《洁净煤技术》优秀论文评选结果 | 2023年_中国煤炭行业知识服务平台

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《洁净煤技术》优秀论文评选结果 | 2023年

来源：洁净煤技术

2023年度优秀论文评选活动于2023年12月05日开通投票通道，2023年12月29日截止。根据投票结果，评选出以下获奖论文。恭喜获奖论文作者及团队！编辑部将联系获奖作者发放优秀论文证书及奖励。

行业视野: 洁净煤技术
类别; 107个
关键词; 107位
专家; 20篇
论文; 10780IP
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我国煤系针状焦技术发展现状分析

作者(Author)：程俊霞, 赵雪飞, 朱亚明, 赖士全, 高丽娟

摘要：我国煤系针状焦的发展起源于20世纪80年代，经过不断努力，目前煤系针状焦的生产已经初具规模。回顾总结了我国煤系针状焦制备技术所经历的3个主要发展阶段：实验室技术开发与工业化初步发展阶段、煤系针状焦工业化技术壁垒突破和圆梦国产化阶段、煤系针状焦技术深度发展阶段。同时，详细介绍了各发展阶段煤系针状焦技术的研究重点及发展方向，依次从煤系针状焦生产过程的3道主要工序：预处理工序、延迟焦化工序和煅烧工序入手，充分讨论了目前各工序采用的生产工艺流程。预处理工序以溶剂萃取法为基础，开发出了3种特色预处理工艺技术，总体上实现了精制沥青收率高、喹啉不溶物（QI）脱除效果理想的原料预处理操作。延迟焦化工序发展了零循环比和可调循环比的2种不同工艺技术，其根本区别是进入焦炭塔的物料不同，而具体操作工艺的差别在于零循环比工艺采用恒温、变压、短生焦周期操作方式，可调循环比工艺采用变温、变压、长生焦周期操作方式。2种工艺技术中，多数煤系针状焦生产企业选择了可调循环比工艺；煅烧工序以回转窑煅烧工艺为主，罐式炉煅烧工艺为辅；前者加工周期短、产能理想，但是炭质烧损大，收率低，且对含有较多粉料的生焦煅烧不友好，因此近2 a罐式炉煅烧工艺技术重新受到关注。通过分析目前国内煤系针状焦技术现状，打破现有煤系针状焦产品质量欠佳及“同质化”严重的局面，强调注重生产过程的技术基础研究以及不断完善生产工艺过程的策略来提高我国煤系针状焦产品的质量，增强国际竞争力。最后提出了未来我国煤系针状焦技术发展趋势是开发两段焦化工艺，实现操作简单、人为干预少、工艺参数控制精度高、环境友好及副产品附加值高的先进生产技术。在此基础上实现针状焦产品质量“品质高端化”、性能“应用差异化”的战略目标，以助力我国煤系针状焦行业的有序健康发展。

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洁净煤技术

2022年第01期

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有机胺CO2吸收技术研究现状与发展方向

作者(Author)：陆诗建, 贡玉萍, 刘玲, 康国俊, 陈曦, 刘苗苗, 张娟娟, 王风

摘要：CO2排放量迅速增加，严重威胁人类生存环境及气候变化，如何减少碳排放量是关注热点。化学吸收法是捕集CO2的主要方法之一，其脱除CO2的实质是利用碱性吸收剂溶液与烟气中CO2逆向接触并发生化学反应，形成不稳定盐类，而盐类在一定条件下会逆向分解释放出CO2而再生，从而实现CO2从烟气中分离脱除。以醇胺溶液为吸收剂的化学吸收法技术开发相对成熟，且分离效果好、操作简单，在电力、钢铁、水泥、化工等行业得到广泛应用。醇胺溶液是化学吸收法的核心，目前应用于工业减排的醇胺溶液包括一级醇胺溶液、二级醇胺溶液、三级醇胺溶液以及空间位阻胺等。综述了4种典型的醇胺溶液和低浓度烟气吸收法胺液的国内外研究现状，介绍了国外三菱重工的KM-CDR工艺、壳牌康索夫脱硫脱碳工艺、陶氏化学Ucarsol溶剂的配套工艺、西门子氨基酸盐溶液的配套工艺、Powerspan的ECO2工艺，同时对阿尔斯通的富氧燃烧技术进行了总结；国内在碳捕集方面研究时间较短，在“双碳”计划推动下，碳减排成为近年来国内研究的重点和热点，论述了浙江大学、华北电力大学、北京化工大学以及中国矿业大学等高校和研究院的研究成果，调研结果表明国外应用规模达到百万吨级，国内技术水平接近，可达10万t级，应用规模尚有较大差距；目前，化学吸收法已有工业应用，国内已建成多个碳捕集示范工程，系统介绍了华电句容电厂1万t/a CO2捕集示范工程、国华锦界电厂15万t/a CO2捕集示范工程以及胜利油田4万t/a 燃煤CO2捕集与驱油示范工程等典型案例。当前国内外燃煤电厂CO2捕集示范工程的规模总体较小，仅有3项百万吨级示范工程，其中中石化建成了我国首套百万吨级的碳捕集项目，这对我国碳捕集行业的发展具有里程碑意义。在有机胺捕集CO2领域，应重点在吸收剂再生能耗与降解性降低、捕集系统热能综合利用与回收、高通量CO2捕集吸收反应器研制以及吸收剂逃逸控制等方面开展研究，开发低能耗、低损耗、低成本CO2捕集技术，推进多行业工程示范，为燃煤烟气CO2捕集技术规模化推广奠定基础。

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洁净煤技术

2022年第09期

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443
燃煤机组耦合农林生物质发电技术现状及展望

作者(Author)：郭慧娜, 吴玉新, 王学斌, 王志超, 张缦, 黄中

摘要：燃煤机组耦合生物质发电具有改造成本低、调峰灵活、运行安全等特点，是双碳形式下火电机组减少碳排放，提高可再生能源发电比例的有效途径。目前，我国燃煤机组耦合生物质发电技术的应用非常有限。为进一步发挥生物质这种清洁零碳的可再生能源在我国新型电力系统中的作用，同时利用燃煤机组灵活可调度的优势，详细调研了我国生物质资源现状、燃煤机组和生物质的耦合方式、国内外典型燃煤机组耦合生物质发电项目的运行情况。指出我国生物质尤其是农林废弃物存在较大资源浪费，燃煤机组耦合生物质发电技术在国外尤其是欧洲国家已得到大规模应用，国内目前尚未应用于大型机组。梳理出燃煤机组直燃耦合生物质发电技术目前面临的挑战，包括稳定低成本的生物质原料供应和加工流程尚未形成、高比例掺烧缺乏成熟技术、受热面沾污腐蚀问题亟待解决、掺烧时生物质发电量的计量尚未形成标准等。为提高大型燃煤机组灵活性与降低CO2排放，未来需在以下几方面做出努力；通过在电厂周边或边际土地上种植某些能源作物保证生物质原料的相对单一性和稳定性，避免原料性质变化太大对机组运行的影响；发展高比例生物质耦合发电技术，保证煤与生物质掺混比例灵活可调；探索更先进的生物质发电计量方式，以此确定生物质掺烧合理的补贴及运营方式，加快形成具有竞争力的、可复制、可传播的生物质发电循环经济链；按照掺烧比例由低到高开展工程示范项目，并探索生物质能结合碳捕集与封存技术在火力发电厂中的应用，逐步将火电机组从原料减碳过渡到原料脱碳直至烟气脱碳。

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洁净煤技术

2022年第03期

656

515
煤粉炉掺烧生物质发电技术研究进展

作者(Author)：周义, 张守玉, 郎森, 刘思梦, 杨济凡, 马达夫, 胡南, 吴玉新

摘要：面对碳达峰、碳中和的减排压力，生物质由于其来源广泛、储量丰富、排放清洁低碳等优点而备受关注。生物质种类繁多，包括农业秸秆、林业废弃物、禽畜粪便、生活垃圾及废弃油脂，燃煤电站掺烧生物质可有效降低CO2排放量，增强锅炉侧燃料灵活性。介绍了生物质燃料特点，概述了其与煤混燃的燃烧特性、结渣特性以及污染物排放特性。对煤粉锅炉掺烧生物质的技术路线及其改造成本进行总结与比较，最后讨论了煤粉炉掺烧生物质的技术壁垒及解决方案。农林类生物质挥发分较高，反应活性较好，掺烧该生物质可改善燃料燃烧性能，增加炉内燃烧稳定性。但该类生物质中碱金属含量高，掺烧时易结渣，灰熔融温度及燃料中碱金属含量是预测锅炉结渣的重要指标。农林类生物质硫含量、氮含量、灰分及重金属含量均较低，掺烧可减少SOx、NOx、烟尘及重金属等污染物排放。污泥类生物质水分高、重金属含量高、热值低，燃烧特性不如煤，掺烧污泥易对锅炉燃烧及污染物排放产生不利影响，但质量比10%以下的污泥直接掺烧对机组影响不大。禽畜粪便、生活垃圾及废弃油脂气化后的生物质气用于煤粉炉掺烧可起到稳燃作用，减少锅炉SOx、NOx、烟尘及重金属等污染物排放。生物质与煤耦合发电技术中直接耦合方案较适合农林类生物质掺烧，间接耦合适用于禽畜粪便、生活垃圾及废弃油脂的掺烧，而污泥宜干化后掺烧。生物质经压缩成型后的成型燃料抗压强度及能量密度有较大提升，该技术可一定程度解决生物质储藏及运输等供应链问题；燃料预处理及抗结渣添加剂可降低燃料碱金属含量，提高灰熔融温度，降低锅炉结渣风险；烘焙处理可提高生物质可磨性，增加生物质掺烧比例，提高锅炉制粉系统对掺烧生物质的适应性；对锅炉燃烧器进行改造，合理配风可提高燃烧系统对掺烧生物质的适应性。农林类生物质原料的收购成本高于煤，且生物质发电量无法精确计量暂不能获得财政支持，经济性较差。掺烧生物质的经济性是现阶段阻碍生物质大规模掺烧的主要原因，较低成本的生物质来源及生物质发电量的计量难题亟待解决。

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2022年第06期

388

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中国煤电低碳转型之路———国外生物质发电政策／技术综述及启示

作者(Author)：毛健雄, 郭慧娜, 吴玉新

摘要：我国生物质具有储量丰富，分布广泛的特点，是一种可靠的低碳替代燃料，由于生物质燃料同时具有储能属性，合理有效地利用生物质，对于实现我国低碳/零碳的排放目标，构建以新能源为主体的电力系统具有重要作用。为此，系统综述了国外生物质利用政策及发电技术的发展现状和趋势，结合我国生物质特点及电力生产需求目标，对我国未来生物质利用途径开展深入分析。高效煤电+生物质混烧是全球范围内煤电低碳转型发展的主要方向，具有技术成熟、成本较低、利用形式灵活等优势，是英国、瑞典等国家实现碳中和的关键措施，在有效的政策激励下得到了快速发展。目前我国燃煤机组发电能效水平已显著提升，继续改进技术提升能效已不能满足火电大幅度降碳需求。燃煤发电的碳减排需要原料减碳和尾气固碳2方面着手进行，而生物质发电是一种原料减碳的有效措施。我国在发展高效先进节能煤电的基础上，应先立后破，大力发展生物质火电取代煤电，最终实现煤电的零碳化转型，因此煤电升级改造+生物质混烧+碳捕集、利用和封存（CCUS）的技术路径对我国最终实现2060碳中和具有重要战略意义。未来我国生物质发电技术的发展应注重3个方面：根据我国生物质资源情况及利用目标，制定更合理的国家法规政策和激励政策，如碳交易体系下减免碳税、根据耦合比例灵活性颁发发电补贴、绿证交易等，对燃煤电厂混烧生物质进行约束和支持；大力发展生物质燃料产业，规范生物质的加工和收购标准，建立稳定可靠的生物质燃料的供给市场，从根本上降低原料成本，把控原料质量，这也是促进生物质利用良性发展的重要举措；开发先进可行的生物质与煤混烧，乃至100%燃烧生物质的可靠技术，国外经验表明燃煤机组高比例掺烧生物质在技术上完全可行，但我国在此方面积累的经验较少，在原料加工制备与上料、保证锅炉掺混比例较大波动下仍能高效燃烧运行、解决锅炉腐蚀结渣等方面仍需技术积累。未来低碳能源系统将是多能互补格局，生物质大规模利用还将面临原料短缺问题，需推进在边际土地上种植灌木、草类等能源植物以及现有林地改造，建立农林废弃物和能源植物的一体化收、储、运和初加工产业链，可将其与发展三农战略相结合，利国利民。

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洁净煤技术

2022年第03期

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典型污泥与煤泥混合燃烧及硫氧化物释放特性

作者(Author)：王鑫, 凌鹏, 安晓雪, 韩亨达, 徐俊, 江龙, 汪一, 苏胜, 胡松, 向军

摘要：污泥和煤泥产量逐年递增，影响生态环境和人类生活，急需对二者进行合理处置。结合污泥及煤泥的燃料特性，二者混烧能产生一定协同效果，在不同燃烧阶段有效互补，最终实现二者高效协同燃烧和综合减量化，对高效处置污泥与煤泥具有重要意义。前人大量研究了污泥/煤泥与典型燃料（煤、生物质等）的混合燃烧特性及硫氧化物释放特性，但鲜见二者之间的混烧特性及硫氧化物释放特性研究。因此在自主搭建的固定床燃烧反应系统上，对干燥后的1种典型污泥（达利污泥）以及2种煤泥（灵石煤泥和山西焦煤泥）进行了混合燃烧试验，分析了燃料种类、温度、混合比例等因素对混烧特性和硫氧化物释放特性的影响。结果表明：污泥与煤泥混合燃烧时，提高温度和增加污泥混合比例均能加快燃烧反应；燃烧过程中SO2转化率随燃烧温度升高均呈先降低后上升的趋势，高温会促进固定在无机物中硫的二次释放。污泥与煤泥混合燃烧时，二者存在明显交互作用，会显著影响SO2的生成与释放。800 ℃混烧时，由于灰分与SO2形成含硫化合物加强了固硫作用，抑制了SO2释放；而1 000 ℃混烧时，由于加快燃烧反应促进了无机硫分解，从而导致SO2释放增加。因此在800 ℃、30%污泥/70%煤泥掺混燃烧时，可获得较低的SO2排放以及较高的燃料燃尽特性。

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2022年第06期

350

735
低阶烟煤煤岩显微组分分选及其分质利用研究进展

作者(Author)：周安宁, 张怀青, 李振, 屈进州, 赵伟, 杨志远, 赵世永

摘要：双碳”目标下煤炭资源的加工和利用面临着根本性的变革，传统利用方式已不能满足当前的生态环保要求，而煤炭作为国家能源安全的基石，在未来很长时间内，仍将发挥巨大作用。我国超过40%的煤为优质的低阶烟煤，由于其惰质组质量分数过高（>35%），限制了这部分资源的高值转化。同时，由于煤岩显微组分之间的相似性及其赋存特征的复杂性，煤岩显微组分的分离富集工作面临巨大的难度和挑战，极大制约了这部分资源的分质转化利用。为全面了解煤岩显微组分分质利用的现状和发展趋势，促进煤炭资源的清洁高效低碳化利用，笔者从煤岩显微组分的测定方法、分选方法和清洁利用3个方面进行了系统论述，同时提出了未来发展的思路和方向。煤岩显微组分的测定方法面临细粒物料识别困难或测试精度低的问题，亟需开发一种基于煤岩显微组分结构参数，不受粒度限制的高效定量方法。在煤岩显微组分的分离方法方面，电浮选-电凝聚、油泡浮选和气流粉碎-精细分级等新分选方法，能有效改善传统分选方法选择性差、富集率低等问题，具有过程可调控、适应性强等优势。以煤岩显微组分分选为核心的煤炭分质清洁利用技术，打破了常规的用煤标准和煤种限制，煤岩显微组分经过有效的分离富集后，富镜质组煤可大比例应用于配煤炼焦、热解、液化等领域，富惰质组煤可作为制备碳材料的原料或燃料等，实现了各显微组分的物尽其用。基于煤岩显微组分的分质利用可从根本上提高煤转化利用能效、减少碳和污染物排放量，对于煤炭清洁高效利用，实现“双碳”战略目标具有重要的现实意义。

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洁净煤技术

2022年第07期

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双碳战略背景下燃煤电厂CCUS技术发展：挑战与应对

作者(Author)：马双忱, 樊帅军, 武凯, 杨鹏威, 陈柳潼

摘要：现阶段煤电仍是我国主要能源，装机总量大，短时间难以被完全替代，未来燃煤电厂高效清洁燃烧的技术标准是低碳排放。当前，双碳战略已上升到国家生态文明的高度，煤电亟需适应未来需求的碳捕集封存与利用（Carbon Capture Utilization and Storage，CCUS）技术。但国内已有超低排放电厂投运的CCUS设备普遍存在捕集成本高、产物利用量有限等问题，开发成本低、捕集产物可有效利用的CCUS技术是电力环保的共同需求。为此，提出煤电CCUS未来技术发展方向应该是烟气污染物一体化耦合控制，如应用等离子体氧化技术，首先氧化烟气中还原性污染物SO2、NO等，而后以氨水为吸收剂协同脱硫脱硝脱碳，整体污染物脱除流程简单，副产品具有广阔的化工转化空间。继而提出稳定的氨源供给是实现上述一体化脱除的物质保障，构建燃煤电厂自给自足的制氨过程为煤电未来开发更丰富的产品线（氨能、肥料、化工品等）提供了可能。

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洁净煤技术

2022年第06期

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506