本书是《21世纪可持续能源丛书》之一。

本书用最小的篇幅介绍了洁净煤技术的概貌。第1章阐述了煤在能源中的地位及在使用中存在的主要问题，第2章讲述了煤炭的洗选和加工转化技术，如煤的物理与化学净化、配煤和型煤技术，第3章主要介绍了燃烧过程中控制污染物排放的洁净煤燃烧技术，第4章专门介绍了燃烧后的烟气净化技术；第5章和第6章介绍了煤炭的转化，包括煤炭气化技术和煤炭液化技术，第7章介绍了世界上先进的发电技术，第8章介绍了CO2捕集、输运和埋存以及利用等方面的技术以及系统。

本书可供关心能源和燃煤技术的科研人员，管理人员参考，对于想进入这一专业领域的人员，也可以作为入门参考书使用。

第1章煤炭利用与环境问题1

1.1世界煤炭资源及其地位1

1.2中国煤炭资源及其地位5

1.2.1中国能源资源的基本状况5

1.2.2中国煤炭的资源状况6

1.2.3中国煤炭生产和消费现状8

1.2.4中国煤炭需求预测9

1.3煤炭燃烧排放引起的环境问题11

1.3.1煤炭利用的途径11

1.3.2二氧化硫污染与酸雨11

1.3.3氮氧化物与光化学雾污染16

1.3.4燃烧颗粒物污染18

1.3.5燃煤产生的其他污染物21

1.4洁净煤技术22

第2章煤炭净化技术23

2.1煤炭净化技术的发展23

2.2煤炭的物理净化法24

2.2.1重介质选煤26

2.2.2跳汰法27

2.2.3浮游选煤29

2.2.4干法选煤30

2.2.5典型的选煤工艺31

2.3煤炭的化学净化法33

2.4煤炭的微生物净化法36

2.5煤净化产生的废弃物及其利用技术39

2.5.1煤矸石39

2.5.2煤泥40

2.6配煤与型煤技术41

2.6.1配煤技术42

2.6.2型煤技术43

第3章煤的先进燃烧技术48

3.1燃煤锅炉NOx的生成机理及其低NOx燃烧技术48

3.1.1燃煤锅炉NOx的生成机理49

3.1.2燃煤锅炉的低NOx燃烧技术52

3.2循环流化床燃烧技术66

3.2.1循环流化床燃烧技术概述66

3.2.2循环流化床燃烧技术基本原理及特点68

3.2.3循环流化床锅炉的污染控制81

3.2.4循环流化床燃烧技术的发展与展望86

3.3水煤浆燃烧89

3.3.1水煤浆概述89

3.3.2水煤浆的特性90

3.3.3水煤浆的制备91

3.3.4水煤浆的燃烧93

3.3.5水煤浆的应用96

3.3.6水煤浆的发展历史及前景100

第4章燃煤烟气净化技术103

4.1烟气净化的基本原理104

4.2颗粒物的脱除技术106

4.2.1颗粒物脱除的基本原理106

4.2.2颗粒物脱除技术的分类107

4.2.3机械除尘技术108

4.2.4湿式除尘技术109

4.2.5静电除尘技术112

4.2.6袋式除尘技术118

4.2.7多场耦合PM2.5脱除技术127

4.3烟气脱硫技术132

4.3.1烟气中硫的来源及存在形式133

4.3.2烟气脱硫技术概述133

4.3.3烟气脱硫的基本原理和常用脱硫剂136

4.3.4湿法烟气脱硫工艺141

4.3.5干法/半干法烟气脱硫技术150

4.3.6我国烟气脱硫技术发展现状及前景分析156

4.4烟气脱硝技术158

4.4.1NOx脱除技术概述158

4.4.2选择性非催化还原脱硝技术159

4.4.3选择性催化还原脱硝技术161

4.4.4湿式烟气脱硝技术164

4.5同时脱硫脱硝技术165

4.5.1电子束氨法和脉冲电晕法165

4.5.2活性炭加氨吸附法167

4.5.3NOXSO工艺167

4.5.4SNOTMx工艺168

4.5.5SNRB工艺169

4.5.6氧化铜法170

4.5.7湿式FGD加金属螯合物法171

4.6燃煤电站锅炉重金属和汞排放的控制技术171

4.6.1燃煤电站锅炉的重金属污染171

4.6.2燃煤锅炉汞的污染176

4.6.3燃煤锅炉燃烧中汞的形态和排放177

4.6.4燃煤锅炉汞排放的控制技术180

第5章煤的气化技术186

5.1概述186

5.1.1煤气化的定义和实质186

5.1.2煤气化的基本原理188

5.1.3煤气化的分类189

5.1.4影响煤气化效果的几个因素190

5.1.5煤气的种类192

5.1.6煤炭气化的基本工艺流程193

5.2移动床气化法及其典型气化炉194

5.2.1常压移动床气化法195

5.2.2典型的常压移动床气化炉198

5.2.3加压移动床气化法201

5.2.4典型的加压移动床气化炉203

5.3流化床气化法及其典型气化炉206

5.3.1流化床气化法206

5.3.2典型的流化床气化炉208

5.4气流床气化法及其典型气化炉211

5.4.1气流床气化法211

5.4.2典型的气流床气化炉213

5.5其他气化法219

5.5.1熔融床气化法219

5.5.2煤的地下气化法222

5.6煤气的净化和加工224

5.6.1脱除酸性气体224

5.6.2CO变换227

5.6.3煤气甲烷化228

5.7我国煤气化技术的发展230

5.7.1多喷嘴对置式水煤浆加压气化技术231

5.7.2分级供氧和水冷壁水煤浆气化技术232

5.7.3TPRI两段干煤粉气化炉234

5.7.4干煤粉加压气化航天炉235

5.7.5熔聚气化技术235

第6章煤的液化技术237

6.1煤液化的意义和相关概念237

6.2煤的直接液化技术238

6.2.1煤直接液化的基本原理239

6.2.2煤直接液化的一般工艺过程240

6.2.3几种典型的直接液化工艺241

6.2.4煤直接液化技术的关键因素251

6.2.5直接液化产物的特点 255

6.2.6我国的煤直接液化技术255

6.3煤的间接液化258

6.3.1FT合成法的基本原理及工艺259

6.3.2几种间接液化的典型工艺264

6.3.3间接液化技术的产物特点269

6.3.4我国煤间接液化技术270

6.4煤制备其他液体燃料271

6.4.1煤制甲醇的典型工艺271

6.4.2甲醇转化制汽油273

6.4.3煤制二甲醚的典型工艺274

6.4.4我国的煤制其他液体燃料技术276

第7章洁净煤发电技术280

7.1超超临界发电技术281

7.1.1超超临界机组的关键因素282

7.1.2超超临界机组的发展历史及前景284

7.2燃气蒸汽联合循环基础287

7.2.1燃气蒸汽联合循环的基本原理287

7.2.2燃气蒸汽联合循环的基本形式288

7.3整体煤气化联合循环293

7.3.1IGCC的基本原理293

7.3.2典型的IGCC示范工程294

7.3.3IGCC的主要特点及影响因素297

7.3.4IGCC的发展过程及趋势299

7.4燃煤增压流化床锅炉联合循环301

7.4.1PFBC的基本形式301

7.4.2典型的PFBC电站系统303

7.4.3PFBC的特点及影响因素305

7.4.4PFBC的发展历史及趋势306

7.5整体煤气化燃料电池联合循环309

7.5.1燃料电池的基本原理309

7.5.2整体煤气化燃料电池联合循环介绍310

7.6整体煤气化湿蒸汽联合循环313

第8章洁净煤技术的发展与前景展望317

8.1国际上洁净煤技术的发展317

8.1.1美国洁净煤技术的发展317

8.1.2欧盟与日本的洁净煤技术的发展319

8.1.3中国洁净煤技术的发展320

8.2二氧化碳与全球气候变暖321

8.3碳捕集与封存技术325

8.3.1CO2捕集技术326

8.3.2CO2封存技术335

8.3.3碳捕集与封存技术发展的意义338

8.4煤基近零排放多联产系统339

8.4.1多联产系统的意义340

8.4.2煤基近零排放多联产系统的发展343

参考文献353

洁净煤技术是指在煤炭从开发到利用全过程中，旨在减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。

洁净煤技术国外发展概况

1986年3月美国率先推出"洁净煤技术示范计划（CCTP）"，主要包含四个方面：(1) 先进的燃煤发电技术（整体煤气化联合循环发电－IGCC，流化床燃烧－CFBC，改进燃烧和直接燃煤热机）；(2) 环境保护设备（NO_x 与SO_x控制）；(3) 煤炭加工成洁净能源技术（洗选、温和气化、液化）；(4) 工业应用（炼铁、水泥及其他行业控制硫、氮、灰尘排放和烟气回收洗涤等）。已有13项取得初步商业化成果。欧共体国家正在研究开发的项目有煤气化联合循环发电（IGCC），煤和生物质及废弃物联合气化（或燃烧），循环流化床燃烧，固体燃料气化与燃料电池联合循环技术等。日本开始较大幅度的增加煤炭的消费量，发展洁净煤技术成为热点。正在开发的项目包括： (1) 提高煤炭利用效率的技术，如IGCC、CFBC和PFBC；(2) 脱硫、脱氮技术，如先进的煤炭洗选技术，氧燃烧技术，先进的废烟处理技术，先进的焦炭生产技术等；(3) 煤炭转化技术，如煤炭直接液化，加氢气化，煤气化联合燃料电池和煤的热解等；(4) 粉煤灰的有效利用技术。

洁净煤技术国内发展概况

我国围绕提高煤炭开发利用效率、减轻对环境污染开展了大量的研究开发和推广工作。随着国家宏观发展战略的转变，洁净煤技术作为可持续发展和实现两个根本转变的战略措施之一，得到政府的大力支持。1995年国务院成立了"国家洁净煤技术推广规划领导小组"，组织制定了《中国洁净煤技术"九五"计划和2010年发展纲要》，并于1997年6月获国务院批准。

中国洁净煤技术计划框架涉及四个领域（煤炭加工、煤炭高效洁净燃烧、煤炭转化、污染排放控制与废弃物处理），包括十四项技术，即：煤炭洗选、型煤、水煤浆；循环流化床发电技术、增压流化床发电技术、整体煤气化联合循环发电技术；煤炭气化、煤炭液化、燃料电池；烟气净化、电厂粉煤灰综合利用、煤层甲烷的开发利用、煤矸石和煤泥水的综合利用、工业锅炉和窑炉。

传统意义上的洁净煤技术主要是指煤炭的净化技术及一些加工转换技术，即煤炭的洗选、配煤、型煤以及粉煤灰的综合利用技术，国外煤炭的洗选及配煤技术相当成熟，已被广泛采用；意义上洁净煤技术是指高技术含量的洁净煤技术，发展的主要方向是煤炭的气化、液化、煤炭高效燃烧与发电技术等等。它是旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转换和污染控制新技术的总称，是当前世界各国解决环境问题的主导技术之一，也是高新技术国际竞争的一个重要领域。根据我国国情，洁净技术包括：选煤，型煤，水煤浆，超临界火力发电，先进的燃烧器，流化床燃烧，煤气化联合循环发电，烟道气净化，煤炭气化，煤炭液化，燃料电池。

本书结合中国能源化工基地发展循环型经济的实际，较系统地介绍了煤炭加工利用与环境问题；煤炭加工转化主要新技术、新工艺；煤炭洁净燃烧新技术与工艺；煤炭清洁开采新技术、新方法；煤炭共伴生资源综合利用技术；适当介绍了洁净煤技术领域的发展趋势。书中引入了典型的洁净煤技术工程示例，反映了当前洁净煤技术的最新成果。