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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

2018年《洁净煤技术》十大综述

来源:《洁净煤技术》

为促进学术成果的广泛交流,服务科研进步与技术应用,《洁净煤技术》编辑部筛选了2018年刊发的最具影响十大综述论文,供广大学者借鉴、参考。(统计日期2021-11-22)

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  • 作者(Author): 刘海涛, 高海潮, 高志芳

    摘要:化石燃料燃烧产生的CO2是主要的温室气体之一,化学链燃烧工艺不仅能够低能量消耗进行内分离捕集CO2,也是制备H2及其他工业合成气的重要手段,其中载氧体是整个化学链循环系统的关键。以化学链燃烧中的载氧体物化特性为核心,论述了载氧体的制备、组成以及掺杂优化等发展现状,分析了当前载氧体存在的问题及研究难点,并对载氧体研究方向进行展望。载氧体传统制备方法中机械混合法、浸渍法操作简单、成本低,但制备的载氧体样品均匀性差,活性和稳定性难以保证;化学共沉淀、冷冻成粒法和溶胶凝胶法能在一定程度上提高载氧体各成分的均匀性,但其载氧体的微观结构难以控制,操作复杂,制备成本较高,不适于大规模应用;载氧体制备方法应向低成本、高效以及精细化控制方向发展。目前常用的载氧体中铁基载氧体活性低,镍基和锰基载氧体对环境不利,而铜基载氧体易于烧结,惰性载体的加入和碱金属等元素的掺杂能在一定程度上改善其特性,但距离低成本、高活性、环境友好、工作寿命长还有一定差距,因而进一步研究载氧体组分和掺杂组分之间的协同机理是载氧体优化的关键。
  • 作者(Author): 李晓光, 丁书强, 卓锦德, 曾宇平, 王珂, 马宁

    摘要:我国铝土矿资源不足,铝矾土需求量不断增加,从粉煤灰尤其是高铝粉煤灰中提取Al2O3可有效补充我国铝资源量。分析了不同粉煤灰提取Al2O3工艺(酸法提铝、碱法提铝、碱烧结-酸浸出联合提铝技术)的特点、不足及工业化发展现状,探讨了粉煤灰提铝需解决的关键问题,并指出未来发展方向。酸法提铝工艺具有流程简单、能同时溶出Si、Al及其他元素等优点,但存在对提铝设备要求较高,废酸产量大、溶出率低等问题;碱法提取Al2O3工艺相对成熟,但存在硅钙渣产量大、能耗较高、成本高等问题,严重制约了其工业化发展;碱烧结-酸浸出联合提铝工艺可实现Al2O3的高效提取,但存在工艺复杂,强酸、强碱消耗大,Al2O3与Fe、Ti等杂质离子的分离较为困难等缺点。未来应优化完善现有提铝工艺,重视高附加值硅产品协同开发,重视粉煤灰中微量元素的提取和高附加值利用。低能耗、低成本、高效率、无二次污染产生是粉煤灰提铝技术的重要发展方向。
  • 作者(Author): 刘靖, 何选明, 李翠华, 冯东征, 柯萍

    摘要:为实现煤炭分级分质利用,提高兰炭资源利用效率,介绍了兰炭在我国的应用研究进展,论述了其在电石行业、电厂、冶金行业、化肥行业、废水处理、制备电极材料等方面的发展情况,最后提出兰炭行业存在的问题及发展方向。结果表明,兰炭作为掺混材料可应用于各行业,由于物料性质差异需针对性调整工艺指标或更换设备。兰炭企业应升级工艺技术和装备条件,提高产业化水平和产品附加值,将兰炭与无烟煤、烟煤等掺混,使其作为电石、冶金和化肥行业原料使用。基于兰炭粉末的特性和煤基活性炭制备工艺,可将兰炭粉末作为活性炭原料,采用微波加热法、磷酸活化制备高品质活性炭,实现资源的变废为宝。未来需对兰炭粉末制备活性炭的工艺条件和活化机理进行探究,以实现兰炭粉末的高效利用。
  • 作者(Author): 谷小会

    摘要:为促进煤焦油加工向大型化、清洁化、精细化和环境友好型方向发展,分析了典型的煤焦油加工方式的加工路线,从溶剂萃取法、蒸馏法、膜分离和结晶法等方面阐述了煤焦油组分主要分离方法,并对煤焦油中分离的各典型组分性质进行分析,如酸碱组分、酚类组分、芳烃组分、盐基组分和重质组分等在煤焦油中的含量、化合物种类以及分子结构特征等。结合煤焦油加工方式,提出行业发展特点与不足之处。传统高温煤焦油的加工路线、中低温煤焦油加氢提质路线、煤焦油中高附加值化学品抽提及加氢提质的综合加工路线是4种典型的煤焦油加工方式。煤焦油综合利用加工路线是更为优化的加工利用路线。从煤焦油深加工路线的开发和优化历程看,一般优先提取煤焦油中高附加值的化学品,对抽余组分进一步深加工是对煤焦油利用的有效补充和升级。最后指出应加强煤焦油的基础研究,开发绿色、高效的煤焦油综合加工技术,根据不同种类的煤焦油进行多角度、多层次的系统研究,并逐步建立煤焦油的基础数据库。
  • 作者(Author): 赵奇

    摘要:为实现褐煤资源清洁高效高值化利用,分析了我国褐煤资源的地域分布特征和基本煤质特性,系统梳理了褐煤主要利用方式,并对褐煤高效清洁利用方向进行展望。我国褐煤资源储量丰富且地域分布集中,其中内蒙古和云南省褐煤储量约占全国褐煤资源总量的90%;与云南褐煤相比,内蒙古地区褐煤成煤年代较早,其水分、灰分、硫分均较低,褐煤蜡含量也较低。燃烧是当前褐煤主要利用方式。褐煤化工利用技术众多,除液化制燃料油技术在我国实现工业化,少有其他技术工业应用成熟。今后需深化褐煤燃烧技术研究,积极推进褐煤燃烧清洁高效化发展;科学规划褐煤化工利用途径,加速突破褐煤化工利用技术关键壁垒;加速配套环保技术研究,探索适于褐煤利用过程的环保工艺路径。
  • 作者(Author): 李会泉, 张建波, 王晨晔, 李少鹏, 曹绍涛, 胡朋朋, 朱干宇

    摘要:我国富含硅锂镓的高铝粉煤灰年排放量高达3 000万t以上,但综合利用率不到30%,是西北大型煤电能源基地重大环境生态瓶颈问题。为实现高铝粉煤灰的大规模高值化利用,提出机械-化学协同活化新思路,开展了高铝粉煤灰协同活化-深度脱硅工艺研究,实现了非晶态二氧化硅的深度分离,进一步提出了脱硅粉煤灰矿相重构制备铝硅系列材料、脱硅粉煤灰两步碱溶提取氧化铝2条技术路线。结果表明,高铝粉煤灰深度脱硅后,铝硅比由1.75提高至2.75以上;1 600℃烧结后,莫来石相含量达到88.33%,产品指标达到行业优级标准;脱硅粉煤灰经过两步水热反应,氧化铝提取率达到94.9%,实现锂、镓伴生资源协同利用,将氧化铝行业拜耳法主流工艺用于高铝粉煤灰提取氧化铝的过程;在此基础上构建了多产业链接循环经济体系,为高铝粉煤灰大规模高值化利用提供了新途径。
  • 作者(Author): 郭强

    摘要:为解决我国煤矿矿井水利用率低和排放污染环境等问题,促进矿井水的处理利用,论述了矿井水井下处理相关技术的基本原理、工艺路线、技术特点和工程案例,针对矿井水井下处理存在问题提出解决思路,并对矿井水井下处理发展前景进行展望。高密度沉淀、超磁分离和采空区过滤等技术能够实现悬浮物高效低成本脱除;成熟的膜处理和低温多效蒸发技术可广泛应用于矿井水浓缩脱盐;利用煤矿地下水库存储浓盐废水是实现矿井水处理废水零排放的一种有效方式。进一步开发适用于井下空间的高效化、模块化、可移动化的处理单元,增强处理单元的防爆性能、自动控制性能、安全监测性能,采用多种处理技术耦合,实现矿井水分级处理与分质利用,将是未来矿井水井下处理利用发展的必然趋势。
  • 作者(Author): 郑化安

    摘要:为了推进煤热解技术的快速发展,阐述了热解技术的特点和发展现状,针对热解技术尚存的关键问题,提出了相应的解决方法,并对煤热解未来发展方向进行展望。煤热解技术具有过程清洁高效、产品优质多元、资源价值最大化等优势,是实现煤炭资源由燃料向原料和燃料并重转变的有效途径。从原理、技术、产品结构及品质、经济和环保5方面进行分析,说明低阶煤适合作为热解原料,且以热解技术为龙头的分质利用技术有望成为推动现代煤化工进一步发展的新引擎。最后提出热解技术未来从以下4方面发展:实现热解产物清洁化、商品化、高附加值化,提升装备规模及自控系统集成水平,热解产物可调节性与现代煤化工和石油化工体系实现有机融合,加大配套环保节能技术的应用创新。

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