《洁净煤技术》2023—2024年度高影响力论文Top20

来源：洁净煤技术

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行业视野: 洁净煤技术
类别; 103个
关键词; 105位
专家; 20篇
论文; 18175IP
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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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2023年第07期

901

496
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

1148

432
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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2023年第04期

1116

499
生物质替代燃料在水泥行业的应用进展

作者(Author)：王俊杰, 杨华伟, 湛月平, 柴祯, 蔡军, 朱治平

摘要：水泥工业是重要的基础原材料行业,同时也是高耗能、高碳排放行业。我国生物质资源丰富,生物质替代燃料应用于水泥行业有助于降低化石能源消耗和碳排放,是实现我国水泥工业碳中和的主要途径之一。系统梳理并分析了生物质替代燃料在水泥行业的应用进展以及存在的相关问题,并给出了解决思路。较传统化石燃料,生物质燃料具有水分含量高、热值低、尺寸大等特点,应用于水泥生产时,可能造成燃料燃尽率降低、烟气量增大、热耗增加、熟料碱含量增加及波动增大等。国外建立了完善的固体回收燃料标准体系,为包括生物质在内的固体回收燃料规范化制备、规模化使用奠定了基础。全球水泥和混凝土协会发布数据显示,2020年全球水泥行业生物质燃料占比6.7%,其中,农业废物、有机废物、纺织废物占比最大,达32%;捷克、德国、波兰等国家生物质燃料占比超22%。与之相比,我国水泥行业使用生物质等替代燃料起步较晚,截至2021年使用替代燃料的水泥生产线占比不超过3%,热量替代率约为2%。从国内的应用情况来看,生物质替代燃料有助于降低单位熟料煤耗,仍存在与现有热工系统不适应、热量利用效率偏低、影响熟料产质量等问题。为降低生物质燃料直接投喂带来的负面影响,需对其进行预处理,对包括机械预处理和高温燃烧预处理在内的相关技术进行了介绍,对比分析各自的优缺点。最后分析生物质替代燃料应用于水泥行业存在的主要问题,并提出了针对性解决思路,包括强化中试研究,增强对实际生产的指导;完善相关标准,建立包括生物质在内的替代燃料产业链;利用水泥窑大量低温废气烘干生物质燃料,减少带入系统的水分;借助CFD模拟,优化生物质燃料喂入的相对位置;根据处置燃料种类,推广循环流化床等高温燃烧预处理技术;开发替代燃料智能控制系统,减少对于熟料产质量影响。水泥工业是我国碳减排的重要战场,生物质替代燃料必将在水泥行业展示出强大的生命力和广阔的应用前景,为我国双碳战略目标的实现做出重要贡献。

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2023年第10期

943

367
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

1209

500
富油煤原位热解地下加热技术及其高效工艺

作者(Author)：唐颖, 吴晓丹, 李乐忠, 苏展, 王若仪

摘要：我国富油煤资源量巨大,原位热解不但可以实现富油煤的高效低碳利用,还极大延伸了煤炭利用的深度范围。原位加热技术是富油煤原位热解的核心技术,其工艺效率决定了富油煤原位热解经济可行性。总结富油煤热物理性质和热解特征的基础上,介绍了传导加热、对流加热、化学加热和辐射加热4种原位加热技术的发展现状,重点分析了4种加热技术的特点及其在富油煤中的适用性,并优选了富油煤原位加热的高效工艺。研究认为:①富油煤具有导热系数低、比热容高、热扩散系数低等热物理特点,350~650℃为主要热解阶段,提高热解温度有利于可燃气体特别是H2的产出;②富油煤导热系数低,传导加热时间长,加热效率低;对流加热传热效率高,载热介质既有利于传热又有利于焦油产出;化学加热技术反应稳定性难以控制,传热依靠载热介质;辐射加热范围总体有限;③高效的加热技术、载热介质及传热网络是富油煤原位加热的高效条件,推荐对流加热、水蒸气及水力压裂作为首选加热技术、载热介质和致裂技术。

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2023年第12期

1136

432
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

1065

420
煤基固废制备胶凝材料研究进展及应用

作者(Author)：常瑞祺, 张建波, 李会泉, 曲江山, 李少鹏, 李占兵, 武文粉

摘要：煤矸石、粉煤灰、气化渣作为煤炭开采—化工转化—燃煤发电等过程产生的固体废弃物,年排放量超过15亿t,综合利用率约60%,主要以低端建工建材消纳为主,市场趋于饱和。随着环保政策趋近,煤基固废的资源化利用新途径开发迫在眉睫。基于煤基固废具有铝硅酸盐成分、潜在的火山灰活性和特殊的微观结构等胶凝特性,低成本高性能的低碳胶凝材料成为其规模化高值利用的新途径。综述煤基固废胶凝材料的活性激发技术及应用领域。活性激发方面,阐述了物理激发、碱激发和酸激发等活化方式对胶凝材料矿相变化的影响规律和产品性能调控,总结了现有技术的优势和需要解决的问题。应用领域方面,分析了煤基固废胶凝材料在建筑材料、道路修复、环境修复等领域的应用效果。基于上述现状,对煤基固废胶凝材料激发机理研究、组分配比优化、材料环保性能、工程应用推广等未来发展方向进行展望。研究对煤基固废制备胶凝材料具有重要的借鉴意义,为煤基固废规模化利用提供新途径。

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洁净煤技术

2024年第02期

813

292

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