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《洁净煤技术》2024年度优秀论文

来源：洁净煤技术

《洁净煤技术》2024年度优秀论文评选活动于2024年12月13日开通投票通道，2024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; 98个
关键词; 126位
专家; 21篇
论文; 20266IP
点击量; 9528次
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煤气化细渣碳灰分离技术研究进展

作者(Author)：杨进进, 樊盼盼, 樊晓婷, 鲍卫仁, 王建成, 董连平, 樊民强, 常丽萍

摘要：基于我国富煤、贫油、少气的能源结构特点,煤炭在相当长的时间内仍然是我国最重要的化石能源。煤气化是现代煤化工发展的前沿技术,是实现煤炭清洁高效利用的有效途径,对实现国家高质量发展具有重要战略意义。煤气化过程中会产生煤气化细渣,煤气化细渣主要通过填埋的方式进行处理,不仅占用土地,污染环境,而且不利于煤化工企业的长远发展,气化细渣的高效处理再利用迫在眉睫。首先对气化细渣的理化特性进行了分析总结,气化细渣残碳含量与煤种、气化工艺条件、运行工况等因素均相关,但气化细渣的物理化学性质差别不大,主要由SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3和C组成。气化细渣残碳含量一般在20%左右,因煤种和气化操作条件等的差异,部分地区气化细渣残碳含量高达50%,具有一定潜在的利用价值。目前,气化细渣的处理方式主要有筛分分级、重力分选和泡沫分选。系统总结了气化细渣的筛分分级、重力分选和浮选技术,通过筛分分级和重力分选技术,均可以无污染、绿色环保实现气化细渣低成本、高效率再利用。通过浮选强化,可以提高捕收剂在气化细渣残碳表面的吸附与铺展,改善气化细渣的疏水性。最后,根据国内外研究现状,提出了气化细渣分选研究方向。

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洁净煤技术

2023年第07期

868

491
燃煤电厂二氧化碳捕集利用与封存技术及工程应用

作者(Author)：顾永正, 王天堃, 黄艳, 赵瑞, 徐冬

摘要：我国是全球第一大碳排放国，燃煤发电作为最主要的碳排放源，迫切需要绿色低碳转型发展。系统梳理了全球碳减排发展趋势，以及国内外二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）技术的发展现状，重点开展了低能耗煤电CCUS工程创新实践，依托600 MW等级燃煤机组，于2021年6月25日建成并投运国内最大规模的15万t/a燃烧后CO2捕集-驱油/封存全流程示范工程。结果表明：CCUS示范装置由洗涤、捕集、压缩、干燥、液化、储存装车6个单元组成，创新开发了新型复合胺吸收新技术，率先应用了增强型改性塑料填料、汽提式降膜再沸器等新设备，首创形成了“级间冷却+分流解吸+机械式蒸汽再压缩闪蒸”高效节能新工艺；168 h试运期间，CCUS示范装置各单元在不同负荷（50%～100%）下运行稳定，连续产出纯度99.5%的工业级液态CO2，产品参数在-16～-21 ℃、2.0 MPa 左右，满负荷时CO2产量>18.75 t/h，实现了低浓度（体积分数11%～15%）、大流量（约10万m3/h）燃煤烟气CO2捕集率>90%、再生能耗<2.4 GJ/t（以CO2计）的重大突破，整体性能指标达到国际领先水平，为保障我国煤电应对2060碳达峰碳中和目标提供技术可行、经济合理的科技支撑。

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洁净煤技术

2023年第04期

1029

640
活性焦脱除烟气污染物研究进展

作者(Author)：温昶, 文邬浩, 王大鹏, 井振启, 刘骞, 徐明涛, 朱光玥

摘要：活性焦是一种高效、低成本的烟气污染物净化吸附剂，具有较好的抗碎强度和可再生性能，可应用于电厂等行业烟气脱除污染物，是干法烟气净化技术的核心材料，符合我国绿色经济、循环经济的发展要求。综述了活性焦应用于烟气污染物脱除的研究进展，对活性焦的制备、活化、改性、表征、工程应用进行介绍，且归纳了污染物（SO2、NOx、Hg0、VOCs）在活性焦上的去除机理，总结了影响活性焦吸附性能的相关因素以及废弃活性焦再生工艺的研究成果。目前，活性焦制备的方式有物理制备和化学制备。物理制备主要通过水蒸气等气体在高温条件下使活性焦具有更佳的孔隙结构，而化学制备主要通过酸、碱、盐等溶液对活性焦进行浸渍处理，优化活性焦的孔隙结构，丰富活性焦表面上的官能团，为活性焦提供更多吸附位点，以提高活性焦脱除烟气污染物能力。而在活性焦吸附污染物的过程中，污染物在活性焦上主要发生物理和化学吸附。一部分污染物直接吸附附着在活性焦表面，一部分污染物受吸附条件和活性焦官能团的影响，在吸附位点上发生化学反应，转化为其他易回收或无害物质。其中，烟气中SO2通常转化为H2SO4，NOx催化转化为N2，Hg0主要转化为HgO或HgSO4，VOCs最终转化为CO2和H2O。活性焦通过这一系列的吸附转化过程实现烟气污染物脱除。为提升活性焦的工程应用潜力，经吸附的活性焦还可通过水洗、加热、微波等方式再生使用。活性焦的再生条件、再生方式也得到广泛研究，提高活性焦的循环吸附性能。随活性焦吸附条件（吸附温度、烟气组分等）等影响因素研究的逐渐深入，活性焦脱除污染物效率有较大提升，其中较好的活性焦吸附性能可达90%以上。此外，随活性焦制备工艺逐渐成熟，活性焦协同吸附污染物的效果较好，在一定程度上得以应用。总结了国内外活性焦在工业实践中的应用，并提出该技术存在的问题和展望，为今后活性焦的研究与应用提供参考。

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洁净煤技术

2023年第01期

616

421
以煤热解为龙头的煤分质利用技术:回顾与展望

作者(Author)：尚建选, 牛犇, 牛梦龙, 杜鹏鹏, 刘秋芳, 马宝岐

摘要：发展煤炭清洁高效利用技术对保障国家能源安全、支撑国民经济发展以及实现双碳目标具有重要意义。以煤热解为龙头的煤分质利用技术具有能源转化效率高、碳排放低、水耗低等优点,已成为最具前景的煤炭清洁高效转化利用的技术路线和工业实践方向。系统回顾了国内外煤中低温热解技术的发展历史,从20世纪初至中叶的初期工业化和20世纪60年代—90年代末的深入研究2个阶段,分别介绍了国外煤热解技术的发展历程和应用情况;全面介绍了2000年后,我国在移动床、回转窑、流化床、带式炉、旋转炉和气流床热解工艺方面自主研发的典型技术和工业化进展。煤分质清洁高效转化多联产技术经过十多年的发展,已经形成了煤分质清洁高效转化多联产技术的开发系统,同时基于陕北资源特点建立了煤—油—电—化多联产和煤—盐—油—化多联产模式。着重介绍了陕西煤业化工集团在煤分质利用领域的基础研究、技术探索和工业实践。最后,从粉煤热解的应用基础研究、焦油分质利用技术的发展方向和系统耦合集成技术的开发3个方面对以煤热解为龙头的煤分质利用技术的未来发展进行了展望。建立产品形态更丰富、能耗更低、项目经济性和综合资源利用率更高,低碳环保,多技术集成与耦合的煤分质利用技术是重要的发展方向。

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洁净煤技术

2023年第07期

1252

548
粉煤灰碱激发制备地质聚合物研究进展

作者(Author)：孙浩, 马志斌, 路广军, 刘晋艳, 廖洪强

摘要：由于传统硅酸盐水泥基建材生产过程排放大量CO2,近几年以地质聚合物(地聚物)为代表的新型低碳胶凝材料成为研究热点。作为我国大宗工业固体废弃物,粉煤灰富含硅铝酸盐,通过碱激发制备地聚物可实现粉煤灰大宗消纳。综合论述了粉煤灰的碱激发反应活性评估方法,总结了粉煤灰碱激发反应机理,归纳了粉煤灰类型、激发剂、原料配比和养护制度等关键因素对地聚物形成和性能的影响规律,提出了目前研究存在的问题,并从粉煤灰活性组分评估和碱激发体系元素组成的角度,对未来研究方向进行展望。粉煤灰的反应活性评价方法主要有Rietveld全谱图拟合法、饱和石灰溶液吸收法和酸碱溶出法。粉煤灰碱激发反应过程可分为解构—重构—凝聚—聚合4个阶段,解构过程中溶出的硅铝比(Si/Al物质的量比)对凝胶结构和材料力学性能有重要影响,不同研究获得的最佳Si/Al物质的量比存在较大差异。目前关于原料配比、养护制度和凝胶结构等因素对地聚物性能影响研究获得的变化规律并不一致,为粉煤灰碱激发反应机理和地聚物合成研究带来困难,未来应针对不同类别粉煤灰理化特性,建立碱激发体系各元素配比统一的计算方法,为粉煤灰基地聚物合成时统一设计标准奠定理论基础。

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洁净煤技术

2023年第11期

605

294
煤电+CCUS产业规模化发展政策激励

作者(Author)：徐冬, 张帅, 韩涛, 郑旭帆, 常林, 冯白阳, 冯蕾

摘要：碳捕集、利用与封存(CCUS)是实现碳中和目标的重要战略选择。我国能源和电力结构以煤为主，煤电+CCUS技术是实现电力系统深度脱碳、电力灵活稳定供应的重要保障。当前，我国CCUS产业发展存在壁垒高、成本高、政策法规体系建设不健全等问题，缺少鼓励性政策、金融融资渠道困难等限制了煤电CCUS技术的大规模发展。围绕煤电产业低碳转型背景下面临的机遇和挑战，全面分析美国、欧盟、英国、加拿大、澳大利亚等国家和地区CCUS领域政策法规及成功案例，概括各国出台的科技政策对CCUS科技示范及工程项目的资助方案，总结发达国家CCUS政策体系构建方面的成功经验及对我国的启示，制定多项激励政策共发力，采取灵活兜底的价格机制，多举措拓宽投融资渠道，探索恰当合理的商业模式，分析我国CCUS政策体系现状及需求，研究不同激励政策对煤电CCUS改造的影响，从CCUS定位、政策激励、标准规范、审批监管等角度提出煤电CCUS发展的政策建议，为推进CCUS产业发展，实现煤电碳中和目标提供参考。

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洁净煤技术

2023年第04期

1048

413
碳达峰碳中和背景下火力发电厂碳排放分析与建议

作者(Author)：刘高军

摘要：介绍了目前主流碳排放计算和核查方法，对典型的660 MW燃煤机组、365 MW燃气机组和660 MW燃油机组进行碳排放计算。在给定条件下3种火电厂CO2排放总量分别为2 303 751、573 945、1 988 626 t/a，单位发电量CO2排放数值分别为0.827 9、0.373 0和0.714 7 t/MWh。燃气机组单位发电量碳排放最低，仅为燃煤机组的45%。相应地，燃油机组碳排放为燃煤机组的86%。从火电厂碳排放组成来看，化石燃料燃烧产生的碳排放占电厂碳排放总量的99%以上。脱硫过程产生的碳排放占比与煤中含硫量有关。企业净购入使用电力产生的碳排放占比最小。为有效规范和降低碳排放，建议顺应燃煤机组小火电关停，代之以大机组(称为“上大压小”)的政策、高参数大容量发展趋势，积极配置光伏、风电、核能和水电等低碳、零碳能源。推广技术固碳和生态固碳等碳汇手段，开发绿色金融产品，规范碳排放交易市场。

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洁净煤技术

2023年第06期

596

288
燃煤电厂烟气CO2化学吸收捕集液-液两相吸收剂开发进展

作者(Author)：林海周, 吴大卫, 范永春, 罗必雄, 裴爱国, 方梦祥

摘要：燃烧后化学吸收技术是现阶段最成熟的燃煤电厂烟气CO2捕集技术之一。由于传统的胺基吸收剂再生能耗较高，不利于化学吸收碳捕集技术的推广应用。液-液两相吸收剂能大幅降低再生能耗，具备替代传统吸收剂的前景。综述了两相吸收剂的技术特点和研发进展，根据吸收剂组成将两相吸收剂分成混合胺型两相吸收剂（活性胺+三级胺分相剂+水）、有机溶剂型两相吸收剂（活性胺+有机溶剂分相剂+水）和无水型两相吸收剂（活性胺+三级胺/有机溶剂分相剂）3种类型，重点对这3种类型两相吸收剂的分相行为、能耗、黏度、吸收负荷等特性进行分析。其中有机溶剂型两相吸收剂在能耗（1.5～3.2 GJ/t）、黏度（可控制在20 mPa·s以下）和成本（有机溶剂分相剂+水更具成本潜力）等方面优势相对更明显。两相吸收剂作为新型吸收剂，相比传统胺吸收剂在工业应用方面仍存在富相黏度较高、吸收剂成本较高、分相稳定控制难等较多挑战。为加快两相吸收剂的工程应用，未来需要在低能耗配方体系优化、降低富相黏度和吸收剂损耗、提升分相控制能力以及开展长周期运行测试，提升工艺稳定和可靠性等方面开展更深入研究。

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洁净煤技术

2023年第04期

1097

495

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