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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
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《洁净煤技术》2019年度优秀论文

来源：洁净煤技术

2020年，在编委、中青年专家和审稿专家的悉心指导下，在作者和读者的大力支持下，《洁净煤技术》编辑部实现了来稿数量、质量双提升，专家群、作者群、读者群不断壮大，行业影响力进一步提高。

根据中国知网数据，综合考虑定量和定性评价标准，编辑部臻选2019年度优秀论文共20篇。

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  • 煤粉热解气化耦合燃烧超低氮燃烧技术进展

    作者(Author)： 刘兴, 和宇, 卢旭超, 熊小鹤, 谭厚章, 惠世恩

    摘要：随着环保政策趋严，常规火电机组经超低氮排放改造对炉膛内部燃烧过程及尾部烟道燃烧后烟气进行氮氧化物协同脱除后，NOx已达到低于50 mg/m3的水平。随着低NOx燃烧技术的发展，煤粉热解气化耦合燃烧超低氮燃烧技术已引起重视，其主要思路是在预燃室内引入高温热源，对远低于化学当量比的浓煤粉气流进行加热，煤粉在预燃室内先快速释放挥发分并发生部分燃烧，其气相产物及高温半焦离开预燃室经燃烧器组织送入炉膛后进行低氮燃烧处理。与传统的选择性催化/非催化还原法(SCR/SNCR)等燃烧后降氮策略相比，该技术通过燃烧高温半焦直接在炉内燃烧过程中降氮，技术优势和经济潜力显著。预燃源是产生气相产物、高温半焦的关键环节，笔者根据预燃源方式的不同，介绍了天然气供热煤粉预燃、循环流化床供热煤粉预燃、等离子点火预燃室、感应加热点火预燃室、传统预燃室燃烧器等煤粉预燃技术的发展现状及应用情况，为相关技术人员提供参考。
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    洁净煤技术
    2019年第02期
    770
    329
  • 燃煤电厂脱硫废水烟气蒸发技术进展与应用

    作者(Author)： 柴晋, 万忠诚, 武凯, 张净瑞, 陈嘉宁, 刘其彬, 马双忱

    摘要：自“水污染防治行动计划(水十条)”颁布以来，燃煤电厂脱硫废水零排放已逐渐成为电厂深度减排、污染物深度治理的必然要求。脱硫废水烟气蒸发技术具有工艺简单、安全可靠、投资及运行成本低等优势，逐渐成为主流技术。燃煤电厂脱硫废水烟气蒸发技术主要分为3类:低温烟道蒸发、高温旁路烟气蒸发、低温烟气余热浓缩减量，其中高温烟气蒸发又可分为旁路蒸发塔蒸发和旁路烟道蒸发2种技术路线。同时，对电厂烟气蒸发能力进行了核算,论述了脱硫废水烟气蒸发技术的研究进展与应用现状，并深入分析了各烟气蒸发技术的工艺特性、优缺点及其适用范围。研究表明，燃煤电厂的烟气蒸发能力极强，可以作为脱硫废水零排放的热源。另外，低温烟道蒸发因其易受锅炉负荷影响，适用度不高，未来烟气蒸发技术的研究重点是低温烟气余热浓缩结合高温旁路蒸发或低温烟气余热浓缩结合水泥化固定。
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    洁净煤技术
    2019年第02期
    916
    430
  • 燃煤电厂汞排放与控制技术研究进展

    作者(Author)： 段钰锋, 朱纯, 佘敏, 姚婷, 赵士林, 汤红健, 黄天放, 刘猛

    摘要：燃煤锅炉排放的汞已成为我国最大的人为汞排放污染源。汞具有神经剧毒性、大气迁移性和生物累积性等特征，对自然环境和人类健康构成严重危害，已在全球范围内引起广泛关注。目前我国燃煤电厂汞排放控制主要采用现有污染物控制装置(APCDs)的协同脱汞技术。随着我国燃煤电厂“近零排放”目标的实施，烟气汞排放浓度、灰渣和废水汞含量的排放限值将日趋严格。本文首先概述了当前我国燃煤电厂汞污染物大气排放标准快速更新的现状，指出应对日趋严格的汞排放限值需要对燃煤锅炉系统进行深度脱汞。然后介绍了烟气汞浓度检测技术的发展，以应对大气汞排放浓度的监测和监管。第三，综述了燃煤脱汞技术，详述了APCDs协同脱汞、烟气喷射吸附剂脱汞技术的研究进展，指出了新型脱汞吸附剂的研发趋势。第四，论述了我国燃煤电厂正在实施的超低排放改造对汞减排的效果。最后，针对目前燃煤电厂脱汞技术存在的问题，提出前瞻性的脱汞研究课题，以期对燃煤电厂实现“汞零排放”和副产物中汞的稳定化提供科学参考。
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    洁净煤技术
    2019年第02期
    979
    367
  • 煤气化渣制备聚合氯化铝工艺研究

    作者(Author)： 胡文豪, 张建波, 李少鹏, 李占兵, 孙志刚, 李会泉

    摘要：我国煤气化渣(CGR)年产量巨大，但综合利用率低，现有堆存与填埋方式具有较大的环境风险与经济压力，规模化消纳与资源化利用需求迫切。以煤气化渣酸浸液制备聚合氯化铝絮凝剂为目标，重点考察了铝酸钙粉用量、聚合温度、聚合时间和酸洗液循环次数对聚合氯化铝产品指标的影响。结果表明，煤气化渣酸洗液循环次数达到4次时，液相中铝离子浓度为28 g/L，氧化铝含量可达5.28%；以该富铝酸液为反应原料，反应温度80 ℃，反应时间120 min，铝酸钙粉用量1250 g/50 mL时，得到聚合氯化铝产品中氧化铝质量分数为10%~11%，盐基度为44%~50%，且产品中铅、铬、砷等重金属元素含量极低，各项性能指标均符合GB/T 22627—2014中水处理剂聚合氯化铝的制备标准。
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    洁净煤技术
    2019年第01期
    989
    374
  • 煤粉空气分级燃烧中还原性气氛的模拟预测及分析

    作者(Author)： 陈登高, 李振山, 蔡宁生

    摘要：空气分级燃烧是广泛采用的煤粉低氮燃烧技术，使用数值模拟方法对其进行模拟预测，有助于燃烧设备的改进并优化燃烧，实现在燃烧中进一步降低污染物排放。空气分级燃烧数值模拟中对还原区的准确模拟是预测氮氧化物排放、硫化氢高温腐蚀等的基础。笔者旨在提出一种合理预测煤粉空气分级燃烧还原性气氛的数值模拟方案，并将其应用于实际锅炉的模拟，并探讨了还原性气氛预测准确性对氮氧化物排放、焦炭燃烧等的影响。主要内容包括：① 对煤粉空气分级燃烧过程进行原理分析，提出数值模型开发及其应用的研究思路，即是通过小型电加热沉降炉模拟实际锅炉分级燃烧温度和组分浓度场，测量组分、焦炭转化等参数用于模型开发和验证，最后将开发的模型嵌入商用数值模拟平台，实现分级燃烧全过程模拟。基于此，搭建了能够反映实际锅炉空气分级燃烧温度场和组分浓度场特性的电加热沉降炉试验平台，并通过在线称重给煤速率、气体浓度组分测量，对试验系统的稳定性进行了验证。② 设计不同工况的空气分级燃烧试验，并获取沿程CO、H2、焦炭转化率等关键数据，基于数值模拟的动力学优化方法获取空气分级燃烧状态下还原区焦炭的气化反应动力学参数。通过开发用户自定义函数的方式在Fluent平台上实现了焦炭气化以及还原性气氛的模拟预测，并将其应用于600 MWe超临界墙式对冲炉分级燃烧的数值模拟。③ 分析比较了在模拟中不考虑气化和考虑气化时对炉内温度、还原区气氛、氮氧化物的分布和焦炭转化的影响。结果表明，文中提出的空气分级燃烧数值模拟方案能实现对实际锅炉空气分级燃烧特别是还原区的合理预测；在模拟中不考虑焦炭气化将导致还原性气体浓度明显偏低，进而导致颗粒燃尽推迟，炉膛出口氮氧化物浓度偏高。
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    洁净煤技术
    2019年第01期
    894
    383
  • 选矿废水中残留药剂生物降解技术研究进展

    作者(Author)： 张东晨, 王方略, 董敬申, 郑婧, 秦华昱, 程娟, 付鹏

    摘要：选矿药剂通常用于调节矿物表面和浮选介质的物理化学性质，扩大有用矿物与脉石矿物间的亲疏水性差异，从而达到更好的分选效果。选矿药剂种类繁多，含有残留药剂的选矿废水直接外排会对环境造成严重污染。生物降解作为一种新型生化处理方法，具有成本低、能耗少、无二次污染等优点，因此研究高效降解选矿废水中残留药剂的方法尤为重要。论述了当前黄药、黑药、羟肟酸类、松醇油等选矿药剂生物降解技术的研究进展，分析了影响降解效果的工艺因素和选矿药剂生物降解研究存在的主要问题，并对今后的研究工作进行展望。影响黄药生物降解效果的因素有黄药初始浓度、pH、温度，振荡速率、降解时间、碳氮比、氮源和金属离子等。外加碳源可促进黄药的降解。CS2、ROCSSH和单硫代碳酸盐是烃基黄药的主要降解产物，并伴有少许双黄药油液滴生成，属于一级酶促降解动力学。黄原酸盐分解的中间产物是过氧化黄原酸盐。不同外加碳源同样会促进黑苯胺药的降解。羟肟酸类捕收剂降解反应是一级反应动力学。影响对松醇油的降解因素有pH、接种量、温度、摇床转速、松醇油初始浓度、反应时间等。针对选矿药剂生物降解研究存在的主要问题，今后的研究工作应借鉴相近领域的生物技术手段筛选出高效降解菌株，在降解机理上开展更深入研究，在分子水平上改造基因，利用基因工程技术构建新的降解菌株。同时，应加快选矿废水生物降解设备的研制。
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    洁净煤技术
    2019年第01期
    1106
    253
  • 湿法脱硫烟气水回收技术研究进展

    作者(Author)： 马双忱, 别璇, 孙尧, 龚春琴, 曲保忠

    摘要：湿式石灰石石膏法是目前应用最为广泛的烟气脱硫方法，但其涉及的水问题不可忽略，雾霾、白色烟羽、石膏雨等环保问题均与水问题有关。同时烟气中水资源含量大，实现烟气水回收对于电厂节水意义重大。论述了现有烟气中水分来源以及烟气水回收技术，分析了烟气水回收技术的原理、优缺点和研究应用情况等。实现水回收的方法有冷凝法、膜法以及吸收法。冷凝法水回收技术回收的水质较差，具有一定腐蚀性，但水回收量较大；吸收法水回收技术系统较为简单，回收水质也较好，但有吸收溶液随烟气带出的风险；而膜法水回收技术的回收水质好，不涉及污染物排放，但其回收水量仍有提升空间，清理、减小甚至防止污堵是限制该技术发展的关键。电厂须根据实际情况选择具体的冷凝技术，在电除雾器运行状况稳定、除雾效果好的电厂可优先考虑膜法水回收技术；有余热回收需求的电厂，可优先考虑冷凝法。最后指出从根本上解决水问题的方法是转变烟气脱硫方式。干法脱硫由于不涉及废水问题，也不会增加烟气中水蒸气含量，同时避免了腐蚀等问题，是烟气脱硫技术里最有潜力的方法之一。
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    洁净煤技术
    2019年第01期
    772
    357
  • 我国煤制燃料油技术进展及工业化现状

    作者(Author)： 胡发亭, 颜丙峰, 王光耀, 谷小会, 常秋连

    摘要：我国富煤贫油少气，以煤为原料生产清洁燃料油具有重要意义。为实现我国煤制燃料油产业健康有序快速发展，论述了煤直接液化、煤间接液化、煤油共炼3种煤制燃料油技术的定义、原理以及工艺流程，概述了煤制燃料油技术在我国的发展历程、技术研究进展及工业化应用现状。对3种煤制燃料油技工业应用过程中存在的问题、技术难点进行分析，并展望了应用前景。3种煤制燃料油技术在我国均已建成工业示范项目，步入了商业化发展阶段，煤直接液化和煤油共炼由于技术和原料的特殊性，目前均只是建设了一套工业示范装置，而我国已投产或试车成功的煤间接液化项目有10个左右，总产能近千万吨。煤直接液化技术吨油煤耗小，投资和运行成本低，今后应重点提高循环溶剂的质量和数量；煤间接液化技术成熟，是我国重点推广的煤制燃料油技术，未来的发展趋势是拓展产品种类，提高产品附加值；在同时具备适合液化的煤和重质油资源的企业适宜发展煤油共炼产业。国家应加大煤制油研发投入，重点解决目前存在的水耗、能耗、碳排放高等问题，并给予政策支持，促进煤制油产业快速发展，保障国家能源安全。以规划为先导，积极稳妥发展煤制燃料油产业，是煤炭行业未来发展的新格局新趋势。
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    洁净煤技术
    2019年第01期
    894
    525
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