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1、能源是人類文明進步的基礎和動力，攸關國計民生和國家安全。黨的二十大報告強調，深入推進能源革命，加強煤炭清潔高效利用，加快規劃建設新型能源體系。這些重要論述科學擘畫了我國能源高質量發展的新藍圖。當前，面對國際能源安全新挑戰，夯實煤炭煤電兜底保障基礎的重要性愈加凸顯。因此，基于我國“富煤、貧油、少氣”的能源稟賦，推進煤炭清潔高效利用則是實現“雙碳”目標的重要途徑。煤炭清潔高效利用，是指在煤炭生產、加工、運輸、利用和轉化過程中，降低能源消耗，控制和減少污染物和溫室氣體排放，提高煤炭利用效率的活動?；趯γ禾壳鍧嵏咝Ю玫睦斫?，山西科城能源環境創新研究院梳理了目前國內外有關煤炭清潔高效利用有關的研究成

2、果以及相關技術規范，針對煤炭清潔高效利用的基本知識、煤炭清潔高效利用的形勢、煤炭綠色低碳開采、煤炭洗選、商品煤質量、燃煤發電、煤焦化、煤化工、散煤治理等九個方面的問題，同時梳理了煤炭清潔高效利用的相關案例，形成煤炭清潔高效利用 100 問，供相關人員參考。目錄第一篇 基礎篇.101 煤炭的形成機理.202 世界煤炭資源分布情況.203 我國煤炭資源分布情況.304 我國煤炭分類標準.305 世界煤炭分類.406 煤炭形成于哪些時代.407 煤炭組成成分是什么.508 什么是無煙煤，它有哪些性質用途.609 什么是煙煤，它有哪些性質用途.610 什么是褐煤，它有哪些性質用途.8第二篇 形勢篇.9

3、11 能源與人類發展的關系.1012 世界能源發展的趨勢.1013 世界煤炭發展歷程.1114 煤炭與氣候變化的關系.1215 煤炭與環境的關系.1316 全球控煤進程.1417 煤炭資源的供應現狀.1518 煤炭資源的消費現狀.1519 中國能源對外依存情況.1720 煤炭清潔高效利用相關政策.17第三篇 采礦篇.1921 煤炭科學產能是什么.2022 什么是煤炭先進產能.2023 煤炭綠色開采技術有哪些.2124 什么是綠色礦山.2225 煤炭開采的低碳技術路徑.2326 煤炭與新能源多能互補技術路徑.2327 礦區生態碳匯技術路徑.2428 煤礦節能減碳技術措施.2529 礦區瓦斯抽采利

4、用關鍵技術.2630 煤炭開采擾動空間 CO2封存關鍵技術.27第四篇 選煤篇.2831 什么是重介質選煤.2932 什么是跳汰選煤.2933 什么是浮游選煤.2934 什么是高精度煤炭分選技術工藝.3035 煉焦煤選煤典型重選工藝.3236 什么是智能選煤.3337 為什么要井下選煤.3338 煤炭洗選行業節能減排技術路徑.3339 什么是煤炭洗選標準化管理.3440 選煤廠原煤運輸、產品貯存的清潔生產技術要求.34第五篇 商品煤.3641 什么是商品煤.3742 商品煤質量有哪些要求.3743 煤炭產品的類別、品種和技術要求.3744 煉焦用煤質量要求.3845 發電用煤質量要求.3946

5、 氣化用煤質量要求.4047 直接液化用煤質量要求.4148 高爐噴吹用煤質量要求.4249 什么是特殊和稀缺煤種.4250 哪些煤炭禁止或限制開采.42第六篇 火電篇.4451 全國火電裝機現狀.4552 全國電力生產和外送現狀.4653 電力行業煤炭消費與碳排放現狀.4754 什么是三改聯動.4855 先進靈活超超臨界發電技術是什么.4856 碳捕集方式的技術路線有哪些.4957 二氧化碳封存與利用技術有哪些.5158 什么是煤電聯營.5359 什么是風光火儲一體化發展.5460 什么是煤電與新能源一體化發展.54第七篇 焦化篇.5661 全國焦化行業發展現狀.5762 焦化行業煤炭消費及

6、碳排放現狀.5763 焦化行業節能降碳技術路徑有哪些.5764 什么是焦爐精準自動加熱技術.5865 什么是干熄焦.5866 什么是煤調濕技術.5867 焦爐煤氣的利用方向有哪些.5968 粗苯精制的方向有哪些.6069 煤焦油深加工方向有哪些.6270 山西省焦化超低排放的技術要求有哪些.63第八篇 煤化工.6571 全國煤化工行業發展現狀.6672 煤化工行業煤炭消費及碳排放現狀.6673 現代煤化工的生產過程特點.6674 現代煤化工行業清潔低碳轉型路徑.6775 現代煤化工行業節能減排技術路徑.6876 合成氨行業節能減碳技術路徑.6977 煤化工行業能效標桿水平和基準水平.6978

7、什么是綠電綠氫與煤化工耦合.7079 氣化渣的綜合利用方式有哪些.7180 煤化工原料用能的管理要求.72第九篇 散煤篇.7381 什么是散煤.7482 散煤的危害有哪些.7483 為什么要治理散煤.7484 高污染燃料禁燃區的劃定及其法律依據.7485 中國散煤使用及治理現狀.7586 中國散煤治理成效.7587 民用散煤質量要求.7588 農村清潔取暖的主要技術方式.7589 散煤治理存在的問題及挑戰.7690 工業散煤治理的主要措施有哪些.76第十篇 案例篇.7891 美國佩特拉諾瓦碳捕集封存商業項目.7992 加拿大邊界大壩百萬噸級燃燒后二氧化碳捕集封存項目.7993 阿瑟港（Port

8、 Arthur）碳捕集項目.8094 國電泰州電廠百萬千瓦超超臨界二次再熱示范工程項目.8095 陜煤榆化 1500 萬噸/年煤炭分質清潔高效轉化示范項目.8197 黃白茨煤礦連采連充式膠結充填采煤技術案例.8298 沃能化工焦爐煤氣制備乙二醇項目.8299 水煤漿氣化節能技術應用案例.83100 國內首套二氧化碳加氫制綠色低碳甲醇聯產 LNG 項目.83 1 第第一一篇篇 基基礎礎篇篇 2 01 煤煤炭炭的的形形成成機機理理煤是地殼運動的產物。大量植物殘骸經過復雜的生物化學、地球化學、物理化學作用后轉變成煤。從植物死亡、堆積、埋藏到轉變成煤經過了一系列的演變過程，這個過程稱為成煤作用。成煤作

9、用大致可分為兩個階段：第一個階段是植物在泥炭沼澤、湖泊或前海中不斷繁殖，其遺骸在微生物參加下不斷分解、化合和聚積，在這個階段中起主導作用的是生物地球化學作用。低等植物經過生物地球化學作用形成腐泥，高等植物形成泥炭，因此成煤第一階段可稱為腐泥化階段或泥炭化階段。當已形成的泥炭和腐泥由于地殼的下沉等原因而被上覆沉積物所掩埋時，成煤作用轉入第二階段煤化作用階段，即泥炭、腐泥在以溫度和壓力為主的作用下變為煤的過程。這個階段包括成巖作用和變質作用，在這個階段中起主導作用的是物理化學作用。在溫度和壓力的影響下，泥炭進一步變為褐煤（成巖作用），再由褐煤變為煙煤和無煙煤。02 世世界界煤煤炭炭資資源源分分布布

10、情情況況根據BP 世界能源統計年鑒 2021，截至 2020 年年底，全球已探明的煤炭儲量為 1.07 萬億噸。分地區來看，亞太地區儲量占比 42.8%，北美地區占比 23.9%，獨聯體國家占比 17.8%，歐盟地區占比 7.3%，以上 4 個地區儲備合計占比超過 90%。從國家來看，美國是全球煤炭儲量最豐富的國家，占全球資源的 23.2%，俄羅斯占比 15.1%，澳大利亞占比 14%，中國占比 13.3%，印度占比 10.3%，以上 5 個國家儲量之和占全球總儲量的 76%。圖圖 1 1 煤煤炭炭探探明明儲儲量量分分布布（截截止止 2 20 02 20 0 年年）3 03 我我國國煤煤炭炭資

11、資源源分分布布情情況況我國煤炭資源儲量豐富、分布面積廣、煤種齊全，但仍存在資源分布不均勻的情況。在昆侖山秦嶺大別山一線以北地區，煤炭資源量占全國的 90.3%，北方煤炭資源主要集中在山西、內蒙古、陜西、河南、甘肅和寧夏等省份，基礎儲量占全國基礎儲量的 68%左右。根據山西省自然資源廳數據，山西查明煤炭資源儲量 2709.01 億噸（2015 年），占全國煤炭資源量的 17.3%。正由于煤炭資源和現有生產力呈逆向分布，從而形成了“北煤南運”和“西煤東調”的基本格局。04 我我國國煤煤炭炭分分類類標標準準中國煤炭分類國家標準（GB/T 5751-2009）按煤的煤化程度根據干燥無灰基揮發分等指標將

12、煤分成褐煤、煙煤和無煙煤三大類。再按煤化程度的深淺及工業利用的要求，將褐煤分兩個小類，無煙煤分成三個小類，將煙煤分成十二類。用干燥無灰基揮發份 Vdaf=10%作為煙煤與無煙煤的分界值，小于該值的煤為無煙煤，大于該值的煤劃分為煙煤；采用恒濕無灰基高位發熱量 Qgr，maf=24MJ/kg 作為褐煤與煙煤的分界值，大于該值的煤為煙煤，小于該值的煤劃分為褐煤。表表 1 1 中中國國煤煤炭炭分分類類國國家家標標準準（G GB B5 57 75 51 1-8 86 6）類類別別縮縮寫寫分分類類指指標標V Vd da af f%G GR RL LY Ym mm mb b%P PM M%Q Qg gr r

13、，m ma af f無煙煤WY10貧煤PM10.0-20.010.0-20.05-20瘦煤SM10.0-20.020-65焦煤JM20.0-28.010.0-20.050-656525.0（10.0-37.0（85）251/3 焦煤1/3JM28.0-37.06525.0（37.0（85）25.0220氣煤QM28.0-37.037.050-6535-6525.0（20.0-37.030-50弱粘煤RN20.0-37.05-30不粘煤BN20.0-37.037.037.037.030-5024 4 05 世世界界煤煤炭炭分分類類無論是中國還是世界其他國家，通常包括成因分類和工業分類（或稱實用分

14、類）兩大體系。成因分類是根據成煤原始植物的不同而進行分類，工業分類是根據煤的工業利用的途徑不同進行分類，如煉焦用煤、氣化用煤、煉油用煤和發電用煤等。在國際上，對煙煤和無煙煤之和統稱為硬煤。ISO 11760 以煤的變質程度（以鏡質組反射率來表示）、巖相組成（以鏡質組含量來表示）以及煤的品級（以干基灰分產率來表示）作為煤炭分類的依據。表表 2 2 國國際際 I IS SO O 煤煤炭炭分分類類表表06 煤煤炭炭形形成成于于哪哪些些時時代代在整個地質年代中，全球范圍內有三個大的成煤期：古生代的石炭紀和二疊紀，成煤植物主要是孢子植物，主要煤種為煙煤和無煙煤。中生代的侏羅紀和白堊紀，成煤植物主要是裸子

15、植物，主要煤種為褐煤和煙煤。新生代的第三紀，成煤植物主要是被子植物，主要煤種為褐煤，其次為泥炭，也有部分年輕煙煤。劃劃分分類類別別煤煤種種煤煤種種分分類類指指標標類別劃分低階褐煤褐煤 C褐煤 B煤層水分75%次煙煤0.5%中階煙煤煙煤 A煙煤 B煙煤 C煙煤 D0.5%2%高階無煙煤無煙煤 A無煙煤 B無煙煤 C2%6%8%其他分類巖相組成低鏡質組含量煤中等鏡質組含量煤中高鏡質組含量煤高鏡質組含量煤無機物含量特低灰煤、低灰煤中灰煤、中高灰煤高灰煤 5 表表 3 3 我我國國各各大大區區不不同同成成煤煤時時代代的的含含煤煤沉沉積積分分布布07 煤煤炭炭組組成成成成分分是是什什么么構成煤炭有機質的

16、元素主要有碳、氫、氧、氮和硫等，此外，還有極少量的磷、氟、氯和砷等元素。碳、氫、氧是煤炭有機質的主體，占 95以上；煤化程度越深，碳的含量越高，氫和氧的含量越低。煤中的有機質在一定溫度和條件下，受熱分解后產生的可燃性氣體，被稱為“揮發分”，它是由各種碳氫化合物、氫氣、一氧化碳等化合物組成的混合氣體。揮發分也是主要的煤質指標，在確定煤炭的加工利用途徑和工藝條件時，揮發分有重要的參考作用。煤中的無機物質含量很少，主要有水分和礦物質，它們的存在降低了煤的質量和利用價值。礦物質是煤炭的主要雜質，如硫化物、硫酸鹽、碳酸鹽等，其中大部分屬于有害成分。占占全全國國煤煤炭炭儲儲量量%儲儲量量，%成成煤煤時時代

17、代晚晚古古生生代代中中生生代代新新生生代代石石炭炭紀紀二二疊疊紀紀三三疊疊紀紀侏侏羅羅紀紀白白堊堊紀紀第第三三紀紀下下石石炭炭紀紀中中石石炭炭紀紀上上石石炭炭紀紀山山西西統統石石盒盒子子統統黔黔陽陽統統樂樂平平統統全國統計100占全國0.190.0062.2817.173.170.079.940.47 38.840.072.80東北區8.75占本區占全國1.530.132.100.1887.007.619.370.82華北區60.36占本區占全國38.8924.0921.4612.9638.4132.190.120.070.120.07華東區6.61占本區占全國0.020.00118.021.

18、1929.661.9644.972.970.030.0024.590.301.240.080.310.021.160.08中南區3.63占本區占全國4.940.180.040.00126.260.9536.201.315.190.191.450.0516.920.611.790.074.600.172.620.19西北區9.41占本區占全國0.0010.050.0059.790.928.060.760.070.011.511.1480.537.58西南區11.24占本區占全國0.050.01000.130.0280.319.031.640.182.420.270.0030.00115.451.

19、74 6 08 什什么么是是無無煙煙煤煤，它它有有哪哪些些性性質質用用途途無煙煤的特點是固定碳高，揮發分小于 10%，純煤真相對密度高達 1.35-1.90，無黏結性，燃點高，燃燒時不冒煙。無煙煤主要作民用燃料和合成氨造氣原料，低灰、低硫且質軟易磨的無煙煤不僅是理想的高爐噴吹和燒結鐵礦石用的還原劑與燃料，而且還可作為制造各種碳素材料（如碳電極、炭塊、陽極糊和活性炭、濾料等）的原料。我國無煙煤資源以山西省最多，晉城、陽泉等是中國最大的無煙煤生產礦區。09 什什么么是是煙煙煤煤，它它有有哪哪些些性性質質用用途途煙煤由褐煤經變質作用轉變而成的煤種，煤化程度高于褐煤而低于無煙煤，包括長焰煤、氣煤、肥煤

20、、焦煤、瘦煤、貧煤等。煙煤呈灰黑至黑色，具瀝青光澤至金剛光澤，通常有條帶狀結構，不含原生腐殖酸，揮發分為 1040，一般隨煤化程度增高而降低。碳含量為 7692，發熱量較高，熱值為 6500-8900 千卡/公斤。大部分煙煤具有粘結性，燃燒時火焰高而有煙，故名煙煤。煙煤通?？梢苑譃閮纱蟛糠郑阂徊糠质蔷哂袑娬辰Y性或結焦性的煉焦用煤；另一部分是沒有粘結性或粘結性很弱的，一般只能用作動力用煤炭。煙煤燃燒多煙，容易造成空氣污染。貧貧煤煤（P PM M）：貧煤揮發分在 10%20%之間，呈不黏結或微弱的黏結，在層狀煉焦爐中不結焦。貧煤發熱量比無煙煤高，燃燒時火焰短，耐燒，但燃點也較高，僅次于無煙煤，一

21、般在 350360左右。貧煤主要作為電廠燃料。貧貧瘦瘦煤煤（P PS S）：貧瘦煤揮發分較低，在 10%20%之間，黏結性僅次于典型瘦煤，單獨煉焦時，生成的粉焦多，在配煤煉焦時配入較少的比例就能起到瘦煤的瘦化作用，可以提高焦炭的塊度。這類煤也是發電、民用及其他工業爐窯的燃料。瘦瘦煤煤（S SM M）：瘦煤是具有中等黏結性的低揮發分煉焦煤，揮發分在 10%20%之間，煉焦過程中能產生相當數量的膠質體，Y 值一般在 610mm。瘦煤單獨煉焦時能得到塊度大、裂紋小、落下強度較好的焦炭，但其耐磨強度較差。瘦煤主要用作煉焦配煤。焦焦煤煤（J JM M）：焦煤是一種結焦性較好的煉焦煤，揮發分 Vdaf 一

22、般在 16%28%之間，加熱時能產生熱穩定性很高的膠質體。焦煤單獨煉焦時能得到塊度大、裂紋少、落下強度和耐磨強度很高的焦炭，但單獨煉焦時膨脹壓力大，有時易產生推焦困難。焦煤一般作為煉焦配煤使用，對焦炭的冷熱強度起重要作用。肥肥煤煤（F FM M）：肥煤是中等揮發分及中高揮發分的強黏結性煉焦煤，其揮發分多在25%-35%，加熱時能產生大量的膠質體。肥煤單獨煉焦時能生成熔融性好、強度高的 7 焦炭，耐磨強度比相同揮發分的焦煤煉出的焦炭還好，但單獨煉焦時焦炭有較多的橫裂紋，焦根部分常有蜂焦。肥煤是配煤煉焦中的基礎煤。1 1/3 3 焦焦煤煤（1 1/3 3J JM M）：1/3 焦煤是中等偏高揮發分

23、的較強黏結性煉焦煤，揮發分在28%37%之間，它是一種介于焦煤、肥煤和氣煤之間的過渡性煤種。單獨煉焦時能生成熔融性良好、強度較高的焦炭，焦炭的落下強度接近肥煤，耐磨強度則又明顯地高于氣肥煤和氣煤。因此它既能當煤煉焦供中型高爐使用，也是良好的配煤煉焦的基礎煤，且其配入量可在較寬范圍內波動而能獲得高強度的焦炭。氣氣肥肥煤煤（Q QF F）：氣肥煤是一種揮發分和膠質層厚度都很高的強黏結性煉焦煤，揮發分大于 37%，其結焦性優于氣煤而低于肥煤，膠質體雖多但較?。茨z質體的黏稠度?。?，單獨煉焦時產生大量的煤氣和液體化學產品。氣肥煤可用于配煤煉焦。氣氣煤煤（Q QM M）：氣煤是一種變質程度較低、揮發分較

24、高的煉焦煤，揮發分多在 37%以上。氣煤結焦性較弱，加熱時能產生較多的煤氣和較多的焦油。氣煤膠質體的熱穩定性較差，能單獨結焦，但焦炭的落下強度和耐磨強度低，焦炭多呈細長條而易碎，并有較多的縱裂紋。配煤煉焦時多配入氣煤可增加煤氣和化學產品的產率，并可利用氣煤低灰、低硫的特點，降低焦炭的灰分和硫含量。1 1/2 2 中中黏黏煤煤（1 1/2 2Z ZN N）：1/2 中黏煤是揮發分變化范圍較寬、中等結焦性的煉焦煤。其中有一部分煤在單獨煉焦時能結成一定強度的焦炭，可作為配煤煉焦的原料，單獨煉焦時的焦炭強度差，粉焦率高，主要作為氣化或動力用煤。弱弱黏黏煤煤（R RN N）：弱黏煤是一種黏結性較弱的從低

25、變質到中等變質程度的非煉焦用煙煤，隔絕空氣加熱時產生的膠質體少，煉焦時有的能結成強度差的小塊焦，有的只有少部分能結成碎屑，粉焦率很高。這種煤的成因也較特殊，有較高的惰質組含量，且多形成于古生代的早、中侏羅世時期。弱黏煤一般適用于現代煤化工及發電。不不黏黏煤煤（B BN N）：不黏煤是一種在成煤初期就已經受到相當程度氧化作用的低變質到中等變質程度的非煉焦用煙煤，焦化時不產生膠質體。不黏煤的水分大，純煤發熱量僅高于一般褐煤而低所有煙煤，有的還含有一定數量的再生腐殖酸，其含氧量大多在 10%15%左右。不黏煤主要作為發電和氣化用煤，也可作為動力及民用燃料，但由于這類煤的灰熔點較低，最好與其他煤類配合

26、燃燒，可充分利用其低灰、低硫、收到基低位發熱量較高的優點。長長焰焰煤煤（C CY Y）：長焰煤是變質程度最低的高揮發分非煉焦煙煤，其煤化程度稍高于褐煤而低于其他類煙煤。長焰煤的著火溫度低，純煤發熱量也不高。長焰煤無黏結性或有弱黏結性，有的含有一定數量的腐殖酸，儲存時易風化碎裂。有的長焰煤加熱 8 時能產生一定數量的膠質體，也能結成細小的長條形焦炭，但焦炭強度差，粉焦率高。所以長焰煤一般不用于煉焦，多作為電廠、工業爐窯燃料，也可作氣化用煤。10 什什么么是是褐褐煤煤，它它有有哪哪些些性性質質用用途途褐煤是煤化程度最低的煤，其特點是水分大、孔隙度大、揮發分高、不黏結、熱值低、含有不同數量的腐殖酸。

27、褐煤的氧含量高達 15%30%左右，氣化反應性強，熱穩定性差，塊煤加熱時破碎嚴重，存放在空氣中很易風化變質，碎裂成小塊甚至粉末狀。褐煤灰熔點普遍較低，煤灰中常含有較多的鈣鹽，其中有的來自腐殖酸鈣，有的來自碳酸鈣和硅酸鈣。褐煤主要用作發電燃料，粒度 650mm 的混塊煤可用于加壓氣化生產燃料氣和合成氣。晚第三紀褐煤中有不少可作為提取褐煤蠟的原料，但侏羅紀褐煤中褐煤蠟低而只可作為燃料、氣化或加氫液化原料。9 第第二二篇篇 形形勢勢篇篇 10 11 能能源源與與人人類類發發展展的的關關系系人類科技文明發展史，某種意義上講就是能源與動力開發史。約 8 萬年前，人類發明了鉆木取火的技術，人類文明從原始自

28、然狀態脫穎而出。約 2400 年前，中國人開始燒煤，化石能源時代就此拉開序幕。16 世紀 70 年代，英國國內的用煤量劇增，煤炭取代柴草成為人類社會的主要能源。到了 18 世紀中葉，蒸汽機（1765 年）引發第一次工業革命，帶動煤炭大規模開采。煤炭在一次能源消費中占比，由 1860 年 24%擴大到 1920 年 62%，人類進入“煤炭時代”。煤炭成為人類社會的主要能源。180 年前，人類開啟了電氣時代。法拉第發明發電機，世界由蒸汽時代進入電氣時代。隨著第一臺實用發電機的成功發明，第二次工業革命拉開序幕。1883 年，德國工程師戴姆勒制成以汽油為燃料的內燃機，1903 年，福特推出普通汽油車，

29、汽車進入尋常百姓家，石油消費時代真正到來。1965 年，石油第一次超過煤炭，成為人類第一大能源。地球至今約有五十億年的歷史，世界能源經歷了柴草、煤炭、石油三個時期，如今已進入新能源時代?，F代社會，能源、糧食和水是人類賴以生存的三大必需品。在過去的 6 萬年里，文化的變遷和技術的進步極大地影響了一個國家或一些國家的能源密集度。對經濟合作與發展組織國家的詳細研究指出：能源密集度的最終下降源于兩個不同的因素：一是節能技術在制造業、交通運輸業、居民家庭和服務業中的引入，這些行業對能源密集度的減少貢獻 80%；另一方面消費模式的結構性改變，也就是生活方式的根本改變，貢獻剩下的 20%1。12 世世界界能

30、能源源發發展展的的趨趨勢勢從全球一次能源消費結構來看，當前世界能源使用結構仍以石油、天然氣和煤炭三大傳統能源為主。但在受日趨嚴格的碳排放政策和快速發展的能源新技術影響下，天然氣的供應進入黃金時代?？稍偕茉吹牡匚怀掷m上升，能源供應持續向更為高效、清潔的多元化方向發展。1 若澤戈爾登貝格，能源M.武漢：華中科技大學出版社.2020.8：251 11 圖圖 2 2 1 19 96 65 5-2 20 02 21 1 年年全全球球能能源源消消費費結結構構變變化化從 2021 年全球一次能源消費結構來看，原油仍占最大份額（30.95%），煤炭仍是全球第二大燃料，占比為 26.9%；天然氣占比穩中有升，

31、上升到 24.4%?？稍偕茉丛谌蚰茉聪M中占比為 5.8%?？傮w來說，化石能源在全球能源消費中一直處于主導地位，總體占比仍高于 80%。2但各國已對積極應對氣候變化基本達成共識，截至 2021年，承諾碳中和的國家已覆蓋全球 74%的溫室氣體排放，更多國家出臺更加清晰的減排路線圖，能源清潔低碳轉型趨勢愈加強烈。據 IEA2021 年全球能源回顧報告預中國是世界上最早認識、開采和利用煤炭的國家。早在人類文明之前，距今 7200年前，中國就將煤炭用于制作配飾和工藝品。宋代出現了煤炭利用的新形式焦炭。宋元時期，稅收減免促使煤炭開采更為普遍，煤作為燃料和還原劑在煉鐵行業得到廣泛運用測，2021 年可

32、再生能源在全球電力供應增長中的占比勢將過半，僅中國一個國家就很可能貢獻近一半的全球可再生能源發電增量。未來發展路徑中可再生能源趨勢不可阻擋，其中風能、太陽能、低碳氫能將持續高速發展。13 世界煤炭發展歷程世界煤炭發展歷程。如果說中國引領了前現代世界的煤炭利用，那么英國就引領了后現代世界的煤炭利用。18 世紀，煤炭在英國得到大范圍開采，但卻一直未能很好地解決煤礦井下滲水和淹井的問題。直到一個叫紐庫曼的人為解決煤礦井下排水問題發明了蒸汽機。隨后詹姆斯瓦特又對這種蒸汽機進行了改進，大大提高了蒸汽機的效率，使得越來越多的煤被運送出來。而蒸汽機自身，也為新型的運輸工具提供了動力之源。于是，火2 BP 世

33、界能源統計年鑒 2022 12 的高峰是 20 世紀初，當時，煤炭在世界能源消費構成中占 90%車誕生了，煤炭帶領人類走進工業化時代。到了 19 世紀，人類發明了發電機，美國的愛迪生發明了白熾燈并發現煤炭是最適合發電的燃料。1882 年，愛迪生設計的世界上第一個燃煤電廠在美國紐約投入運行。從那時起，電燈走進了千家萬戶。至此，煤炭和人類不可或缺的電力密不可分。煤炭又引領人類走進電氣化時代。人類依賴煤炭（2021 年全球占比為27%）。此后，石油資源的發現在一定程度上緩解了全球對煤炭的依賴。如今到了 21 世紀，煤炭的勘探、開發技術已經非常成熟了，截止到 2020 年底，煤炭供應了全球三分之一以上

34、的電量，在冶金等行業，也仍發揮著至關重要的作用。14 煤炭與氣候變化的關系煤炭與氣候變化的關系而最近的 30 年，濃度水平就增加了 50%。今天的二氧化碳濃度達到 419ppm（2021能源和氣候變化問題是伴隨著工業文明的進步而發生和發展的。在工業革命之前，大氣二氧化碳濃度長期穩定，維持在 278ppm，在長久的時間中幾乎沒有變化。然而化石燃料燃燒，徹底打破了大氣的平靜。工業革命后二氧化碳濃度持續增長，尤其是近 30 年來增長趨勢更為明顯。根據測算，工業革命后 200 年，濃度水平增加了 25%，年5 月數據），是近 80 萬年來的最高值。煤炭主要由碳構成，燃燒會釋放大量的二氧化碳。與其他化石

35、能源相比，煤炭碳排放系數為 2.66 噸二氧化碳/噸標準煤，在所有化石能源中的碳排放系數最高（石油1.73 噸二氧化碳/噸標煤、天然氣 1.56 噸二氧化碳/噸標準煤），是典型的高碳能源。在我國，燃煤產生的二氧化碳排放量約占總排放量的 80%，我國的產煤大省山西，燃煤產生的二氧化碳排放量占排放量高達 90%以上。全全球球（2 20 01 19 9 年年）全全國國（2 20 02 20 0 年年）山山西西（2 20 02 20 0 年年）圖圖 3 3全全球球、全全國國、山山西西碳碳排排放放結結構構數數據據來來源源：全全球球數數據據來來自自國國際際能能源源署署（I IE EA A），全全國國、山山

36、西西碳碳排排放放數數據據根根據據 2 20 02 20 0 年年全全國國、山山西西省省能能源源平平衡衡表表核核算算；注注：核核算算邊邊界界為為化化石石能能源源消消費費的的直直接接碳碳排排放放。13 除了煤炭燃燒釋放大量二氧化碳外，近年來，隨著科學界對甲烷短期氣候影響的認識逐步加深，我們發現煤炭生產過程中和廢棄礦井，會釋放大量甲烷。甲烷是比二氧化碳更具溫室效應的氣體，特別是在短期影響力上。在 20 年的時間內，它影響氣候變暖的潛力是等量二氧化碳的 80 倍。因此，我們在考慮煤炭對氣候變化的影響時，應關注全生命周期的煤炭清潔化利用。隨著煤炭在中國能源體系中的比例逐步降低，廢棄煤礦的數量卻每年增加，

37、這些廢棄礦井不僅會排放大量的甲烷，也會引起環境、安全和社會問題。事實上，由于甲烷本身也是一種清潔能源，對廢棄井甲烷加以抽采和利用，可以帶來區域環境、安全及社會的多重效益。15 煤煤炭炭與與環環境境的的關關系系圖圖 4 4 火火電電大大氣氣污污染染物物排排放放標標準準趨趨人們利用煤炭取得熱能和作為煉制焦炭和化工原料主要是用煤的有機物質，而煤中還存在一定數量的無機礦物雜質，這些物質在煤炭利用中都以灰渣或粉塵排出，從而對環境造成污染。除在煤炭開采造成的工業廢水及選煤廠煤泥水及排出的大量矸石污染環境外，煤炭燃燒后生成的粉塵、SO2、NOx、CO、和微量重金屬元素等。據估算，每燃燒 100 萬噸煤，平均

38、要排放出 2 萬噸 SO2氣體，20 萬噸灰渣和 3 萬噸煙塵。在我國，燃煤產生的粉塵和 SO2約總占排放量的 70%和 90%。排出的 SOx 和 NOx 又二次生成硫酸鹽和硝酸鹽，形成酸雨。煤在煉焦過程中排出的 H2S、焦油蒸汽、苯并芘等都嚴重污染環境3。因此，為降低煤炭利用過程中對環境的危害，“十三五”期間控煤工作和超低排放改造工作不斷推進，主要涉煤行業二氧化硫和氮氧化物排放比重不斷降低，其中電力行業下降比例最大。目前，我國已建成全球最大的清潔高效煤電供應體系，燃煤發電機組大氣污染物的超低排放標準高于世界主要發達國家和地區，燃煤發電已不再是我國大氣污染物的主要來源。嚴嚴3 陳文敏 etc

39、.，煤炭加工利用知識問答M，北京：化學工業出版社，2006：241 14 16 全全球球控控煤煤進進程程2021 年 3 月，聯合國秘書長古特雷斯表示，逐步在電力行業中淘汰煤炭是實現將升溫幅度控制在 1.5 攝氏度之內的最重要一步。這意味著，到 2030 年，全球發電領域的煤炭用量必須比 2010 年下降 80%。古特雷斯呼吁經合組織國家承諾到 2030 年逐步淘汰煤炭，并呼吁非經合組織國家 2040 年淘汰煤炭。另外，停止對煤炭發電廠的國際資助，將投資轉向可持續能源項目。去煤化是利用清潔能源例如天然氣、核能和可再生能源逐步替代煤炭，其中天然氣貢獻最大。近年來，歐盟及其成員國相繼公布氣候目標，

40、計劃在未來數年里將煤炭從能源供給體系中淘汰。2015 年英國成為第一個宣布實現無煤目標的國家，目標是到2025 年退煤。第二年法國緊隨其后，目標是 2023 年退煤。比利時在 2016 年成為第一個完全淘汰煤炭的歐盟國家。德國計劃在 2038 年全部退煤。然而，隨著俄烏戰爭的爆發，天然氣價格暴漲讓歐洲深陷能源危機，煤炭在歐洲的使用量大幅回升。圖圖 5 5 國國家家退退煤煤計計劃劃時時間間線線4表表 4 4 部部分分發發達達國國家家的的控控煤煤措措施施國國家家控控煤煤措措施施成成效效美國1963 年頒布清潔空氣法1986 年頒布“潔凈煤先導計劃”2014 年推出“清潔電力計劃”2021 年拜登政

41、府承諾，到 2030 年將碳排放減半，到 2035 年實現 100%的清潔電力，到 2050年實現凈零排放。德國2020 年 7 月，德國議會通過減少和終止煤炭發電法（退煤法案）提出到 2038 年之前逐漸減少并最終停止煤炭在德國的使用。德國的退煤時間從 2038 年“理想地”提早至2030 年，并迅速加快可再生能源的推廣。英國1956 年頒布清潔空氣法案1974 年頒布環境污染控制法1988 年頒發城鄉規劃環境影響評價條例1990 年頒布環境保護法2015 年，英國成為第一個宣布無煤目標的國家，目標是到 2025 年退煤。2021 年 6 月英國政府宣布，從 2024 年 10 月 1 日起

42、，英國將不再使用煤炭發電，比原計劃提前一年。4 https：/beyond-coal.eu/europes-coal-exit/15 2003 年頒布2003 英國能源白皮書2007 年頒布氣候變化法日本1995 年，成立“潔凈煤技術中心”1999 年，出臺21 世紀煤炭技術戰略2008 年，啟動清涼地球能源創新技術計劃2014 年，日本內閣通過新的能源基本計劃2022 年，日本政府重申了其盡可能減少對燃煤發電依賴的政策，并計劃在 2030 年之前初步淘汰低效燃煤電廠，日本的政策是允許高效燃煤電廠繼續運營。17 煤煤炭炭資資源源的的供供應應現現狀狀我國是全球最大的煤炭生產國，已探明煤炭儲量占我

43、國化石能源的 90%以上，產量占全球的一半。據國家統計局公布數據，2021 年，全國規模以上煤炭企業原煤產量40.7 億噸，同比增長 4.7%；比原全國最高原煤產量年份（增加 9600 萬噸，創歷史新高。不僅如此，在我國從 2021 年開始的保供穩價政策的重拳出擊的影響之下，目前我國煤炭日產量達到 1200 萬噸以上的水平。5“十三五”時期，我國煤炭生產力加快向資源稟賦和開采條件好的“晉陜蒙地區”集中。2021 年四?。▍^）原煤產量 33 億噸，占全國 80%左右。山西省煤炭產量占到全國四分之一以上，2020 年重回產煤第一大省，2021 年山西省的煤炭產量和全國占比均達到統計年份內峰值201

44、3 年）的 39.74 億噸，。圖圖 6 6 2 20 02 20 0 年年全全球球煤煤炭炭產產量量分分布布圖圖 7 7 2 20 02 21 1 年年全全國國重重點點省省份份產產煤煤比比重重數數據據來來源源：B BP P 世世界界能能源源統統計計年年鑒鑒 2 20 02 21 1數數據據來來源源：國國家家統統計計局局18 煤煤炭炭資資源源的的消消費費現現狀狀我國是全球最大的煤炭消費國。雖然我國一直在減少煤炭在能源消費結構中的比例，但自 2011 年起，我國煤炭消費量占全球比例就一直維持在一半以上，且一直在5 煤炭：歐盟禁止進口俄羅斯煤炭事件點評-期貨-金融界（）16 增長，2020 年達到了

45、 56%6，第二名到第十名煤炭消費量之和仍不及中國煤炭消費量。與全球能源結構相比，我國一次能源消費量是以煤炭為主，2020 年煤占一次能源消費量的 56.8%，而世界平均是 27%，美國約為 10%，歐洲約為 12%7。中國有 14 億人口，有全世界規模最大的工業體系，耗能巨大的第二產業貢獻了中國 4 成左右的 GDP，也解決了大量人口的就業問題。未來短期內，不論從成本角度或是從能源安全的角度看，我國仍將是世界范圍內最大的煤炭消費國。圖圖 8 8 2 20 02 20 0 年年各各省?。ㄊ惺?、區區）煤煤炭炭消消費費量量情情況況數數據據來來源源：2 20 02 21 1 中中國國能能源源統統計計

46、年年鑒鑒注注：西西藏藏地地區區數數據據暫暫缺缺6 https：/www.iea.org/reports/coal-information-overview/consumption7 bp 世界能源統計年鑒 17 19 中中國國能能源源對對外外依依存存情情況況2010 年，我國石油消費進口依存度就已超過 50%的國際警戒線，隨后呈現不斷上升的趨勢，2017 年中國成為全球原油進口第一大國，其 2015-2019 年的進口增幅達到全球進口增幅的 44%，2018 年后原油對外依存度超過 70%。隨著碳中和目標的不斷推進，天然氣作為最清潔的化石能源，需求強勁，這也致使我國天然氣依存度不斷上升。201

47、8 年天然氣對外依存度超過 40%，在龐大天然氣進口量背后，液化天然氣（LNG）進口成為主力軍，占總進口量的 60%以上。2021 年，我國進口 LNG 達到 8140 萬噸，超過日本成為全球最大液化天然氣進口國。在國際能源博弈和地緣政治沖突不斷加劇的背景下，油氣進口安全風險增加。目前，在我國沒有任何一種能源能夠替代煤炭在能源體系中的兜底保障作用，煤炭依然是國家能源安全的“壓艙石”8。圖圖 9 9 我我國國化化石石能能源源對對外外依依存存度度20 煤煤炭炭清清潔潔高高效效利利用用相相關關政政策策20 世紀 90 年代起，我國已經認識到煤炭清潔化利用的重要性，對推進煤炭清潔化利用的技術愈發重視，

48、并逐步完善促進煤炭清潔化利用的技術政策。2001 年起，中國始終致力于追求煤炭的清潔高效利用，并將其列為科研方面的戰略目標。近年來，我國出臺煤炭清潔化利用技術政策的頻率逐漸提高。2014 年國家能源局、環境保護部、工業和信息化部出臺了關于促進煤炭安全綠色開發和清潔高效利用的意見，是專門針對煤炭清潔高效利用的部門規范性文件，后續出臺的工業領域煤炭清潔高效利8 彭蘇萍，煤炭清潔低碳轉型導論M，北京：中國科學技術協會，2022：20 18 用行動計劃煤炭清潔高效利用行動計劃（20152020 年）2020 年能源工作指導意見煤炭清潔高效利用重點領域標桿水平和基準水平（2022 年版）等重要文件，為煤

49、炭清潔高效利用提供政策支持。表表 5 5 煤煤炭炭清清潔潔高高效效利利用用相相關關政政策策文文件件序序號號政政策策名名稱稱出出臺臺時時間間序序號號政政策策名名稱稱出出臺臺時時間間1煤炭工業節能減排工作意見200715能源發展“十三五”規劃20172煤炭產業政策200716現代煤化工產業創新發展布局方案20173潔凈煤技術科技發展“十二五”專項規劃201217煤炭深加工產業示范“十三五”規劃20174煤炭工業“十二五”規劃2012182020 年能源工作指導意見20205能源發展“十二五”規劃201219關于進一步加強煤炭資源開發環境影響評價管理的通知20206大氣污染防治行動計劃201320“

50、十四五”節能減排綜合工作方案20217煤電節能減排升級與改造行動計劃（20142020 年）201421高耗能行業重點領域能效標桿水平和基準水平（2021 年版）20218國務院辦公廳關于印發能源發展戰略行動計劃（20142020 年）201422電機能效提升計劃（2021-2023 年）20219關于促進煤炭安全綠色開發和清潔高效利用的意見201423關于“十四五”大宗固體廢棄物綜合利用的指導意見202110商品煤質量管理暫行辦法201424關于嚴格能效約束推動重點領域節能降碳的若干意見202111工業領域煤炭清潔高效利用行動計劃201425關于促進鋼鐵工業高質量發展的指導意見202212關

51、于促進煤炭工業科學發展的指導意見201426高耗能行業重點領域節能降碳改造升級實施指南（2022 年版）202213煤炭清潔高效利用行動計劃（20152020 年）201427煤炭清潔高效利用重點領域標桿水平和基準水平（2022 年版）2022142015 年工業綠色發展專項行動實施方案2015 19 第第三三篇篇 采采礦礦篇篇 20 21 煤煤炭炭科科學學產產能能是是什什么么煤炭科學產能是以中國工程院院士謝和平為代表的專家學者于 2011 年提出并大力倡導的煤炭資源開發利用新理念?？茖W產能是指在具有保證一定時期內持續開發的儲量前提下，用安全、高效、環境友好的科學開采技術方法將煤炭資源最大限度

52、采出的生產能力?？茖W產能要求“資源、人力、科技與裝備”都必須達到相應的要求和標準，科學產能是煤炭企業綜合能力的體現。具體表現為：（1）礦井的經濟可采儲量滿足礦井服務年限的要求。（2）區域地質采礦條件清晰，礦區規劃和礦井與回采工作面設計能充分發揮現有開采技術和裝備的能力。（3）根據煤層賦存條件選擇適用的、安全高效開采方法，采用機械化.綜合機械化及自動化掘采技術，礦井運輸（含輔助運輸）實現機械化，通風.排水等系統實現自動化。（4）礦井安全生產形勢良好，瓦斯及突出礦井實現先抽后采，抽采達標，職工的職業健康有保障。（5）盡量不污染環境，污染要得到有效治理；損害的土地通過治理實現再利用；水資源遭到損害時

53、，能得到資源化利用，實現煤炭環境友好開采。（6）煤層氣、油母頁巖、鋁土礦等重要伴生資源能得到一體化協調開發。22 什什么么是是煤煤炭炭先先進進產產能能先進產能從機械化程度、資源利用率、安全生產、能耗和環保、產品質量五個方面給出了具體的界定。煤炭先進產能評價依據（暫行）具體來看如下。1 1、機機械械化化程程度度（1）技術工藝先進，采掘（采剝）方法、工藝和技術裝備符合煤礦安全規程和煤炭生產技術與裝備政策導向（2014 年版）鼓勵類規定。（2）煤礦綜合機械化采煤比例達到 100%，機械化掘進比例達到 90%。（3）井工煤礦綜合單產不低于 20 萬 t/（個月），露天煤礦綜合單產不低于30 萬 t/（

54、個月）。（4）井工煤礦原煤生產人員效率不低于 13t/工或全員工效不低于 2000t/年，露天煤礦原煤生產人員效率不低于 45t/工或全員工效不低于 10000t/年。2 2、資資源源利利用用率率 21（1）煤礦采區回采率井工煤礦。薄煤層（3.5 米）不低于 75%。露天煤礦。薄煤層（10.0 米）不低于 95%。（2）原煤入選率達到 100%。（3）煤矸石綜合利用率不低于 80%。（4）礦井水（礦坑水）利用率不低于 90%。（5）瓦斯利用率不低于 85%。3 3、安安全全生生產產（1）近 10 年來未發生較大及以上安全生產事故。（2）近 3 年來百萬噸死亡率為 0。（3）安全質量標準化達到一

55、級標準。4 4、能能耗耗和和環環保保（1）原煤生產電耗不高于 15kWh/t，露天煤礦采煤油耗不高于 0.5kg/t。（2）井工煤礦（不含選煤廠）原煤生產水耗不高于 0.1m3，露天煤礦（不含選煤廠）原煤生產水耗不高于 0.2m3。（3）實現污染物達標排放。（4）塌陷土地治理率不低于 90%。（5）排矸場和露天礦排土場復墾率不低于 90%。（6）綠化覆蓋率不低于可綠化區域面積的 60%。5 5、產產品品質質量量（1）近 3 年國家質量抽檢合格率達到 100%。（2）商品煤質量：灰分（Ad）。褐煤30%，其他煤種40%。硫分（St，d）。褐煤1.5%，其他煤種3%。其他指標。汞（Hgd）0.6g

56、/g，砷（Asd）80g/g，磷（Pd）0.15%，氯（Cld）0.3%，氟（Fd）200g/g。23 煤煤炭炭綠綠色色開開采采技技術術有有哪哪些些煤炭綠色開采技術指利用充填開采、保水開采、煤與瓦斯共采、煤炭地下氣化、煤矸石返井和無煤柱開采等減輕對生態環境影響的煤炭開采技術。22 1、充填開采。在采空區內充填水、砂、矸石和粉煤灰等充填物，限制頂板變形、減緩地面破壞的一種開采方式。2、保水開采。通過控制巖層移動，維持具有供水意義和生態價值含水層（巖組）結構穩定或水位變化在合理范圍內，尋求煤炭開采量與水資源承載力之間最優解的煤炭開采技術。3、煤與瓦斯共采。利用采煤形成的卸壓場和裂隙場，采用煤層氣開

57、采或煤礦瓦斯抽采的形式，促使瓦斯從吸附狀態向游離狀態的轉變和增加煤巖透氣性，從而在回采過程中最大限度回收瓦斯的開采技術。5、煤矸石返井。煤礦在開拓掘進、采煤和煤炭洗選等生產過程中排出的含碳巖石，通過皮帶、管路等輸送系統返回至井下采空區的技術4、煤炭地下氣化。是將處于地下的煤炭進行有控制的燃燒，經煤的熱解及煤與氧氣、水蒸氣、二氧化碳發生一系列化學反應，產生一氧化碳、氫氣和甲烷等可燃氣體，其實質是只提取煤中含能組分，將灰渣等污染物留在井下。6、無煤柱開采。通過合理的開拓部署、采煤工作面和巷道布置及采掘順序，不留護巷煤柱而用其他方式維護巷道的開采技術。7、小煤柱開采。沿已有工作面的順槽，留設小煤柱護

58、巷，掘進下一個工作面順槽的開采技術。24 什什么么是是綠綠色色礦礦山山綠色礦山是指在礦產資源開發全過程中，實施科學有序開采，對礦區及周邊生態環境擾動控制在可控制范圍內，實現環境生態化、開采方式科學化、資源利用高效化、管理信息數字化和礦區社區和諧化的礦山。綠色礦山要求在資源的綜合利用方面，按照礦產資源開發規劃與設計，較好地完成了資源開發與綜合利用指標，技術經濟水平居國內同類礦山先進行列；資源利用率達到礦產資源規劃要求，礦山開發利用工藝、技術和設備符合礦產資源節約與綜合利用鼓勵、限制、淘汰技術目錄的要求，“三率”指標達到或超過國家規定標準；節約資源，保護資源，大力開展礦產資源綜合利用，資源利用達國

59、內同行業先進水平。在技術創新方面，在積極開展科技創新和技術革新，礦山企業每年用于科技創新的資金投入不低于礦山企業總產值的 1%；不斷改進和優化工藝流程，淘汰落后工藝與產能，生產技術居國內同類礦山先進水平；重視科技進步，發展循環經濟，礦山企業的社會、經濟和環境效益顯著。在節能減排方面，積極開展節能降耗、節能減排工作，節能降耗達國家規定指標；23 采用無廢或少廢工藝，成果突出；三廢排放達標；礦山選礦廢水重復利用率達到 90%以上或實現零排放，礦山固體廢棄物綜合利用率達到國內同類礦山先進水平。25 煤煤炭炭開開采采的的低低碳碳技技術術路路徑徑煤炭碳中和核心是圍繞保供和碳中和雙重目標，突破煤炭精準保供

60、以及煤炭開發減碳關鍵技術，構建煤炭特色碳中和技術體系。具體技術路徑包括：1、資源勘查與地質保障技術，包括煤炭綠色勘查技術、煤炭智能開采地質保障技術、深部礦井精準地質探測技術、煤系伴生資源勘探技術；2、智能無人開采成套技術裝備，包括危險源智能感知與預警技術、智能化綜采共工作面成套技術、智能快速掘進關鍵技術、智能化主/輔運輸技術、智能化洗選技術以及智慧煤礦智能綜合管理與應用平臺；3、低損綠色開采關鍵技術，包括生態脆弱礦區煤層開采源頭控制失水技術、采煤塌陷地裂縫減緩與頂板水疏放優化技術、采空區精準高效充填治理技術、星-空-地-井一體化的礦區生態環境監測系統等；4、煤炭開發節能提效技術，包括先進適用的

61、開拓布局和開采工藝、在煤礦智能化節能和礦山物聯網技術、低品位熱能利用關鍵技術、礦區循環經濟體系構建等；5、煤礦瓦斯抽采利用技術，包括先抽后采模式（巷道抽采、順層鉆孔抽采、巷道穿層鉆孔抽采、壓裂抽采），隨采隨抽模式（保護層開采的瓦斯抽采、高抽巷抽采、頂板走向穿層鉆孔、巷道穿層鉆孔抽采、采空區埋管抽采），先采后抽模式（地面鉆井采空區抽采、采空區埋管抽采）等；6、煤層二氧化碳封存技術，主要需要研究煤層安全儲碳機理與主控因素、煤層碳封存風險探測與安全評價方法、煤層碳封存全生命周期安全監測預警技術、煤層碳封存風險應對與應急處置規范等。26 煤煤炭炭與與新新能能源源多多能能互互補補技技術術路路徑徑風光儲熱

62、一體化發展是煤礦區建設成為多元清潔能源基地的重要方面，依托礦區排土場、沉陷區等土地資源以及資金、人員等推動風光、地熱等可再生能源大力發展；另一方面利用巨大的礦井建設抽水蓄能電站、壓縮空氣蓄能電站等儲能設施，支撐風光發電、推動礦區低碳轉型，將礦區建設成為多元清潔能源基地。主要技術路徑包括以下幾類：（1）礦區生態修復+大型地面光伏電站。利用采煤沉陷區、排土場等，開展生態修復再造，通過盤活利用礦區排土場、采煤沉驅等退出煤礦廢棄土地，建設集綜合生 24 態治理、光伏/風能發電等一體的產業基地，實現太陽能/風能資源利用和閑置土地資源利用，實現生態修復和可再生能源發電的有機結合。（2）礦區光伏+農林牧漁產

63、業。根據新能源賦存特點和礦區（沉陷區、采空區、排土場）的地理環境特性。開展農光、林光、漁光、牧光等多種模式的應用。對于土地資較好且較為平坦的礦區，可以建設光伏+農業等，全面推進“礦區土光伏+農業種植”“礦區光伏+溫室大棚”等開發利用模式。對于沉降重、地勢低洼的礦區，由于填充成本過高，則可以考慮儲水，采用“礦區光伏+水產養殖”模式。（3）井下抽水蓄能電站。煤礦井下抽水蓄能電站主要是通過水體位勢能、電能和機械能間的能量轉換，在用電低谷時借助電網過剩電力將水從下水庫抽至上水庫，在用電高峰時放水發電。煤礦抽水蓄能電站分為 2 種：半地下式，以地表露天礦坑或沉陷區為上水庫，地下巷道或預留煤柱采空區作為地

64、下廠房和下水庫；全地下式，由地下不同高度差的地下巷道或預留煤柱的采空區作為上下水庫和地下廠房。（4）井下壓縮空氣儲能電站。關閉退出煤礦可作為壓縮空氣儲能的地下空間主要有兩類：一類是礦井的開拓巷道和準備巷道，另一類是采場老空區。目前我國礦井空間空氣儲能還處于實驗階段，尚未進入產業化應用。2020 年 8 月 16 日，全球首個基于煤礦巷道壓縮空氣儲能電站在晉能控股煤業集團云岡礦北大巷廢棄巷道開工，建設首期 60MW、總規模 100MW 的壓縮空氣儲能電站。（5）礦區中低溫地熱發電。煤礦中低溫地熱發電技術主要有地熱能轉化為機械能再轉化為電能的技術路徑，也可以利用溫差熱電效應，直接將地熱能轉化為電能

65、，即熱電發電技術。謝和平院士團隊提出基于熱伏材料的中低溫地熱發電原理和技術構想，為礦區中低溫地熱發電未來技術提供了方向。27 礦礦區區生生態態碳碳匯匯技技術術路路徑徑構建煤礦區碳匯技術體系，通過土壤重構、植被重構、減損開采、碳匯監測計量、碳匯交易等工具技術手段，有效利用煤礦區植被、土壤和水體等的固碳作用。（1）土壤碳庫重構與碳匯功能提升技術。土壤碳庫重構與碳匯功能提升技術是以總碳含量提升、有機碳匯提升、穩定有機碳匯提升為途徑，從土壤處理和植物處理兩大方面提升碳匯能力的技術。（2）植被碳庫重建與碳匯功能提升技術。植被碳庫重建與碳匯功能提升技術是采取多種措施重構植被碳庫，充分挖掘礦區植被的生物量潛

66、力，顯著提高礦區生態植被的地上、地下生物量和地表枯落物量的技術。（3）立體空間碳匯技術。立體空間碳匯技術指充分利用不同的立地條件，選擇 25 攀緣植物及其他碳匯植物栽植，并依附或鋪貼于各種構筑物及其他空間結構上，通過空間植被量的增加實現礦區碳匯擴容的技術。（4）水體碳匯功能提升技術。煤礦地下水庫是將煤開發產生的大量礦井水，利用采空區垮落巖體間的空隙進行儲存的巨大儲水設施。利用煤礦地下水庫可理論實現礦區 CO2封存。（5）地表塌陷修復治理碳匯恢復技術。采礦活動的劇烈擾動導致礦區大量土地1、高耗能設備的改造及淘汰損毀，地表塌陷破壞，造成土壤理化性質改變煤層氣逸散等，致使生態系統碳循環過程發生改變煤

67、礦區碳固存能力下降甚至喪失。通過地表塌陷修復治理，提升“土壤-植被”碳庫的穩定性，助力礦業生產低碳循環與綠色發展。28 煤煤礦礦節節能能減減碳碳技技術術措措施施（1）永磁電機的使用2、變頻器的推廣使（2）淘汰高耗能設備用（2）對皮帶運輸機實施變頻改造（新的技術變頻技術可以實現機器的軟啟動，還能夠很好的避免液力耦合器在使用的時候發生問題，保障企業日常生活的正常的運行。（1）對主扇風機實施變頻改造（借助變頻節能系統，利用一臺節能柜來對兩臺電機進行科學、合理的控制，可依據實際生產情況來對主扇風機的風量進行調節，并引入可調頻調速的電機，因電機實際消耗功率與所下降頻率為立方關系，這樣在電機速度略微降低的

68、情況下，電機所耗電能便會實現大幅降低，同時還可讓電機實現了軟啟動，有效延長了電機及風機的運行壽命，電機長期運行于低于額定轉速的狀態，其故障率也會明顯下降，產生的噪聲也會有所降低）；）（3）對提升絞車機實施變頻改造（使用變頻器后，不僅可使提升機更易操作，易維護，而且會顯著降低串電阻電能消耗。）（4）對采煤機進行變頻改造（采煤機經過變頻節能技術改進之后，進一部分的供電形式，有三項，公平交流電變為恒定的直流電，利用大功率精軋管，可以進行交流電的輸送，可變電壓和頻率達到無極調速的目的，采煤機中的電牽引需求得到了提升。）（5）對主排水系統進行變頻改造（在水泵中應用變頻技術，大大延長了設備使用期限。在長時

69、間的運行下，提高變頻器的靈活性和智能性，能保證安全的生產，同 26 時靈活地控制水分氣體，防止井下液位降低和防止因為頻繁啟停和空轉過程中的造成消耗能量過大，還可以最大限度的降低設備損耗。）3、余熱利用技術（1）礦井水余熱利用（2）礦井乏風余熱利用（3）瓦斯發電余熱回收（4）空壓機余熱回收利用項目（5）洗浴廢水余熱回收。4、維護管理制度企業應按照 GB/T23331-2020能源管理體系要求及使用指南持續改進能源管理體系，強化領導層的作用，完善能源評審控制程序，引入對能源績效參數和相關能源基準“歸一化”的概念，補充能源數據收集策劃和相關要求，加強數據分析應用，提高運行管理水平以提高能源利用效率。

70、（1）簡化礦井電壓等級（2）做好調荷避峰工作（3）合理確定環網的運行方式（4）節能基礎管理。企業應定期對煤炭生產的能耗情況進行考核，并把考核指標分解落實到各基層部門，建立用能責任制度。（6）企業應加強設備的維護、檢修工作，提高設備的負荷率；應使生產運行設備合理匹配，經濟運行；應使設備處于高效率低能耗運行狀態；應加強各種管網的維護管理，防止跑、冒、滴、漏的現象發生。29 礦礦區區瓦瓦斯斯抽抽采采利利用用關關鍵鍵技技（5）企業應按要求建立能耗統計體系，建立能耗計算和考核結果的文件檔案，并對文件進行受控管理。術術煤礦瓦斯抽采技術先后歷經高透氣性煤層瓦斯抽采、鄰近層卸壓瓦斯抽采、地透氣性煤層強化抽采以

71、及瓦斯綜合抽采階段，伴隨著煤礦瓦斯抽采技術的不斷進步，各項技術的針對性與應用性也在不斷提升，工程人員可根據煤層深度的不同、結構的不同以及透氣性的不同，選擇更為科學的抽采技術，確保安全保障體系的健全。當前我國煤礦瓦斯抽采技術主要包括：1、順層長鉆孔瓦斯抽采 2、穿層鉆孔瓦斯抽采技術 3、頂板走向鉆孔瓦斯抽采技術 4、綜合抽采技術。瓦斯氣分為不同品位的瓦斯氣，其利用方式也不同。高濃度瓦斯的利用：煤礦抽 27 采瓦斯中對與甲烷體積分數高于 90%的部分，相當于常規天然氣，可直接作為燃料用于發電、取暖也可用于化工等領域；對于甲烷體積分數在 30%90%的瓦斯可用于發電、燃氣鍋爐、提純制 LNG 和 C

72、NG 等用途，該濃度范圍的瓦斯約占煤礦瓦斯總量的 5%左右；低濃度瓦斯的利用：對于甲烷濃度在 8%30%的瓦斯可通過變壓吸附提純的方法將甲烷濃度提升至 90%來制取 LNG 和 CNG；甲烷含量大于 10%的瓦斯用于低濃度瓦斯發電；超低濃度瓦斯利用：對于甲烷含量小于 8%的瓦斯，以及礦井乏風，可用于低濃度瓦斯發電以及摻混蓄熱氧化發電。30 煤煤炭炭開開采采擾擾動動空空間間 CO2封封存存關關鍵鍵技技術術目前，CO2地下封存技術的基本思路為：將集中排放源分離得到的 CO2注入到地下具有合適封閉條件的地層中予以隔離封存?，F常見的地下封存方式包括：（1）利用沉積盆地內深部咸水層封存，如加拿大阿爾伯塔

73、沉積盆地在資源開采日趨枯竭情況下，利用下白堊統 Viking 砂巖咸水層實現 CO2帶壓封存，因該地層自身結構穩定，且上覆發育有廣泛、致密的 Colorado 蒸發巖弱透水層，具有良好地質封閉條件，經評估僅埋深較淺的盆地南部區域可儲存的 CO2液體能力達到 201.3x109t；（2）利用油 氣田封存，具體分 為枯竭油 氣 田封 存、注 氣驅 油 CO2-EOR（CO2-Enhanced Oil Recovery）封存技術 2 種；其中，CO2-EOR 封存技術已得到一定應用，如美國自 20 世紀 70 年代開始利用該技術進行 CO2強化采油開采，目前，美國擁有 70 余個實施工程，年均充注

74、CO2可達約 25106t；（3）利用不可開采深部煤層封存，CO2注入到深部煤層后，在煤層孔隙中滲流、擴散，最終被煤體吸附，且因煤體表面吸附 CO2能力大于 CH4，當 CO2注入后可驅替內部的 CH4形成游離態，有助于提升深部煤層氣的采出率，同時實現 CO2地下封存；如相關學者在山西沁水盆地開展了深部煤層 CO2驅煤層氣的 CO2-ECBM 技術探索研究，發現：利用 CO2驅替煤層氣可增加采收量 1696108m3，CO2潛在封存量可達 4.5108t，CO2封存潛力巨大。王雙明院士在對煤炭開采擾動空間地質特點分析的基礎上，探究了煤炭開采擾動空間高效封存 CO2的必備條件，提出了適宜于煤礦開

75、采過程中進行 CO2封存的 3 種潛在技術：煤層采空區碎裂巖體 CO2封存技術、煤地下氣化煤灰及碎裂巖體 CO2封存技術、煤原位熱解半焦 CO2封存技術。28 第第四四篇篇 選選煤煤篇篇 29 31 什什么么是是重重介介質質選選煤煤用密度大于水，并介于煤和矸石之間的重液或重懸浮液作介質實現分選的一種重力選煤方法。依所用介質不同，可分為重液選煤和重懸浮液選煤兩大類。重液是指某些無機鹽類的水溶液和高密度的有機溶液。重懸浮液是由加重質（高密度固體微粒）與水配制成具有一定密度呈懸浮狀態的兩相流體。當原煤給入充滿這種懸浮液的分選機后，小于懸浮液密度的煤上浮，大于懸浮液密度的矸石（或中煤）下沉，實現按密度

76、分選。重液選煤因介質腐蝕性大，回收難，成本高，工業上未能應用。生產中廣泛應用的是重懸浮液選煤，通稱重介質選煤。重介質選煤是分選效率最高的選煤方法，其特點是：分選精確度高；分選密度調節范圍寬；易實現自動調控；對入選原煤的數量和質量波動適應性強；分選粒度范圍寬，塊煤分選機入料粒度一般為 30013mm，旋流器入料粒度通常為 130.15mm；生產中必須添加加重質，工藝流程中要有介質制備和凈化回收系統；設備磨損較嚴重，溜槽、管道要采用耐磨材質，以減少維修量。32 什什么么是是跳跳汰汰選選煤煤跳汰選煤指物料在垂直脈動為主的介質中，按其物理力學性質（主要是按密度）實現分層和重力選煤方法，物料在固定運動的

77、篩面上連續進行的跳汰過程，由于沖水、頂水和床層水平流動的綜合作用，在垂直和水平流的合力作用下分選。跳時所用的介質可以是水，也可以是空氣。以水作為分選介質時，稱為水力跳汰；以空氣分選介質時，稱為風力跳汰。目前，生產中以水力跳汰應用最多。跳汰分選法的優點在于：工藝流程簡單、設備操作維修方便、生產能力大、且有足夠的分選精確度。因此，在生產中應用很普遍，是重力選礦中，最重要的一種分選方法。跳汰選煤處理的粒度級別較寬，在 1500.5mm 范圍；既可不分級入選，也可分級入選。常用的跳汰機有活塞跳汰機、空氣脈動跳汰機和動篩跳汰機三類。33 什什么么是是浮浮游游選選煤煤浮游選煤是根據煤和矸石表面的潤濕性差異

78、進行分選的一種選煤方法，簡稱浮選。主要用于分選小于 0.5mm 細粒級煤炭。浮選是選煤工藝環節的重要組成部分，主要任務是回收大量的細粒煤，充分利用煤炭資源，凈化選煤用的循環水，提高其他工藝環節的效果。浮選過程中加入的能幫助浮選過程順利進行的藥劑成為浮選藥劑。浮選藥劑按照用途分類可分為三大類，捕收劑、起泡劑和調整劑。30 捕收劑主要作用在固、液界面上，能選擇性地吸附在煤粒表面，提高其表面疏水性和可浮性，并促使煤與氣泡附著，增強附著的牢固性。常用的烴類油捕收劑有煤油、柴油、燃料油、頁巖輕柴油、天然氣冷凝油。起泡劑主要作用在氣、液界面上，使其表面張力降低，促使氣泡在礦漿中彌散，形成小氣泡，并防止氣泡

79、兼并，提高氣泡在礦化和上浮過程中的穩定性。起泡劑按其來源可分為天然起泡劑（松油、松醇油、樟腦油、桉葉油）、工業副產品起泡劑（仲辛醇、雜醇、GF 起泡劑、雜醇油、脂油 190）、人工合成起泡劑（醚酸類起泡劑、醚類起泡劑、甲基異丁基甲醇）。調整劑主要用于調節其他藥劑與礦物表面之間的作用，還可以調節礦漿的性質，提高浮選過程的選擇性，按其作用可分為：活化劑、抑制劑、pH 調整劑、分散劑及絮凝劑。煤泥浮選中，所涉及的調整劑主要有以下幾種：pH 調整劑主要用于調整礦漿的pH 值和礦物表面的電性，以改善浮選效果；分散與絮凝劑主要用于調節礦漿中細泥的分散與團聚，減少細泥對分選的影響。3 34 4 什什么么是是

80、高高精精度度煤煤炭炭分分選選技技術術工工藝藝1 1、先先進進的的濕濕法法選選煤煤工工藝藝（1）不脫泥無壓給料三產品重介質旋流器+煤泥重介質旋流器+浮選。該選煤工藝適應于各種可選性原煤，可用單一低密度介質系統一次分選出精煤、中煤和矸石，與有壓給料兩產品重介質旋流器主、再選相比，減少了 1 套高密度介質系統，且易于實現煤泥重介質分選，具有工藝系統簡單、分選效率高的特點，且精煤回收率高于目前的一般工藝。原煤重介質旋流器的分選下限可達 0.25 mm，煤泥重介質旋流器的分選下限可達 0.10 mm，中煤帶精煤量較少，通?？傻陀?3%，矸石中帶煤量小于 1%。該工藝與采用脫泥有壓給料重介質旋流器工藝相比

81、，原料煤不經脫泥和泵送，次生煤泥量大幅減少，有利于實現煤泥減量化；廠房布置與脫泥無壓給料三產品重介質旋流器相比更簡單，土建投資低。不脫泥無壓給料三產品重介質旋流器選煤技術優勢明顯，目前我國 60%以上選煤廠均采用此種選煤工藝。（2）脫泥無壓給料三產品重介質旋流器+TBS+浮選。該選煤工藝適應于粗煤泥極易選原料煤，可用單一低密度介質系統一次分選出精煤、中煤和矸石，與有壓給料兩產品重介質旋流器主、再選相比，減少了 1 套高密度介質系統，工藝系統較為簡單。該工藝分選效率較高，精煤回收率高于跳汰選煤，矸石帶煤少，無壓給料與有壓給料相比，次生煤泥量少，對煤泥減量化有利，脫泥入選易于控制介耗。31 脫泥無

82、壓給料三產品重介質旋流器比兩產品重介質旋流器更具優勢，且比不脫泥工藝技術含量低，這是因為煤泥量對重介質旋流器分選及后續脫介脫水回收等環節的影響都比較大，設備的選型、管路的設計等都需要設計人員進行較為專業的把控，否則會影響生產指標，特別是介耗指標，但是如果提前脫除這部分煤泥，則會簡單很多，因此從這個角度考慮脫泥工藝的技術含量要低。該選煤工藝較易被選煤廠設計人員掌握，因而得到較廣泛應用。我國煤泥含量大的河南鄭州礦區、陜西韓城礦區以及山西部分礦區的選煤廠，大多采用脫泥無壓給料三產品重介質旋流器選煤工藝。（3）“國華科技選煤工藝包”由原料煤不預排矸、不分級、不脫泥無壓給料三產品重介質旋流器主選、粗煤泥

83、重介質旋流器分選、細煤泥浮選機粗精選、煤泥水兩段濃縮兩段回收聯合工藝聯合構成，具有高效、簡化、節能、環保等特點。與其他技術相比，采用該技術建設的煉焦煤選煤廠的投資和加工費降低 20%以上，電耗降低 40%以上，噸煤介耗比相同類型的選煤廠低 50%。全入選動力煤選煤廠矸石帶煤率相比其他動力煤選煤廠低 420 個百分點，投資和加工費低 10%30%。2 2、干干法法分分選選技技術術（1）風力分選技術風力分選技術可以概括為基于煤炭和矸石在壓縮空氣中沉降末速的差異，借助周期性脈動氣流實現煤炭的有效分選，主要包括風力跳汰與風力搖床分選機。近年來，風力跳汰分選技術受到了中國、德國、土耳其、美國、印度等國關

84、注，在工業放大以及推廣上取得了重大突破。德國的 Allminerals 公司在德國亞琛大學搭建了半工業規模的分選樣機，處理量為 300 kg/h。WEINSTEIN 和 SNOBY 利用風力跳汰開展了煤炭工業性分選試驗研究，由于分選機理簡單、投入成本低，在美國建立了風力跳汰分選工業性系統，處理量在 50120 t/h。目前，風力搖床分選機的研究工作主要集中在KADEMLI 和 GULSOY 對大于 6 mm 褐煤分選研究，主要分析了床層振動頻率、床層傾斜角度、給料速度、柵格的高度對分選效率的影響，結果顯示分選效率與風力跳汰接近，風力搖床的可能偏差 E 可以維持在 0.130.23 g/cm3，

85、有效分選粒度為 638 mm。（2）復合式干法分選機復合式干法分選機通過振動氣流復合力場驅使物料在翻轉剝離過程中按密度與粒度梯級分布，完成分選。目前，復合式干法分選技術已在美國、俄羅斯、澳大利亞、印度尼西亞、南非、波蘭等國家得到推廣應用，處理能力可達 480 t/h，E 在 0.200.30 g/cm3。（3）光電分選技術隨著科技發展，國內外的研究熱點主要在智能化干法分選技術。目前，智能干法 32 分選技術主要分為 3 類：X 射線識別、射線識別以及基于色差的智能識別。目前，智能干法分選機對塊煤的分選精度較高，優勢在于簡化工藝流程，實現了對人工揀矸的替代，大大壓縮了人力成本，已成功實現 300

86、25 mm 塊煤分選的工業應用，處理能力達 380 t/h，有效降低了矸石的帶煤率，在國內多個選煤廠進行了工業性分選試驗。（4）干法重介質流化床分選技術干法重介質流化床分選技術，又稱空氣重介流化床分選技術，是干法領域的研究熱點之一，是氣固鼓泡流態化技術在礦業領域的拓展應用，利用氣固流化床似流體的特點，實現精煤和矸石按照密度進行有效分離。目前，氣固流態化分選研究得到了澳大利亞、印度、日本、南非、中國等國學者的關注，各國學者圍繞流化特性、密度調控、煤炭分離機制等方面開展了細致研究，建立了多套半工業規模的分選樣機。在工業推廣方面，中國礦業大學率先開發了模塊化干法重介質流化床選煤系統，成功進行了工業推

87、廣，實現了煤炭的干法精選，主要針對粒度在 1006 mm 煤炭的高效干法分選，E 在 0.050.08 g/cm3。35 煉煉焦焦煤煤選選煤煤典典型型重重選選工工藝藝（1）跳汰主、再選工藝選煤工藝為：50-0mm 用跳汰主、再選，0.5mm 煤泥直接浮選，該工藝適用條件：原煤屬易選、中等可選或偏難選的煉焦煤，對產品灰分要求不嚴不要求出低灰精煤時常用此流程。本流程生產操作容易，當原煤屬易選時，可獲得較高精煤產率。（2）塊煤重介、末煤跳汰聯合工藝選煤工藝為：100-13mm 塊煤主、再選用斜輪重介質分選機精選，13-0.5mm 末煤跳汰選，0.5mm 煤泥浮選。該工藝適用條件：塊煤含量多且難選、末

88、煤較易選的原煤宜采用此流程。采用本流程時，應在重視各粒級可選性差異的前提下，既要考慮適當減少重介入選量，又要考慮提高分級和脫介篩的效率，綜合權衡利弊確定分級粒度。（3）塊、末煤全重介，煤泥浮選工藝選煤工藝為：30-13mm 塊煤用斜輪重介質分選機分選，13-0.5mm 末煤用重旋流器分選，0.5mm 煤泥浮選。該流程適用條件：原煤可選性屬難選和極難選的優質、稀缺煤種，適于采用此流程分級粒度應根據各粒級的分選密度的相近性來劃分，盡量取偏小值（13mm 或 6mm）為宜，以減少重介質旋流器負荷，簡化介質回收系統，降低選煤費用。（4）跳汰粗選、粗精煤用重介質旋流器精選、煤泥浮選工藝 33 采用的工藝

89、為：50mm 原煤用跳汰機粗選、跳汰精煤按 37mm 分級，50-37mm 塊精煤破碎到 37-0mm 作為 2 號精煤，37-0.5mm 末精煤用重介質旋流器再選輕產物 1 號精煤，重產物為中煤。該工藝適用條件：用于分選難選和極難選原煤，且對產品有特殊的要求。如：氣媒高灰分塊精煤和低灰分配焦精煤兩種產品；或者對稀缺煤種煉焦煤，將跳汰塊粗精煤破碎后與末粗精煤合并作為重介質旋流器原料，出合格精煤。（5）塊煤重介、末煤跳汰、跳汰中煤重介質旋流器再選、煤泥浮選工藝選煤工藝為：120-13mm 塊煤用主、再選立輪重介質分選機選，13-0.5mm 末煤用巴達克跳汰機選，跳汰中煤用重介質旋流器再選，0.5

90、mm 煤泥浮選。該工藝適用條件：塊煤含量多且難選、末煤難選、中煤含量大，為了充分回收資源，提高精煤產率和經濟效益，采用此流程。36 什什么么是是智智能能選選煤煤智能選煤指應用現代通信與信息技術、計算機網絡技術、人工智能技術、智能控制技術，以提高企業安全水平和效率效益為目標，依托標準化選煤大數據與選煤專家知識庫，實現智能管理、智能控制、智能設計、智能服務，逐步到無人或少人干預、智能決策、自動執行。37 為為什什么么要要井井下下選選煤煤井下選煤技術目的是實現原煤井下精確分選，精煤或洗混煤提升出井進行井上分選或直接作為產品，矸石就地充填。礦井年產能受到礦井提升能力限制，井下選煤技術實現井下排矸，升井

91、煤炭的灰分大幅降低，減少無效運輸帶來的能耗和設備勞損之外，還可提高礦井實際產能。井下矸石回填和煤矸置換，可以減少地表沉陷幅度，降低采煤對地表建筑和環境的破壞，“三下壓煤”能夠實現開采利用，提高煤炭資源的回收率，延長礦井服務年限。大量矸石不用升至地表同樣可以節約用地，減少選煤廠造成的環境污染。38 煤煤炭炭洗洗選選行行業業節節能能減減排排技技術術路路徑徑加大重視程度。相關企業需要提升注重產品質量的意識，在資金與政策方面加大投入，進一步優化煤炭洗選行業的產品結構，及時更新設備。相關領導還要協調組織生產、設計、研究和制造安裝等部門，分步驟實施。要進一步提升洗選技術，并將其發展成整個煤炭企業之中的支柱

92、型產業，多給予政策和資金方面的支持，并做長期規劃，提升洗選煤的價格，從環保和節能角度入手，對煉焦煤實施灰分計價，對動力煤 34 實施發熱量計價，并給予相應的補貼，從而拉開不同質量和不同品種煤炭的價格。同時還要提升燃煤的排污標準，制定出一些強制性的用煤標準，要求電廠、窯爐等使用洗選之后的動力煤，以此降低環境污染，提升環保效果。加大技術創新，多手段解決問題。通過技術創新建設新型煤廠、改造老型煤廠，并使用先進的選煤工藝和設備。實現礦井和選煤廠的同步建設，通過新技術和設備提升產品質量。及時轉變運營機制，同時發展兩種類型的選煤廠，對于那些能夠促進煤炭資源合理運用且能夠確保經濟效益的就要鼓勵發展。要進一步

93、提升技術管理，使用先進技術改造煤廠，及時淘汰落后的生產力，使其漸漸向著低耗能、高效率的方向發展，構建起完善的洗選設備制造體系，實現規模發展，建立煤機集團。提升煤炭洗選技術。將出產的原煤實施分級洗選，具體依照密度和力度的差異、煤炭的類型和質量等實施合理洗選，在這之中需要運用耗水量小、水中停留時間短以及來回轉動頻率低的工藝，以此提升煤炭生產量?？梢允褂脻穹庸すに?，將直徑大的無壓類產品當作選煤工藝的重點，通過低密度的懸浮液把煤炭之中的矸石分離出去，并使用重介質煤泥工藝配合洗選技術，實現全程不脫泥和煤泥的高效回收利用。還可以使用干法加工工藝，這能夠最大程度上節約煤炭脫水和干燥技術工藝，有效簡化煤炭洗

94、選技術流程。此外它還能夠解決煤炭易泥化的問題，排除煤炭之中的灰和硫，降低能源浪費。同時煤泥分選技術工藝還能夠回收煤泥之中比較大的顆粒，并排除多余的細灰泥。39 什什么么是是煤煤炭炭洗洗選選標標準準化化管管理理煤炭洗選企業標準化管理規范規定了煤炭洗選企業人員管理、生產管理與技術經濟指標、機電管理、安全管理、環保要求文明生產、實施與監督等方面的標準化管理要求。目標是立足煤炭清潔利用供給側結構性改革，落實“減、優、綠”發展原則，通過洗選企業標準化規范管理及分級、考核、評定，強化企業各環節的過程管控及現場管理，規范行為，提高裝備和管理水平，促進安全綠色生產，逐步淘汰落后產能，達到行業標準化等級要求，推

95、動洗選企業轉型升級、規范發展。40 選選煤煤廠廠原原煤煤運運輸輸、產產品品貯貯存存的的清清潔潔生生產產技技術術要要求求礦井型選煤廠原煤運輸級（國際領先水平）、級（國內先進水平）基準井工開采要求由封閉皮帶運輸機將原煤直接運進礦井選煤廠全封閉的貯煤設施，露天開采由礦井原煤提升設備、膠帶或刮板運輸機將原煤直接運進礦井選煤廠的貯煤設施。35 級基準（國內一般水平）井工開采要求由箱車或礦車將原煤運進礦井選煤廠全面防塵的貯煤設施，露天開采由箱車或礦車將原煤運進礦井選煤廠的貯煤設施；群礦（中心）選煤廠原煤運輸級基準要求由鐵路專用線將原煤運進選煤廠，采用翻車機的貯煤設施，運煤專用道路必須硬化。級基準要求由箱式

96、或自卸式貨運汽車將原煤運進選煤廠的貯煤設施，運煤專用道路必須硬化。級基準要求由汽車加遮苫將原煤運進選煤廠的貯煤設施，運煤專用道路必須硬化。儲存的精煤、中煤級基準要求存于封閉的儲存設施。運輸有鐵路專用線及鐵路快速裝車系統。級、級基準要求存于半封閉且配有灑水噴淋裝置的儲存場，運輸有鐵路專用線、鐵路快速裝車系統，汽車公路外運采用全封閉車廂；煤矸石、煤泥首先考慮綜合利用，不能利用的暫時存于封閉或半封閉的儲存設施，地面不設立永久矸石山，煤矸石、煤泥外運采用全封閉車廂。36 第第五五篇篇 商商品品煤煤篇篇 37 41 什什么么是是商商品品煤煤商品煤是指作為商品出售的煤炭產品。不包括坑口自用煤以及煤泥、矸石

97、等副產品。42 商商品品煤煤質質量量有有哪哪些些要要求求商品煤應當滿足下列基本要求：（1）灰分（Ad）：褐煤30%，其它煤種40%。（2）硫分（St，d）：褐煤1.5%，其它煤種3%。（3）其它指標：汞（Hgd）0.6g/g，砷（Asd）80g/g，磷（Pd）0.15%，氯（Cld）0.3%，氟（Fd）200g/g。在中國境內遠距離運輸（運距超過 600 公里）的商品煤除在滿足上述要求外，還應當同時滿足下列要求：（1）褐煤：發熱量（Qnet，ar）16.5MJ/kg，灰分（Ad）20%，硫分（St，d）1%。（2）其它煤種：發熱量（Qnet，ar）18MJ/kg，灰分（Ad）30%，硫分（St

98、，d）2%。京津冀及周邊地區、長三角、珠三角限制銷售和使用灰分16%、硫分1%的散煤。43 煤煤炭炭產產品品的的類類別別、品品種種和和技技術術要要求求煤炭產品按其用途、加工方法和技術要求劃分為五大類，28 個品種。煤炭產品的類別、品種名稱和技術要求應符合表 6 的規定。煤炭的粒度按 GB/T 189和 GB/T 10612 進行分級。表表 6 6 煤煤炭炭產產品品的的類類別別、品品種種和和技技術術要要求求產產品品類類別別品品種種名名稱稱技技術術要要求求粒粒度度 m mm m發發熱熱量量（Q Qn ne et t，a ar r）M MJ J/k kg g灰灰分分（A Ad d）%最最大大粒粒度度

99、1 1)上上限限，%精煤冶煉用煉焦精煤50，10012.50不大于 5其他用煉焦精煤50，40.0%的年輕煤，其發熱量只要求在 12MJ/kg 以上即可。發電用煤的灰分過高除了增加不必要的運輸量外，還影響熱效率，一般以灰分 Ad24.00%為宜。為了充分利用劣質煤，灰分可放寬到 40.00%、燃煤鍋爐的類型需要調整，如采用循環流化床鍋爐可以燃用高灰分劣質煤。發電用煤的硫分亦不應太高，一般應在 1.00%以下，最高不應超過 3.00%。硫分高既會造成嚴重的環境污染，又會腐蝕燃煤設備。我國發電用煤粉鍋爐大部分為固態排渣鍋爐，為了能順利出渣，對煤灰熔融性 ST 也有一定的要求，ST 應在 1350以

100、上。46 氣氣化化用用煤煤質質量量要要求求目前氣化爐種類雖然很多，但主要是移動床、流化床和氣流床 3 種類型。氣化爐型不同，對煤質的要求也就不同。1 1、常常壓壓移移動動床床煤煤氣氣發發生生爐爐對對煤煤質質的的要要求求：常壓移動床煤氣發生爐的應用比較廣泛，對煤的適應性也較強，可采用的煤種有長焰煤、不黏煤、弱黏煤、1/2中黏煤、貧瘦煤、貧煤和無煙煤。為保證移動床煤氣發生爐用煤的質量，我國制定出了 CB 9143-2008常壓固定床發生爐用技術條件。煤的品種以各粒級的塊煤為宜；灰熔點 ST 大于 1250；灰分 Ad不大于 24.00%，對于灰分 Ad不大于18%的煤，其 ST 只要在 1150以

101、上即可；全硫 St，d60.0%。對于無攪拌裝置的發生爐，要求原料煤的膠質層最大厚度 41 Y12.0mm；有攪拌裝置的發生爐，則要求 Y16.0mm。2 2、間間歇歇式式水水煤煤氣氣爐爐對對煤煤質質的的要要求求：目前國內普遍以無煙塊煤為原料用間歇式水煤氣爐生產合成氨的原料氣，要求原料煤有較好的熱定性和較高的落下強度。國家標準 GB/T 7561-1998合成氨用煤技術條件要求煤的熱穩定性 TS+6在 70%以上，落下強度在 65%以上?；曳忠孕∮?16%為佳，最高也不應超過 24%。硫含量應盡可能低些，一般不應超過 2.00%。固定碳盡量高些，通常固定碳含量應在 65%以上。為使氣化爐能順利

102、運行，煤灰熔融性 ST 應大于 1250。3 3、流流化化床床氣氣化化爐爐用用煤煤對對煤煤質質的的要要求求：我國也用流化床氣化爐來生產合成氨原料氣。這種氣化爐在常壓下操作，以空氣或氧氣作氣化劑，要求煤的反應活性越高越好（一般在 950時 CO2還原率大于 60%的煤即可?？梢杂煤置海ㄒ话闳?Mt應小于 12.00%，Ad小于 24.00%），也可用長焰煤或不黏煤，要求粒度小于 8mm，但小于 1mm 的煤粉越少越好；否則飛灰會帶出大量碳而降低的氣化率，煤的灰熔點 ST 應大于 1200，全硫小于 2.00%。4 4、德德士士古古氣氣化化爐爐對對煤煤質質的的要要求求：一般認為在選擇原料用煤時

103、其重點放在煤的成漿性能上，同時兼顧煤的氣化性能，而對于高灰熔點、高灰黏度的煤，簡單地考慮煤的成漿性能就確定其能否適用于水煤漿加壓氣化工藝，是較為片面的。生產實踐證明，水煤漿加壓氣化工藝原料煤選擇的原則應以煤的“氣化性能及穩定運行性能”為主，同時兼顧煤的成漿性能。煤的氣化性能包括其反應活性及在一定工藝條件下可以達到的各種技術指標，而穩定運行性能主要表現在其能否實現氣化爐的順利排渣，設備、閥門的故障率及連續運行的時間。在選擇煤種時，應考慮下列因素：（1）煤的灰分含量（2）煤的最高內在水分含量（3）煤灰的熔融特性（4）灰的黏溫特性及灰成分的影響。5 5、殼殼牌牌（S Sh he el ll l）粉粉

104、煤煤氣氣化化爐爐對對煤煤質質的的要要求求：shell 粉煤氣化溫度高達14001500，對煤質的要求不嚴，幾乎可以氣化任何煤種。例如高硫、低熔點、易碎、黏結、加熱膨脹的各種煙煤、無煙煤和褐煤均可使用。但從運行的可靠性和經濟性來說，對煤的組成和性質也有一定的要求：（1）煤的灰分產率（2）灰分的組成（3）煤的灰熔點（4）煤粉粒度、揮發分及反應活性（5）粒度和水分。47 直直接接液液化化用用煤煤質質量量要要求求直接液化尚未大規模推廣應用，因此世界各國對液化用煤的要求標準還不一致。如日本和前蘇聯的一些學者主張采用低灰分煤；歐美有些學者則認為高灰高硫煤的價格低靡，有利于降低液化的成本。但高灰煤在磨碎過程

105、中能耗大，尤其 42 是含黃鐵礦高的煤能耗更大，同時對液化工廠的生廣效率和固、液分離都不利，但黃鐵礦高的煤有利于液化反應。在多數情況下，原煤的液化效果比精煤好，所以液化以采用原煤為宜。原料煤的灰分要求不超過 25%。48 高高爐爐噴噴吹吹用用煤煤質質量量要要求求高爐噴吹用煤對煤的質量要求較高，煤質的好壞對噴吹的經濟效益和高爐的正常操作都有直接影響。一般認為，高爐噴吹用煤的質量應滿足下列要求：（1）灰分一般應低于 12%，最高不應高于 14%，硫含量應低于 0.5%，最高不應超過 1.0%（2）全水分應低于 8%，最高不應高于 12%（3）揮發分產率應合適（4）哈氏可磨性指數一般應大于 50%，

106、最低要大于 40%。一般來說，揮發分的高低對于高爐噴吹的影響不是很大，但當 Vdaf較高時，在制粉及噴吹過程中容易引起爆炸。我國目前基本上是以無煙煤作為噴吹的原料煤。揮發分均在 10%下。煙煤也可以作為噴吹的原料煤，但由于其爆炸的危險性較大，噴吹需在惰性氣體（一般為氮氣）中進行，設備相對復雜些，成本也略有增高。此外，高爐噴吹用煤的固定碳含量應高些，一般以大于 75%為宜。哈氏磨性指數 HGI 也應高些，雖然 HGI 的大小對高爐噴吹的效果沒有直接影響，但 HGI過小，會給制粉工藝帶來一定的閑難，增加動力消耗，同時降低噴吹設備的壽命（特別是噴槍）。煤灰成分對高爐噴吹也有一定的影響，釩和鈦的含量越

107、低越好，因為這兩種元素會增加煉鐵過程中灰渣的黏度，導致鐵水和爐渣分離困難。煤灰中二氧化硅與氧化鈣之比（SiO2/CaO）越小越好，因為 CaO 含量的增高有助于降低酸性爐渣的黏度。高爐噴吹用煤技術條件參照 GB/T 18512-2008。49 什什么么是是特特殊殊和和稀稀缺缺煤煤種種特殊和稀缺煤類是指具有某種煤質特征、特殊性能和重要經濟價值，資源儲量相對較少的煤炭種類，包括肥煤、焦煤、瘦煤和無煙煤等。50 哪哪些些煤煤炭炭禁禁止止或或限限制制開開采采1 1、限限制制高高硫硫份份、高高灰灰份份煤煤炭炭的的開開采采。高高硫硫份份、高高灰灰份份的的煤煤炭炭對對我我國國大大氣氣環環境境的的危危害害相相

108、當當嚴嚴重重。所謂高硫份，根據國家煤炭行業部門的技術準則要求，一般是指含硫量在 3%以上的煤炭，含硫量在 2%3%之間的屬于中高硫煤，1%以下的屬于低硫煤。目前我國中高硫煤的產量約為 9600 萬噸，為全國煤炭總產量的 7%。對高硫煤的開采進行限制，可以減少二氧化硫排放總量的 20%左右。因此，對高 43 硫煤的開采進行限制，既有必要，在經濟上也是可以承受的。國家煤炭有關部門已經在這方面采取了一定的措施，取得了較好的效果?？紤]到高硫份、高灰份煤炭對大氣環境的嚴重污染以及煤炭洗選對防治大氣污染的重要意義，本條第一款和第二款分兩種情況對煤礦的建設提出要求。（1）對于新建的所采煤炭屬于高硫份、高灰份

109、的煤礦，必須建設配套的煤炭洗選設施，對所開采的煤炭進行洗選，使煤炭中的含硫份、含灰份達到規定的標準。需要注意的是，這一規定雖然著眼點在要求煤礦建設配套的洗選設施，但真正的目的是要求煤炭中的含硫份和含灰份達到規定的標準。違反這一規定的，應當依照本法第六十條第一項的規定追究法律責任。（2）對于已經建成的所采煤炭屬于高硫份、高灰份的煤礦，應當按照國務院批準的規劃，限期建成配套的煤炭洗選設施。這一規定表明，國家對已經建成的煤礦，其要求是不同于新建的煤礦的。對新建煤礦的要求比對已建成煤礦的要求要嚴格。對于已經建成的煤礦，原則上是要求按照國務院批準的規劃，在規定的期限內限期建成配套的煤炭洗選設施，減少所采

110、煤炭的含硫份和含灰份。2 2、禁禁止止開開采采含含放放射射性性和和砷砷等等有有毒毒有有害害物物質質超超過過規規定定標標準準的的煤煤炭炭。含放射性物質的煤礦，比如含鈾礦石，對大氣、水體和土壤都可能造成污染，進而危害人體健康。含砷的煤礦同樣對大氣、水體、土壤均可能產生污染，對人體健康也有嚴重危害。因此，對含這些有毒有害物質的煤礦，國家嚴格限制開采。如果煤礦中這些物質的含量超過了規定的標準，國家禁止開采。44 第第六六篇篇 火火電電篇篇 45 51 全全國國火火電電裝裝機機現現狀狀我國擁有多種發電形式，主要包括火力發電、水力發電、風力發電、太陽能發電、核能發電等。目前我國火電機組裝機容量占比超過五成

111、，火電發電量占比超過七成，火電為我國重要的電力來源。8 月，四川、重慶等地經歷高溫干旱極端天氣，對水力發電造成影響。下半年，由于我國風電、太陽能發電等新能源發電裝機規模仍較小，暫時無法滿足較大的用電需求，因而火電需求或將提升。根據能源局數據，2021年中國火電裝機容量為12.97億千瓦，同比增長4.7%。2022 年 1-7 月火電裝機容量為 13.09 億千瓦，同比增長 2.8%，已超去年火電裝機容量。圖圖 1 10 0 2 20 01 16 6-2 20 02 22 2 年年 7 7 月月中中國國火火電電裝裝機機容容量量通常而言，火電泛指燃煤發電、燃氣發電、燃油發電、生物質發電等。截至20

112、21 年，我國燃煤機組裝機容量為 11.09 億千瓦，占火電機組裝機容量的比重達到 85.52%；燃氣機組裝機容量為 1.09 億千瓦，占比為 8.37%；其他機組裝機容量為 0.79 億千瓦，占比為 6.11%。燃煤機組裝機容量占比超過八成，火電以燃煤發電為主。圖圖 1 11 1 2 20 02 21 1 年年中中國國火火電電機機組組裝裝機機容容量量 46 我國電力行業以火電為主，煤電裝機占比近半。長期以來，我國電源結構以火力發電為主，2010 年前基本保持在 80-90%，2010 年起隨著新能源裝機量不斷增長，火電發電量占比逐步下降，占比隨月份變化稍有不同，一般來講冬春季發電量占比高于夏

113、秋季，主要由于水電出力具有季節性，豐水期水電出力會擠占火電出力。2021 年火電發電量 5.77 萬億千瓦時，占全國發電量比例達 71.13%。裝機情況來看，近年來我國火電及煤電裝機占總裝機比例不斷下降，2019 年火電裝機占比首次低于 60%，2020 年煤電裝機占比首次低于 50%，2021 年煤電裝機占比首次低于非化石能源裝機占比。2022 年 2 月，全國火電裝機占總裝機比例為54.56%，煤電裝機占火電裝機比例為 85.52%，煤電裝機占總裝機比例為 46.66%。雖然以煤電為代表的火電發電量及裝機量占比均不斷下降，但仍均遠超其他電源，依舊為我國電力生產行業的主體。52 全全國國電電

114、力力生生產產和和外外送送現現狀狀近年來，中國電力生產和電力消耗量不斷增長，火力發電占比達 70%以上，同時，由于我國能源分布不均，能源集中分布在西部和北部地區，然而電力消費集中在東部和中部地區，因此我國遠距離跨區送電量持續增長，大容量、遠距離輸電是我國電網發展的必然趨勢。據國家統計局統計數據顯示，2014 年以來，我國電力生產行業總發電量呈現穩步增長趨勢。2019 年，我國總發電量為 75034.3 億千瓦時，同比增長 4.7%。圖圖 1 12 2 2 20 01 14 4 年年-2 20 02 20 0 年年 2 2 月月全全國國發發電電量量及及增增長長情情況況2020 年 1-2 月，全國

115、發電總量為 10982 億千瓦時，同比增長 2.9%，增速比2019 年同期下滑 8.1 個百分點。我國的能源資源與負荷中心呈現十分不均衡的分布特征，能源的總體分布為 47 西多東少、北多南少，電力需求中心卻長期處于東中部地區，我國 80%以上的能源分布在西部和北部，而 75%的電力消費集中在東部和中部。根據中電聯的統計數據顯示，2020 年 1-2 月全國跨區送電完成 688 億千瓦時，同比增長 11.8%，全國各省送出電量合計 1917 億千瓦時，同比增長 9.8%。圖圖 1 13 3 2 20 02 20 0 年年 1 1-2 2 月月中中國國跨跨區區送送電電情情況況53 電電力力行行業

116、業煤煤炭炭消消費費與與碳碳排排放放現現狀狀煤炭消費仍處達峰過程中，電力行業和東南沿海消費增速顯著。全年煤炭消費超預期增長，達到 42.7 億噸，成為新的峰值，消費增量最大的當屬電力行業及煤電布局集中的東南沿海地區。電力行業耗煤同比上升2個百分點達到 56.7%，東南沿海的廣東增長 23%，浙江增長 20%，上海增長 14%。在全社會用電量增長10.3%的帶動下，占總發電量 60%的煤電發電量同比增長 8.6%。中國是全球最大煤電裝機國，截至 2021 年底，中國煤電總裝機達 11.1 億千瓦，約占電力總裝機比重的 46.7%；煤電全年發電量超過 5 萬億千瓦時，約占總發電量的 60.1%。受此

117、影響，電力行業二氧化碳排放量占全國總碳排放量的 40%以上，電力行業清潔轉型進程仍需進一步加速。電力行業動力煤消費量約占我國原煤產量的 54%。國內碳市場的履約主體方面，首批納入全國碳市場的重點排放單位共計2162 家，納入門檻為 2013-2019 年任一年溫室氣體排放量達 2.6 萬噸二氧化碳當量（綜合能源消費量約 1 萬噸標準煤）及以上的發電企業（含其他行業自備電廠），合計年覆蓋二氧化碳排放量約 45 億噸二氧化碳。按照煤炭導致碳排放總量占比 69%、動力煤消費量占比 90%、火電動力煤消費占比60%計算，煤電碳排放占總碳排放的37%以上。按照火電發電量占比約 70%、48 煤電占火電裝

118、機占比 85%計算，通過使用風電、光伏等零碳排放電源替代煤電，在不考慮其他因素的情況下，火電發電量每降低 10%將可降低碳排放 6.3%。因此大力發展新能源，提高新能源裝機在我國能源結構中的占比，使新能源占據能源主體地位，是如期實現我國“雙碳”目標的必由之路。54 什什么么是是三三改改聯聯動動“三改聯動”中的“三改”指的是針對煤電機組進行的三種技術改造，分別是節能降耗改造、供熱改造和靈活性改造。節能降耗改造是為了讓煤電機組少“吃”煤、多發電，每發度電所用的煤不能超過 300 克；供熱改造是為了讓煤電機組在發電的同時，還能為工業企業和周邊居民提供熱能；靈活性改造是為了讓煤電機組能隨時隨地控制自己

119、的發電量，需要多發就多發，需要少發就少發。這三項改造如果用得好，就能相互配合，實現煤電機組能效的進一步提升；如果用得不好，就會相互制約，降低煤電機組的能效。1、節能降耗改造對供電煤耗在 300 克標準煤/千瓦時以上的煤電機組，應加快創造條件實施節能改造，對無法改造的機組逐步淘汰關停，并視情況將具備條件的轉為應急備用電源?！笆奈濉逼陂g改造規模不低于 3.5 億千瓦。2、供熱改造鼓勵現有燃煤發電機組實施替代，積極關停采暖和工業供汽小鍋爐，對具備供熱條件的純凝機組開展供熱改造，在落實熱負荷需求的前提下，“十四五”期間改造規模力爭達到 5000 萬千瓦。3、靈活性改造制造存量煤電機組靈活性改造應改盡

120、改，“十四五”期間完成 2 億千瓦，增加系統調節能力 30004000 萬千瓦，促進清潔能源消納?！笆奈濉逼陂g，實現煤電機組靈活制造規模 1.5 億千瓦。55 先先進進靈靈活活超超超超臨臨界界發發電電技技術術是是什什么么超超臨界發電技術指燃煤電廠將水蒸汽壓力、溫度提高到超臨界參數以上，實現大幅提高機組熱效率、降低煤耗和污染物排放的技術。超超臨界發電機組是指蒸汽壓力 25MPa、溫度 580以上的超高參數燃煤火力發電機組，俗稱“超超臨界發電機組”，其發電效率在 43.8%45%之間，遠高于亞臨界機組的 37.5%。49 隨著發電技術相關材料的進步，更高參數的 630、760等級超超臨界發電技術

121、將成為下一代火力發電主力機組技術，其供電效率預計可達 47%53%，比目前最先進的 600等級超超臨界機組煤耗約可再降低 40 克標煤/千瓦時。先進超超臨界發電技術是在鎳鐵基、鎳基高溫材料研發突破的基礎上，進一步將蒸汽參數提高至 630、760以上，供電效率可在 50%以上，供電煤耗可達250 克標煤/千瓦時以下，能夠大幅度提高機組發電效率，降低煤耗及污染物、CO2等溫室氣體的排放。一臺 600MW 等級的 700先進超超臨界機組，可比同容量 600超超臨界機組節約標準煤約 14.3 萬噸/年，大氣污染物減少 14%左右（NOx、SOx），CO2減排約 30 萬噸/年，具有十分顯著的經濟效益和

122、生態效益。先進超超臨界發電技術核心優勢在于低碳、高效、清潔及技術的繼承性，研發先進超超臨界發電技術對能源結構以煤為主的我國來說，具有十分重要的現實意義和廣闊的應用前景。56 碳碳捕捕集集方方式式的的技技術術路路線線有有哪哪些些目前，CO2的捕集技術主要有燃燒后脫除技術（post-combustion capture）、燃燒前分離技術（pre-combustion capture）和富氧燃燒分離技術（oxy-fuelcombustion）方式，如下圖所示。同時，一些新型的脫除方式，如化學鏈燃燒分離技術、電化學泵、CO2水合工藝和光催化工藝分離煙氣 CO2技術等也逐漸受到研究者的關注和重視。圖圖

123、1 14 4 典典型型的的 C CO O2 2捕捕集集技技術術 50 目前采用最多的 CO2捕集技術是燃燒后脫除技術，主要包括吸收分離法、膜法、吸附分離法和低溫蒸餾法等。1、吸收分離法吸收分離法按照吸收分離原理不同，可分為化學吸收法和物理吸收法。2、膜法按吸收原理，膜法可以分為膜分離法和膜吸收法。3、吸附分離法吸附法按吸附原理可分為變壓吸附法（PSA）、變溫吸附法（TSA）及變溫變吸附法（PTSA）。4、低溫蒸餾法該法是通過低溫冷凝來分離 CO2的物理過程，一般是將煙氣進行多次壓縮和冷卻，從而引起各氣體成分的相變來達到分離煙氣中 CO2的目的。為了避免煙氣中的水蒸氣在冷卻過程中形成冰塊，造成對

124、系統的阻塞，有時還需在分離 CO2之前先將煙氣干燥以去除水分。低溫分離包括直接蒸餾、雙柱蒸餾加添加劑和控制凍結等。5、富氧燃燒技術（O2/CO2）由于 CO2在燃煤電廠煙氣中的含量一般為 14%，采用以上各工藝進行 CO2分離的成本較高，如果可以大幅度提高煙氣中 CO2的含量，就可以大大降低 CO2的分離成本，富氧燃燒技術就是在這一背景下提出來的。富氧燃燒技術也稱為 O2/CO2燃燒技術，或空氣分離/煙氣再循環技術。該法用空氣分離獲得的和一部分鍋爐煙氣循環氣構成的混合氣體代替空氣作為化石燃料燃燒時的氧化劑，以提高燃燒煙氣中 CO2濃度。其主要步驟為：空氣壓縮分離，燃燒和電力生產，煙氣冷卻、壓縮

125、、凈化和脫水。按煙氣再循環的不同方式可以分為干法循環（脫水后循環）和濕法循環（煙氣不脫水）。6、化學鏈燃燒技術CLC 基本原理是將傳統的燃料與空氣直接接觸反應的燃燒借助于載氧劑的作用分解為兩個氣固反應，燃料與空氣無需接觸，由載氧劑將空氣中的氧傳遞到燃料中。目前，這項技術還處于研究發展階段，其有效利用還有待于進一步的開發。51 57 二二氧氧化化碳碳封封存存與與利利用用技技術術有有哪哪些些CO2的封存方式主要有物理封存、化學封存和生物封存等。1、物理封存或利用CO2的物理封存不涉及化學變化，主要包括海洋或者深海存儲和地質儲存。CO2的物理存儲是一種安全、有效的方法。（1）海洋儲存。海洋是全球最大

126、的 CO2儲庫，其總儲量是大氣的 50 多倍，海洋在全球碳循環中扮演了重要角色。目前，將 CO2進行海洋儲存的方式主要是通過管道或船舶將 CO2運送到海洋儲存地點，然后將 CO2注入海底，在海底形成固態的 CO2水合物或液態的 CO2湖，并溶解堿性礦物質，如石灰石等，從而中和酸性的 CO2。溶解的碳酸鹽礦物質可以將 CO2的儲存時間延長到大約 1 萬年，同時將海洋的 pH 值和 CO2分壓的變化降至最低?？傮w上，對于 CO2的海洋處理，由于涉及對海洋環境的影響和可能引起的生態問題，目前，各國都持謹慎的態度，仍處于研究階段。（2）地質儲存。地質儲存是永久儲存 CO2的有效方法。這種方法通過管道技

127、術，將分離后得到的高純度 CO2氣體注人地下深處具有適當封閉條件的地層中儲存起來，利用地質結構的氣密性永久封存 CO2。適合于 CO2儲存的地點包括：（已枯竭油氣藏，（深部鹽水層，（無商業開采價值的深層煤層。（3）CO2的物理利用。CO2的物理利用是指在使用的過程中，不改變 CO2的化學性質，僅作為一種工作介質。歸納起來，CO2的物理利用主要包括：（作制冷劑。固體 CO2在直接升華過程中吸收周圍物質的熱量（用于食品保鮮和儲存。抑制水果、蔬菜的呼吸，減弱其新陳代謝（作滅火劑。CO2具有低電導率、不助燃的特性（用于氣體保護焊?？垢g能力強，適用于多種材料焊接工藝，成本低廉（在低溫熱源發電站中作為工

128、作介質（液態 CO2用于洗滌新鉆成的水井，能改善水質并增加水量（用于提高石油采收率。經濟效益和環境效益巨大（用作香料、藥物的提取劑和溶劑。CO2在液態或超臨界狀態下具有良好的溶解能力和選擇性。2、化學固定或利用CO2化學固定法就是將 CO2作為碳源，轉換成有用的化學物質，以達到固定的目的有用化學物質包括有機化合物，也包括無機化合物，CO2合成液體燃料和基礎化合物、合成高分子材料特別引人注目，因為既有經濟效益又達到了固碳的目的。由 CO2合成化合物達到固定目的可通過兩種形式實現：（以 CO2結構；（以 52 CO2還原的形式。最佳 CO2利用途徑是合成的產品具有低耗能、高附加值、大使用量和能永久

129、儲存 CO2等特點。但目前來看，經濟性是個比較大的問題，還需要大量研究。由CO2合成有用物質，即再資源化可通過下述多種方法來實現：（催化加氫。合成甲醇、甲烷、碳氫化合物、甲酸（高分子合成。合成聚碳酸等（有機合成。合成尿素衍生物等（電化學法。合成甲酸、甲烷、甲醇等（人工光合成法。合成甲烷、甲酸、一氧化碳等（分解法。CO2直接分解成碳?；瘜W利用 CO2的可能途徑：圖圖 1 15 5 化化學學利利用用 C CO O2 2的的可可能能途途徑徑3、生物固定或利用生物固定 CO2主要靠植物的光合作用和微生物的自養作用。前者已為眾所周知，近年來，主要集中在對微生物固定 CO2的生化機制與基因工程的研究。固定

130、 CO2的微生物一般分為兩類，即光能自養型微生物和化能自養型微生物。光能自養型微生物主要包括微藻類和光合細菌，這類微生物在葉綠素的存在下，以光為能源、CO2為碳源合成菌體物質或代謝產物；化能自養型微生物也以 CO2為碳源，能源主要有 H2、H2S、S2O22-、NH4+、NO2-、Fe2+等。由于微藻（包括藍細菌）和氫細菌具有生長速度快、適應性強等特點，所以對它們固定 CO2的各種研究和開發較為廣泛深入。日本已篩選出幾種能在很高的CO2濃度下繁殖的海藻，并計劃在太平洋海岸進行人工大面積繁殖試驗，以吸收該地區高度工業化后所排放的 CO2。美國利用鹽堿地里的鹽生植物吸收 CO2，并在墨西哥進行試植

131、。利用 CO2生產單細胞蛋白是其在生物技術方面應用的典型例證。另外，美國在夏威夷的科納海岸進行了微藻的培育，其種植面積有 90 英畝。53 中科院、山東科技大學、浙江大學、新奧集團等單位正在開發微藻生物柴油技術，預計 2015 年前后實現戶外中試裝置研發，遠期將建設萬噸級工業示范裝置。4、CO2采油技術注 CO2采油技術主要包括 CO2驅技術、CO2/水交驅技術和 CO2吞吐技術。（1）CO2驅技術是在注入井注入 CO2，CO2作為驅替劑在油藏中經歷較長距離和較長時間的運移。在 CO2與原油的作用下（混相驅或非混相驅），可大幅度增加原油的產量和采收率。同時，部分 CO2溶解在油藏的原油、地層水

132、中或與巖石反應形成新的物質沉積在油藏中，實現 CO2的地質封存。（2）CO2/水交替驅技術是在油藏的溫度、壓力及原油性質達不到混相驅的情況，在注入井交替注入 CO2和水，水的密度大于原油而 CO2（氣態、液態或超臨界狀態）的密度小于原油，在重力作用下水傾向于經油層下部流向油井驅油，而 CO2傾向于經油層上部流向油井驅油，擴大和改善水驅的波及剖面（范圍），提高原油的開采效率和采收率。在 CO2/水交替驅油過程中，部分 CO2溶解在油藏的原油、地層水或與巖石反應形成新的物質沉積在油藏中，實現 CO2的地質封存。（3）CO2吞吐技術是在油井注人一定量的 CO2，將油井關閉一段時間后再開啟進行原油開采

133、。由于 CO2對原油的作用（CO2在原油中溶解，使之體積膨脹、黏度降低、溶解氣驅等），可增加原油的產量，但不能實現對 CO2的地質封存。5、CO2置換法開發天然氣水合物作為一種集溫室氣體儲存和天然氣水合物開發于一體的方法，CO2置換法開發天然氣水合物在相同的溫度下生成水合物的壓力比 CH4低，所以當將 CO2置換法開發天然氣水合物注入水合物儲層后，CH4水合物會轉化為更穩定的 CO2置換法開發天然氣水合物水合物。在此過程中 CO2置換法開發天然氣水合物的生成和甲烷水合物的化解同時進行，避免了水合物單純化解過程所需要的熱量；由于 CO2置換法開發天然氣水合物水合物生成時放出的熱量大于 CH4生成

134、水合物時放出的熱量，所以還可以避免水合物分解過程中的自保護作用。因此，這種方法不僅可以避免一些常規開采方法的缺點，而且提供了一種長期儲存溫室氣體 CO2置換法開發天然氣水合物及在開發天然氣水合物過程中穩定海底地層的方案。58 什什么么是是煤煤電電聯聯營營國家發展改革委發布 關于發展煤電聯營的指導意見（發改能源2016857號），指出煤電聯營是指：煤炭和電力生產企業以資本為紐帶，通過資本融合、54 兼并重組、相互參股、戰略合作、長期穩定協議、資產聯營和一體化項目等方式，將煤炭、電力上下游產業有機融合的能源企業發展模式，其中煤電一體化是煤礦和電廠共屬同一主體的煤電聯營形式。59 什什么么是是風風光

135、光火火儲儲一一體體化化發發展展“風光水火儲一體化”側重于電源基地開發，結合當地資源條件和能源特點，因地制宜采取風能、太陽能、水能、煤炭等多能源品種發電互相補充，并適度增加一定比例儲能，統籌各類電源的規劃、設計、建設、運營，積極探索“風光儲一體化”，因地制宜開展“風光水儲一體化”，穩妥推進“風光火儲一體化”。強化電源側靈活調節作用。挖掘一體化配套電源的調峰潛力，完善電力系統調峰、調頻等輔助服務市場機制。優化綜合能源基地配套儲能規模，充分發揮流域梯級水電站、具有較強調節性能水電站、火電機組、儲能設施的調峰能力，減輕送受端系統的調峰壓力，力爭各類可再生能源利用率在 95%以上。優化各類電源規模配比。

136、優化送端配套電源（含儲能）規模，結合送受端負荷特性，合理確定送電曲線，提升通道利用效率。結合關鍵裝備技術創新水平、送端資源特性、受端清潔能源電力消納能力，最大化利用清潔能源，穩步提升存量通道配套新能源比重，增量基地輸電通道配套新能源年輸送電量比例不低于40%，具體比例可在中長期送電協議中加以明確。確保電源基地送電可持續性。充分考慮送端地區中長期自身用電需求，統籌綜合能源基地能源資源稟賦特點和生態環保約束，合理確定中長期可持續外送電力規模。對于煤電開發，必須在確保未來 15 年近區電力自足的前提下，明確近期可持續外送規模：對于可再生能源開發，以充分利用、高效消納為目標統籌優化近期開發外送規模與遠

137、期留存需求，超前謀劃好電力接續。60 什什么么是是煤煤電電與與新新能能源源一一體體化化發發展展煤電新能源一體化發展是在充分利用火電機組增量調節能力的基礎上，建立火風光多能互補綜合能源基地。推動煤電與新能源項目作為一個整體，統一送出，統一調度，提高送出通道利用率，提升新能源消納能力。1、支持多能互補。對保障電力可靠供應與系統安全穩定運行的托底保供煤電項目，原則上優先通過多能互補模式配置風光資源，在充分利用火電機組增量調節能力的基礎上，建立火風光多能互補綜合能源基地，實現一體化發展。2、強化規劃引領。有關發電企業應根據自身資源或擬獲取資源配置情況編 55 制多能互補項目實施方案，省能源局會同有關部

138、門委托第三方咨詢機構開展評估納規工作。按年度、經評估具備條件的新增多能互補新能源規模統籌納入全省電力規劃和新能源發展規劃，并按制定的年度建設計劃實施。3、鼓勵重組推動。煤電企業與新能源企業可通過資產、資源等實施優化重組、資源整合或相互聯營，形成多能互補，充分發揮資金、技術、人才等各方優勢，共同開發，互利共贏。56 第第七七篇篇 焦焦化化篇篇 57 61 全全國國焦焦化化行行業業發發展展現現狀狀目前，全國焦化生產企業 500 余家，焦炭總產能約 6.3 億噸，其中常規焦爐產能 5.5 億噸，半焦（蘭炭）產能 7000 萬噸（部分電石、鐵合金企業自用半焦（蘭炭）生產能力未統計在全國焦炭產能中），熱

139、回收焦爐產能 1000 萬噸。根據國家統計局和中國煉焦行業協會統計數據，山西省產能超過 1 億噸，河北省、山東省、陜西省、內蒙古自治區產能超過 5000 萬噸。半焦（蘭炭）生產主要集中在陜西、內蒙、寧夏、及新疆等地區，熱回收焦爐主要在山西、河北等地區。與此同時，焦化行業焦爐煤氣制甲醇總能力達到 1400 萬噸/年左右，焦爐煤氣制天然氣能力達60多億立方米/年；煤焦油加工總能力達到2400萬噸/年左右；苯加氫精制總能力達到 600 萬噸/年左右，干熄焦處理能力 4.41 萬噸/小時。62 焦焦化化行行業業煤煤炭炭消消費費及及碳碳排排放放現現狀狀據統計，2020 年山西省焦化行業能源消費量 195

140、8.2 萬噸標煤，較 2015 年增長 43.3%；占全省能源消費總量的 9.3%，位居第 5，僅次于鋼鐵、煤炭、化工、人民生活及其他。能源消費品種主要包括煤炭、電力、汽油、柴油和天然氣等。其中，焦化行業在 2020 年消費煤炭 1.3 億噸，占全省煤炭消費的 35.6%，位居全省第二，僅次于電力行業?！笆濉逼陂g，煤炭消費量較 2015 年增長 31.2%，煤炭消費比重較 2015 年增加 2.2 個百分點。據統計，2020 年山西焦化行業碳排放量約為 4327.7 萬噸，較 2015 年增長41.2%，占全省碳排放總量的 8.2%。其中山西焦化行業化石能源消費產生的直接碳排放占行業碳排放

141、總量的 86.1%，電力消費產生的間接碳排放占行業碳排放總量的 13.9%。63 焦焦化化行行業業節節能能降降碳碳技技術術路路徑徑有有哪哪些些1 1.綠綠色色技技術術工工藝藝。重點推動高效蒸餾、熱泵等先進節能工藝技術應用。加快推進焦爐精準加熱自動控制技術普及應用，實現焦爐加熱燃燒過程溫度優化控制，降低加熱用煤氣消耗。2 2.余余熱熱余余能能回回收收。加大余熱余能的回收利用，推廣應用干熄焦、上升管余熱回收、煙道氣余熱回收等先進適用技術，研究焦化系統多余熱耦合優化。3 3.循循環環經經濟濟改改造造。推廣焦爐煤氣脫硫廢液提鹽、制酸等高效資源化利用技術，解決廢棄物污染問題。利用現有煉焦裝備和產能，研究

142、加強焦爐煤氣高效綜合利 58 用，延伸焦爐煤氣利用產業鏈條，開拓焦爐煤氣應用新領域。4 4.公公輔輔設設施施改改造造。提高節能型水泵、永磁電機、永磁調速、開關磁阻電機等節能產品使用比例，合理配置電機功率，系統節約電能。64 什什么么是是焦焦爐爐精精準準自自動動加加熱熱技技術術焦爐加熱精準控制技術通過實時測量立火道溫度、焦餅溫度、荒煤氣溫度、廢氣含氧量等數據，由軟件控制系統進行數據的采集、分析、調用、控制，提高了焦爐溫度控制的自動化程度。實時準確的測量和科學有效的調節，既保證了全爐溫度的穩定均勻，也為執行焦爐溫度制度、壓力制度提供了依據，使煤氣燃燒更加合理，降低了工序能耗。同時，焦爐加熱精準控制

143、技術在改善焦炭質量的同時，大幅降低了焦爐煙囪廢氣污染物的排放。該技術由焦爐直行溫度全自動測量系統、單燃燒室控制系統、煤氣流量優化控制系統、廢氣含氧量控制系統、吸力優化控制系統、火落管理系統、焦餅溫度測量系統、焦爐加熱精準控制系統構成，從而實現了焦爐溫度自動化控制。65 什什么么是是干干熄熄焦焦干熄焦即焦炭干法熄焦（Coke Dry Quenching）簡稱 CDQ，是相對濕熄焦而言的，是指采用惰性氣體將紅焦降溫冷卻的一種熄焦方法。其原理為：在干熄焦過程中，1000的紅焦從干熄爐頂部裝入，130的低溫惰性循環氣體由循環風機鼓入干熄爐冷卻段紅焦層內，吸收紅焦顯熱，冷卻后的焦炭（低于 200）從干熄

144、爐底部排出，從干熄爐環形煙道出來的高溫惰性氣體流經干熄焦鍋爐進行熱交換，鍋爐產生蒸汽，冷卻后的惰性氣體由循環風機重新鼓入干熄爐，惰性氣體在封閉的系統內循環使用。66 什什么么是是煤煤調調濕濕技技術術煤調濕是將煉焦煤在裝爐前除去一部分水分，保持裝爐煤水分穩定在 6%左右，然后裝爐煉焦。該技術在日本、俄羅斯等國家普遍使用，在我國煤調濕已成為焦化行業重點開發并積極推廣的技術。利用焦爐煙道廢氣煤調濕工藝不但可以節省能源，減少廢氣、廢水、廢熱的排放，而且可以提高裝爐煤堆密度及煉焦初期升溫速度、縮短結焦時間，從而實現節能降耗的目的。目前，煤調濕裝置的熱源主要有導熱油、蒸汽和焦爐煙道廢氣等。相比較而言，以導

145、熱油和蒸汽為熱源的煤調濕工藝存在設備繁瑣、運行費用高等問題；以 59 焦爐煙道廢氣為熱源的煤調濕工藝可以利用廢氣余熱干燥入爐煤，熱效率高，節能效果好。目前以焦爐煙道廢氣為熱源的煤調濕工藝主要有流化床式、風動選擇式和沸騰流化床式等。67 焦焦爐爐煤煤氣氣的的利利用用方方向向有有哪哪些些焦爐煤氣（簡稱 COG）是煉焦過程中，在產出焦炭和焦油產品的同時所得到的可燃氣體，是煉焦過程中最重要的副產品。COG 主要由氫氣和甲烷構成，分別占 56%和 27%，并有少量一氧化碳、二氧化碳、氮氣、氧氣和其他烴類。焦爐煤氣的利用方向有：1 1.加加熱熱燃燃料料。焦爐煤氣的傳統利用方式是作為不同加熱設備的氣體燃料。

146、與固體燃料相比較，有使用便捷、可以管道輸送和傳熱效率高等優點，受到工業和民用的青睞。工業燃氣：焦爐煤氣作為氣體燃料，可用于焦爐加熱、軋鋼加熱爐、高爐熱風爐、燒結點火等。民用燃氣：焦化廠生產的焦爐煤氣經過凈化后，作為燃氣可供當地居民使用。2 2.用用于于發發電電。將焦爐煤氣用于發電，是近幾年來焦爐煤氣的主要利用途徑之一。我國焦爐煤氣發電一般有三種方式：蒸氣發電、燃氣輪機發電和內燃機發電。對于獨立焦化廠而言，在利用焦爐煤氣發電時，多采用的是燃氣內燃機技術，其設備投資較小且焦爐煤氣成本低，所以經濟效益顯著。而對于國內大中型鋼鐵企業而言，在利用焦爐煤氣發電時，多采用的是燃氣-蒸氣聯合循環發電技術，普遍

147、存在設備一次性投資大、維護及備件費用高、電價居高不下等問題。3 3.焦焦爐爐煤煤氣氣生生產產純純氫氫。焦爐煤氣中氫氣資源相當豐富，氫氣的體積百分含量超過 50%。目前利用焦爐煤氣制氫的方法主要有深冷法和變壓吸附法。深冷法是利用焦爐氣中各主要成分冷凝溫度的不同，以深度冷凍部分冷凝的方法使氫與其它氣體組分分離，最后用液氮洗以脫除氣體中剩余的 CO 和 CH4，最終得到的氣體中含有 83%88%的氫，其余為氮。變壓吸附法是利用氣體組分在固體材料上吸附特性的差異以及吸附量隨壓力變化而變化的特性，通過周期性的壓力變換過程實現氣體的分離或提純。4 4.合合成成甲甲醇醇。焦爐煤氣組分中甲烷含量（體積分數）為

148、 24%28%，只需將甲烷轉化成一定比例的 CO 和 H2，即可大體滿足合成甲醇的合成氣比例要求。煤氣中甲烷及高碳烴轉化成合成氣后，在 60MPa 壓強下即可完成甲醇合成，流程短，反應速度快，焦爐煤氣利用率高，一般 20002200m3焦爐煤氣生產 1t 甲醇。60 5 5.生生產產直直接接還還原原鐵鐵。理論上講，焦爐煤氣不需要經過熱裂解，就可直接供給氣基豎爐生產海綿鐵。其工藝過程為：將焦爐煤氣和豎爐頂氣混合而成的還原氣在加熱爐中加熱，然后直接通入到直接還原爐中生產直接還原鐵（DRI）。在此過程中，焦爐煤氣作為還原過程的還原氣，而高爐煤氣則作為燃料用于加熱還原氣體。然而，利用焦爐煤氣生產直接還

149、原鐵，雖然技術上可行，但由于焦爐煤氣資源問題、富鐵礦資源問題的限制，其距離規?；?、產業化應用還有一定的距離。6 6.高高爐爐噴噴吹吹焦焦爐爐煤煤氣氣。高爐噴吹焦爐煤氣是指將焦爐產生的多余的焦爐煤氣經過凈化處理，通過設備加壓至高于風口壓力，然后利用類似噴煤的噴吹設施，通過各個支管噴入高爐風口。目前高爐噴吹焦爐煤氣的最大問題是焦爐煤氣的來源。作為優質燃料的焦爐煤氣在各鋼鐵廠普遍存在著供應緊缺的現象。然而，從國內總體狀況和各企業的實際情況分析，仍然存在許多規模和數量不等的焦爐煤氣供應源。對于有焦化廠的鋼鐵聯合企業，自產焦爐煤氣基本得到利用，主要用于焦爐加熱、軋鋼加熱爐、高爐熱風爐、燒結點火以及燃燒發

150、電等。但是，隨著企業內能量利用率的提高和替代燃料的使用，加熱所需要的焦爐煤氣將不斷減少，焦爐煤氣會有一定的富裕量供高爐噴吹。68 粗粗苯苯精精制制的的方方向向有有哪哪些些粗苯精制的主要方法有酸洗法和粗苯加氫，酸洗法在 20 世紀 80 年代曾是我國唯一一種粗苯凈化方法，但該法凈化效果差，制取的苯產品含硫（噻吩）較高，含有相當多的非芳烴，滿足不了基本有機合成的要求，且污染嚴重，因此改法已經被淘汰。目前粗苯加氫精制是實際普遍采用的精制工藝，粗苯加氫的工藝實質上包括催化加氫凈化、精餾得到苯類產品，根據反應溫度可以分為高溫加氫、中溫加氫和低溫加氫三種。61 圖圖 1 16 6 苯苯的的下下游游產產品品

151、路路線線圖圖圖圖 1 17 7 甲甲苯苯下下游游產產品品路路線線圖圖 62 圖圖 1 18 8 二二甲甲苯苯下下游游產產品品路路線線圖圖69 煤煤焦焦油油深深加加工工方方向向有有哪哪些些煤焦油是以芳香烴為主的有機混合物，含有 1 萬多種化合物，可提取的約200 種，目前，有利用價值且提取經濟合理的約 50 種，其深加工所獲得的輕油、酚、萘、洗油、蒽、咔唑、吲哚、瀝青等系列產品是合成塑料、合成纖維、農藥、染料、醫藥、涂料、助劑及精細化工產品的基礎原料，也是冶金、合成、建設、紡織、造紙、交通等行業的基本原料。圖圖 1 19 9 煤煤焦焦油油下下游游產產品品路路線線圖圖 63 70 山山西西省省焦焦

152、化化超超低低排排放放的的技技術術要要求求有有哪哪些些焦化企業超低排放是指對所有生產環節實施升級改造，包括有組織超低排放、無組織全流程收集治理、物料運輸清潔化、監測監控及環境管理規范化。具體技術要求如下。1 1.有有組組織織排排放放控控制制指指標標。在基準氧含量為 8%的條件下，新建企業焦爐煙囪煙氣中顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、非甲烷總烴排放濃度分別不高于 10、30、100、60mg/m3，現有企業焦爐煙囪煙氣中顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、非甲烷總烴排放濃度分別不高于 10、30、150、80mg/m3。粗苯管式爐等燃用焦爐煤氣設施的顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于 10、30、1

153、50mg/m3。采用選擇性催化還原技術脫硝、氨法脫硫設施的氨逃逸濃度不高于 8mg/m3。裝煤、推焦廢氣中顆粒物排放濃度不高于 10mg/m3。精煤破碎、焦炭破碎、篩分及轉運顆粒物排放濃度不高于 10mg/m3。硫銨結晶干燥顆粒物排放濃度不高 10mg/m3。酚氰廢水處理系統的廢氣治理設施非甲烷總烴排放濃度不高于 50mg/m3。2 2.無無組組織織排排放放控控制制措措施施。全面加強物料儲存、輸送和生產工藝過程無組織排放控制，以及廠區及周邊環境綜合整治。在保證安全生產的前提下，采取密閉、封閉等有效措施，有效提高廢氣收集率，產塵點及生產設施無可見煙粉塵外邊、無異味、無積塵。3 3.清清潔潔運運輸

154、輸要要求求。新建企業原則上同步配套建設鐵路專用線，現有企業通過新建、共建、租用等多種形式，加快配套鐵路專用線，逐步提高進出廠區大宗物料和產品清潔運輸比例，達不到的使用國六排放標準重型載貨車輛或新能源車輛。其中，焦化企業出省焦炭鐵路運輸比例要達到 80%以上，暫無鐵路專用線的，按照就地就近、共用共享原則，通過集裝箱運輸完成公路短駁，實現公鐵聯運。位于設區市城市規劃區的焦化企業大宗物料和產品清潔運輸或新能源車輛運輸比例達到 100%。廠內運輸車輛全部達到國六排放標準或使用新能源車輛，非道路移動機械全部達到國三及以上排放標準或使用新能源機械。4 4.監監測測監監控控設設施施建建設設要要求求。建設全廠

155、污染物排放管、控、治一體化監控平臺，全面加強自動監控、過程監控和視頻監控設施建設。焦爐煙囪、裝煤地面站、推焦地面站、干法熄焦地面站、VOCs 廢氣治理設施等均安裝自動監控設施（CEMS），污染治理設施安裝分布式控制系統（DCS），記錄企業環保設施運行及相關生產過程主要參數。煤場、焦場出入口、焦爐爐體等易產塵點，安裝高清視頻監控設施。廠區內主要產塵點周邊、運輸道路兩側安裝空氣質量顆粒物監測設施，煤氣 64 凈化區內安裝環境空氣質量非甲炕總炬自動監測設備，廠界安裝環境空氣質量顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、非甲烷總烴自動監測站。建設門禁系統和視頻監控系統，監控運輸車輛進出廠區情況。自動監控、DCS 監

156、控等數據至少要保存一年以上，視頻監控數據至少要保存半年以上。5 5.環環境境管管理理要要求求。健全企業環保管理機構，成立專門環保機構，各生產工序需配各分管環保的負責人，并設置環保專職人員，經企業自主培訓考核后持證上崗。建立企業環保管理制度，包括：環境保護責任制度、環保設施檢修與維護制度、環境監測管理制度、環境保護培訓教育管理制度、環保監督與考核管理細則、環境保護應急預案等。規范檔案臺賬管理，環保檔案保存完整，包括：環評批復文件、排污許可證及季度年度執行報告、竣工驗收文件、廢氣治理設施運行管理規程、一年內第三方廢氣監測報告；臺賬記錄完整規范，包括：完整生產管理臺賬（生產設備運行臺賬，原輔材料、燃

157、料使用量，產品產量，推焦次數記錄等）、設備維護記錄、廢氣治理設備清單（主要污染治理設備、設計說明書、運行記錄、CEMS 小時數據等）、耗材記錄、LDAR 報告，檔案臺賬留存紙質原件，并生成電子檔案，可隨時調閱。65 第第八八篇篇 煤煤化化工工篇篇 66 71 全全國國煤煤化化工工行行業業發發展展現現狀狀經過二十多年的發展，我國現代煤化工產業已初步形成體系齊全、集聚發展的整體格局，并正在加快推進內蒙古鄂爾多斯、陜西榆林、寧夏寧東和新疆準東4 個現代煤化工產業示范區建設。截至 2021 年，煤制油、煤制天然氣、煤（甲醇）制烯烴、煤制乙二醇產能規模分別達到 823 萬噸/年、61.25 億立方米/年

158、、1672 萬噸/年、803 萬噸/年，產能利用率分別為 82.6%、72.7%、94.2%、40.2%，并創新發展了煤制乙醇、煤制生物可降解材料等產業。2021 年，我國煤制油、氣、烯烴、乙二醇等四大類主產品總產量約為 2896 萬噸，折原油當量達到 3000萬噸級，已成為實現油氣資源和石化原料多元化的重要途徑之一。與此同時，我國已成功掌握大型煤氣化、煤直接液化、費托合成、甲醇制烯烴、煤制乙二醇的核心工藝，并成功開發了大型氣化爐、大型空分裝置、大型合成反應器等具有自主知識產權的關鍵設備，整體設備國產化率達到 95%以上。72 煤煤化化工工行行業業煤煤炭炭消消費費及及碳碳排排放放現現狀狀根據生

159、態環境部統一部署，“十四五”期間石化、化工、建材、鋼鐵、有色金屬、造紙、航空等行業將逐步納入全國碳市場。煤化工行業屬于資源型和能源型產業，產品生產主要以天然氣、煤炭等化石能源為原料，生產過程中二氧化碳等溫室氣體排放量大，在低碳發展工作中擔負著極其重要的任務。據統計，我國煤化工行業能源消費量達 4.2 億噸標煤，約占到全國消費總量的 8.4%；煤化工行業每年的二氧化碳排放量達到 11 億噸左右，約占全國排放總量的 10%。氮肥、甲醇行業又是煤化工行業中的重點排放大戶，73.7%的合成氨、77.3%的甲醇產能是以煤炭為原料生產的。生產 1 噸合成氨，煤頭二氧化碳排放約為 4.2 噸，天然氣頭約為

160、2.04 噸；生產 1 噸甲醇，煤頭二氧化碳排放約為 3.1噸，天然氣頭約為 0.58 噸。2020 年合成氨、甲醇行業二氧化碳總的排放量分別為 2.19 億噸和 1.96 億噸，占煤化工行業排放總量的 19.9%和 17.8%，二者合計二氧化碳排放量占到煤化工行業排放總量的約 38%。73 現現代代煤煤化化工工的的生生產產過過程程特特點點（1）物質頻繁變化、壓力高低變化、溫度高低變化。實現對化學反應外部壓力、轉化率以及吸熱反應溫度的有效控制是提升化學反應的重要途徑。因此，在化學反應前，應對化學反應的外部壓力進行科學計算，明確輸送物質的數量和 67 反應物質的耗能，確?；瘜W反應能夠正常進行。同

161、時，應著力提升化學反應的轉化率，降低化學副反應的發生概率，在化學反應過程中合理使用催化劑，實現對能源消耗的有效控制。（2）大量熱交換。應嚴格控制吸熱反應的溫度，提升設備的熱傳導性，防止因溫度過高導致的能耗增加，為化學反應順利進行奠定良好的前提條件。（3）大量動力驅動（蒸汽驅、電驅）。降低能源消耗是提升化工企業生產效益的最佳途徑。因此，化工企業應完善基礎設施建設，引進能源消耗量較低的電機系統、加熱爐、空冷器和分餾塔，并在此基礎上進行優化設計，使用電機拖動系統帶動變頻節能系統，完善變頻方案設計，促使電機能夠高效運行。（4）“三廢”產生。煤化工生產的同時伴隨產生廢水、廢氣和廢渣，直接影響我國的資源水

162、體、生態環境和居民生活。近年來，隨著環保理念的深入人心，該產業的可持續發展道路引起了人們的重視。因而，“三廢”的有效處理以及回收利用對于產業的發展和生態環境有著重要的意義。廢水：追求零排放與廢水回用并舉、探索高濃鹽水提取工業鹽。廢氣：回收硫聯產工業級濃硫酸和大量蒸汽、微藻生物固碳技術、CERI 工藝捕集二氧化碳。廢渣：細渣零非放提碳及造綠技術、粉煤灰提取氧化鋁、粉煤灰用于水泥生產和建筑材料。（5）CO2產生。煤化工生產過程以化學反應為基礎，存在大量物質變化和能量交換，工藝流程復雜。因此產生了大量的二氧化碳，并且其濃度高達 95%以上，可大幅降低捕集成本，有利于開展二氧化碳捕集、輸送與封存示范。

163、74 現現代代煤煤化化工工行行業業清清潔潔低低碳碳轉轉型型路路徑徑1.整合生產路線?？茖W合理地整合能夠有效地提高煤化工產業的發展效能。在實際整合過程中，需要對煤化工產業鏈進行分析，并與相關產業進行有效整合，實現煤化工產業的多產業共生路線，從而降低煤化工產業經營成本、增加資源利用效率、提高經濟效益。一方面，煤炭是煤化工產業的主要原料，包含了碳、氫等多種元素，具有復雜的化學結構，不同的煤炭具有不同的用途和化工產物，如果將其全部作為燃料使用，會導致煤炭資源的浪費，并且還會增加碳排放。因此，需要對煤炭資源進行科學合理的分類劃分，實現煤炭資源分級利用。另一方面。通過開展高能效多聯產，對各個生產工藝進行有

164、效聯合，促進煤炭資源的整體利用效率。2.多產業結合發展。聯合生產的模式可以促進資源的循環利用，合理解決能源供給問題，目前主要有以下兩個發展路線。一是煤化工產業與石化產業聯合，68 原油的重質化、劣質化是石化工業生產面臨的一個主要問題，解決這一問題最有效的方法是通過加氫的方式分離油中的雜質、改進其質量。但我國天然氣匱乏，這種方法并不適用；而煤化工產業在生產過程中常常會分解出氫氣，這對石化生產意義重大，因此，煤化工產業與石化產業的聯合是極具實踐意義的生產方式。二是煤化工產業與建材、冶金行業聯合。我國缺少能夠生產出焦炭的煤炭資源，這對工業生產造成了一定阻礙。研究發現，COREX 技術（奧鋼聯開發的非

165、焦煉鐵技術）可以生產出高質量的富含焦炭的煤種，這種技術在應用過程中需要使用很多的鐵，其中產生的殘渣可用于冶金與建材生產，生成的一氧化碳可作為煤化工或發電企業的原料進行甲醇、氫氣等的生產。3.優化生產工藝。優化升級煤化工產業的當務之急是做好現有煤化工裝置上的節能增效、系統優化和綜合利用的技術措施，以現代煤化工帶動傳統煤化工升級，淘汰或迭代落后產能；延伸煤化工產品鏈，增加特種燃料、高附加值產品和新材料生產，逐步由大型化、集約化、產品多元化和高值化方向發展，進一步降低能耗、煤耗和水耗，提高整體能量利用效率和碳的利用率，從而實現二氧化碳相對減排，降低單位 GDP 的二氧化碳排放強度。4.貫徹落實低碳理

166、念與循環經濟。煤化工產業在生產過程中，首先要加強對低碳理念和循環經濟的解讀，促使煤化工產業將資金和資源進行高效率的利用，并降低對環境的影響；其次要制定完善的低碳戰略，并加大戰略的執行力度，最大限度地降低二氧化碳排放量，實現友好型生產；最后要加強煤化工產業相關從業人員對低碳理念的認可，加大技術研究，合理優化生產工藝，提高二氧化碳處理技術，用實際行動踐行可持續發展理念。75 現現代代煤煤化化工工行行業業節節能能減減排排技技術術路路徑徑（1）綠色技術工藝。加快大型先進煤氣化、半/全廢鍋流程氣化、合成氣聯產聯供、高效合成氣凈化、高效甲醇合成、節能型甲醇精餾、新一代甲醇制烯烴、高效草酸酯合成及乙二醇加氫

167、等技術開發應用。推動一氧化碳等溫變換技術應用。（2）重大節能裝備。加快高效煤氣化爐、合成反應器、高效精餾系統、智能控制系統、高效降膜蒸發技術等裝備研發應用。采用高效壓縮機、變壓器等高效節能設備進行設備更新改造。（3）能量系統優化。采用熱泵、熱夾點、熱聯合等技術，優化全廠熱能供需匹配，實現能量梯級利用。69（4）余熱余壓利用。根據工藝余熱品位的不同，在滿足工藝裝置要求的前提下，分別用于副產蒸汽、加熱鍋爐給水或預熱脫鹽水和補充水、有機朗肯循環發電，使能量供需和品位相匹配。（5）公輔設施改造。根據適用場合選用各種新型、高效、低壓降換熱器，提高換熱效率。選用高效機泵和高效節能電機，提高設備效率（6）廢

168、物綜合利用。依托項目周邊二氧化碳利用和封存條件，因地制宜開展變換等重點工藝環節高濃度二氧化碳捕集、利用及封存試點。推動二氧化碳生產甲醇、可降解塑料、碳酸二甲酯等產品。加強灰、渣資源化綜合利用。（7）全過程精細化管控。強化現有工藝和設備運行維護，加強煤化工企業全過程精細化管控，減少非計劃啟停車，確保連續穩定高效運行。76 合合成成氨氨行行業業節節能能減減碳碳技技術術路路徑徑（1）綠色技術工藝。優化合成氨原料結構，增加綠氫原料比例。選擇大型化空分技術和先進流程，配套先進控制系統，降低動力能耗。加大可再生能源生產氨技術研究，降低合成氨生產過程碳排放。（2）重大節能裝備。提高傳質傳熱和能量轉換效率，提

169、高一氧化碳變換，用等溫變換爐取代絕熱變換爐。涂刷反輻射和吸熱涂料，提高一段爐的熱利用率。采用大型高效壓縮機，如空分空壓機及增壓機、合成氣壓縮機等，采用蒸汽透平直接驅動，推廣采用電驅動，提高壓縮效率，避免能量轉換損失。（3）能量系統優化。優化氣化爐設計，增設高溫煤氣余熱廢熱鍋爐副產蒸汽系統。優化二氧化碳氣提尿素工藝設計，增設中壓系統。（4）余熱余壓利用。在滿足工藝裝置要求的前提下，根據工藝余熱品位不同，分別用于副產蒸汽、加熱鍋爐給水或預熱脫鹽水和補充水、有機朗肯循環發電，實現能量供需和品位相匹配。（5）公輔設施改造。根據適用場合選用各種新型、高效、低壓降換熱器，提高換熱效率。選用高效機泵和高效節

170、能電機，提高設備效率。采用性能好的隔熱、保冷材料加強設備和管道保溫。77 煤煤化化工工行行業業能能效效標標桿桿水水平平和和基基準準水水平平為指導各地科學有序做好高耗能行業節能降碳技術改造，有效遏制“兩高”項目盲目發展，國家發展改革委、工業和信息化部、生態環境部、國家市場監督管理總局和國家能源局聯合印發了關于發布（高耗能行業重點領域能效標桿水 70 平和基準水平（2021 年版）的通知，參考國內外生產企業先進能效水平和現行能耗限額標準，根據行業實際、發展預期、生產裝置整體能效水平等，明確了煉鐵、乙烯等 25 個重點領域的能效標桿水平和基準水平。其中對煤化工行業的單位產品綜合能耗做出了以下要求：煤

171、制焦炭領域：頂裝焦爐能效標桿水平為 110 千克標準煤/噸，基準水平為135 千克標準煤/噸；搗固焦爐能效標桿水平為 110 千克標準煤/噸，基準水平為140 千克標準煤/噸。煤制甲醇領域：褐煤能效標桿水平為 1550 千克標準煤/噸，基準水平為 2000千克標準煤/噸；煙煤能效標桿水平為 1400 千克標準煤/噸，基準水平為 1800千克標準煤/噸；無煙煤能效標桿水平為 1250 千克標準煤/噸，基準水平為 1600千克標準煤/噸。煤制烯烴領域：乙烯和丙烯能效標桿水平為 2800 千克標準煤/噸，基準水平為 3300 千克標準煤/噸。煤制乙二醇領域：合成氣法能效標桿水平為 1000 千克標準

172、煤/噸，基準水平為 1350 千克標準煤/噸。78 什什么么是是綠綠電電綠綠氫氫與與煤煤化化工工耦耦合合現代煤化工是指以煤為原料，采用先進技術和加工手段生產替代石化產品和清潔燃料的產業，涉及煤制油、煤制天然氣、低階煤分質利用、煤制化學品以及多種產品聯產等領域。相對傳統煤化工，現代煤化工具有裝置規模大、技術含量高、能耗低、環境友好、產品市場潛力大等特點，且煤炭是中國的主體能源和重要的原料，適度發展現代煤化工是中國推進煤炭清潔高效利用和保障國家能源安全的重要舉措。綠電指的是在生產電力的過程中二氧化碳排放量為零或趨近于零，因相較于其他方式（如火力發電）所生產之電力，對于環境沖擊影響較低。綠電的主要來

173、源為太陽能、風力、生物質能、地熱等，中國主要以太陽能及風力為主。目前國內外關于綠氫尚無統一標準，根據中國氫能聯盟提出的低碳氫、清潔氫與可再生能源氫的標準與評價，在單位氫氣碳排放量方面，低碳氫的閾值為 14.51kgCO2e/kgH2，清潔氫和可再生氫的閾值為 4.9kgCO2e/kgH2，可再生氫同時要求制氫能源為可再生能源。綠電綠氫和煤化工的耦合，實際上是一種產業模式的創新和再升級，它的要點是用可再生能源產生的綠電來電解水制氫，然后氫氣進一步作為化工的生產原料，用于降低一氧化碳、二氧化碳變換的負荷，從而降低二氧化碳的排放。煤化 71 工和綠電綠氫耦合發展能簡化煤化工生產流程，理論上可將原料煤

174、中碳都轉化到甲醇等后續產品中，實現煤化工源頭大幅減碳，同時又能為綠電綠氫發展提供巨大應用場景，是煤化工企業和氫能生產企業生存和發展的需要，也是保障中國能源安全和雙碳目標如期實現的重要探索路徑，研究具有重大的戰略和現實意義。79 氣氣化化渣渣的的綜綜合合利利用用方方式式有有哪哪些些（1）路面材料。路面結構由面層、基層、墊層組成。面層材料類型主要為水泥混凝土、瀝青混凝土、路拌瀝青碎石等?；鶎臃譃闊o機結合料穩定基層和碎、礫石基層，我國主要采用無機結合料穩定類半剛性基層。目前氣化渣在路面材料的應用研究主要是作為混凝土結合料和細集料應用于面層及基層。（2）制備免燒制品。免燒制品是以粉煤灰、煤矸石、工業廢

175、渣、天然砂等為主要原料，不經高溫燒結，由水合反應制作的硅酸鹽制品，包括免燒磚、砌塊、墻板、骨料等。氣化渣免燒制品技術是將氣化渣溶于生石灰提供的堿性環境中，激發 SiO2、Al2O3潛在活性。在 OH-的作用下，氣化渣顆粒表面的玻璃態結構解體，生成水化硅酸鈣和水化硅酸鋁等膠凝產物。（3）制備燒結磚和陶粒。燒結磚和陶粒是利用黏土、頁巖、煤矸石、粉煤灰、污泥等無機材料經混料、成型、燒結而成，主要用于建筑物承重部位。制備燒結磚及陶粒是利用氣化渣中的 SiO2、Al2O3、Fe2O3等活性成分，在 11001200高溫環境下，使其形成鈣長石、莫來石、石英、方石英等骨架及液相成分，賦予制品強度。由于氣化渣

176、中殘碳和 Fe2O3在燒結過程中可釋放氣體，形成氣孔，降低制品的密度，還可以充分利用氣化爐渣中殘碳熱量。與其他原料相比具有一定的膨脹性與降低能耗的作用。（4）循環流化床摻燒。殘碳含量高且粒徑在合適范圍內的氣化爐渣可以考慮循環流化床鍋爐摻燒。目前，部分企業利用該技術進行氣化爐渣處置，氣化細渣含碳量高于粗渣，更適合作為摻燒原料。濕法排放粗渣、細渣含水率普遍達到40%60%，即使是含碳較高的細渣，殘碳質量分數通常在 10%30%，收到基發熱量低于鍋爐入料最低熱值 14.64MJ/kg，作為燃料摻燒，其環境效益大于經濟效益。（5）在廢水處理中的應用。氣化爐渣在廢水處理中的應用可以分為 2 類：是以氣化

177、爐渣為原料，經過燒結、化學法制成硅基多孔材料進行吸附；是直接利用氣化爐渣中多孔殘碳顆粒進行吸附。72 80 煤煤化化工工原原料料用用能能的的管管理理要要求求（1）原料用能基本定義。原料用能指用作原材料的能源消費，即能源產品不作為燃料、動力使用，而作為生產非能源產品的原料、材料使用。（2）原料用能具體范疇。用于生產非能源用途的烯烴、芳烴、炔烴、醇類、合成氨等產品的煤炭、石油、天然氣及其制品等，屬于原料用能范疇；若用作燃料、動力使用，不屬于原料用能范疇。73 第第九九篇篇 散散煤煤篇篇 74 81 什什么么是是散散煤煤散煤是相對于工業（發電、冶金、化工、醫藥、建材、供熱等）用途燃煤而言的，主要是指

178、小鍋爐、家庭取暖、餐飲用煤等民用煤。從使用對象分類，散煤主要包括民用散煤、小型鍋爐用散煤以及小型窯爐用散煤三類。82 散散煤煤的的危危害害有有哪哪些些散煤在燃燒過程中要釋放出二氧化硫、一氧化碳、煙塵、放射性飄塵、氮氧化物、二氧化碳等。大氣污染物的危害是多方面的，對人體而言，主要表現是呼吸道疾病與生理機能障礙，以及眼鼻等粘膜組織受到刺激而患病。對農作物而言，當污染物濃度很高時，會對農作物產生急性危害，使農作物葉表面產生傷斑，或者直接使葉枯萎脫落；當污染物濃度不高時，會對農作物產生慢性危害，使農作物葉片褪綠。83 為為什什么么要要治治理理散散煤煤散煤的使用造成了很多問題，根據北京大學有關研究，民用

179、散煤消耗量僅占中國能源消耗總量的 2.9%，但細顆粒物、二氧化硫和氮氧化物的排放量分別占29%、11%和 2.2%。治理散煤有三方面好處：一是有利于促進我國鄉村振興戰略的實現。我國政府高度重視農業、農村、農民問題以及生態文明建設，加大散煤治理可以加速“三農”相關政策落地，有助于提高居民生活水平，縮小城鄉差距。二是有利于改善空氣質量和健康狀況。由于缺乏污染治理設施，散煤的二氧化硫、氮氧化物和細顆粒物排放為同量電廠的 7 倍、2 倍和 6.6 倍。中國農村地區 34%的人體健康損害與散煤使用直接相關。三是有利于協同控制二氧化碳排放。散煤作為化石能源，燃燒產生大量的二氧化碳。散煤的淘汰與碳達峰、碳中

180、和發展目標一致。84 高高污污染染燃燃料料禁禁燃燃區區的的劃劃定定及及其其法法律律依依據據高污染燃料禁燃區是政府劃定的禁止銷售和使用高污染燃料的區域，該區域內的單位和個人應在政府規定的期限內停止燃用高污染燃料，改用電、天然氣、液化石油氣或者其他清潔能源。75 85 中中國國散散煤煤使使用用及及治治理理現現狀狀根據中國散煤綜合治理報告 2022顯示，2021 年，我國散煤消費約 3.1億噸，相比 2015 年減少了 4.4 億噸，散煤消費量累積下降了 58.7%；其中工業散煤治理貢獻巨大，目前重點區域已經基本完成工業小鍋爐的散煤治理，工業小窯爐的落后產能淘汰、清潔能源替代和改造升級等工作取得了積

181、極成效。86 中中國國散散煤煤治治理理成成效效第一，工業小鍋爐結構優化明顯?；谌珖盼墼S可證管理信息平臺獲取的燃煤工業鍋爐數據顯示，2021 年全國燃煤工業鍋爐總容量約 56 萬蒸噸，煤耗量約2.5億噸，其中35t/h以下燃煤小鍋爐總容量占比從2015年的48%下降至 19%。2021年，全國35t/h以下燃煤小鍋爐的總容量和煤耗量分別較2017年下降39.2%和 42.8%。第二，工業小窯爐散煤大幅削減。以建材行業的小窯爐治理來看，2021 年，建材工業小窯爐散燒煤下降超過 70%，主要來自磚瓦行業，其中淘汰落后產能和提升改造是重要舉措。根據中國建筑材料聯合會發布的中國建筑材料工業碳排放報

182、告，2020 年，磚瓦企業已銳減到 2.1 萬家，磚產量只有高峰時期的 60%。第三，北方清潔取暖超額完成目標。截至 2021 年底，試點城市累計完成清潔取暖改造超過 3500 萬戶，其中，清潔取暖改造以縣城及農村為主，改造規模占比 76%，城區改造規模占比 24%。截至 2021 年底，我國北方地區清潔取暖面積約 156 億平方米，清潔取暖率達到 73.6%。相比 2016 年，2021 年北方地區清潔取暖率提高了 35.4 個百分點，超預期完成了規劃中“2021 年北方地區清潔取暖率達到 70%”的目標任務。87 民民用用散散煤煤質質量量要要求求民用散煤要用優質煤源，應優先選用低揮發分、低

183、灰、低硫的優質煤炭和潔凈型煤，控制其指標，對其質量進行規范。在商品煤 民用散煤 GB34169-2017中明確指出6，民用散煤技術要求：揮發分37%、全硫1%、灰分25%、磷含量0.1%、氯含量0.15%、砷含量20g/g、汞含量0.25g/g、氟含量200g/g。88 農農村村清清潔潔取取暖暖的的主主要要技技術術方方式式清潔取暖是指利用天然氣、電、地熱、生物質、太陽能、工業余熱、清潔化 76 燃煤（超低排放）、核能等清潔化能源，通過高效用能系統實現低排放、低能耗的取暖方式。北方地區的清潔取暖改造仍然以“煤改電”和“煤改氣”為主，但技術應用多元化的格局已經初步形成。目前的清潔取暖技術包括燃氣壁

184、掛爐、空氣源熱泵熱水機、空氣源熱泵熱風機、蓄熱式電暖器、直熱式電暖器、太陽能+電輔熱、生物質顆粒+專用爐具等分戶取暖的主要方式，也有生物質集中供暖、集中式電鍋爐、燃氣集中供熱、熱電聯產、工業余熱供暖、燃煤鍋爐集中供熱等集中取暖方式。89 散散煤煤治治理理存存在在的的問問題題及及挑挑戰戰1.部門、地區橫縱行動與整體聯動配合的矛盾。目前，參與散煤治理的部門為財政部、生態環境部、住房城鄉建設部等多個部門，任務涉及散煤應用領域摸底調查、能源結構優化、補貼政策支持以及執行效果監管等。不同部門的政策出發點和著眼點不同，往往只關注本部門任務，存在職能分散、部門之間缺乏協作、工作推進難度大等問題。2.技術標準

185、體系與更新實施需求的矛盾。國內尚缺乏有關農村清潔能源取暖所涉及的各方面的系統標準規范。雖然民用煤質和煤質適用標識、民用爐具產品以及民用煤燃燒排放測試和監測方法等已有相關標準出臺，或者在國家和地方有關政策文件中已經提及，但是尚缺乏系統設計與更新，缺乏相應的監管與驗收機制。3.散煤監管難度大與散煤復燒風險的矛盾。農村散煤治理涉及千家萬戶，而較低的煤炭價格是影響群眾選擇的重要因素。受散煤入境渠道多、銷售網點多、交易跨區域流動性高、清潔能源價格高和采暖季供給不足、農民對散煤治理認識不足、監管人員力量不足等方面因素的制約，目前在一些農村地區劣質煤供應交易依然活躍，監管難度較大。90 工工業業散散煤煤治治

186、理理的的主主要要措措施施有有哪哪些些1.繼續深入開展鍋爐綜合治理。依法依規加大燃煤小鍋爐的淘汰力度，利用以大代小、清潔能源替代等方式優化工業鍋爐保有量結構。結合全國污染源普查工作，系統建立工業鍋爐管理臺賬，加強工業鍋爐的系統化監管，強化對污染治理設施的運行監督，持續推進燃煤鍋爐超低排放改造。2.開展區域管理。對于城市及近郊區，燃煤小鍋爐的治理應以關停和清潔燃 77 料替代為主要手段；對于非城遠郊區，可進行燃煤鍋爐大型化或適當發展一些其他燃料鍋爐。此外，根據實際情況建立健全鍋爐淘汰及拆改臺賬，明確逐臺鍋爐的淘汰去向，做到可核查、可追溯。3.應進一步加大排查力度。一方面，嚴格源頭控制，選用符合國家

187、、行業、地方相關政策、標準要求的低硫分、低灰分的煤，采用低氮燃燒器等污染預防技術，降低因煤炭燃燒過程產生的二氧化硫、顆粒物、氮氧化物等污染物的濃度；另一方面，通過“清潔能源替代”和“污控措施升級改造”等方式削減燃煤小鍋爐散煤用量、提升污染控制措施安裝比例及治理效果，深度挖掘燃煤小鍋爐減排潛力，并根據各地實際情況因地制宜地制定燃煤工業鍋爐大氣污染防治相關政策，推進燃煤工業小鍋爐的減排。78 第第十十篇篇 案案例例篇篇 79 91 美美國國佩佩特特拉拉諾諾瓦瓦碳碳捕捕集集封封存存商商業業項項目目美國佩特拉諾瓦（Petra Nova）項目是全球最大的燃煤電廠煙氣二氧化碳捕集與封存商業項目，其建設包括

188、四個內容：一是建設 CCS 裝置；二是新建 7.8萬 kW 的天然氣機組，作為 CCS 裝置的電力與蒸汽來源；三是建設一條長 130 公里、直徑 12 英寸的二氧化碳輸送管道；四是建設油田相關的基礎設施。佩特拉諾瓦項目的二氧化碳捕集裝置采用 KM-CDR（Kansai Mitsubishi Carbon DioxideRemoval）工藝和相應的“KS-1”溶劑。跟其它溶劑吸收法一樣，煙氣進入主吸收塔之前需要通過預處理降溫并進一步脫除二氧化硫。KS-1 溶劑可以脫除進入吸收塔的煙氣中 90%以上的二氧化碳，從解析塔釋放出來的二氧化碳純度高達99.9%。捕集所得的二氧化碳產品氣被壓縮至 13MP

189、a 后，通過管道運輸至西部牧場油田，注入地下用于強化采油，返回地面的二氧化碳分離后被再次注入地下。項目新建的 7.8 萬 kW 天然氣機組，優先為 CSS 設施提供 4.5 萬 kW 的電力，剩余電量則一并上網銷售。按設計二氧化碳捕集量 199 噸/小時計算，單位捕集量的預留供電負荷為 226kWh/t CO2。2017 年 10 月，佩特拉諾瓦 CCS 項目在啟動運行 10 個月后，實現了累計捕集二氧化碳 100 萬噸。92 加加拿拿大大邊邊界界大大壩壩百百萬萬噸噸級級燃燃燒燒后后二二氧氧化化碳碳捕捕集集封封存存項項目目邊界大壩是全球首個燃煤電廠百萬噸級燃燒后二氧化碳捕集與封存項目。邊界大壩

190、 CCS 項目仍然采用主流的溶劑吸收法。其特別之處在于前端 SO2也采用相同的吸收工藝，因此被稱為 SO2-CO2聯合捕集工藝。SO2吸收段之前設置有煙氣間接換熱和直接接觸降溫環節。SO2吸收塔采用陶瓷鱗片和碳磚防腐的水泥填料塔，長 11 米，寬 5.5 米，高 31 米。捕集所得的 SO2被送至化學車間制備硫酸。CO2吸收塔也采用陶瓷鱗片防腐的水泥填料塔，長 11 米，寬 11 米，高 54 米。CO2解析塔則采用 304 不銹鋼填料塔，直徑 8 米，高 43 米。捕集所得的 CO2經脫水后純度達到 99%，被一個功率為 1.45 萬 kW 的壓縮機壓縮至 17MPa 的超臨界狀態。這些超臨

191、界二氧化碳再通過管道被送往兩個地方：一是約 70 公里外的 Weyburn油田，注入 1700 米深的油井用于強化采油（EOR）；二是附近 2 公里遠的 Aquistore碳封存研究基地，注入 3400 米深的咸水層進行永久地質封存。邊界大壩 CCS 項目自 2014 年底運行以來，已累計捕集二氧化碳 415 萬噸。其中，2021 年上半年捕集 34 萬噸，2020 年捕集 73 萬噸，2019 年捕集 62 萬噸，2018 年捕集 63 萬噸。該項目于 2015、2017 和 2019 年分別開展了三次計劃性系 80 統維護。這些維護升級使得 CCS 裝置的可用率得以較大改善，目前保持在 9

192、0%左右。93 阿阿瑟瑟港港（Port Arthur）碳碳捕捕集集項項目目2009 年空氣產品公司決定采用真空變壓吸附（VSA）工藝取代溶劑吸收工藝，對制氫裝置合成氣中的二氧化碳進行捕集。該項目中，兩套制氫裝置各建設一套VSA 系統。每套 VSA 系統包括八個裝填有高比表面積吸附劑的固定床吸附塔。系統進料合成氣壓力為 2.76MPa，二氧化碳摩爾含量為 15.0%-16.4%。吸附脫碳后的氫氣進入原有的變壓吸附（PSA）裝置進一步純化。整個 VSA 捕集過程采用高壓吸附、真空脫附工藝，包括吸附、減壓、吹掃、弛放、真空、升壓等多個步驟。中間步驟產生的吹掃氣加壓后進行二次吸附，以提高系統的二氧化碳

193、回收率。脫附后的二氧化碳濃度高達 98%以上，經由一個耦合了三甘醇干燥系統、功率為12000kW 的八級離心二氧化碳壓縮機，壓縮至 15.17MPa 后，再通過一條長度為21 公里、直徑為 8 英寸的新建管線，連接至丹博里公司直徑 24 英寸的二氧化碳管道，送至西黑斯廷斯油田用于三次強化采油。該項目運行穩定。在 2013 年 5 月進行的性能測試中，二氧化碳捕集能力達到了設計容量的 104%-105%，二氧化碳回收率超過 90%。2014 年 4 月，阿瑟港 CCS項目實現二氧化碳捕集 92.5 萬噸。2017 年 8 月，捕集量超過 370 萬噸。94 國國電電泰泰州州電電廠廠百百萬萬千千瓦

194、瓦超超超超臨臨界界二二次次再再熱熱示示范范工工程程項項目目我國自主設計、制造的百萬千瓦超超臨界二次再熱燃煤發電機組 2015 年 9月 25 日在江蘇泰州建成，這是世界上首次將二次再熱技術應用到百萬千瓦超臨界燃煤發電機組，也是我國火電技術在高參數大容量機組方面徹底擺脫國外知識產權束縛的一次重大突破。該工程由中國國電集團公司、中國電力工程顧問集團、上海電氣電站集團三方聯合攻關，機組脫硫、脫硝裝置同步投運，具有機組參數先進穩妥、機組效率世界領先、環保排放指標最優等特點。該工程集中展現了我國多年來燃煤技術發展水平，成功打造了更高效的清潔燃燒火電機組。設計發電效率 47.92%，高于當今國內外最高水平

195、；發電煤耗 256.2 克/千瓦時，比當今世界最高水平低 6 克/千瓦時；煙塵、二氧化碳和氮氧化物排放濃度分別為 4.58mg/Nm3、20mg/Nm3、36mg/Nm3，實現超低排放，代表了世界領先發電技術。81 95 陜陜煤煤集集團團榆榆林林化化學學有有限限責責任任公公司司 1500 萬萬噸噸/年年煤煤炭炭分分質質清清潔潔高高效效轉轉化化示示范范項項目目榆林化學“煤炭分質利用制化工新材料示范項目”是目前在建的全球最大煤化工項目，是目前煤炭加工能力最大、產業融合度最高、技術集成度最復雜、產業鏈最貼近終端市場的煤炭轉化示范項目。項目分為兩期四個階段建設，共包括27 個工藝裝置及配套的公用工程，

196、主要包括 1500 萬噸煤炭中低溫熱解、560 萬噸甲醇、180 萬噸乙二醇、200 萬噸 MTO 以及以此為中間原料的下游產品。一期一階段工程計劃于 2021 年 6 月投運，全部工程將于 2025 年底前建成投運。項目一期工程投資約 700 億元，建設 180 萬噸/年乙二醇和 200 萬噸/年烯烴，同時生產大量烯烴下游精細化工產品；二期工程以煤熱解為主，主要包含 120 萬噸/年（以處理原煤量干基計）粉煤熱解裝置、3.5 萬噸/年催化劑制備裝置、50 萬噸/年懸浮床加氫裝置、供氫溶劑及輕油聯合加氫裝置（包括 27 萬噸/年供氫溶劑，40 萬噸/年加氫提質裝置）、氣體脫硫裝置，42 萬噸/

197、年工藝污水處理裝置、煤熱解罐區及配套設施。96 龐龐龐龐塔塔煤煤礦礦井井下下 5G 專專網網建建設設項項目目山西省呂梁市龐龐塔煤礦進行的智能礦山建設項目于 2020 年 7 月啟動，10月中旬一期驗收。在組網方面，該項目構建了井下 5G+萬兆工業環網于一體的高質量工業互聯網絡，在井下南北區建設 10 個井下環網節點，部署 144 個基站，覆蓋超 100km 巷道、48 個場景，完成煤礦南區和北區井下單節點 5 萬兆、環網總帶寬 40 萬兆級別、采用 5G 切片技術的具備物理通道隔離的礦用 IPRAN 工業環網以及 5G 基站的覆蓋工作，并以柔性抗災光纜完成總體環網鋪設，實現了一張網管理。同時，

198、利用 5G 切片技術實現不同系統數據在一張網中的穩定專網傳輸。井下主干網既可滿足井下移動通信的需要，同時也可提供井下工業環網所需的通信協議接口?；谝淹ㄟ^防爆認證的多?；驹O備實現煤礦 4G、5G、NB-loT 三種網絡的有效覆蓋，常規通信服務區域以 4G 覆蓋為主，需要大帶寬、低時延應用的工作面、掘進面等場所則以 5G 信號覆蓋，為推進智能礦山建設奠定了重要的網絡基礎。在應用方面，基于 5G+高質量網絡，疊加邊緣計算平臺，對煤礦各系統進行智能化建設，包括 AI 智能皮帶感知、NB+全面感知、多媒體通信調度、高清視頻采集、智能視頻分析、遠程控制等多項智能化應用，實現煤礦人、機、物、環等 82

199、全生產要素的智能互聯管理，形成井下通信、物資管理、安全監測、集中控制、智能生產工具等 N 種場景的應用解決方案。97 黃黃白白茨茨煤煤礦礦連連采采連連充充式式膠膠結結充充填填采采煤煤技技術術案案例例黃白茨煤礦隸屬于國能烏海能源有限責任公司，為了回收 12 號煤南盤區主要大巷之間的保護煤柱，采用連采連充采煤技術進行遺留煤柱置換。充填開采區域煤層平均厚度為 4.58 m，含多層夾矸，結構復雜；傾角為 57的近水平煤層，埋深約為 176 m，直接頂為泥巖，基本頂為粉砂巖，頂板較穩定。連采連充工作面采用“隔一采一、兩步式回采”的充填開采模式。充填材料為矸石、粉煤灰、水泥和礦井水。為了解決近水平煤層密實

200、充填問題，提高充填效率，同時建有充填料漿井下混合和地面混合兩套輸送系統，在支巷開始充填階段采用井下混合輸送系統；在收尾階段采用地面混合輸送系統，為了增加料漿的流動性，保證接頂密實，收尾階段的充填材料以水泥和粉煤灰為主。一步回采時，支巷頂板開口段采用錨桿、錨索和金屬網聯合支護，開口段后主要采用錨桿和金屬網支護；煤幫采用玻璃鋼錨桿支護。充填體養護齡期不小于 14 d，方可進行二步回采；二步回采時，只對頂板支護，兩幫充填體不支護。從井下充填開采過程來看，充填體能夠接實頂板，支巷圍巖和充填體未發生失穩破壞，實現了對煤柱的高效置換，煤柱的回收率達 95%以上。98 沃沃能能化化工工焦焦爐爐煤煤氣氣制制備

201、備乙乙二二醇醇項項目目沃能化工是晉南鋼鐵研發的全球鋼鐵行業首套利用焦爐煤氣和轉爐煤氣生產聚酯級乙二醇產品的高效、高價值、綠色減碳項目。該項目充分利用轉爐煤氣碳多氫少、焦爐煤氣碳少氫多的互補優勢，采用先進的化工分離、合成、精餾等技術生產而成的高端化工產品乙二醇和清潔能源 LNG（液化天然氣）。按該項目年產 30 萬噸乙二醇、15 萬噸 LNG（液化天然氣）計算，晉南鋼鐵每年可減少鋼鐵、焦化上游產業二氧化碳排放量 60 萬噸，減少氮氧化物排放量660 噸。沃能化工每生產 1 噸乙二醇，同時副產 0.55 噸 LNG，約消耗 3200 標準立方米/小時焦爐氣和 1500 標準立方米/小時轉爐煤氣。若

202、是用于發電，則這部分氣體可實現銷售收入 2847.4 元，創效 683.4 元，每立方米氣體產生的經濟效益折合為 0.15 元。若是用于生產乙二醇，按照乙二醇市場平均價格 4500 元/噸，LNG 市場平均價格 2800 元/噸計算這部分氣體可以實現銷售收入 6040 元，效益1500 元。每立方米氣體產生的經濟效益折合為 0.32 元，經濟效益及市場優勢明 83 顯。在節能方面，沃能化工采用焦爐煤氣和轉爐煤氣進行分質清潔利用生產乙二醇和 LNG（液化天然氣），能量利用效率高出生產甲醇和合成氨 20%25%，較發電效率高 2 倍及以上。本裝置乙二醇的單位能耗折算標煤為 1040.73 公斤，優

203、于現階段其他工藝的行業先進值 1045 公斤標煤。99 水水煤煤漿漿氣氣化化節節能能技技術術應應用用案案例例水煤漿霧化后與氧氣在高溫高壓環境下發生復雜的物理和化學反應，生成以一氧化碳和氫氣為主要成分的粗合成氣。燃燒室襯里采用垂直懸掛自然循環膜式水冷壁，利用凝渣保護原理，氣化溫度可以提高至 1700。在燃燒室下部設置輻射廢鍋，通過獨特的高效傳熱輻射式受熱面結構回收粗合成氣顯熱，有效避免結渣積灰問題，使氣化爐在生產合成氣的同時聯產高品質蒸氣，提高了能量利用效率。該技術適用于電力行業煤氣化領域，已進行產業化應用，在山西陽煤豐喜肥業（集團）臨猗分公司氣化升級改造案例中，將一臺原水煤漿耐火磚激冷流程氣化

204、爐改造為一臺水煤漿水冷壁廢鍋流程氣化爐，改造后，氣化爐連續運行周期加長、產能提高，且無需配備備用爐，開車燃料氣消耗降低，開車階段抽引蒸汽消耗為 0，年節省標準煤約 2 萬噸標準煤。預計未來 5 年，該技術推廣應用比例可達到 45%，可形成年節能 23 萬噸標準煤，年減排二氧化碳 62.1 萬噸。100 國國內內首首套套二二氧氧化化碳碳加加氫氫制制綠綠色色低低碳碳甲甲醇醇聯聯產產 LNG 項項目目2022 年 9 月 6 日，安陽順利環?？萍加邢薰?CO2加氫制綠色低碳甲醇聯產LNG 項目一次開車成功，產出高品質的 LNG 產品。LNG 產品的順利產出，標志著焦爐煤氣制 LNG 整體正式投運，

205、該項目是中國第一套 CO2加氫制甲醇工業化生產裝置，并且是目前世界上規模最大的 CO2加氫制甲醇生產裝置，對促進該工藝技術裝置在我國的推廣應用具有重大示范效應，對推動我國探索發展新的碳減排技術及大力發展“甲醇經濟”具有重要借鑒意義。項目采用冰島碳循環利用公司（CRI）專有的 CO2加氫制甲醇技術（ETL Process CRI-MFE），以河南順成集團有限公司產生的焦爐煤氣及捕集的 CO2作為原料，可綜合利用焦爐煤氣 3.6 億Nm3年，生產甲醇 11 萬噸/年和 LNG7 萬噸/年，實現銷售收入 5.6 億元/年；通過合成甲醇，并減少 CO2 排放 0.44 億 Nm3/年，直接減排 CO2

206、約 16 萬噸/年，相當于增加森林種植面積 16 萬畝，折合 106 平方公里（間接減排 60 萬噸 CO2，相當于增加森林面積 60 萬畝，折合 400 平方公里），具有良好的經濟效益和社會效益，同時對我國減少碳排放、實現碳中和意義重大。84 參考文獻1若澤戈爾登貝格，能源M.武漢：華中科技大學出版社.2020.8：251.2BP 世界能源統計年鑒 2022.3陳文敏 etc.煤炭加工利用知識問答 M，北京：化學工業出版社，2006：241.4https：/beyond-coal.eu/europes-coal-exit/5煤炭：歐盟禁止進口俄羅斯煤炭事件點評-期貨-金融界（）.6https

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