機械論文發表期刊推薦國家級期刊《中國機械》，《中國機械》雜志始創于1982年北京，現由中國工業經濟聯合會、中國工業報社主管。國內刊號：CN:11-5417/TH、國際刊 號：ISSN:1003-0085。2012年迎來創刊30年周年華誕，并開啟了雜志專業、細分、國際化新征程這是一本中國的機械王國權威雜志，一本分享 機械行業經驗的雜志。

　　摘要：本文簡單闡述煤炭機械中的低碳技術。

　　關鍵詞：煤炭機械,節能,低碳

　　我國能源消費結構以煤為主，煤炭占我國化石能源資源總量的90%以上，2010年，我國煤炭消費超過31.4億噸。據統計，我國擁有褐煤資源約 3700億噸；已探明埋藏深度在1000米以下的煤炭資源約2.9萬億噸。近年來伴隨著我國工業經濟的持續快速發展,我國煤炭供應出現嚴重不足,煤炭供給 能力遠遠不能滿足國民經濟發展對煤炭的迫切需求,造成全國各地煤礦紛紛加大了采挖力度。合理利用資源和環境保護已成為煤炭領域中的面臨的首要問題。

　　從當前國內外低碳技術現狀來看,中國應該大力發展節能與能效提高技術,如煤炭、石油和天然氣的清潔、高效開發和利用技術,可再生能源和新能源技 術。我們目前空氣中70%～80%的二氧化碳、氮氧化合物、汞、粉塵、二氧化硫等都是由于煤炭直接燃燒引起的，因此煤炭的清潔高效利用,使煤炭經過技術變 革形成新能源,成為我國相當長時間內發展新能源產業中的一項重點任務。煤炭的高效利用主要靠實煤炭機械的低碳技術來實現。煤炭機械涵蓋的范圍廣,各種機械 所完成的任務千差萬別,因此,要實現煤炭機械的低碳技術,還需根據實際的不同情況進行分析。

　　1、煤炭液化技術

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

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

　　煤炭間接液化是將煤氣化轉化為合成氣,然后再在催化劑的作用下合成液體燃料。這種液體燃料可作為調和油加入到普通柴油中，使普通柴油變為優質柴 油。使用這種優質柴油，既可以節省柴油又可以有效降低汽車尾氣中的有害物質。經試驗檢測,使用這種柴油的汽車尾氣排放符合歐V標準,用這種柴油的汽車要比 使用普通柴油的車節省8%～12%柴油。目前我國在這個領域有三大優勢:催化劑性能好,噸出油率比國外先進水平高2.2倍；碳轉化率高,達91%左右,高 于國際先進水平的81%；能源利用率高,達47%左右。

　　2、煤炭地下氣化技術

　　煤炭地下氣化（UCG）是一種集建井、采煤、氣化三大工藝為一

　　體煤炭開采方式，其原理是將位于地下的煤炭進行有控制地燃燒，通

　　過對煤的熱作用及化學作用而產生可燃氣體，滿足民用、發電或化

　　工需求。自20世紀30年代以來，美國、德國、前蘇聯等主要產煤國均大力投入這一領域的技術研煤炭地下氣化技術重新獲得國際重視，背后是能源多 元化保障的需求。我國亦應將其作為儲備技術，加緊研發并實施工業示范文，儲備了一些關鍵性技術。其中，前蘇聯是世界上唯一成功的將煤炭地下氣化技術工業化 應用的國家，到20世紀60年代末，共建設了27座氣化站。目前我國已建成具有世界先進水平的煤炭地下氣化綜合模型試驗臺和測控系統，并開展了相關的理論 研究和模型試驗研究，獲取了褐煤、煙煤及無煙煤地下氣化工藝參數。自1984以來，我國先后在江蘇徐州、河北唐山、山東新汶、山西陽泉等礦區進行了有井式 煤炭地下氣化現場試驗和生產，完成了不同煤種、不同煤層厚度(1.8米～6米)、不同煤層傾角(150-750)、不同埋藏深度

　　(100～450米)的現場試驗。形成了具有我國自主知識產權的有井式“長通道、大斷面、兩階段”煤炭地下氣化新工藝，經科研查新，該工藝構思 新穎，屬國內首創。此外，我國科研單位和企業還聯合完成了無井式煤炭地下氣化制備空氣煤氣工業性試驗，該技術達到了國際領先水平。

　　3、潔凈煤發電技術

　　IGCC即整體煤氣化聯合循環發電系統，它融合了化工和電力兩大行業特點，對煤炭的利用實現了“吃干榨盡”，二氧化碳捕集成本相對較低，是目前 國際上被驗證的、能夠工業化的、最潔凈高效的燃煤發電技術。自2012年12月12日，我國首座、世界第六座IGCC電站——華能天津IGCC電站示范工 程正式投產至今已近兩月，作為示范電站，該電站在運行中正在不斷地進行完善，為未來的推廣做準備。根據工程設計，華能天津IGCC電站示范工程發電效率為 48%，發電標準煤耗達255.19克／千瓦時，氣化爐熱效率達95%，冷煤氣效率達84%，碳轉化率達99.2%，與常規30萬千瓦等級燃煤電站相 比，IGCC電站年耗煤量減少約7萬噸。污染物脫除方面，IGCC采取燃燒前捕集二氧化碳方式，在合成氣燃燒前進行污染物脫除，更易于實現包括二氧化碳在 內的燃煤污染物的近零排放。華能天津IGCC電站示范工程煙氣煙塵濃度小于1毫克／立方米、二氧化硫排放濃度約為1.4毫克／立方米、氮氧化物排放濃度約 為52毫克／立方米，污染物排放接近天然氣電站排放水平。

　　結語

　　隨著時代的發展，作為我國國民經濟重要支柱產業的煤炭工業需要從傳統的以低技術含量和低附加值產品為主導的高能耗、高排放、高污染、低效益的產 業發展為具有思維“綠色”、產品“綠色”、技術“綠色”以及能耗“綠色”等特點的綠色工業。以煤提質、煤熱解、煤氣化為基礎發展高效、清潔、節能的綠色煤 化工產業，可以通過煤炭的分級轉化、各產品和副產物的綜合梯級利用，將不可再生的煤炭資源“吃干榨凈”，最終實現煤炭的清潔、高效、環保利用和轉化。我們 現在不僅要在煤炭機械領域大力發展低碳技術,更要注重科技創新和低碳技術在其他行業中的應用,以實現整個國民經濟的低碳化。