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需求背景

我國是一個多煤少油的國家，一次能源消費(fèi)中，煤炭的占比高達(dá)70%，隨著我國經(jīng)濟(jì)規(guī)模的增大，煤炭的年產(chǎn)量接近40億噸。然而，煤炭在支撐我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，由于煤炭利用方式和效率，也產(chǎn)生了大量的污染，對環(huán)境造成了很大的傷害。煤的高效利用、清潔利用已是重大國策。如何更合理地使用自然資源，提高使用效率，降低環(huán)境污染，已成為各國科技界和工業(yè)界的奮斗目標(biāo)。

在各種新能源中，由于氫具有使用無 污染、發(fā)熱量大等優(yōu)點(diǎn)，煤制氫技術(shù)綜合了煤的清潔利用和新能源的開發(fā)兩大時(shí)代課題。我國的煤氣化制氫發(fā)展很快，但和發(fā)達(dá)國家相比，還很落后。目前在中國運(yùn)行的氣化爐，污染嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)效

益較差。

傳統(tǒng)煤炭能量的利用方式是“火燒煤”，在鍋爐中以空氣為氧化劑的氣態(tài)環(huán)境下燃煤放熱，產(chǎn)生的煙氣把管道里的水加熱為高溫高壓的水蒸氣推動汽輪機(jī)做

功發(fā)電。煙氣的能量利用后，經(jīng)過污染物的處理，作為電廠的“尾氣”，排入大氣。存在的問題主要是燃燒前和燃燒過程中沒有體現(xiàn)對污染物的控制。產(chǎn)生的硫氧化物和氮氧化物主要是在尾部煙道中處理。是一種保證動力系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行，再考慮提高污染物處理技術(shù)和成本的工程思路。所以，燃煤發(fā)電是商業(yè)化非常成熟的發(fā)電技術(shù)，但是排污控制的成本很高。

“水煮煤”的核心是超臨界壓力和溫度下煤與水的混溶熱解技術(shù)。煤漿與水入溫度約為600-1000℃，壓力約為25MPa的超臨界水煤氣化爐中進(jìn)行反應(yīng)。氣

化反應(yīng)的主要產(chǎn)物是H2和CO2，由于反應(yīng)是在超臨界水環(huán)境中進(jìn)行的，而超臨

界水對無機(jī)鹽的溶解度小至可以忽略不計(jì)，因此氮、硫及重金屬元素等均在煮鍋底部沉積下來并定期集中排出。

“火燒煤”存在環(huán)境污染的巨大問題，“水煮煤”技術(shù)要求的新型超臨界水煤氣化爐目前尚存在很多問題：

綜上所述，煤炭能源利用的兩種模式中，“火燒煤”需要配套的脈沖等離子體脫硫脫硝技術(shù)，“水煮煤”需要超臨界鍋爐。