn)品和副產(chǎn)物的綜合梯級(jí)利用，將不可再生的煤炭資源“吃干榨凈”，最終實(shí)現(xiàn)煤炭的清潔、高效、環(huán)保利用和轉(zhuǎn)化。我們 現(xiàn)在不僅要在煤炭機(jī)械領(lǐng)域大力發(fā)展低碳技術(shù),更要注重科技創(chuàng)新和低碳技術(shù)在其他行業(yè)中的應(yīng)用,以實(shí)現(xiàn)整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的低碳化。