赵正威
内蒙古华电燃料有限公司 010000
摘要：随着能源需求的加剧，对于煤炭清洁技术提出了更高要求，特别是电力行业，应当提高煤炭利用率，减少污染物排放。基于此，本文主要以电力行业中煤炭清洁技术的作用为切入点，分析电力行业发展中，可积极应用低碳排放、太阳能-煤炭互补发电、烟气脱硝脱硫等技术，以此为基础，提出技术发展方向，从而为相关工作者提供参考。
关键词：电力行业；煤炭清洁技术；应用
前言：
煤炭作为我国可靠能源资源，其资源量约为我国化石资源基础量94%，远超天然气与石油，表明煤炭可持续利用和发展对于能源发展意义重大。但是，在煤炭保证能源需求的同时，还引发了环境污染等问题，特别是电力行业中，每到秋冬季多个城市连续笼罩于雾霾下，煤炭释放诸多污染物，需加强治理。为此，国家能源局颁布《煤炭清洁高效利用行动计划》，明确未来利用煤炭应推广煤炭清洁技术，从而实现清洁发电。
一、电力行业中煤炭清洁技术的作用
2019年电力行业消耗煤炭量较大，耗煤量约为22.9亿吨，同比增长9%。政府工作报告也将清洁化利用煤炭写入其中，促进能源实现绿色发展，北方清洁取暖代替散烧煤为1亿吨，建立了高效清洁没电系统，抄底排放机组约为8亿千瓦，排放标准领先世界。电力行业通过改进完善煤炭清洁利用技术，可提高煤炭经济效益。在电力行业中，应用煤炭清洁技术能够减少煤炭需求，优化生态环境，可采取循环流化床燃烧技术、循环发电技术、煤层气技术等方式，提高煤炭利用率。推动煤炭清洁技术发展，改变了能源结构，逐年减少煤炭需求量，降低排放污染物。
二、电力行业中煤炭清洁技术的应用
1.低碳排放
燃煤发电主要是燃烧煤炭后，将化学能转变为热能。水汽化成蒸汽，蒸汽压推动燃气轮机旋转，转化热能为机械能，为汽轮机发电，进而转化成电能。在煤炭发电中，部分转变成电能，还有部分则生成硫氧化物、氮氧化物、二氧化碳等烟气，不经过处理将其排入大气，会引发环境污染。在低碳排放中，可选用以下方法：
（1）二氧化碳综合利用法。利用二氧化碳费-托GTL工艺提高常规的费-托GTL效率，可减少排放二氧化碳量88%。通过整合费-托GTL与PCC工艺（燃烧后碳捕获技术），可将二氧化碳转化成具有商业价值的液体燃料，具有总体收益高、运行成本低的特点。在整合过程中，以燃煤装置、燃气轮机、燃烧捕捉过程的整合，燃气轮机生产废气经过风向进入锅炉燃烧，利用专用收集设备收集二氧化碳，该环节产生的二氧化碳浓度高、烟气流量低，整合后，利用亚临界机组能够降低电力输出，提高天然气燃烧效率。并且，将PCC模式和燃煤发电耦合，PCC反馈于电力系统，可减少排放二氧化碳量，增加0.5倍发电量，补足PCC发电损失。
（2）溶剂吸收法。PCC是在燃烧后收集烟气中分离二氧化碳，对其压缩净化，吸收溶剂对减排二氧化碳十分重要。前期处理烟气中，可除去二氧化硫、氮氧化物及有毒气体，在捕集二氧化碳单元，脱碳处理后少量二氧化碳排入大气中，捕集气体则经过处理便于封存运输。在大规模脱碳中，化学吸收剂可选用乙醇胺等溶剂，却存在吸收剂不稳定，易腐蚀设备问题，难以大规模应用。还可选用氨水溶液，原料易得、吸收效率高，更适宜碳吸收。
2.太阳能-煤炭互补发电
我国电力行业近几年迅猛发展，且太阳能发电、风电装机均处于世界前列。电力系统中，规划新能源电力逐渐从辅助能源转变为补充能源，直至成为替代能源与主导能源。通过发展煤炭清洁技术，也是推动能源从“高碳”发展为“低碳”的关键，实现电力行业节能减排。
太阳能具有可再生、资源丰富的优点，却存在发电不稳定、不连续问题，可通过大容量、高参数火电机组，以太阳能代替部分热力学系统的蒸汽，不直接应用太阳能发电，提高发电效率。此种能源互补技术，可有效减少燃烧煤炭量，在源头上降低含硫、含氮及二氧化碳排放量，增加发电功率，以免出现电力在高峰阶段短缺。现阶段，华北电力大学对此加以研究，提出太阳能与煤炭互补的系统，借助抛物面槽式集热器吸收太阳能热量，结合300MW国产机组互补发电，建立辅助发电评价模型，从热效率增长率、发电节煤率这几方面研究分析，系统可改善利用能量效果，在减少煤炭消耗的同时，改善环境污染，增加发电效率。
3.烟气脱硫脱硝
在《煤电节能减排升级与改造行动计划》中，明确提出东部地区燃煤发电排放污染物浓度的限值，即基准6%氧含量下，二氧化硫、烟尘、氮氧化物排放浓度分别控制在35mg/m3、10mg/m3、50mg/m3以内，对于脱硫脱硝也提出了新的要求。
（1）烟气脱硫。煤炭以有机质为主体，包含硫、氮、氢、碳、氧元素，硫元素易生成硫化合物排放至大气，形成酸雨，危害人类健康，污染环境。所以，煤炭清洁利用中，烟气脱硫也是其中重点。我国工业烟气脱硫以干法脱硫、半干法脱硫、湿法脱硫工艺为主。其中，湿法脱硫应用较为广泛，利用廉价的石灰石或石灰为吸附剂，磨碎石灰石为粉状，加水处理为吸收剂，吸收塔中从上至下喷淋浆液，能够与烟气逆流混合，即可实现浆液与二氧化硫混合，生成石膏，脱水后可获得脱硫石膏，烟气则经过换热器、除雾器、烟囱排放至大气。
（2）烟气脱硝。在燃煤电厂中，燃烧煤炭会排放诸多氮氧化物，产量约为40%，为落实环保政策，电场逐渐安装脱硝装置。根据燃煤锅炉氮氧化物排放控制机理，多采取非催化还原脱硝（SNCR）、还原脱硝（SCR）、SCR/SNCR的方式，技术可靠稳定，特别是SCR工艺应用较为广泛。SCR工艺为主流脱硝技术，效率达到90%，脱销效率高、技术发展成熟。
三、电力行业中煤炭清洁技术应用的发展方向
1.煤炭深加工发展
煤炭不同种类选择相应转化加工技术，可降低转化煤炭消耗资源量，提高低碳环保水平与经济效益，也有助于开发附加产品。所以，煤炭清洁技术发展中，应当加强煤炭深加工，包含煤质烯烃、煤质油、煤制天然气等，企业也应更新升级自身工艺水平、机械设备及环保水平，结合分布煤炭能源情况、地区生态资源、水资源，发展煤炭附加产品，利用低变质煤，分级利用煤炭。
2.优化煤炭燃烧结构
优化煤炭燃烧解耦股，可采取高效率低排放煤炭燃烧技术与集中供热方式，实现煤炭燃烧清洁发展，主要是在煤炭发电中，应用粉煤发电技术减少排放，可减少发电60%的成本。并且，利用新能源代替传统能源，如天然气，优化煤炭结构，有效利用资源，减少排放污染物。
3.促使能源互相协作
煤炭作为传统能源，对电力行业发展作用重大。在科技发展下，不断涌现出更多新能源，应当实现新能源和煤炭的写作，实现资源多次多级利用、循环利用，通过煤炭气化与煤炭热解的方式，实现电力、供热、燃料、化工等多部门、多行业联产，兼具生态与社会经济优势，实现煤炭清洁利用。
总结：综上所述，煤炭能源应用可为人们生活提供便利，却也严重破坏了生态环境，特别是电力行业，应当以清洁能源发展为主题，结合环境问题，研发新的煤炭清洁利用技术。并且，实现煤炭深加工、优化煤炭燃烧结构，实现能源互相协作，从而推动电力行业实现可持续发展。
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