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《洁净煤技术》2023年文章TOP30 | 论文推荐

来源：洁净煤技术

专题来自于《洁净煤技术》2023年，共30篇研究成果。

行业视野: 洁净煤技术
类别; 143个
关键词; 166位
专家; 30篇
论文; 12271IP
点击量; 7172次
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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

435

405
二氧化碳催化加氢制甲醇研究进展

作者(Author)：郭嘉懿, 何育荣, 马晶晶, 胡晨烨, 何生忠, 周子苗, 杨辉, 胡修德, 郭庆杰

摘要：近年来，许多工业领域频繁使用化石燃料，导致温室气体（GHG）大量排放，大气中二氧化碳含量急剧增多。化石燃料的枯竭，全球变暖、气候变化以及燃料价格的急剧波动，使新型环保燃料成为研究热点。将二氧化碳转化为高附加值产品的过程被认为是应对气候变化和能源高速消耗的有效措施。甲醇是一种重要的化工原料和能源，在行业内的需求与日俱增。为顺应国家双碳目标和绿色环保战略规划，CO2热催化加氢制甲醇工艺得到广泛研究。使用二氧化碳生产甲醇工业生产过程中，二氧化碳的来源很多，可从炼油厂、炼煤厂、制锰厂等排放的烟气中分离。氢气可从绿色能源发电电解水得到，如太阳能、水力或风能发电。利用可再生能源进行CO2催化加氢制甲醇，不仅可在很大程度减少二氧化碳排放，碳资源也可实现循环再生利用，能有效缓解我国当前能源及化工原材料缺口。通过介绍甲醇性质以及近年来国内外甲醇生产技术发展历史，从催化剂和工艺方面综述了甲醇制备方法以及尚需解决的关键问题，目前二氧化碳制甲醇催化剂虽然有了一定研究进展，但其性能距实现工业化还有一定难度，CO2催化加氢制甲醇整体所需工业成本较高，其中制氢成本是影响过程经济性的关键因素。将可再生能源光、风、水等转化为电能，再用电解水制绿氢是理想的研究方向，不但不会大量排放二氧化碳，还会消耗二氧化碳，符合国家双碳和绿色环保战略规划。

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洁净煤技术

2023年第04期

355

485
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

334

130
双碳背景下火电企业碳计量分析与建议

作者(Author)：卢伟业, 陈小玄, 陆继东, 李越胜, 姚顺春

摘要：随着国家“碳达峰、碳中和”目标提出，火电企业成为双碳目标的先行者和主力军并率先进入全国碳交易市场。控排企业碳排放报告由企业依据质量控制计划统计历史年度数据得到，经第三方核查机构核查并形成最终结果，碳排放数据质量是关注重点，直接决定碳交易的公正性。随着纳入控排企业数量快速增加以及碳核查工作的深入开展，碳排放核查在政府侧、核查机构侧及企业侧均反映出一些问题，亟需发展碳计量技术手段予以解决。总结分析国内外温室气体核查和连续监测经验，欧美等发达国家发展较早，初步形成了各自的碳计量体系，而我国温室气体排放连续监测技术尚处于试点探索阶段，缺少完整的碳计量体系、标准及政策。为保证碳排放数据质量，提出以核查为主、连续监测为辅的具体方法，建议引入煤质快速分析计量技术，建立煤质数据库系统。开展碳排放监测法律法规政策研究和体系建设，建立对应的技术标准及质保体系，重点攻克温室气体连续监测技术难点，构建温室气体排放数据信息管理平台，并在火力发电行业率先开展碳排放连续监测试点，以推动我国火电企业碳计量体系建设，为全国各行业全面开展碳排放连续监测提供支撑，为统筹有序做好碳达峰碳中和工作,促进经济社会高质量发展提供坚强保障。

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洁净煤技术

2023年第01期

271

260
气化细渣掺烧煤和生物质的燃烧特性及动力学分析

作者(Author)：孙晓慧, 颜济青, 方梦祥, 王勤辉, 匡建平

摘要：气化细渣目前以堆放填埋为主，环保压力大，如何高效利用低热值气化细渣是关注热点。合成甲醇和煤油的煤气化工艺排出的2种气化细渣总量较大、处理困难。对2种气化细渣进行粒径分析及SEM观察，发现气化细渣粒径较小，大部分小于100 μm，整体结构破碎，由较多熔融聚合形成的球形颗粒和不规则孔隙构成。掺烧是利用低热值燃料的有效手段，将气化细渣与煤、生物质以不同比例掺烧，分析其燃烧特性，并用Coats-Redfern方法进行动力学特性分析。结果表明，气化细渣与煤、生物质掺烧可大幅提高气化细渣燃烧性能，降低燃烧所需活化能。纯甲醇渣、煤油渣燃烧所需活化能分别为105.10和100.80 kJ/mol，甲醇渣、煤油渣与煤掺烧后，气化细渣掺烧比例为30%时，综合燃烧特性指数最高，分别为23.64×108和25.96×108；活化能最低，分别为89.46和83.76 kJ/mol。气化细渣内含丰富孔隙结构，一定比例的气化细渣与煤掺烧可增大可燃物质与空气的接触面积，利于气体吸附扩散，缩短燃烧达到最大燃烧速率的时间，提前达到最大燃烧强度。甲醇渣、煤油渣与生物质掺烧，气化细渣掺烧比例为30%时，活化能最小，分别为72.14、69.59 kJ/mol，生物质的燃烧温度区间低于气化细渣，可对气化细渣燃烧过程起预热作用，显著降低气化细渣固定碳燃烧所需活化能。

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洁净煤技术

2023年第01期

410

444
生物质催化热解制油及油品改性提质研究进展

作者(Author)：赵荣洋, 杨美玲, 李杰, 常国璋, 王翠苹

摘要：基于国家碳中和背景，生物质作为一种重要的可再生资源，其有效利用至关重要。生物质热解制油具有规模化潜力，成为目前生物质利用的主要方式。生物质热解技术按照液化方式不同分为直接液化和间接液化，但生物质直接液化所得生物油组分不稳定，间接液化所得生物油品质取决于反应器型式、反应温度及催化剂类型等，不同制备方法的生物油品质差别较大，生物油改性提质成为其实际应用的必要条件。归纳比较了生物质热解过程中提高生物油品质的催化剂类型，着重综述了原生物油分离为轻质组分和重质组分后分别改性提质的技术路线，可转化为燃气、燃油甚至化学品，实现生物油的高值化。针对轻质油组分的改性方法有水蒸气重整制氢、催化裂解、加氢脱氧、催化酯化等，催化剂类型以分子筛及贵金属为主；而重质油组分水含量低、黏性大，相关提质研究较少，目前报道以加氢、裂化、酯化、添加溶剂、气化为主。生物油提质改性方法中，催化剂、氢源、耗能是限制其规模化、工业化应用的主要原因，降低催化剂成本及提高催化剂寿命、减少氢源使用或利用低成本氢源、简化工艺及降低反应温度是生物油提质技术发展方向。

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洁净煤技术

2023年第02期

457

221
焦炉煤气制氢技术研究进展

作者(Author)：李志强, 王华, 李孔斋

摘要：作为高炉炼铁还原剂，焦炭需求量巨大，其生产过程产生大量焦炉煤气，且成分复杂，富含H2，热值高。然而约20%被直接排放或以“点天灯”方式燃烧，与双碳目标相背。焦炉煤气的清洁高效利用是推动冶金、焦化行业高质量发展的关键因素之一。目前，焦炉煤气制氢技术以变压吸附、深冷法、膜分离法等物理方法为主，非催化和催化重整、氧传输膜重整、化学链重整等化学方法制氢技术也受到关注，旨在为下游石油化工、金属冶炼与加工等行业提供清洁原料气。综述了不同焦炉煤气制氢技术的原理、特点以及研究与应用进展，针对焦炉煤气利用开发程度低，CH4、CO2、CO、焦油、苯等组分利用率低等问题给出建议。对于物理净化分离技术，高选择性吸附剂、分离膜的设计和开发以及装备的集约化是研究重点；对于化学重整技术，耐硫催化剂、氧传输膜、载氧体的构筑及工业化探索是研究重点。化学法+物理法联合制氢工艺包含净化、重整、分离等工序，是实现焦炉煤气清洁、高效、高值化利用的重要路径，是未来重要发展方向。

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洁净煤技术

2023年第04期

333

201
双碳目标下煤炭深部流态化开采及前景

作者(Author)：于海洋, 许永彬, 陈智明, 刘泽林, 汪洋, 程时清, 吴玉新

摘要：为积极应对全球气候变化，我国提出2030年前达到碳达峰、2060年实现碳中和的双碳目标。我国能源结构决定了煤炭是我国主体消费能源且短期内不会发生变化。为实现双碳目标，煤炭行业需从技术与理论2方面进行创新。为此，围绕煤炭地下气化思路，综述了煤炭深部流态化生产的3种方式：气化、热解以及生物溶解。其中，主要综述了煤炭地下气化技术，包括国内外部分典型煤炭地下气化项目的发展历程、气化工艺及气化稳定性影响因素，并简要分析煤炭地下气化技术仍有待进一步形成工业化生产的原因。同时，将石油行业中的多级压裂水平井同井缝间注采技术引入煤炭深部流态化开采，该技术通过注入气化剂和增加加热装置实现煤炭地下深部流态化开采。基于水平井同井缝间注采技术，探讨了一种新井型在煤炭地下气化、地下热解和地下生物溶解开采中的应用前景及适用范围。相比传统地下气化工艺，水平井同井缝间注采技术具有节约开采成本、提高经济效益、增大气化反应面积和提高波及范围等优势，此外，还可利用新能源技术发电加热，在一定程度上减少碳排放，推动双碳目标实现。最后，结合深部煤炭流态化发展现状，分析当前存在的问题，为我国未来深部煤炭地下气化工业发展提出了建议。

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洁净煤技术

2023年第01期

376

258