机械论文发表期刊推荐国家级期刊《中国机械》，《中国机械》杂志始创于1982年北京，现由中国工业经济联合会、中国工业报社主管。国内刊号：CN:11-5417/TH、国际刊 号：ISSN:1003-0085。2012年迎来创刊30年周年华诞，并开启了杂志专业、细分、国际化新征程这是一本中国的机械王国权威杂志，一本分享 机械行业经验的杂志。
摘要：本文简单阐述煤炭机械中的低碳技术。
关键词：煤炭机械,节能,低碳
我国能源消费结构以煤为主，煤炭占我国化石能源资源总量的90%以上，2010年，我国煤炭消费超过31.4亿吨。据统计，我国拥有褐煤资源约 3700亿吨；已探明埋藏深度在1000米以下的煤炭资源约2.9万亿吨。近年来伴随着我国工业经济的持续快速发展,我国煤炭供应出现严重不足,煤炭供给 能力远远不能满足国民经济发展对煤炭的迫切需求,造成全国各地煤矿纷纷加大了采挖力度。合理利用资源和环境保护已成为煤炭领域中的面临的首要问题。
从当前国内外低碳技术现状来看,中国应该大力发展节能与能效提高技术,如煤炭、石油和天然气的清洁、高效开发和利用技术,可再生能源和新能源技 术。我们目前空气中70%～80%的二氧化碳、氮氧化合物、汞、粉尘、二氧化硫等都是由于煤炭直接燃烧引起的，因此煤炭的清洁高效利用,使煤炭经过技术变 革形成新能源,成为我国相当长时间内发展新能源产业中的一项重点任务。煤炭的高效利用主要靠实煤炭机械的低碳技术来实现。煤炭机械涵盖的范围广,各种机械 所完成的任务千差万别,因此,要实现煤炭机械的低碳技术,还需根据实际的不同情况进行分析。
1、煤炭液化技术
以煤炭为原料制取液体(烃类)燃料为主要产品的技术，称为煤炭液化技术。煤炭液化是洁净煤技术的研究核心和热点之一，分为直接液化和间接液化。 煤直接液化是指在适宜温度（703.15～743.15K）和压力条件（10～30MPa）下，利用加氢将煤炭直接转化成液体或者固体燃料的工艺过程。煤 炭直接液化技术是弥补石油紧缺的重要手段。2004年8月，中国神华集团“煤制油”直接液化工业化示范装置工程建设已在内蒙古鄂尔多斯市开工，成为世界上 第一套煤直接液化的商业化示范装置。一期工程100万吨/年直接液化煤制油项目已在2007年底建成。经过一年的试车，在2008年的最后一天打通流程， 并产出了合格油品。长期以来,石油精练作为生产动力燃料、化工原料及化工产品最主要的途径,其作用几乎是不可替代的，通过“煤制油”工程，改变了人们对石 油的绝对依赖，拓宽了能源的途径。
煤炭直接液化是指把固体状态的煤炭在高压和一定温度下直接与氢气发生加氢反应，使煤炭转化为液体油品的技术。现在普遍认为煤的分子结构是以带有 侧链和官能团的缩合芳香环为基本结构单元，结构单元之间通过桥键相联。煤种类不同，芳香环数也不同，随煤阶的提高，芳香环数增加。结构单元上的有些环上还 有氧、氮、硫等杂原子，结构单元之间的桥键也有多种形式，如碳—碳键，碳—氧键、碳—硫键或其它键合形式，与石油和天然气相比，煤中氢元素的含量低，氧元 素、氮元素和硫元素的含量高。是将煤在高温高压下与氢反应,使其降解和加氢,从而使煤转化为液体油类(如汽油、柴油、航空燃料和化工原料等)。煤炭加氢液 化后，可采用不同的固液分离方法把液化油剩余的无机矿物和少量未反应煤从液化油中分离出去，常用的方法有减压蒸馏、加压过滤、离心沉降和溶剂萃取等。由于 煤炭经加氢液化产生的液化油仍含有较多的芳香烃，以及较多的氧、氮和硫等杂原子，必须经过提质加工才能得到合格的汽油和柴油产品。
煤炭间接液化是将煤气化转化为合成气,然后再在催化剂的作用下合成液体燃料。这种液体燃料可作为调和油加入到普通柴油中，使普通柴油变为优质柴 油。使用这种优质柴油，既可以节省柴油又可以有效降低汽车尾气中的有害物质。经试验检测,使用这种柴油的汽车尾气排放符合欧V标准,用这种柴油的汽车要比 使用普通柴油的车节省8%～12%柴油。目前我国在这个领域有三大优势:催化剂性能好,吨出油率比国外先进水平高2.2倍；碳转化率高,达91%左右,高 于国际先进水平的81%；能源利用率高,达47%左右。
2、煤炭地下气化技术
煤炭地下气化（UCG）是一种集建井、采煤、气化三大工艺为一
体煤炭开采方式，其原理是将位于地下的煤炭进行有控制地燃烧，通
过对煤的热作用及化学作用而产生可燃气体，满足民用、发电或化
工需求。自20世纪30年代以来，美国、德国、前苏联等主要产煤国均大力投入这一领域的技术研煤炭地下气化技术重新获得国际重视，背后是能源多 元化保障的需求。我国亦应将其作为储备技术，加紧研发并实施工业示范文，储备了一些关键性技术。其中，前苏联是世界上唯一成功的将煤炭地下气化技术工业化 应用的国家，到20世纪60年代末，共建设了27座气化站。目前我国已建成具有世界先进水平的煤炭地下气化综合模型试验台和测控系统，并开展了相关的理论 研究和模型试验研究，获取了褐煤、烟煤及无烟煤地下气化工艺参数。自1984以来，我国先后在江苏徐州、河北唐山、山东新汶、山西阳泉等矿区进行了有井式 煤炭地下气化现场试验和生产，完成了不同煤种、不同煤层厚度(1.8米～6米)、不同煤层倾角(150-750)、不同埋藏深度
(100～450米)的现场试验。形成了具有我国自主知识产权的有井式“长通道、大断面、两阶段”煤炭地下气化新工艺，经科研查新，该工艺构思 新颖，属国内首创。此外，我国科研单位和企业还联合完成了无井式煤炭地下气化制备空气煤气工业性试验，该技术达到了国际领先水平。
3、洁净煤发电技术
IGCC即整体煤气化联合循环发电系统，它融合了化工和电力两大行业特点，对煤炭的利用实现了“吃干榨尽”，二氧化碳捕集成本相对较低，是目前 国际上被验证的、能够工业化的、最洁净高效的燃煤发电技术。自2012年12月12日，我国首座、世界第六座IGCC电站——华能天津IGCC电站示范工 程正式投产至今已近两月，作为示范电站，该电站在运行中正在不断地进行完善，为未来的推广做准备。根据工程设计，华能天津IGCC电站示范工程发电效率为 48%，发电标准煤耗达255.19克／千瓦时，气化炉热效率达95%，冷煤气效率达84%，碳转化率达99.2%，与常规30万千瓦等级燃煤电站相 比，IGCC电站年耗煤量减少约7万吨。污染物脱除方面，IGCC采取燃烧前捕集二氧化碳方式，在合成气燃烧前进行污染物脱除，更易于实现包括二氧化碳在 内的燃煤污染物的近零排放。华能天津IGCC电站示范工程烟气烟尘浓度小于1毫克／立方米、二氧化硫排放浓度约为1.4毫克／立方米、氮氧化物排放浓度约 为52毫克／立方米，污染物排放接近天然气电站排放水平。
结语
随着时代的发展，作为我国国民经济重要支柱产业的煤炭工业需要从传统的以低技术含量和低附加值产品为主导的高能耗、高排放、高污染、低效益的产 业发展为具有思维“绿色”、产品“绿色”、技术“绿色”以及能耗“绿色”等特点的绿色工业。以煤提质、煤热解、煤气化为基础发展高效、清洁、节能的绿色煤 化工产业，可以通过煤炭的分级转化、各产品和副产物的综合梯级利用，将不可再生的煤炭资源“吃干榨净”，最终实现煤炭的清洁、高效、环保利用和转化。我们 现在不仅要在煤炭机械领域大力发展低碳技术,更要注重科技创新和低碳技术在其他行业中的应用,以实现整个国民经济的低碳化。
