【矿山图书24】《煤炭清洁利用与环境保护技术》

发布时间:2019-07-01

     一、前言  

2015 年我国消费煤炭 39.65 亿 t，虽然煤炭消费量已过峰值，但在我国能源消费结构中的比例仍占 63.7%，煤炭仍是我国的主要能源。我国的能源赋存特点决定了能源生产和消费以煤炭为主的格局将长期存在。因此，煤炭高效清洁利用程度直接关系到我国能源结构的走势和环境质量，而煤炭清洁利用程度取决于相关技术的开发和应用。煤炭清洁利用技术，也称洁净煤技术，包含煤炭洗选、加工、燃烧、转化和污染物控制等所有技术，其核心是提高效率和减少污染。本卷主要介绍煤炭科学研究总院在煤炭清洁利用技术领域的技术开发成果及其应用业绩。

        选煤是洁净煤技术源头，是促进煤炭清洁高效利用最经济有效的途径，提高煤炭洗选比例是加快能源结构调整、增加清洁能源供应、推进供给侧结构性改革的重要手段。2015年我国入选原煤 24.7 亿 t，入选率达 65.9%。煤炭科学研究总院唐山研究院（以下简称唐山研究院）自 1956 年建院以来，对选煤工艺、装备及自动化控制技术开展了全方位的研究开发与推广应用，研究领域涵盖了选煤全过程，先后研发了多种选煤工艺技术，原始创新了双供介无压给料三产品重介质旋流器、振荡浮选技术与设备、复合式干法选煤设备等大批先进高效煤炭洗选技术与装备，研发出大型高效高可靠性自动化智能化选煤技术装备。我国年处理能力 400 万t 的选煤成套技术装备实现了国产化，基本满足了不同特性和不同用途原煤洗选的生产需要。

        煤化工转化是我国煤炭清洁利用的重要内容，煤炭科学研究总院煤化工分院（以下简称煤化工分院）是专门从事煤化工技术开发的专业机构，60 年来在煤质技术、煤炭焦化、煤炭气化、煤炭直接液化、煤制炭材料、煤层气提浓等技术方面取得了一系列重要成果，在行业内产生重要影响，推动了我国煤化工技术进步和产业化的快速发展；其中，开发的炼焦配煤理论和技术已在国内外企业广泛使用；与神华集团有限责任公司联合开发的纳米级高分散铁基催化剂和神华煤炭直接液化工艺已经应用于神华108 万t/a 煤炭直接液化示范工程；近年来，在完成一批国家科研项目的基础上，技术研发方面又取得了系列重要新成果，有些成果已经实现产业化。

      煤炭清洁燃烧也是煤炭清洁利用的重要内容，煤炭科学研究总院节能工程技术研究分院（以下简称节能分院）在煤粉工业锅炉系统的研发上已取得了重大成果，已经在 11 个省市共计建成高效煤粉工业锅炉 200 余套，在工业节能和污染物控制方面取得重要业绩。水煤浆是一种清洁、高效的煤基流体燃料和气化原料，我国水煤浆生产与应用规模居世界首位，应用领域有电站锅炉、工业锅炉和窑炉的代油、代煤燃烧、水煤浆气化等。依托煤炭科学研究总院建设的国家水煤浆工程技术研究中心（以下简称水煤浆中心）开发了viii 煤炭清洁利用 与 环境保护技术低阶煤分级研磨制备高浓度水煤浆的成套技术（第二代技术），煤浆浓度提高 3 ～ 5 个百分点，并在 20 余家企业成功推广应用，近年来，水煤浆中心研发了更先进的间断粒度级配制备高浓度水煤浆技术（第三代技术），可以使神东煤制浆浓度达到 68% ～ 71%。煤矿矿井水和煤化工过程废水的处理和再利用，对环境保护和发展循环经济具有重要意义。煤炭科学研究总院杭州研究院（以下简称杭州研究院）自建院以来一直从事煤矿水处理技术开发和工程应用。在矿井水净化处理、矿井水深度处理、矿井水井下处理、煤矿生活污水处理、煤化工废水生物强化脱氮和水处理自动控制技术方面取得了丰硕成果，为矿区水处理利用提供了理论和技术支撑。煤化工分院针对煤化工废水的特点，自主开发了含酚废水脱酚技术、高盐废水处理技术，可望在煤化工污水处理方面取得重大突破。

       矿山生态修复技术越来越受到高度重视，是国家生态文明建设发展的重要一环。随着我国煤炭开采规模的不断增大，矿区生态修复、煤矿区水资源保护利用等技术对经济社会发展具有十分重要的战略意义。唐山研究院是我国最早从事矿山生态修复、矿区开采损害防治、开采沉陷土地城镇工程建设利用、土地复垦、矿山测量等的技术专业研究机构，自1983 年以来，开发并取得了煤矿沉陷区土地复垦与生态修复方面的30 余项科研成果；建立了采煤沉陷区复垦土壤构建技术、复垦土壤改良技术和动态预复垦技术，构建了采煤沉陷区湿地生态构建技术、湿地水资源保护与维系技术、湿地生境与植被景观构建技术及湿地污染治理与防控技术，形成了完整的矿山生态修复技术体系。

       本书全面介绍了以上多方面的研发成果，这些成果是煤化工分院、节能分院、唐山研究院、杭州研究院等相关研究院所员工的智慧结晶。本书共分六篇，包括选煤技术、煤化工技术、煤炭高效清洁燃烧与污染物控制技术、煤与煤层气综合利用技术、矿区及煤化工过程水处理与利用技术和土地复垦与生态修复技术。其中第一篇选煤技术由程宏志、杨俊利负责统稿；第二篇煤化工技术由张晓静、 董卫果、裴贤丰统稿；第三篇高效煤粉锅炉与水煤浆技术由王乃继，梁兴统稿；第四篇煤与低浓度煤层气综合利用由白向飞、王鹏统稿；第五篇矿区及煤化工过程水处理与利用由郭中权统稿；第六篇土地复垦与生态修复由李树志、高均海统稿。曲思建，史士东负责全书的统稿和校正。

      感谢煤化工分院、唐山研究院、杭州研究院、节能分院、重庆研究院、沈阳研究院全体员工为煤炭清洁利用与环境保护技术发展及本书的撰写做出的努力，感谢中国煤炭科工集团有限公司的支持和帮助，感谢申宝宏研究员的指导，感谢煤炭科学研究总院出版传媒集团代艳玲、中国煤炭科工集团科技发展部陆小泉的大力协助，对在本书编写过程中提供资料，给予指导帮助的同志，在此一并感谢。

由于编者的水平所限，本书难免存在错误及不足，恳请读者批评指正。

曲思建   2017 年11 月7 日

 本书是煤炭科学研究总院成立60周年科技丛书之六，由科学出版社2019年二季度印刷出版，有矿山科研、大专院校、设计和施工企业技术人员有需要可以联系龙志阳  13701167059 804194589@qq.com  购买此论书（245元/本）。

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