洁净煤技术的研究现状及进展

第一篇：洁净煤技术的研究现状及进展

摘要：我国是煤炭生产和消费大国,大力开发应用和推广适合我国国情的洁净煤技术是我国能源发展

战略的主要内容，具有重要的意义。阐述了洁净煤技术的研究背景及其概念，介绍和分析了国内、外洁净煤技

术的研究和发展现状, 重点论述了我国目前在洁净煤研究领域的情况，如煤炭地下气化技术、工业型煤技术、水煤浆技术、煤液化技术、洁净煤联合循环发电技术等的情况，列出了洁净煤技术的特点,指出了我国发展洁

净煤技术应加强的工作。

关键词：煤炭；洁净煤技术；研究现状

煤炭是世界上最丰富的化石燃料资源，占世界化石燃料贮量的70%以上。世界煤的储量也十分丰富，计有可采煤6 369 亿t[1]。我国煤的储量居世界第三位（有可采煤989 亿t）仅次于美国（1 776 亿t），独联体国家（前苏联1 099 亿t）

[2]。目前煤炭约占世界一次能源消费的30%，按世界能源会议预测，煤炭作为一次能源的重要组成部分的地位将在相当长时间内不会改变，预计2020 年煤炭将占世界一次能源消费的33.7%。中国是煤炭生产和消费大国，目前煤炭提供了我国一次能源的70%左右，在可预见的未来几十年内，煤炭仍将是我国主要的一次能源。煤炭作为能源对人类的发展作出了巨大的贡献，但在煤炭的开发与利用过程中也产生了一系列污染问题，危及生态平衡与人类生存。

洁净煤技术旨在最大限度地发挥煤作为能源的潜能利用，同时又实现最少的污染物释放，达到煤的高效，清洁利用目的。洁净煤技术是一项庞大复杂的系统工程，包含从煤炭开发到利用的所有技术领域，主要研究开发项目包括煤炭的加工、高效燃烧、转化和污染控制等[3]。为解决美国和加拿大的越境酸雨问题, 美国于1986 年率先提出洁净煤技术（Clean Coal Technology），并制订出洁净煤技术示范计划。此后10 年中，洁净煤技术已引起国际社会普遍重视，目前已成为世界各国解决环境问题的主导技术之一。国外洁净煤技术的进展

美国是最早制定和实施洁净煤技术的国家[3]。美国“洁净煤技术示范计划”共制订了5 轮计划的实施。共有40 个CCT 项目，分布于美国的18 个州。项目类型共分为以下4 类：（1）先进发电技术:包括常压循环流化床燃烧发电、增压流化床联合循环发电、煤气化联合循环发电等共11 个项目。目前已完成Nucla 常压循环流化床锅炉示范项目和Tidd 增压流化床锅炉示范项目。几项煤气化联合循环发电示范项目如Pinon Pine 示范项目、Tampa 示范项目、WabashRiver 示范项目等也分别于1996 年和1997 年投入运行。（2）环境控制设备：主要包括各种低NOX 燃烧器、燃料脱硫技术、烟气脱硫装置等共19 个项目，到1996 年底已完成11 个示范项目。（3）清洁煤制备技术: 包括选煤、煤质专家系统、煤温和气化技术、煤液化技术等共5 项。（4）工业应用项目：包括在钢铁工业、水泥工业等的应用性示范项目共5 项。上述项目中，总投资超过60 亿美元, 其中美国政府投资约为1/3，工业界投资约为2/3。如此规模巨大的洁净煤示范计划被誉为是继原子弹计划、航天计划、星球大战计划后美国政府组织的又一大全国性计划。欧洲[3]，[4]也积极推动洁净煤技术的研究和开发。欧共体制订了“兆卡”

计划（Thermic Program），旨在促进欧洲能源利用新技术的开发，减少对石油的依赖和煤炭利用造成的环境污染，确定经济持续发展。欧洲特别是德国等国在选煤、型煤加工、煤炭气化和液化、循环流化床燃烧技术、煤气化联合循环发电、烟气脱硫技术等方面都取得了很大的进展。日本于1991 年开始向洁净煤技术发起了挑战[5]，1993 年在“新能源产业技术综合开发机构”（NEDO）内成立“洁净煤技术中心”（CCTC）负责全日本的新能源和洁净煤炭技术的规划、管理、协调和实施。作为“阳光计划”的一部分，日本已在流化床燃烧技术、煤气化联合循环发电技术、煤液化技术、水煤浆技术、烟气净化技术、煤气化燃料电池发电技术等方面开展了研究开发工作[4]。从以上可看出，世界上主要发达国家为适应其能源政策和环境政策以及开拓国际市场的需要，不惜投入巨资，积极发展洁净煤技术。国内洁净煤技术的研究内容及进展

基于我国的能源结构以及环境状况，为实现环境、资源与发展的合谐统一，中国已把发展洁净煤技术作为重大的战略措施，列入“中国21 世纪议程”。洁净煤是中国能源的未来已被越来越多的人所认识。

下面分别介绍洁净煤技术的研究内容和进展[6]~[16]。

2.1 煤炭地下气化技术

煤炭地下气化技术是原苏联、美国、英国、德国等国家已从事数十年研究的一项高难技术，是将地下煤炭有控制燃烧、产生可燃气体的一种开发清洁能源与化工原料的新技术[17]，[18]，以上国家的研究至今尚未达到工业应用阶段。我国地下煤气化专家提出的大断面、长通道、两阶段气化的新工艺技术方案堪称第二代采煤方法[19]。它将建井、采煤、气化三大工艺合而为一，可以使地下煤炭在原地转变为可燃气体，由常规的物理采煤方法转变为化学采煤，具有安全好、投资少、效益高、见效快、污染少等特点。近期有关专家[20]指出，我国的煤炭地下气化工艺已达到了世界先进水平，这种技术用于回收矿井中的报废资源利用是一个行之有效的方法，它将成为我国煤炭开采技术发展的一个重要途径。

2.2 工业型煤技术

与原煤燃烧相比, 型煤是提高燃烧效率和减少污染的最有效的方法之一。型煤主要分工业型煤和民用型煤两大类，目前我国有集中成型和炉前成型两种工艺路线。民用型煤主要用于民用炉具。型煤的品种较多，目前已进入商业化生产阶段

[21]。工业型煤是依据生产洁净煤的煤质原料而定。我国一般是以无烟块煤为原料为宜，但一般煤矿开采的无烟煤其块煤率都很低，这就需要把粉煤开发成气化型煤来代替无烟块煤。工业型煤现尚无统一的标准，它将根据各地用煤原料而定。例如日本是用的机车型煤，德国是用褐煤砖，也都是要经过技术处理加工成工业型煤方可使用。1971 年日本机车型煤达到用煤总量的79%，1992 年德国褐煤砖产量达0.121 亿t。我国化肥、化工、冶金等领域多以块煤为原料,用煤气发生炉生产合成气及工艺燃气。仅化肥一项每年就需要无烟煤约0.35 亿t。然而随着机械化程度的提高、块煤率下降, 块煤率仅占采煤量的20%左右[19]，这就造成块煤供不应求,粉煤大量积压的矛盾。因此急需利用粉煤开发气化型煤代替无烟 块煤。这样可以缓解块煤供求矛盾,降低造气成本,提高粉煤资源的利用率。目前关键是研制来源广、适应性强的廉价防水粘结剂和提高型煤的热态性能。

2.3 水煤浆气化技术

水煤浆是20 世纪70 年代世界石油危机中发展起来的一种以煤代油的新型燃料

[22]。把灰分很低而挥发分很高的煤研磨成250 ～ 300 μm 的微细煤粉,按煤约

70%、水约30%的比例，加入适当的化学添加剂配制而成。目前我国在煤炭成浆性研究及评价、难制浆低价煤的制浆技术、级配技术、制水煤浆专用磨机、磨矿过程的模拟预测及优化、添加剂技术等的研制处于国际前沿水平[23]。在水煤浆气化技术方而，华东理工大学[16]对自主开发的新型水煤浆气化技术进行了放大，并在兖矿建成了1 150 t/d 新型水煤浆气化炉工业示范装置，完成了l68 h 连续运行考核试验，目前该气化炉已投入试运行。通过工业化规模的气化炉的示范运行，我国在水煤浆气流床气化技术方面达到了国际先进水平。通过积累在气流床气化技术方面的开放和运行经验，为该技术在我国大规模的推广应用奠定了坚实的基础。

2.4 煤液化技术

煤炭通过液化将其中的有害元素硫等以及灰分加以脱除，是一种彻底的高级洁净煤技术[24]。我国自1980 年重新开展煤炭直接液化技术研究，其目的是由煤生产洁净的优质轻、中质运输燃料和芳烃化工原料。煤炭直接液化对原料煤质量有一定的要求，选出适合液化的原料煤，对我国煤液化的工艺和经济性方面都有重要意义。

2.5 洁净煤联合循环发电技术

我国每年用于发电的煤炭占煤炭年产量的1/4。煤炭的洁净利用已引起煤炭发电行业的重视。我国现阶段洁净煤发电技术的主要发展途径有常压循环流化床燃烧（Circulating Fluidized Bed Combustion，简称CF-BC），增压流化床燃烧（Pressurized Fluidized Bed Combustion Combined Cycle，简称PFBC-CC），整体煤气化联合循环（Combined Circulation With IntegralGasificaltion, 简称IGCC），加脱硫、脱硝装置（SPB+FGD）的超临界机组[25]，都具有高效率、低污染的特点，是很有发展前景的洁净煤技术的发电方式[23]。在技术上它们相辅相成,各有特长；在投资上，IGCC 略高于PFBC-CC。目前IGCC 和PFBC-CC 发电技术还处于示范性阶段，其技术复杂，整体性技术难点多，比投资费用高。但随着技术的进步，以及从效益、费用和环保的综合评价来看，IGCC 和PFBC-CC 发电技术可望成为本世纪燃煤发电的主导技术[26]。

2.6 采煤废弃物的综合利用技术

由于我国煤炭资源的大量开采和低效利用，有大量煤泥、煤矸石、炉渣、粉煤灰等废弃物产生。把这些废弃物当作一种有用资源加以利用是洁净煤技术的一个重要环节。关于煤泥制水煤浆，煤泥和煤矸石燃烧、混烧技术，炉渣作水泥原粉，粉煤灰制作各种建材的成型技术，我国都已有很多先进的应用技术和发明专利

[27]，关键是推广和加以利用。洁净煤技术的特点

从国外特别是西方国家发展洁净煤技术的情况来看，洁净煤技术主要具有以下几个显著特点[28]，[29]：

（1）洁净煤技术以解决环境污染问题为主导，以

环境保护立法为后盾；

（2）洁净煤技术开发是一项跨部门的巨大的系

统工程，必须各个部门之间高效能的管理和协调，并

有强有力的组织领导；

（3）洁净煤技术难度高，投入巨大，开发周期较长；

（4）洁净煤技术是一项多层次、多学科的综合技术。

根据洁净煤技术的这些特点，以及中国仍长期是一个以煤为主要能源的发展中国家的国情，我国的洁净煤技术发展起点低，但应用领域广泛，从而使得技术发展的节能与环保效益相当可观。因此我国洁净煤技术的发展不仅有着强大的客观动力，而且也有着十分广阔的市场前景[30]。认识到这点，这对我国国民经济的发展具有特别重要的意义。发展洁净煤技术应该加强的工作

中国是世界上少数几个以煤为主要能源的国家之一，煤炭在经济发展中占有极重要的地位。当前大力推进洁净煤技术产业化是关键，但存在一系列障碍待克服：包括行业和地区间协调管理力度不足；研究开发力量分散，项目重叠或低水平重复与节能项目、环保项目结合不够；技术政策与环保政策、能源政策、产业政策、节能政策、高新技术政策等结合和相互支持不够；一些先进的技术达不到国产化商业应用水平；对中国洁净煤技术市场需求了解不足；从研究开发、工程示范到商业化应用都存在资金短缺问题，特别是在工程示范或产品试制阶段。其中政策障碍是主要障碍.若没有政府政策的强劲推动,洁净煤技术很难得到快速发展并克服其它障碍[31]。因此,我们应该加强如下方面的工作[32]。

4.1 加强宏观领导与协调

国家洁净煤技术推广领导小组应进一步加强作用，通过规划的制定和实施，结合国家清洁能源的发展，结合行业和地方产业结构的调整，将洁净煤技术的发展与各地区、各行业的发展计划结合起来,从宏观上布局和协调洁净煤技术的发展，并从政策、技术推进和资金方面予以一定的支持。

4.2 通过宏观政策和措施刺激发展

（1）技术引导政策。例如禁止直接销售和使用原煤，鼓励发展煤炭综合加工技术和洁净燃烧技术，鼓励相关技术的国产化, 要求工业锅炉和窑炉必须燃用洗选煤、固硫型煤、固硫配煤等清洁燃料水煤浆、煤层气等作为环保、节能新型产品,可享受高新技术产业的环保产业政策等。技术引导政策的制定应使与环保处罚和利益机制相互推动。在合理的污染物排放收费标准与严格的执法配合下，形成企业不采用洁净煤技术经济上就会受损失，采用洁净煤技术就有经济利益，或可从 国家得到政策的倾斜，或从市场上得到利益。

（2）金融和税收优惠政策。对洁净煤技术产业化

项目，国家应当在节能低息贷款、企业科技创新贷款、环保产业贷款、高新技术产业贷款等多种渠道向企业倾斜对洁净煤技术基础研究、科技攻关及示范项目的立项和经费予以倾斜。发展洁净煤技术，对环保、节能、资源综合利用等社会公益事业有重大作用，应享受差额征税、过渡性减征、免征等优惠政策。清洁能源发展和环境需求给予洁净煤技术以新的发展机遇，相信在国家的强有力领导和促进下，在市场作用的推进下，我国洁净煤技术在今后一段时间会迈上一个新的台阶。

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题的主导技术—洁净煤技术的研究与进展[J].资源节

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第二篇：有色金属发展现状及进展

有色金属发展现状及进展

题目

有色金属发展现状及进展

姓名： 学号： 班级： ：

有色金属发展现状及进展

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[摘要]材料对社会、经济及科学技术活动的影响面大和带动力强,人类文明的发展和社会的进步同材料关系十分密切。现代社会种类繁多的有色金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础，有色金属材料的发展前景如何，不仅对相关行业有着重大影响，甚至对整个社会有着密切的关系。本文对金属材料的发展现状及进展做了简要的叙述。[关键词]有色金属发展趋势 1前言

能源、信息、材料是社会发展的三大支柱，而材料又主要分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。通常人们根据金属的颜色和性质等特征，将金属分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属主要指铁、锰、铬及其合金，如钢、生铁、铁合金、铸铁等。黑色金属以外的金属称为有色金属。日常生活中经常使用的铝、铜、锌和锡等都是有色金属。此外，作为电子工业基础的硅材料，以及有色金属的化合物和金属间化合物，按我国习惯也归入有色金属范畴。

2．1有色金属的地位

有色金属具有一系列独特性能和奇异功能，是航空航天、能源、交通运输、信息技术发展的重要支撑材料。铝、镁、钛等轻质高强结构材料是飞机的主要结构材料；硅、砷化镓、氮化镓等半导体材料是微电子技术和信息技术发展的基础；有色金属也是发展新能源技术的基础。有色金属材料在国民经济、国防建设和高技术领域都有广泛的应用。据不完全统计，90％以上的行业部门都使用有色金属材料。2．2有色金属高性能材料

为了满足国防军工和高技术发展需要，有色金属高性能材料研究开发工作一直备受重视。各国在研究开发新材料、改进现有材料、开发材料高效使用技术三个层面上开展工作，以达到材料的高性能化、高可靠性和低成本化目标。

有色金属材料是重要结构材料，主要发展趋势足高性能化、多功能化、环境友好和低成本。高比强、高比模、低成本的复合材料和多功能化结构材料是研究的热点。铝合金的主要发展方向是进一步提高强度、塑性、韧性、耐蚀性和疲劳性能等综合性能及降低制造成本，特别是注意改进其比强度、持久性和损伤容限。镁合金的研究热点集中在耐热镁合金、高强高韧镁合金、半固态成形技术、塑性加工技术和耐蚀性等方面。钛台金的研究热点是改善抗氧化能力、提高高温蠕变强度、发展具有高损伤容限的合金，以及钛合金的低成本技术。金属间化合物材料、块状非晶材料及其复合材料也受到关注。以镁合金、钛合金、钛铝金属间化合物为基的复合材料也是研究的热点。有色金属功能材料一直是世界各国的研究开发热点，新材料、新技术层出不穷。新型信息功能材料、新型能源材料、生物医用与仿生材料、环境友好材料、纳米技术与材料等重点研究开发领域不断取得新突破。作为微电子技术基础的硅材料的直径不断增大，q)300rm硅片的应用迅速增加。SOI、GeSi和应变硅材料也开始应用。砷化镓和氮化镓等半导体材料朝着大尺寸和高质量方向发展。信息传输、存储和显示使用的材料也有日新月异的发展。稀土功能材料和新能源材料更是研究热点。发光材料、二次电池材料、燃料电池材料、太阳能电池材料等都取得了很大进展，主要发展方向是提高能量转换效率、使用寿命和降低成本。生物医用材料也涉及有色金属材料，如钛植入体，开发无毒性、生物相容性好的材料是关注热点。仿生和智能材料也是重要发展方向。此处，纳米材料与器件已经成为世界各国战略竞争的热点，有色金属也是一个竞争激烈的领域。2．3新应用领域开拓

近年来，有色金属材料在汽车、薪能源及照明等领域的应用成了热点，促进了有色金属材料的发展和进步。

(1)汽车、高速列车等交通领域。随着汽车的轻量化和铁路车辆的高速化，铝、镁、钛等轻质高强材料应用领域得以拓展。轻质有色金属材料的使用谈国外汽车自身质量与20年前相比，己减少了20％～26％。汽车车身每减重10％，可以节省燃油6％～8％，废气排放量可减少lO％。

铝合金是汽车轻量化首选材料。2005年欧洲轿车平均每车用铝达到119kg，美国制造的汽车平均用铝量超过130kg。铝台金也愈来愈多地用于铁道运输和城市轨道车辆上，2003年全世界铝质车辆已达到l0万辆以上。镁合金比铝合金更轻，还有很好的阻尼性能，在汽车上的用量急剧上升，近年来由于钛合金低成本生产技术取得了进步凹，钛合金也开始在大量生产的汽车上得到了应用。

(2)新能源领域。新能源材料是发展新能源技术的核心和基础。当前的研究热点是高容量储氢材料、锂离子电池材料、质子交换膜燃料电池和中温固体氧化物燃料电池相关材料、薄膜太阳能电池材料等。镍氯电池、锂离子电池等绿色电池已在通讯、便携式电子产品及电动工具等方面得到了广泛应用。由于电池的容量、寿命和安全性有了显著提高，已用作电动车、混合动力车的动力电池。近年来，世界主要发达国家对燃料电池和氢能给予了高度重视。美国于2002年开始实施Freedom CAR计划，其目的就是要发展经济实用的民用燃料电池汽车。2003年美国实施了国家氢能计划，发展氢气生产、储存和利用技术，满足燃料电池电动车和清洁发电的需求。(3)半导体照明。氮化镓半导体材料研究开发的突破引起了～场新的照明革命。用半导体发光二极管(LED)替代白炽灯和荧光灯，耗电量可降低80％～90％，而寿命可延长100倍。日本、美国、欧盟和韩国等相继制定了国家级的研究计划．投入了大量的人力物力。美国计划LED2007年替代白炽灯，2012年替代荧光灯，2020年全面进入市场。世界主要照明企业也在积极攻克关键技术以抢占市场。2．4有色金属回收再生技术

为了节省资源和保护环境，世界各国都很注意废弃有色金属的回收再生和再利用工作。例如，用回收废铝生产1吨再生铝的能耗，比用铝土矿原料生产原铝能节约电能95％一97％，CO。排放量可减少90％以上。目前发达国家再生有色金属产量在全部有色金属产量中所占比重普遍在30％以上，有的已经高达50％左右。美国、西欧和日本对于铝、铜等大量应用的有色金属的回收都制定了比较优惠的政策和相关的法令法规。各国在回收技术和设备上开展了大量工作，在去除有害元素和杂质及再使用技术上取得了进展。美国目前汽车上使用的铝有一半以上都是再生铝”。目前我国再生有色金属产量所占比重尚不到25％，如果能增加到总产量的30％，每年生产400多万吨的再生有色金属，除了能减少资源的直接消耗外，每年还可以节约2000多万吨标准煤的能源消耗，减少数百万吨的废气、数千万吨的废水、上亿吨的废石废渣排放，对于环境保护将有重要意义。

2．6环境与资源：有害元素替代技术

为了做到可持续发展，各国在发展有色金属材料时，都非常注意材料对于环境的协调性，发展对环境友好的材料。好的材料不仅要具有优异的性能和功能，而且要能节省资源，在生产和使用过程中消耗能源要少，对环境不产生污染或污染要少，材料在废弃之后要易于回收再生或再利用。为此必须在设计新材料成分的时候就要考虑到环境的相容性，采用比较简单的合金体系，减少合金化元素的种类和数量，避免使用稀缺的元素和有害的元素。在材料的制各和加工中采用新技术和新工艺来降低能耗及对环境的污染，提高材料的使用蛀能、降低材料的使用量也是一种有效的途径，日本、美国和西欧等国家都有全国性的研究计划，日本的超级钢和超级金属计划都取得了很大进展。

许多有色金属元素及其化合物都是有毒的，对环境和人都是有害的。国际环境保护机构列出了17种对人体和环境有害的元素，铅、汞、镉、铬等有色金属都在其中。有害元素替代技术已成为国际上有色金属材料的一个研究热点。欧盟像《RoHS指令》严格限制在产品中使用铅、汞、镉、六价铬等6种有害物质，这种绿色壁垒将对我国产品出口带来严重的影响。2．7我国有色金属现状

我国有色金属工业经过50多年的建成设，特别是近20年的快速发展，10种常用有色金属的产量2002年达到1012万t，超过了美国当年的产量，跃居世界第一。2003年中国有色金属的产量达到1228万t，2004年10种常用有色金属总产量达到1397．85万t，同比增长了17．53％。2005年我国10种有色金属产量达到1631．84万t，比上年增加18．14％，产量连续四年位居世界第一。其中，铜产量达到258万t，电解铝产量达到780万t。

我国近年来在有色金属新材料、传统材料的改进及材料的生产技术方面都取得了很大进展，基本上满足了国防建设、国民经济和高技术产业发的需求。2．8我国有色金属存在问题

资源严重不足。我国有色金属资源总量较大，但人均资源量偏低，可供开发利用的资源短缺。稀土、钛、钨、钼等有较大的资源优势，储量居世界前列，但占有色金属产量94％的铜、铝、铅、锌等常用金属的储量严重不足。随着我国有色金属产量的继续增长，原料的对外依存度还将继续上升。因此，保护和合理开发利用国内外有色金属矿产资源，提高资源利用效率，已经成为实现有色金属工业可持续发展的关键。

创新能力不足。我国有色金属材料的研究、开发和生产水平在近年来有了很大的提高，已经从学习模仿向自主创新的方向前进，研究开发出了一批具有世界先进水平的新材料、新技术、新工艺和新装备。但是总的来看，我国和先过国家还存在着很大差距。在新材料的研制上，跟踪国外的多，自主创新的少；在材料的应用上也是跟着国外走。在生产工艺技术上，除了一些传统的有色金属材料外，仍以引进为主，具有自主知识产权的关键技术和技术储备严重不足，技术创新能力薄弱，不能适应产业结构调整和技术优化升级的迫切需要。

研究开发力量分散。目前我国从事有色金属材料研究开发的科技人员数量很大，机构很多。他们分散在企业、高校和研究院所里，竞争激烈，很难形成合力。我国有色金属企业很多，但大多规模小，除了少数大企业或企业集团外，绝大多数企业还没有形成自已的研发能力。研究开发更多的是为满足企业的直接需求，很少开展有色金属材料的共性关键技术研究，这种情况将对我国有色金属材料的技术进步带来十分不利的影响。2．9发展建议

重视资源综合利用，建设可持续发展的有色金属工业。资源是有色金属材料发展的基础。当前我国有色金属工业持续发展已面临着资源严重不足的严峻挑战。为了保证有色金属工业的健康发展，保障国民经济和国防建设的需要，解决有色金属的资源危机已刻不容缓。解决我国的有色金属资源问题，一是要大力加强国内的探矿工作，发现新的资源；二是注意提高资源的利用率，减少采矿、选矿、冶金、加工和应用过程中的资源损失；三是要利用国外资源，做到资源国际化；四是要大力加强资源的循环利用。要建立起完整的废旧有色金属的回收和再生系统，要加强废旧金属回收再生利用的新工艺、新技术和新装备研究，扩大二次金属回收利用水平，提高再生金属的品质和应用水平，尽量节约有限的一次资源和能源。

加强有色金属新材料的研究开发和应用。有色金属材料是重要的战略材料，是国民经济、国防建设、高新技术发展的物质基础。国家应该重视有色金属材料，特别是有色金属功能材料的发展，在国家计划中加大支持力度。要加强高性能有色金属新材料的创新、开发和应用，特别是要大力支持和促进能源、交通运输、信息领域中应用的有色金属新材料的开发和应用；要大力加强有色金属材料共性关键技术的研究和创新，为我国有色金属材料的发展奠定坚实基础；要加强传统有色金属材料的高性能化和低成本化研究开发工作，为国民经济各部门提供价廉物美的材料，提高制成品的使用性能和国际上的竞争能力；要加强有色材料应用技术的研究，使材料更有效地应用，达到节约资源和能源的目的。

整合研究资源，加强有色金属共性关键技术的研究和创新。目前我国从事有色金属材料研究开发的力量相对分散，无序竞争激烈，低水平重复过多，应该根据企业研究所、工业系统研究院所、中国科学院和高校的特点及专长，建立起分工合作和互补的研究体系来。国家应进一步加强对有色金属材料的科技投入，有实力的企业也应该加强科技投入，建立自已的研究平台，逐步成为技术创新的主体。国家应加强宏观调控和组织工作，从基础研究、应用研究、生产技术和产品开发的不同层次上，围绕有色金属材料发展中的重大课题开展研究，围绕具有我国资源特色的材料开展研究和创新，特别应该加强有色金属共性关键问题的研究和创新，发展具有自主知识产权的有色金属关键技术和技术储备，为有色金属材料产业结构。结语

在国家任何时期制定的重点支持行业中，有色金属始终都是榜上有名，这也反映出了有色金属对于国家经济和工业安全的重要作用。在未来的发展中，有色金属会向性能高、成本低、技术含量高等方向发展，并且随着这种发展，整个有色金属行业也将焕发出新的生命力。我们有理由相信，在相关科技工作者和政府部门的努力下有色金属行业将会呈现更为繁荣的未来。

第三篇：先进制造技术研究现状及发展趋势

先进制造技术研究现状及发展趋势

摘要：机械制造业是国民经济的支柱产业，关系到一个国家的综合国力。本文论述了先进制造技术的概念，先进制造技术的重要地位，以及我国先进制造业的发展状况，与发达国家存在的差距，并展望了先进制造技术的发展趋势。

关键词：先进制造技术 现状 发展趋势

Abstract：the mechanical manufacturing industry is the pillar industry of national economy，the relationship between a country's comprehensive national strength．This paper discusses the conception of advanced manufacturing technology，advanced manufacturing technology in the important position，as well as China's advanced manufacturing industry development status，the gap with developed countries，and looks forward to the development trend of advanced manufacturing technology．

Key words：Advanced manufacturing technology Present situation Development trend 随着社会发展和人类文明进程的加快，与人类生产生活息息相关的各项实践活动正发生深刻的变革。制造业的发展尤为明显，从石器时代，经历青铜器和铁器时代，到蒸汽机时代，再到内燃机的发明，每一次生产的技术变革都对人类的文明起到极大的推动作用。特别是到了近现代，随着通信技术的发展，电子计算机和集成电路的出现，以及运筹学、现代控制理论、系统工程等软件科学的产生和发展，制造业又产生一次新的飞跃。制造已经不再是传统意义上简单地将原材料变为成品的过程，而是在先进工程技术的基础上，集成包括信息技术、网络技术等各项新兴技术在内的生产活动，而且越来越多地融入先进制造哲理、先进管理技 术以及先进生产模式。在近50年的发展过程中，逐渐形成了先进制造技术。

一、先进制造技术概述

先进制造技术首先由美国于20世纪80年代提出，但是直到现在仍然没有一个明确的、一致公认的定义。它是一个相对的、动态的概念，是为了适应现代生产要求，对制造技术不断优化所形成的。但经过对其内涵和特征的分析研究，可以定义为：“先进制造技术是制造业不断吸收机械、电子、信息(计算机与通信、控制理论、人工智能等)、能源及现代化管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产、提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术总称。”

二、我国先进制造技术的发展现状

自建国以来，尤其是改革开放20多年来，我国机械制造业得到了迅速地发展。国家有计划地部署了一系列国家级重点科技项目，有力地促进了我国先进制造与自动化技术的研究与应用推广，如：科技部组织实施的 863计划以CIMS和智能机器人为主题：“九五”国家科技攻关计划的CAD应用工程、精密制造技术开发与应用、数控技术与装备应用、现场总线控制技术开发与应用、工业机器人应用、激光技术应用等等2O多个重点项目；总装备部(原国防科工委)在“九五”期 间，组织实施了我国武器装备先进制造技术的发展项目；航空、航天、兵器和机械等许多行业和部门在“九五”期间组织实施了行业先进制造技术项目；国家计委、经贸委等推动的用高技术改造传统产业的一系列计划。据统计，“九五”国家科技攻关计划制造业信息化技术方面有10多个相关重点项目完成了任务，并通过了验收。各项目共开发装备、装置100多个，建设中的试生产线、示范(试验)点300 多个，获得新产品、新工艺、新技术、新材料等科技成果800多项(其中，获国家科技进步奖8项，省、部级奖

41项，申请专利89项)，发表和编写论文、报告1000多篇，产生综合经济效益数百亿元人民币，节汇创汇4.5亿美元。为我国制造业的技术升级和高新技术的产业化做出了重要贡献。上述计划和项目极大地推动了我国先进制造与自动化技术的发展。例如：以我国数控系统的开发与生产为例，通过“七五”引进、消化、吸收，“八五”攻关和“九五”产业化，取得了很大的进展，基本上掌握了关键技术，建立了数控开发、生产基地，培养了一批数控人才，初步形成了自己的数控产业，也带动了机电控制与传动控制技术的发展。但同时我们也应该清楚地看到我们与工业发达国家相比还存在着明显的差距。

三、我国制造业与发达工业国家的差距

1．企业的技术创新能力较差，产品开发周期较长

在我国，中小型企业以及大型企业走的还是低成本工业控制自动化的道路。我国的汽车工业，在轿车上基本无自己的品牌。在机床制造业上，精密机床、数控机床大多依赖进口，在国际投标中基本上无竞争力。据报道：我国机械工业主导产品达到20世纪90年代国际水平的占30％，达到20世 纪80年代国际水平的占40％，达到20世纪60—70年代国际水平的占30％；大中型企业生产的2000多种主导产品的平均生命周期为10.5 年，是美国机械工业产品平均生命周期的3.5倍；美国制造业的新产品贡献率已达到国内生产总值的52％左右(1995年)．而我国仅为5.9％(1997年)；美国、西欧诸国、日本的机械工业企业的专业化水平为75％—95％，而中国仅为15％—30％；我国有80％以上的企业生产能力处用不足或严重不足。

2．制造工艺设备相对落后，生产自动化程度较低

目前我国大多数企业还采用较落后的制造工艺与技术装备进行生产，优质高效低耗工艺 的普及率不足10％，数控机床、精密设备不足5％，配有国产数控系统的中档数控机床不超过25％，高档数控机床的90％以上依赖进口；在大型成套装备技术方面严重落后，而且高档、大型仪器设备大多依赖进口。中档产品以及许多关键零部件，国外产品占有我国市场 60％以上的份额等等。

3．企业专业化管理水平低，国际市场开拓能力弱

我国多数企业管理粗放，专业化管理水平低。现阶段机械工业的专业化水平仅为15％～30％，而美国、西欧诸国、日本企业的专业化水平已经达到75％一95％，经过20多年的努力 我国出口商品占世界市场份额由原来的0.5 ％提高到目前的3.5％，根据近3年的统计数据分析，高附加值和高技术含量的出口商品仅占我国出口商品总量的10％左右。

4．高精尖技术的开发相对薄弱

高精尖技术在未来的国际竞争中具有重大的作用。比如：用于海洋资源开发的水下作业装备；用于高精尖设备制造的超精密加工装备，面向IT等产业的集成电路制造关键装备；微机电系统(MEMS)以及集高技术于一身的仿人形机器人等；由于国外的技术封锁，只能引进一般设备和一般技术，核心技术很难引进，只能靠自己的研究才能掌握，只有自力更生才能发展。

综上所述，我国的制造业在体制和技术上均不能适应市场经济和参与国际竞争的需要。面对如此严峻的挑战，我国制造业应尽快加大技术升级的步伐，提高企业综合竞争能力。充分掌握先进制造技术的发展趋势，实现跨越式发展。

四、先进制造技术的发展趋势

先进制造技术具有传统制造技术无法比拟的优越性，其发展更是日新月异。为适应新世纪、新技术革命浪潮的冲击，迎接信息时代、制造全球化、贸易自由化、新型消费观念的挑战，先进制造技术必将朝着集成化、柔性化、网络化、信息化、虚拟化、智能化、绿色化、制造全球化等方向发展。

1．集成化

以计算机技术为基础，综合运用现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术等，将企业全部生产活动中的信息流与物质流有机集成，并实现最优化。它特别强调信息的集成和信息的共享，通过网络数据库使企业的所有生产活动紧密地联系在一起，充分发挥技术、管理和人的作用，全面提高企业的管理水平、产品质量和经济效益。

2．柔性化

制造自动化系统发展大致过程是“刚性自动化——可编程自动化——综合自动化”，制造系统的柔性随着这个过程也变得越来越大。进一步的发展要求能快速实现制造系统的重组(包括企业内部制造设备与工具系统重组，以及企业间的重组)。模块化设计是提高企业制造自动化系统柔性的重要策略和方法，它可以有效改善设计工作柔性和制造系统柔性，并能够根据需要迅速实现制造系统的重组。

3．网络化

网络通信技术的迅速发展和普及给企业的生产和经营活动带来革命性的变革，实现市场开发、产品设计、物料选择、零件加工和产品销售等生产活动的异地和跨国界进行，极大地加快技术信息的交流，加强企业之间产品开发的生产合作，促进企业之间的优化和重组，大 大缩短产品的生产周期，提高产品的市场竞争力。

4．信息化

在信 息技术条件下，将分布于世界各地的产品、设备、人员、资金、市场等企业资源有效地集成起来，采用各种类型的合作形式，建立以网络技术为基础的、高素质员工系统为核心的敏捷制造企业运作模式，打破小单位和行业的局限，深入开发、广泛利用信息资源，建立敏捷制造网络化工程，加速制造业数字化与网络化。这不仅对于制造业本身的改造、地区信息港的建设有十分重要的战略意义和现实意义，而且有利于在近年内开展异地设计与制造、网络服务、网上数据共享和网上培训等预期目标的实现，必将推进企业信息化进程。

5．虚拟化

虚拟化指设计过程中的拟实技术和制造过程中的虚拟技术，它可以大大加快产品的开发速度和减少开发的风险。产品设计中的拟实技术是面向产品的结构和性能，以优化产品性能和降低成本为目标，包括产品的动力学分析、运动仿真、造型设计、强度和刚度的有限元计算等。制造过程中的虚拟技术是面向产品生产过程的模拟，检验产品的可加工性和加工工艺的合理性，并进行生产过程计划、组织管理、车间调度等活动的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真，通过仿真来模拟真实系统，及早发现产品设计开发制造过程中的缺陷，以保证产品设计开发制造的合理性，并尽可能使其达到最佳。

6．智能化

智能制造系统的特点是具有极强的适应性和友好性。对于人，强调安全性和友好性；对于环境，要做到无污染、省能源、资源回收和再利用；对于社会，则提倡合理的协作和竞争。智能制造的主要策略是综合利用各个学科、各种先进技术和方法(人工智能、神经网络、模糊控制、计算机技术、人类学、信息科学、管理科学等)解决和处理制造系统中的各种问题。

7．绿色化

日趋严酷的环境与资源约束，使绿色制造业显得越来越重要，绿色制造技术也将得到快速发展，主要包括绿色产品设计技术、绿色制造技术、产品的回收和循环再造制造，使产品在生命周期符合环保、人类健康、能耗低、资源利用率高的要求，以及在制造过程中达到对环境负面影响小、废弃物和有害物质的排放最小等要求。

8．制造全球化

目前世界经济已经步入全球化经济的时代，一方面国际和国内市场竞争越来越激烈，另

一方面国内外企业间的合作也在不断加强，这就形成企业之间既合作又竞争的局面。上述两方面的相互作用，己成为全球化制造业发展的强大动力。制造业和制造技术的全球化，是21世纪最重要的发展趋势之一。

五、结论

当前，全球经济正处于一个根本性的变革时期，人类社会正在由工业经济时代步入了知识经济时代。在以高新技术为主要产业支柱，以智力资源为主要依托的知识经济条件下，高科技的知识经济促使制造业发生了革命性的变化。先进制造技术正是为了适应这一时代的要求，在不断吸收高新技术的最新成果，对传统制造技术进行更新改造中逐渐形成的一个技术体系。它是一个不断发展，不断更新的技术体系，是决定一个国家制造业发展水平的关键。因此，研究和探讨它的内涵、特点和发展趋势就显得尤为重要。

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第四篇：洁净煤技术

洁净煤技术复习题库

1气流床气化法：是用极细的粉煤为原料，被氧气和水蒸汽组成的气化剂高速气流携带进入气化炉气化的方法。在气化炉内，细颗粒粉煤分散悬浮于高速气流中，并随之并行流动，这种状态即称气流床。2费托合成：CO 在固体催化剂作用下非均相氢化生成不同链长的烃类混合物和含氧化合物的反应。

3型煤：用一定比例的粘结剂、固硫剂等添加剂，采用特定的机械加工工艺，将粉煤或低品位煤制成具有一定强度和形状的煤制品。4煤气甲烷化：甲烷化过程主要是使煤气中的H2和CO在催化剂作用下发生反应生成CH4的过程。

5煤化作用：泥炭或腐泥转变为褐煤、烟煤、无烟煤的地球化学作用。包括煤成岩作用和煤变质作用。

6半水煤气：在合成氨工业中为了满足合成气对N2的需求，通常在原有水煤气制备工艺的基础上配入部分N2，由此得到的煤气为。7煤气化：煤的气化过程是一个热化学的过程，它以煤或煤焦为原料，以氧气（空气、富氧或纯氧）蒸汽或氢气为气化剂，在高温的条件下，通过部分氧化反应将原料煤从固体燃料转化为气体燃料的过程。8干馏：是煤炭在隔绝空气的条件下，在一定温度范围内发生热解，生成固体焦炭、液体焦油和少量煤气的过程。

9酸雨：由于空气污染物而造成的酸性降水，当PH<5.6时为酸雨。10流态化：固体颗粒在自上而下的气流作用下，在床内形成具有流体性质的流动状态。11重介质选煤：是用密度介于煤与纤石之间的重液或悬浮液作为分选介质的选煤方法。重介质选煤的的基本原理：阿基米德原理。12水煤浆：是一种煤基的液体燃料，一般是指由60%-70%的煤粉、40%-30%的水和少量化学添加剂组成的混合物。

13煤的直接液化：又称加氢液化；一般是指将煤粉、催化剂和溶剂的混合在液化反应器中，在适宜的温度和压力条件下，将煤直接转化为液化油的过程。

14煤的间接液化：先通过煤气化生产合成气（CO+H2），将煤的大分子结构完全破坏，然后通过高活性催化剂作用在合成器合成产品。15煤的液化:是指在特定的条件下，利用不同的工艺路线，将固体原料煤转化为与原油性质类似的有机液体，并利用与原油精炼相近的工艺对煤液化油进行深加工以获得动力燃料，化学原料和化工产品的技术系统。

16燃烧引起的大气污染物有气态污染物（SO2、NOx、Hg、N2O、CO、CO2）、颗粒物（飞灰、烟煤）、有机污染物（碳氢化合物、PAH）、痕量重金属（Cd、Ni、Cr、Pb、As、Se、Ba）。

17煤的气化按反应器混合物流动状态分为固定床、流化床和气流床。18影响气化效率的因素有原料煤、气化剂、操作条件、不同的气化方法。

19常压移动床气化法通常包括煤气发生炉气化法、水煤气气化法和相应的两段炉气化法。

20脱硫工艺中采用的脱硫剂：钙法：CaO、CaCO3、Ca(OH)2；钠法：NaCO3、NaOH；氨法：液氨、NH4OH、NH4HCO3；镁法：MgO、Mg(OH)2；氧化锌法：ZnO；氧化铜法：CuO；活性炭法：C；海水法：H2O 21煤液化的产物是前沥青烯、沥青烯和油。F-T合成反应器有固定床、流化床、浆态床反应器三种类型。23煤制甲醇工艺主要由煤气化、合成气净化、合成甲醇和甲醇精馏4部分组成。

24煤直接液化一般工艺过程步骤为：将预处理好的煤粉、溶剂和催化剂按一定比例配成煤浆，然后经过高压泵与同样经过升温加压的氢气混合，再经过加热设备预热至400C左右，共同进入具有一定压力的液化反应器中进行液化。

25烟气湿法脱硫的优点及缺点？

答：由于是气液之间反应，脱硫速度快；煤种适应性好，脱硫效率和脱硫利用率都很高，在Ca/S比为1时，脱硫率可达90%以上，系统运行可靠稳定。缺点：脱硫后烟气温度较低，一般低于露点，所以需进行烟气再加热以减少腐蚀，同时有废水二次污染等问题.26各种烟气脱硫工特点？

答：干法/半干法脱硫特点：脱硫过程以干态为主，烟气温度降低较少，无需进行除雾和再热，脱硫产物是干态，无废水污染，不易腐蚀和结垢，同时工艺简单，投资和运行费用低。缺点是脱硫剂利用率低，因此当燃烧高硫煤或对脱硫效率要求严格时，脱硫剂的消耗最大。27煤间接液化基本原理？

答：间接液化技术的核心是费托合成，FT合成反应十分灵活，可以通过控制反应条件和H2/CO比，在高选择型催化剂作用下，调整反应产物的分布。其基本反应是一氧化碳加氢生成脂肪烃，nCO+2nH2→CnH2n+nH2O-Q, nCO+(2n+1)H2→CnH(2n+2)+nH2O-Q,与此同时，有H2O+CO→CO2+H2-Q，FT合成的烃类一般为C3及其以上烃类，甲烷等低烃是高温时出现的产物。

28煤直接液化过程，对煤种有何要求？反应过程的机理？

答：在选择煤种时大致原则：H/C比高，挥发分高，灰分低，镜质组和壳质组含量高。机理：在高温（400C以上），高压（10MPa以上）的条件下，煤的大分子结构将受热分解，基本结构单元之间的桥键首先断裂，生成游离的自由基团。此时如果遇到外界分子氢，自由基将发生加氢反应，形成稳定的低分子物，从而避免因重新聚合生成聚合物或大分子。

29煤直接液化过程溶剂的作用？

答;①将煤与溶剂制成浆液形式便于输送，同时可以有效地分散煤粒子，催化剂和液化反应生成的热产物，有利于改善多相催化液化反应体系的动力学过程②依靠溶剂能力使煤颗粒发生溶胀和软化，使其有机质中的键发生断裂③溶解部分H2，作为反应体系中活性氢的传递介质，或者通过供氢溶剂的脱氢反应过程，可以提供煤液化所需的活性氢原子④在有催化剂时，促使催化剂分散和萃取出在催化剂表面上强吸附的毒物。

30移动床气化炉内怎样分层? 答：在移动床气化过程中，由于原料煤和气化剂的逆流接触，使得沿床层高度方向上有一明显变化的温度分布。在不同温度区域内所进行的物理化学过程也不一样。对于常压移动床气化法来讲，一般自上而下可分为预热干燥层、干馏层、气化层/还原层、燃烧层/氧化层及灰渣层。

31流化床燃烧技术的特点？

答：①燃烧过程中，气固颗粒发生强烈的湍流混合，具有较高的传热和传质效率，也大大提高了燃烧热。②床层内固体颗粒混合均匀，使得温度分布均匀③由于具有大量的固体床料，可以存储足够的热量，使得燃料加热迅速且具有良好的燃料适应性且能和较低运行④颗粒流动平稳，适宜连续自动控制⑤不同粒径的颗粒在燃烧反应器中停留时间不同，燃尽程度也不同。特点：①燃烧适应性好②良好的环保性能③良好的负荷调节性能

MFT生产汽油基本原理及流程特点？

叙述：在MFT中，一段合成反应产物是C1-C40的烃类混合物，为了提高汽油馏分的产率，将一段合成的产物，通过设有分子筛催化剂的二段反应器中进行反应，使一段反应产物发生裂解、脱氢、环化、低分子烯烃聚合等反应，最终得到主要是C5-C11的汽油馏分。

特点：以煤基合成气为原料；产品中汽油比例较高，质量较好；CH4和气态烃含量较少, C12+的高分子量重质烃含量极少；

产品分布可调性大；通过选用催化剂和调节工艺参数的优化组合，可改变产物分布和选择性；工艺技术比较成熟，易于放大。33 IGOR直接液化工艺流程和过程描述及特点？

答：IGOR直接液化工艺流,大致可以分为煤浆制备、液化反应、两段催化加氢、液化产物分离和常减压蒸馏等工艺过程。制得的煤浆与氢气混合后，经预热器进入液化反应器。反应器操作温度仍为470C，但反应压力降到了30MPa。反应器顶端排出的液化产物进入到高温分离器，在此将轻质油气、难挥发的重质油及固体残渣等分离开来。其中分离器下部的真空闪蒸塔代替了IG法的离心分离器，重质产物在此分离成残渣和闪蒸油，前者进入气化制氢工序，后者则与从高温分离器分离出的气相产物一并送人第一固定床加氢反应器。该反应温度为350-420C。加氢的产物进入中温分离器，从底部排出的重质油作为循环溶剂使用，从顶部出来的馏分油气进入第二固定床反应器再次加氢处理，由此得到的加氢产物送往气液低温分离器，从中分离的轻质油气送入气体洗涤塔，回收其中的轻质油，而洗涤塔塔顶排出的富氢气体则循环使用。特点：①煤液化反应和液化油提制加工在同一个高压系统内进行，既缩短和简化了工艺过程，也可得到质量优良的精制燃料油。②固体分离以闪蒸塔代替离心分离装置，生产能力大，效率高。同时，煤液化反应器的空速也较以往有较大的增加，从而也提高了生产能力。③以加氢后的质油作为循环溶剂，使得溶剂具有更高的供氢性能，有利于提高煤液化过程的转化过程的转换率和液化油产率。34甲烷化过程主要是使煤气中的H2和CO在催化剂作用下发生反应生成CH4，CO+3H2→CH4+H2O,同时还会发生水煤气变换反应CO+H2O→CO2+H2以及其他生成CH4的次要反应CO+4H2→CH4+2H2O,2CO→C+CO2，C+2H2→CH4

第五篇：洁净煤--整理介绍

第一节

洁净煤技术基本概念及框架体系

1.洁净煤技术（Clean Coal Technology,简称CCT）的概念是２０世纪８０年代中期美国首先提出的，是指在煤炭开发和加工利用全过程中旨在减少污染与提高利用效率的加工﹑燃烧﹑转换及污染控制等技术的总称，是使煤作为一种能源应达到最大限度潜能的利用，而释放的污染物控制在最低水平，达到煤的高效清洁利用的技术。

2.我国煤炭工业洁净煤技术重点发展为4个领域10个方面，即煤炭加工：选煤、型煤、动力配煤、水煤浆；洁净燃煤：循环流化床锅炉；煤炭转化：煤炭气化（含地下气化）与煤炭直接液化；资源化利用：煤矸石综合利用、矿井水与煤泥水净化及利用和煤层气开发利用。

3.清洁生产是将污染预防战略持继地应用于生产全过程，通过不断地改善管理和技术进步，提高资源利用率，减少污染物排放，以降低对环境和人类的危害。清洁生产的核心是从源头抓起，预防为主生产全过程控制，实现经济效益和环境效益的统一。

清洁生产的内容包括清洁的能源、清洁的生产过程以及清洁的产品三个部分。

4.国内洁净煤技术研究发展现状

在有关部门的配合与支持下，我国洁净煤技术开发、应用、推广方面有显著的进展。主要表现在：煤炭的深加工有所进步，煤炭入洗比重逐年提高；工业型煤和水煤浆技术开发和应用开始起步，已有示范性项目投入使用；煤炭气化技术已比较成熟，煤气已成为城市民用燃料的重要组成部分；正在进行煤炭液化的性能和工艺条件试验，以及煤炭液化商业性示范厂的可行性研究。但是，我国在洁净煤技术研究和产业化方面还存在许多问题，主要是我国洁净煤技术层次不高，还没有形成推进洁净煤技术产业化的有效机制，推进洁净煤技术产业化的法规不健全，政策不配套，措施不具体，力量不集中，资金筹集渠道不畅。5.发展洁净煤技术的重大意义

首先，采用煤炭加工技术，可有效降低原料煤的灰分和硫分，实现煤炭燃前脱硫降灰，大幅度减少大气污染物排放，减少煤炭利用的外部成本。

其次，发展煤基合成燃料可以促进能源供应来源的多样性，改善单一的能源结构，在相当程度上缓解我国石油、天然气供应不足的问题，且经济投入和运行成本大大低于采用石油和天然气，有利于我国清洁能源的发展及长远的能源安全。

第三，洁净煤技术汇集了电子、信息、自动化、环境科学等高新技术，已不再是传统的煤利用技术。

总之，洁净煤技术的开发与应用正处方兴未艾之势，国民经济和社会发展第十个五年计划已将洁净煤技术列为能源建设的重要内容，我国洁净煤技术将进入产业化发展阶段。

二．主要讲述煤岩学基础；煤的主要性质 ；我国煤炭质量和煤的分类；煤的主要质量分级标准及工业用煤质量标准等。

要求掌握煤的水分、灰分、硫分、挥发分、发热量、热稳定性、煤灰熔融软化温度等概念、煤的主要元素组成和灰成分有哪些、各种化验基准及相互换算关系；

一般熟悉我国煤炭的主要分类、煤的主要显微组成及煤岩类型、煤的灰分分级标准、硫分分级标准、挥发分分级标准、发热量分级标准；

了解中国煤质特征、各种煤主要用途、其它煤的质量分级标准、各种工业用煤质量标准等。

1.煤岩学是一门研究可燃岩石的学科，是用肉眼或运用光学仪器来研究自然状态下固体可燃矿产并作为有机岩石加以研究的学科。

2.整个成煤作用可划分为两个阶段：泥炭化/腐泥化作用和煤化作用。3.煤的显微组分按其成因和工艺性质的不同，大致可分为镜质组、壳质组和惰质组三大类。

4.煤中矿物质可分为三类。

（1）植物成因的原生矿物质：来自原始植物的无机成分。

（2）陆源碎屑成因的矿物质：煤化作用第一阶段或煤矿床形成时由水或风带入其中的无机成分。

（3）化学和生物化学成因的矿物质：煤化作用第一阶段的同生-成岩矿物和煤化作用第二阶段形成的次生、后生矿物。

5.按矿物成分和性质，可将煤中矿物质分成以下几种类型。

（1）粘土类矿物:常见的粘土类矿物有高岭石、水云母、伊利石等。

（2）硫化物类矿物:此类矿物包括黄铁矿、白铁矿等。

（3）碳酸盐类矿物:主要包括方解石和菱铁矿。

（4）氧化物类矿物:氧化物类矿物主要是石英等。

（5）硫酸盐类矿物:硫酸盐类矿物主要是石膏。

6.煤中的水分：煤中的水分可分为游离水和化合水。

煤中游离水是指与煤呈物理态结合的水，它吸附在煤的外表面和内部孔隙中。

7.灰分：将煤在815℃的条件下完全燃烧后所得的残渣为煤的灰分，用A表示。测定灰分时所用的煤样是粒度小于0.2mm的空气干燥基煤样，因此测定结果是空气干燥基的灰分产率，用Aad表示。

8.煤的发热量：也称煤的热值，是指单位质量的煤完全燃烧后所释放出的热能，用KJ/g或MJ/g表示。一般采用氧氮法测定煤的发热量，用Qb,ad表示，即弹筒发热量。为了得到接近实际的发热量值，需对弹筒发热量进行校正，发热量均是指恒容发热量。

第二章 煤炭洗选、脱硫与动力配煤

要求掌握动力配煤基本原理及其优化、动力配煤的固硫技术； 熟悉煤炭洗选新工艺、新方法、新设备。了解贵州煤炭洗选现状及发展趋势。

1.根据工业锅炉对煤质的特定要求, 将几种不同性质的单种煤, 按一定比例进行配合而得到一种对锅炉燃烧最有利的燃料煤, 就称为动力配煤。2.动力配煤的主要优点

煤炭作为燃料使用, 一般都应按照就地取材, 就近使用的方针, 充分利用当地的煤炭资源 , 特别是一些低质煤和小窑煤都要充分利用, 但这些煤往往因为质量较差和质量不稳定, 造成使用困难, 也使锅炉热效率大大降低, 采用动力配煤可以使用户得到质量稳定的煤炭, 即使煤炭质量差些, 如能保证煤质稳定, 用户也可通过改造锅炉和提高司炉工人的操作技术, 掌握燃用一定质量煤炭的最佳条件, 使质量较差的煤也能充分发挥其作用, 使煤的利用效率和锅炉热效率得到提高。另外, 在进行配煤时还可使煤中块末分开, 将块煤以较高价格供给需用块煤的用户以提高经济效益, 这样即可实现煤炭的就近使用, 节约运力, 物尽其用, 使煤炭得到合理的利用。3.动力配煤的原则

1)生产的配煤必须满足工业锅炉的基本要求使煤质与锅炉特点相适应, 并能保证配煤质量有相对的稳定性；

2)配煤要有利于提高锅炉热效率, 保证锅炉的正常出力,以节约煤炭；

3)本着节约优质煤的原则, 在配煤中要尽量扩大低质煤的比例, 做到物尽其用；

4)要注意延长锅炉寿命和保护环境, 配煤中的硫分要控制合适的界限；

5)要充分考虑尽量缩短煤炭运输距离, 就近找煤 , 以缓解运输紧张局面；

6)配煤品种要尽可能地少些, 以简化配煤工艺, 降低配煤成本。4.动力配煤的优化设计

动力配煤的优化设计的原则是在一定约束条件下追求目标函 数的极值, 具体分为四个步骤 : 即确定约束条件 , 确定目标函 数 , 建立数学模型和解出最优配方。

1)确定约束条件：工业锅炉对煤质的各种指标都有特定的技术要求 , 这就是动力配煤的基本约束条件。

2)确定目标函数：目标函数的确定是依据实际情况 , 针对所要达到的目标而确定，5.在动力配煤中应追求的目标主要有以下三方面 :

(1)追求成本最低

(2)追求优质煤配比最小

(3)追求低质煤配比最大

6.动力配煤的固硫技术

1、国内外燃煤脱（固）硫技术现状

燃煤脱（固）硫技术可分为三大类：①燃烧前脱硫，如选煤等；②燃烧中脱（固）硫，如工业型煤固硫、动力配煤加固硫剂固硫、炉内喷钙、循环流化床固硫等；③燃烧后脱硫，即烟气脱硫。

1）燃烧前脱硫

该方法可分为物理法、化学法及生物法三大类。

2）燃烧后脱硫（FGD）

FGD技术主要是利用吸收剂或吸附剂去除烟气中的SO2，并使其转化为较稳定的硫的化合物或单体硫。3）燃烧中脱硫

该技术使在煤中添加一定的固硫剂，将煤在燃烧气化时生成的气态硫氧化物在炉内吸收，气相中残存的硫氧化物与刚进入炉内的脱硫剂接触而被吸收，这样排出的气体中二氧化硫含量就大大降低了。这种方法可大大减少燃烧后脱硫设备，但固硫剂部分或全部参与燃烧过程，将会影响煤的燃烧性能。此外，固硫剂中的碱性物质等的利用率低，以及形成的硫酸盐的再分解等，导致脱硫效果下降。目前，使用最普遍的是以石灰、石灰石、方解石、白云石等为主的钙系固硫剂。第三章

型煤

型煤的概念、种类；型煤粘结剂；民用型煤和工业型煤在我国的应用情况及特点。

要求掌握型煤常用的粘结剂；熟悉型煤的工艺；了解型煤的分类。

1.型煤是用机械方法，将粉煤制成具有一定强度和形状的煤制品。型煤按用途可分为两大类：民用型煤和工业型煤。

2.型煤粘结剂

不同用途的型煤对粘结剂有一定的要求，型煤粘结剂通常应具备如下条件：

(1)粘结能力强、流动性好、在煤粒表面易扩散、分布均匀；

(2)能很好润湿煤表面也且增加粒子间的作用力；

(3)来源广、价廉、无污染；

(4)无机物含量低、尽量少增加型煤灰分、固硫效果好；

(5)制备工艺简单；

(6)使型煤具有抗湿防水性能。根据其基本性质可分为四大类。

（1）有机粘结剂 : 焦油、沥青、淀粉、腐植酸、本质素磺酸盐、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯、聚氨酶等。

（2）无机粘结剂 : 粘土、膨润土、高岭土、石灰、水玻璃、石膏、水泥、氯化纳等。

（3）工业废物粘结剂 : 纸浆废液、制糖废液、制革废液、酿酒废液、糠隆渣、电石渣、血浆、生化污泥等。

（4）复合粘结剂 : 粘土一纸浆废液、淀粉一膨润土、麦秸一石灰等上述2种或3种粘结剂的复合物。3.工业型煤的种类

1、造气型煤

2、锅炉型煤

生产分为集中成型和炉前成型。后者成型工艺简单，通常 无需加粘结剂，不用烘干，使型煤生产成本大幅度降低, 得 到越来越多的用户欢迎。

3、型焦及炼焦配用型煤

4.粉煤热压成型

利用煤在加热过程中产生的胶质体作为粘结剂将煤制成型煤。热压成型工艺按加热的方式可分为气体热载体快速加热热压成型工艺和固体热载体快速加热热压成型工艺两大类。第四章

水煤浆技术

水煤浆的概念、产生及发展；煤的成浆性；水煤浆的制浆工艺及添加剂；水煤浆在贵州省的应用。

要求掌握煤的成浆性及制备技术；熟悉水煤浆添加剂。了解水煤浆的产生及发展、水煤浆管道输送和水煤浆在贵州的应用。1.把洗选后的低灰分精煤加工研磨成微细煤粉，按煤约70%，水约30%的比例和适量（约1.0%）的化学添加剂配制而成的一种煤水混合物，这种煤水混合物又称水煤浆(CWS)或煤水燃料(CWF)。

2.水煤浆特性

水煤浆作为流体燃料，煤质一定后，其流体特性直接影响到它的贮存、运输及燃烧，通常用以下指标描述水煤浆流体特性。

1）水煤浆浓度：即水煤浆中固体含量，通常用重量百分数表示。水煤浆的浓度确定需根据煤质、制浆工艺及燃烧要求综合考虑，一般水煤浆浓度在62%~70%之间。2）水煤浆流变性： 3）水煤浆的稳定性 它直接影响到水煤浆的贮存、运输和燃烧。其稳定性要求根据用户距水煤浆生产厂的距离及燃烧要求确定，一般在一个月以上。

3.影响水煤浆特性因素

主要有煤的煤质特性、煤粉的粒度组成、添加剂的类型及数量、水质、制备工艺（磨制工艺、设备、搅拌强度、时间等）、温度等，对水煤浆产品总的要求是在较低粘度和较好稳定性下，尽量提高其浓度。4.改善煤成浆性的措施

（1）配煤成浆（2）压力处理（3）热力处理（4）新型添加剂的研究与应用。

5.分散剂的主要作用是改变煤表面亲水性，降低煤水界面张力，使煤粒充分润湿和均匀分散在少量水中，改善CWM的流动性，降低CWM的粘度。6.水煤浆添加剂

化学添加剂主要作用在于(1)改变煤颗粒间的表面性质，提高煤炭表面的亲水性，降低煤水界面间的张力；(2)促使煤粒表面能更容易被水润湿, 使煤颗粒均匀地分散在水中，防止颗粒团聚；(3)借助于添加剂调节煤浆的酸碱度、消除浆体中的气泡和有害成分等不利因素。

制浆时所用添加剂，按其功能不同，有分散剂、稳定剂、及其他一些辅助化学药剂，如消泡剂、PH调整剂、防霉剂、表面改性剂及促进剂等多种。在这些添加剂中，不可缺少的是分散剂与稳定剂。7.水煤浆添加剂

化学添加剂主要作用在于(1)改变煤颗粒间的表面性质，提高煤炭表面的亲水性，降低煤水界面间的张力；(2)促使煤粒表面能更容易被水润湿, 使煤颗粒均匀地分散在水中，防止颗粒团聚；(3)借助于添加剂调节煤浆的酸碱度、消除浆体中的气泡和有害成分等不利因素。

制浆时所用添加剂，按其功能不同，有分散剂、稳定剂、及其他一些辅助化学药剂，如消泡剂、PH调整剂、防霉剂、表面改性剂及促进剂等多种。在这些添加剂中，不可缺少的是分散剂与稳定剂。分散剂的作用机理

分散剂是一种可促进分散相（如水煤浆中的煤粒）在分散介质（如水煤浆中的水）中均匀分散的化学药剂。

在水煤浆制备中分散剂的主要作用是降粘。分散剂的作用机理可从三个方面即润湿分散作用、静电斥力分散作用和空间位阻力与熵斥力分散作用得到解释。

（1）润湿分散作用

润湿是指固体表面上的气体被液体取代的过程，在讨论水煤浆问题时，润湿是指煤炭表面为水所润湿。

（2）静电斥力分散作用

当颗粒相互接触时，如果没有其他力量的阻挡，聚结是不可避免的。微小粒子的热运动为颗粒间相互碰撞、接触创造了机会。

（3）空间位阻与熵斥力分散作用

所谓空间位阻分散作用，是指使煤粒表面吸附一层物质如添加剂、分子等，这样就在颗粒间增加了一层障碍，当颗粒相互接近时，可机械地阻挡聚结。制浆用分散剂都是一些表面活性剂，一端是由碳氢化合物构成的非极性的亲油基，另一端是亲水的极性基。非极性基疏水端易与煤炭表面结合，吸附在煤粒上，将另一端亲水基朝水。使煤粒的疏水表面转化为亲水表面，形成一层水化膜。使颗粒之间形成一种空间位阻。

2、分散剂

分散剂是最重要的化学添加剂，它一般是具有亲水基的物质，其作用主要是靠煤非极性表面天然疏水作用对分散剂疏水部分的吸附，使其亲水基朝外，以大大提高煤粒表面的润湿性，增厚稳定的水化膜，这种吸附作用也同时导致煤表面电性变化。但是，某种分散剂对某种煤制浆性能的好与坏,主要取决于煤表面对分散剂吸附能力以及这种分散剂亲水基的强弱。

分散剂属表面活性剂，大致可分离子型(阳离子型、阴离子型)和非离子型两大类。用于水煤浆的分散剂主要是阴离子和非离子型。阴离子型分散剂主要包括磺酸盐、羧酸盐及少量磷酸盐类；普遍应用的是荼黄酸盐、磺化腐植酸盐，木质素磺酸盐和烯烃磺酸盐等。这类阴离子型分散剂亲水基多为具有碱性的钠离子，其分散性能多不如非离子型，但由于原料来源较为广泛，生产工艺简单，价格低廉。非离子型分散剂，其特点是分子量大。这类分散剂分子的亲水端是聚氧乙烯链或再配以少许的磺酸基；亲固端是烷基、烷基苯或烷基苯羧酸等。此类分散剂的主要优点是亲水性好, 分子量和质量易调节、控制，不受水质及煤中可溶性物质的影响，但价格昂贵，一般用量在 0.5% 以上。

对分散剂要求是：稳定性好，煤种适应性强，用量少，效能高，降粘效果明显；此外，价格也要经济。

3、稳定剂

水煤浆的稳定性是指煤浆在储存与运输期间保持性态均匀的特性。水煤浆的稳定剂应具有使煤浆中已分散的颗粒能与周围其他颗粒及水结合，成为一种较弱但又有一定强度的三维空间结构作用。稳定剂应在加入分散剂经捏混搅拌后，再另行加入。能起这种作用的稳定剂有无机盐、高分子有机化合物。如常见的聚丙烯酰胺絮凝剂，羧甲基纤维素以及一些微细胶体粒子（如有机膨润土）等。一般用量为煤量的几万分之几至几千分之几。

4、其他辅助添加剂

由于分散剂往往同时具有起泡作用，而煤浆中的气泡对浆体流动性有害，所以当分散剂带有较强的起泡性能时，需补加消泡剂。制浆时常用的消泡剂有醇类及磷酸酯类。

为了取得较好的制浆效果，制浆时往往要调整煤浆的PH值，制浆时以弱碱性的溶液环境较好。

助剂可改变煤炭表面性质、促进添加剂分子更好地在煤粒表面吸附。

一、名词解释： 1.洁净煤技术 2.清洁生产 3.动力配煤 4.选煤 5.型煤 6.水煤浆 7.型煤的自成型模式

要使工业锅炉能普遍使用型煤, 节约能源, 就必须完全抛弃原有型煤的制作模式, 采用无粘结剂, 不经运输, 直接入炉的炉前成型模式, 也叫自成型模式。

8.水煤浆的级配技术

级配技术为水煤浆产品中颗粒大小的组成情况，将原料煤磨成水煤浆产品，要求产品的粒度组成有较高的堆积效率，堆积孔隙最小，大颗粒间孔隙被小颗粒充填，以次减少空隙的水量，提高制将浓度，改善产品流动性。

二、简答题

1、煤的工业分析包括哪些？

2、什么是煤的水分、灰分、挥发分、发热量、硫分？

3、简述煤的分类方案？

4、煤中主要由哪些元素组成？

5、何为煤的密度、机械强度、热稳定性、粘结性、结焦性？

6、动力配煤优化设计的步骤是什么？

7、反映煤的煤化程度的指标有哪些？

8、型煤粘结剂有那几种类型？

9、影响水煤浆特性的因素有哪些？

10、水煤浆制浆方法的主要环节及功能有哪些？

三、计算题

1、如有两种煤（A种煤和B种煤）其煤质和锅炉对煤质的技术要求见下表。（12分）

技术指标煤种Vdaf（％）Qnet，ar（MJ/KgAar（％）A煤18.928.9513.62B煤50.812.0342.57动力配煤25～4020～2310～30要求配入的优质煤最少。试求两种煤的配比？

2、已知某种煤的Mad为1.9、HGI为70，求制浆浓度，并判断其可成浆性？

3、若已知Qb, ad＝35MJ/Kg，St,d＝1.5％，Hdaf＝3.5％，Mad＝2.3％，Mt＝9％,Ad=20%。试求Qnet, ar？

四、论述题 煤泥资源化利用； 煤矸石资源化利用； 固硫剂研究； 水煤浆分散剂研究； 第五章

煤的气化技术

煤的气化原理；气化用煤的特性；煤气化工艺分类，移动床、流化床、气流床和地下气化煤气化典型工艺以及煤气化技术的应用。

要求掌握煤气化的基本原理。

熟悉气化用煤的特征；煤气化工艺分类。

了解典型煤气化工艺；煤气化技术的应用。

1.煤气化是指煤在一定的温度和压力下，通过加人气化剂而被转化为煤气的过程。它包括煤的热解、气化和燃烧。

煤的热解是从固相变为气、固、液三相产物的过程，而煤的气化和燃烧包括两种类型反应：(1)非均相气固反应，气相可能是最初的气化剂，也可能是气化或燃烧过程的产物，固相主要指煤中炭。(2)均相的气相反应，反应物包括气化剂和反应产物。

2.煤气化工艺分类

1、按煤料与气化剂的接触方式，煤气化工艺可分为：

1）固定床气化。也称为移动床气化。因为在气化过程中，煤料与气化剂逆流接触，相对于气体的上升速度而言，煤料下降很慢，甚至可视为固定不动，因此称之为固定床气化；而实际上，煤料在气化过程中确是以很慢的速度向下移动的，故又称其为移动床气化。

2）流化床气化。它是以小颗粒煤为原料，并在气化炉内使其悬浮分散在垂直上升的气流中，煤粒类似于沸腾的液体而剧烈地运动，从而使得煤料层内几乎没有温度梯度和浓度梯度。

3）气流床气化。这是一种并流气化，用气化剂将煤粉带人气化炉内，也可将煤粉先制成水煤浆，然后用泵打人气化炉内。煤料在高于其灰熔点的温度下被气化剂气化，灰渣以液态形式排出气化炉。

4）熔浴床气化。也称熔融床气化，它是将粉煤和气化剂以切线方向高速喷人温度较高且高度稳定的熔池内，且池内熔融物保持高速旋转。作为粉煤与气化剂的分散介质的熔融物可以是熔融的灰渣、熔盐或熔融的金属。移动床煤气化工艺

3.移动床煤气化工艺是以块煤为原料。煤料与气化剂分别从气化炉的顶部和底部人炉，煤气和灰渣则分别从气化炉的顶部和底部出炉。煤料与气化剂在气化炉内逆流接触，煤气中的大部分显热用于煤料的干燥与干馏，而灰渣的大部分显热用于气化剂的预热。因此，这是一种比较理想的煤完全气化方式。

第六章

煤的液化技术

要求熟悉煤的直接液化和煤的间接液化概念。了解直接液化和煤的间接液化工艺。

1.煤的直接液化是煤在适当的温度和压力下，催化加氢裂化（热解、溶剂萃取、非催化液化等）成液体烃类，生成少量气体烃，脱除煤中氮、氧和硫等杂原子的深度转化过程。

典型的工艺主要包括原料煤的破碎与干燥、煤浆制备、加氢液化、固液分离、气体净化、液体产物分馏和精制以及液化残渣气化制取氢气等部分。

直接液化的主要产品是优质汽油、喷气燃料油、柴油和芳烃以及炭素化工原料，并付产燃料气、液化石油气、硫磺和氨等。工艺热效率高达70％。2.煤的间接液化是以煤基合成气（CO+H2）为原料，在一定的温度和压力下，定向地催化合成烃类燃料油和化工原料的工艺，包括煤炭气化制取合成气、气体净化与变换、催化合成烃类产品以及产品分离和改质加工等过程。典型的工艺是F－T合成法，又称CO加氢法。