作者：本书编写组
出版社：世界图书出版公司
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节能与环境保护试读：
前言
环境，是人类生存和活动的场所，也是向人类提供生产和消费所需要的自然资源的供应之地。几千年来，人类在地球上繁衍生息，创造了灿烂的精神文明和物质文明。但是随着人类社会的不断发展，科学技术的不断进步，人口的不断增加，人类消耗自然资源日益增多，使生态系统遭到破坏，影响了自然界的生态平衡。尤其是第二次世界大战后，社会生产力生产力的突飞猛进，机器的广泛的使用，大量的有害物质进入环境后，在环境中扩散、迁移、累积和转化，不断恶化环境，严重威胁人类和其他生物的生存。
能源是人类活动的物质基础，现代社会生产的不断发展，尤其是机械化、电气化、自动化程度的不断提高，生产上对能源的需求量也越来越大。预计到2030年，世界一次能源需求从将1173亿吨油当量增长到了1701多亿吨油当量，增长了45％，平均每年增长16％。到2030年化石燃料会占世界一次能源构成的80％。
经济越发展，对能源需求就越大；另一方面，随着能源消费量的增加，环境污染也愈来愈严重。全世界每年流入海洋的石油达1000多万吨，重金属几百万吨，还有数不清的生活垃圾。水中的病菌和污染物每年造成约2500万人死亡。全球每年向大气中排放的二氧化碳约有230亿吨，比20世纪初增加了25％，与此同时空气中的颗粒物质、二氧化硫、一氧化碳、硫化氢等污染物也大量增加。所有这一切都在向人类发出警示：人类在破坏地球环境的同时，也在毁灭着自己。
面对能源需求增长和环境恶化的带来的严重危机，节能作为一种最直接有效的手段被越来越多的人重视，节能是最为有效的环境保护，它与每一个人的生活息息相关。而随着社会的不断进步与科学技术的不断发展，现在人们越来越关心我们赖以生存的地球，世界上大多数国家也充分认识到了环境对我们人类发展的重要性。各国都在采取积极有效的措施改善环境，减少污染。
节能是要尽可能地减少能源消耗量，生产出与原来同样数量、同样质量的产品；或者是以原来同样数量的能源消耗量，生产出比原来数量更多或数量相等质量更好的产品。要从根本上解决能源问题，节能是关键的，也是目前最直接有效的重要措施。在最近几年，通过努力，人们在节能技术的研究和产品开发上都取得了巨大的成果。同时发展新能源是全球应对能源危机、环境危机的一项主要手段，以新能源为主导的绿色革命正在发生，并将对世界产生重大影响。积极发展风能、水能、太阳能、生物能等丰富的新能源，有利于改善能源结构，提高能源利用效率。
地球是我们的家，自然界的万物与人类息息相关，维护自然界和平有序的发展。为了人类的长久的繁衍，我们都要保护好生态环境，这不止是一个人的责任，而是地球上所有人类的责任。只有提高全民的思想意识，真正地意识到科学发展观，才会真正地走可持续发展道路。
认识节能与环境问题
当今世界面临的十大环境问题
当今世界正面临着十大环境问题：（1）全球气候变暖。二氧化碳、甲烷等温室气体阻止地球表面热量散发，气候变暖引起两极冰川融化，导致海平面上升，使沿海地区受淹。（2）臭氧层被破坏。臭氧层能吸收太阳紫外线。人类工业和生活活动中排放的臭氧层损耗物质会破坏臭氧层，导致人类皮肤癌和白内障的发病率升高。（3）生物多样性减少。主要原因是过度捕猎、工业污染等。生物多样性的减少将逐渐瓦解人类生存的基础。（4）酸雨蔓延。大量二氧化硫、氮氧化物等排入大气，在降雨时溶解在水中，即形成酸雨。酸雨具有腐蚀性，会损害农作物，导致湖泊酸化，鱼类死亡。（5）森林锐减。人类的过度采伐，加上森林火灾使得森林面积锐减。森林减少导致水土流失、洪灾频繁等恶果。（6）土地荒漠化。过度放牧、采矿、修路等人类活动使草地退化。目前，全球荒漠化土地面积几乎相当于俄罗斯、加拿大、美国和中国国土面积的总和。（7）资源短缺。其中最严重的是水资源、耕地资源和矿产资源短缺。目前全球约1/2人口受到缺水的威胁。工业城市建设工程在不断占用耕地，这使人类正面临耕地不足的困境。（8）水环境污染严重。工业污水使得原本清澈的水体变黑发臭，细菌滋生。在我国，七大水系的水源只有不到30％能满足饮用水水源的水质标准。（9）大气污染。悬浮颗粒被人体吸入，容易引起呼吸道疾病。二级空气标准适合人类生活，但我国目前只有1/3的城市一年中绝大多数天数空气能达到二级标准。（10）固体废弃物成灾。固体废弃物包括城市垃圾和工业固体废弃物。垃圾中含有有害物质，任意堆放会污染周围空气、水体，甚至地下水。
全球面临的能源问题
20世纪50年代以后，由于石油危机的爆发，对世界经济造成巨大影响，国际舆论开始关注起世界“能源危机”问题。许多人甚至预言：世界石油资源将要枯竭，能源危机将是不可避免的。如果不作出重大努力去利用和开发各种能源资源，那么人类在不久的未来将会面临能源短缺的严重问题。
世界能源危机是人为造成的能源短缺。石油资源将会在一代人的时间内枯竭。它的蕴藏量不是无限的，容易开采和利用的储量已经不多，剩余储量的开发难度越来越大，到一定限度就会失去继续开采的价值。在世界能源消费以石油为主导的条件下，如果能源消费结构不改变，就会发生能源危机。煤炭资源虽比石油多，但也不是取之不尽的。代替石油的其他能源资源，除了煤炭之外，能够大规模利用的还很少。太阳能虽然用之不竭，但代价太高，并且在一代人的时间里不可能迅速发展和广泛使用。其他新能源也如是。因此，人类必须估计到，非再生矿物能源资源枯竭可能带来的危机，从而将注意力转移到新的能源结构上，尽早探索、研究开发利用新能源资源。否则，就可能因为向大自然索取过多而造成严重的后果，以至使人类自身的生存受到威胁。
节能的紧迫性
目前，全球性能源短缺已经成为世界面临的一个重大问题。我国在发展经济中同样面临着严峻的能源短缺问题。我国的石油资源量占世界的35％，人口却占世界的22％；我国水资源总量占世界水资源总量的7％，人均水资源拥有量仅为2200立方米，只及世界平均水平的1/4，被列为全球13个人均水资源贫乏的国家之一；但是我国工业用水浪费十分严重，万元工业增加值取水量达90立方米左右，是世界平均取水量的25倍，为发达国家的3~7倍；土地资源占世界的68％，却养活了占世界22％的人口，能源短缺不言而喻。我国正处在工业化、城镇化加快的重要阶段，国际经验表明，这一阶段恰恰又是能源资源强消耗阶段。
据测算，我国每创造1美元的GDP所消耗的能源是美国的43倍，是日本的115倍；我国的能源利用率仅为美国的269％、日本的115％。由此可见，在我国经济的产品成本中能源消耗及其他资源的消耗成本占了相当大节约能源的比重，这就使得一些企业以劳动生产者的低工资来弥补能源和其他资源高消耗的产品成本，以取得产品在市场上的价格优势。也可以说，经济发展通过节能降耗减少产品中资源消耗成本的空间十分巨大。
我国经济的发展力不应以牺牲环境为代价。目前相当一部分企业，特别是中小企业，对环境治理和削减污染物排放投入很少，或者根本不进行投入。资源和能源被大量消耗的同时，也带来污染物的大量排放。肆意排放的污染物对空气、植被、水资源、河流、土地的污染日益严重，我们赖以生存的环境正面临严峻的威胁。
节能是最为有效的环境保护
在诸多资源消费中，能源消费是不可或缺的，而且其人均消费量在不断上升；环境污染的很大一部分，来自能源生产和消费过程中排放的废弃物。因此，节约能源与保护环境之间有着十分密切的关系。
我国能源消费结构以煤炭为主，煤炭消耗产生的污染强度比石油和天然气等能源要大得多。在农村地区，能源结构多以林木、薪柴等生物质能为主，这种消耗也是造成生态破坏的重要原因。可见，节能不仅具有节约资源的意义，而且具有保护环境的作用。
实践表明，不只是直接节能可以起到保护环境的作用，尽可能地减少产品消费同样有利于保护环境。这是因为所有产品的生产都要消耗能源。广义的节能，应当包括后者。节能与环保之间的紧密关系告诉我们，在生产和生活的每一个环节都大力推广节能降耗技术，从一点一滴做起节约资源，同时也是在保护环境。
在具体实践中，最重要的节能途径是从生产生活的基础环节包括城市规划、建筑和产品设计等开始采取节能措施。科学的城市规划，可以提高城市建设效率，减少拆迁和网管重复建设，减少浪费；良好的城市交通网络设计，可以提高车辆通行效率，减少道路堵塞，减少油耗；先进的建筑设计和节能材料、节能设备、节能器具的应用，可以大大降低电力和水的消耗；合理的生产工艺和厂房布局设计，可以大大提高物流和能量流的效率；高耗能企业的能量梯级循环利用设计，可以实现能源的循环利用。这些基于生态设计的广义节能措施，效果大大优于强行节能办法。
当前，在节能方面还存在一些障碍。例如，由于节能材料和节能器具的成本比较高，房地产开发商为了降低成本，通常倾向于使用低价格、低能源效率的落后产品，这使得节能材料和节能器具得不到广泛应用。因此，从节能和环保相统一的角度出发，应全面推行强制的建筑节能标准以及建筑材料、器具的能耗和技术效率标准。节约能源的投入，是对环境保护投入的替代，是从源头减少污染产生的举措，也是最为有效的环境保护。
节能是缓解资源压力的有效途径
节能是指采取技术上可行，经济上合理及环境和社会可接受的一切措施以更有效地利用能源资源。节能已被称为世界第五大能源，它不仅可以缓解能源供需矛盾，促进经济持续、快速、健康的发展，而且是减少有害气体排放、降低大气污染的最现实最经济的途径。
作为我国国民经济支柱产业的石油化工行业，既是产能大户，同时也是耗能大户。据统计，石油石化行业年能耗量达到27亿吨标准煤，万元产值能耗高达35吨标准煤，是其他行业的2~3倍。2006年，为了实现“十一五”节能环保的总目标，中国石油、中国石化、中国海油纷纷推出能源节约方案。经估算，三大石油公司在2006年节约能源折合350万吨标准煤，节水1亿立方米，相当于减排二氧化硫35万吨，减排化学需氧量（COD）9600吨。
通过节能，既能实现节约能源、提高能源的利用效率的目的，同时又减少了污染物的排放，在很大程度上缓解了能源资源不足带来的危机。
节能创效益
节能不仅仅是提高了资源的利用效率，同时也意味着创造效益——经济效益和环境效益。
为防止地球温室效应，爱普生公司采取多种节能措施，致力于减少因消耗能源而产生的二氧化碳排放量。其中，最重要的就是对占公司能源消耗总量70％的电子设备生产工序进行改进，使二氧化碳排放量下降了549％。2005年，爱普生公司“液体成膜技术”在“高温多晶硅TFT液晶面板”生产过程中的应用，从根本上改变了传统“光刻法”制造电子元器件严重浪费材料和能源、并产生大量废弃物的问题。而且爱普生移动液晶投影仪EMP-740在能源利用率方面的卓越表现更是令人刮目相看，较之以前的产品，EMP-740的亮度提高了4倍，而消耗电量却只有从前的1/4。这些节能环保产品既有利于扩大市场份额，增强社会美誉度，也给企业带来更大的经济效益。节能环保已成为戴尔公司重要的经营理念而被贯彻于产品设计、生产和应用的各个过程之中，戴尔推出的OptiPlex商用台式机在电源、主板、机箱等方面均采用了无铅设计，并配备了全新、高效的DellEnergySmart系列设置和戴尔平板液晶显示器，从而使全球客户每年可节约将近10亿美元的能源开支。数据显示，如果将OptiPlex745中采用的节戴尔台式机能设置应用于所有戴尔台式机，其节省的电能将减少1250万吨二氧化碳气体的排放，相当于大约250万辆汽车在路上排出的废气。同时，节省的能源可为客户节约16亿美元的运营成本。
节能环保在节约能源和创造效益方面的作用是显著的，但是要达到节能环保的目的，必须要通过发展循环经济和发展高新技术来实现。
节能的途径
发展循环经济
循环经济是以低消耗、低排放、高效率为基本目标的经济，符合可持续发展理念的经济增长方式，也是节能环保的重要途径。要按照减量化、再利用、资源化的要求进行生产，全面促进节能生产，从源头上降低能源消耗。
为实现节能和环保，杜邦公司创造了企业内部的循环经济模式，创造性地把循环经济原则发展成为与化学工业相结合的“减量化、再利用、再循环制造法”，从而达到少排放甚至零排放的环境保护目标。通过组织厂内各工艺之间的物料循环，从大量废弃塑料中回收化学物质，开发出用途广泛的乙烯产品，延长生产链条，减少生产过程中原料和能源的使用，减少废弃物和有毒物质的排放。通过放弃使用一些环境有害型的化学物质、减少某些化学物质的使用量和发明回收本公司产品的新工艺，使公司生产造成的废弃塑料物减少25％，空气污染物排放量减少70％。公司设立了2015年循环经济战略目标，通过为客户提供能效高、大幅度减少温室气体排放的产品，年收益将至少增加20亿美元。
发展高新技术
能耗问题不只限于生活方式和思想意识，更是个技术问题。节能环保要靠技术手段和设备改进来实现，高新技术的广泛应用可以大量降低原材料、能源和水的消耗，减少甚至消除废弃物的产生。
早在2002年，通用电气就已经启动了很多针对增加资源效率，减少废气排放，提高能源效率、水资源供应以及水处理能力的研发。伊梅尔特认为，这些挑战是现代企业共同面临的难题，只有通过技术革新才能应对。通用电气的计划是，到2010年对清洁技术研究的投入将由2004年的7亿美元逐渐增加到15亿美元。同时，通用电气将向客户提供更多的绿色环保产品，减少温室气体的排放，并保持公共信息透明度。通用电气自身在全球生产和经营活动中也将减少温室气体排放，并以环保产品和服务作为新的业务增长点。在中国，通用电气将投入5000万美元用于“绿色创想”产品的研发。
目前，世界500强企业的经济增长中技术的贡献率已达70％～80％，这为企业节能降耗环保提供了可靠的保障。信息化是实现资源优化配置的基本手段，是提高能源使用效率的有力技术支持。因特网的使用可减少企业对能源和材料的消耗，提高美国沃尔玛劳动生产率，从而改善经济增长与环境之间的关系。
沃尔玛拥有美国第二大的车队，年行程达150亿千米。沃尔玛承诺，要在可持续性项目中投资5亿美元，在10年内把公司的能源消耗量减少30％，将产生的固体废物量减少1/4，将公司车队的燃料效率提高1倍。沃尔玛利用信息网络技术建立起来的供应链体系，可以大幅度降低库存量，提高产品的适销率；运用电脑支持系统随时跟踪、报告每一个品牌、款式、规格的商品的销售情况；采购环节则根据电脑提供的数据进行科学采购。通过卫星和电脑互联，公司总部可随时清点任何一家连锁店的库存、销售和上架的情况，并通知货车司机最新的路况信息，调整车辆送货的最佳线路。这样，沃尔玛运用信息技术等先进手段优化了业务流程，最大限度地提高了能源利用效率，降低了能源的消耗。
增加环保投入
提高环保认识，转变经济增长方式，增加环保投入，加强环保法制建设是全社会共同的责任。①提高对环境重要性的认识。环境污染已成为制约经济、社会发展，危及人类生存的重要因素，经济的发展必须与能源、环境统筹考虑。不仅要安排好当前的工作，还要为子孙后代着想，为未来的发展创造更好的条件。②必须严格环境管理，所新建、扩建、改建和技术改造项目以及区域经济开发建设，都必须严格执行环境影响评价，坚持防治污染设施必须和项目主体工程同时设计、同时施工、同时投产的制度。③必须积极推进经济增长方式的转变，要积极采用先进适用技术装备，逐步淘汰落后设备；严格禁止能源消耗大、原材料浪费大、污染严重的产品生产，大力发展节能型产品，关闭一些能耗高污染严重的小厂。④必须增加环保资金的投入。防治污染这个钱迟早要花，等到污染严重了再去治理花费更大。⑤必须加强法制建设，严格执行排放法规。要把环境保护建立在法制的基础上，这是环保事业向前推进的重要保证。
节能，提高资源的利用效率，是解决能源资源不足的重要途径，也是保护环境的最佳手段。但是，必须要认识到，节能环保是一项长期的极其复杂艰巨的系统工程。短期内，在全民重视和积极参与下容易取得一些显见的成效；但从长远看，却不是开几次会、搞几次活动就能解决根本问题的。特别是与资源环境直接相关的经济结构不合理、增长方式粗放等问题的解决，更是需要时间和艰苦的努力。
总之，随着我国社会经济的快速发展，节能环保会越来越凸现出其紧迫性和重要性。节能环保是和社会经济发展息息相关的，同时也和环境保护密不可分，这不仅仅是社会和企业的事情，也是我们每一个人的事情。社会、企业、个人都需要积极行动起来，社会形成风气，企业勇于技术革新，个人养成良好的习惯，从小事做起，从身边做起，把节能环保坚持不懈地进行下去，我们的环境也将会越来越好。
三大能源与环保
煤炭的节能与环保
中国是世界上最大的煤炭生产国和煤炭消费国。煤炭是中国的主要一次能源，是国民经济的重要支柱。但是，不可否认，煤炭在开发、利用、运输等过程中产生的污染，对环境造成的严重影响，已引起国人和周边国家的关注。为此，分析煤炭污染产生的原因，寻求有效的对策，减轻煤炭污染，加强环境保护势在必行。煤在燃烧过程中主要产生的是空气污染，它产生的有许多有害气体，主要有二氧化硫、硫化氢、一氧化氮等，其中二氧化硫是最多的。
提高煤炭利用效率
在我国能源构成中，煤炭约占70％，这是符合我国能源资源特点的。提高煤炭利用效率，可以从以下几个方面来考虑。
工业锅炉大型化
全国约有50万台工业锅炉，年耗煤约35亿吨，锅炉平均热效率仅60％左右，原因是锅炉容量小、效率低、污染大、煤耗高。国外单台工业锅炉容量一般为30～130吨/时，机械化自动化程度高，除尘及水处理设备好，因而热效率高，大气污染大为减轻。我国应采取热电联供、集中供热或分片供热系统以取代分散的小锅炉，不仅有利于降低煤耗，也有利于改善环境卫生。
热电联产——
热电联产是指同时生产电、热能的工艺过程，较之分别生产电、热能方式节约燃料。发电厂既生产电能，又产生热能，利用汽轮发电机作过功的蒸汽对用户供热的生产方式，叫做热电联产。以热电联产方式运行的火电热电联产示意图厂称为热电厂。对外供热的蒸汽源是抽汽式汽轮机的调整抽汽或背式汽轮机的排汽，压力通常分为078～128兆帕（MPa）和012～025MPa两等。前者供工业生产，后者供民用采暖。热电联产的蒸汽没有冷源损失，所以能将热效率提高到85％，比大型凝汽式机组（热效率达40％）还要高得多。热电联产不仅大量节能，而且可以改善环境条件，提高居民生活水平。但热电联产把电厂的发电与用户的用热紧密联系，降低了灵活性，同时也增加了电厂的投资。因此，只有对城市规划和集中供热区作统筹安排，在热负荷充分保证的条件下，确定合理的建设方案，才能收到良好的综合效益。
热电联产要求将热电站同有关工厂和城镇住宅集中布局在一定地段内，以取得最大的能源利用经济效益。西方和东欧国家发展热电联产已达较高水平，热电厂装机容量占电力总装机容量的30％，用于工业生产和分区集中供暖各占1/2。造纸、钢铁和化学（包括石油化学）工业是热电联产的主要用户，它们不仅是消耗电热的大用户，而且其生产过程中所排出的废料和废气（如高炉气）可作为热电联产装置的燃料。城市工业区及人口居住密集区也是发展热电联产的主要对象，但要注意对当地热负荷进行分析，一般热化系数不得低于05（工业热负荷年利用小时数在3500小时以上，居民冬季采暖不小于3个月）。热电厂的供热距离通常不超过5～8千米。对热电联产的燃料质量（主要是含硫、磷量）有较高要求，同时厂址要选在城市盛行风的下风向，避免对城市环境的污染。当热电联产蒸汽过剩时，可以将空调、生活用水用吸收式空调来解决问题。锅炉产生的蒸汽在背压汽轮机或抽汽汽轮机发电，其排汽或抽汽，除满足各种热负荷外，还可做吸收式制冷机的工作蒸汽，热电厂生产6～8℃冷水用于空调或工其艺冷却。
其优点：（1）蒸汽不在降压或经减温减压后供热，而是先发电，然后用抽汽或排汽满足供热、制冷的需要，可提高能源利用率，从而减低能源的消耗，有利环境保护。（2）增大背压机负荷率，增加机组发电，减少冷凝损失，极大降低了煤耗。（3）保证生产工艺，改善生活质量，减少从业人员，提高劳动生产率。（4）代替数量大、型式多的分散空调，改善环境景观，避免“热岛”现象，直接改善了城市环境。
火电机组近代化
我国火力发电占总发电量的75％，但供电平均煤耗比工业发达国家约高1／3，主要原因是火电机组设备落后，效率低。一方面需更新改造中压中等容量机组，淘汰小型低压机组；更重要方面是完善和发展300～800兆瓦亚临界和超临界机组，逐步使电厂热效率接近40％，使供电煤耗下降到310克/千瓦时左右。大型高参数火电机组，不仅提高煤炭利用效率，也减轻大气污染。超临界机组（SC）效率可达419％，我国上海石洞口第二发电厂2台600兆瓦超临界机组可用率已达到9147％，且已运行几年，供电煤耗为307克，因此我国已有条件开发和发展超临界600～1000兆瓦大机组。
小火电机组，一般泛指5万千瓦容量以下发电机组。可以分为供热机组和发电机组。现在的小火电机组一般都是热电联产的供热机组了。纯凝汽式的发电机组，在我国已经开始逐步淘汰拆除。热电联产的供热机组，可以极大地提高全机组热效率，因为部分蒸汽在汽轮机内做功后被抽走进行利用，减小了汽轮机排汽热损失。另一方面，目前国内正在逐步地实行集中供热，取代城市小锅炉，又从另一个方面提高了整个社会的能源利用效率。所以，热电联产的小火电机组是一种比较优越的能源供应方式。
关停小火电，节约原煤——
截至2009年6月30日，全国已累计关停小火电机组7467台，总容量达到5407万千瓦，累计节约原煤16亿吨。
火电装机容量结构得到优化，大容量机组比例升高，小机组特别是能耗高、污染重的小机组下降。到今年6月底，中国单机30万千瓦以上的火电机组比重达到64％，比“十一五”初期提高了20个百分点；单机10关停小火电万千瓦及以下小火电机组比重降至14％，比“十一五”初期降低了16个百分点。其次，火电效率大幅度提高。到2009年6月底，火电机组平均供电标准煤耗已下降到340克/千瓦时，比“十一五”初期降低了30克/千瓦时，累计节约原煤16亿吨。
污染物和温室气体排放明显减少。初步测算，关停5407万千瓦小火电机组，每年可减少二氧化硫排放106万吨，减少二氧化碳排放124亿吨。
目前全国还有20万千瓦及以下能耗高、污染重的纯凝火电机组约8000万千瓦，淘汰落后小火电工作依然任重道远。关停小火电不会影响当前和未来的电力供应。近几年，中国新建的电力机组（特别是低碳机组）不断增加，每年新增7000万千瓦左右。
中国当前环保水平最高的大型火电机组已于2009年10月，在中国东部沿海城市宁波成功通过满负荷试运行，正式投入商业运营。
此次投产的2套百万千瓦机组总投资78亿元人民币，投产后，电厂年发电量可达260亿千瓦时，占浙江省年发电量的近13％。
两套机组配套安装了最先进的环保设施，拥有2座亚洲第一高的海水冷却塔。冷却塔内部采用的海水二次循环冷却技术将大大减少海水取用量和污染排放量。
工业炉窑高效化
我国各类工业炉窑热效率比国外先进水平低50％左右，应尽量选用先进炉型，对现有工业炉和炉窑进行技术改造，提高自动化控制水平。
可从高耗转向高效——
我国工业锅炉燃料主要是煤，每年要消耗全国原煤产量的约1/3。如果对锅炉进行一些改造，就可以使锅炉从高耗转向高效。
甘肃银光化工集团有限公司5台锅炉全为20世纪六七十年代的产品，经过40多年的运行，锅炉设备老化严重，原负压的锅炉全为正压。原设计每小时20吨的锅炉，每小时产汽量只有8～10吨，发热量2300千卡（1千卡=418千焦）的煤，吨蒸汽耗煤达240千克，吨蒸汽成本达到150元。一到天气转冷，锅炉就掉了链子，寒冬腊月，2万余名职工家属为不能正常采暖而叫苦不迭。由于设备老化，故障频繁，员工常常打抢修疲劳战。2003年9月，银光公司对锅炉设备进行了整体改造后，情况大变。2004年入冬运行以来，吨蒸汽煤耗下降了30千克，4个月节约燃煤3000余吨，节省资金100余万元，锅炉负荷由原来的10吨提高到18吨，灰渣可燃高效工业锅炉物由原来的47％下降到23％。这样的成功例子其他许多企业也曾有过。
可使除尘效率增强——
据了解，我国工业锅炉每年烟尘排放量约600万～800万吨，占全国烟尘总排放量的33％；SO排放量约500万～600万吨，占全国烟2尘总排放量的21％；CO排放量约6亿吨。工业锅炉成为我国大气煤2烟型污染的主要来源之一。世界先进国家烟尘初始排放浓度一般小于1000毫克/立方米，而国内中小型工业锅炉初始排放浓度一般大于1000毫克/立方米。
四川金路树脂公司从刚建厂开始，对锅炉进行改造的步伐就一直没停。谈到改造锅炉的原因，该公司一位近年来直接参与锅炉改造的技术负责人说，主要是为了解决困扰企业的环保问题（20世纪80年代的锅炉炉型结构普遍存在消烟除尘不足的问题）。他作了这样一番比较：锅炉改造前格林曼黑度4～5级，改造后为0～1级；改造前烟气含尘量大于200毫克/立方米，改造后小于50毫克/立方米；改造前员工称锅炉房为黑电站，改造后外来参观的人员说该厂的锅炉像停运时一样清洁。
可使热效率大幅提高——
我国在用工业锅炉将近85％是燃煤锅炉。我国燃煤工业锅炉以层燃为主，并且以链条炉排锅炉为主，锅炉设计效率一般在72％～80％，但实际运行时热效率一般低于设计效率。而世界先进国家的层燃燃煤锅炉热效率可达80％～85％，锅炉投入运行二三十年仍可保持很高的热效率。如美国国家职业安全与健康研究院锅炉房的1台容量为55000磅/时的蒸汽锅炉，1980年投入运行至今，热效率仍达到83％。
一般来说，锅炉热效率低主要是由于燃烧设备及配套辅机不佳，运行管理水平较低，又经常处于低负荷运行，造成排烟温度提高，排烟热损失增加，从而直接导致CO排放量的增高。近几年来，化工企2业都在为解决这个问题不断探索，普遍采用的措施是上余热锅炉，将装置散发到空气中的大量余热回收，用于生产蒸汽或发电。南化公司磷肥厂两套硫酸装置都上了余热锅炉，每台锅炉每小时能生产蒸汽40吨。把这些生产的蒸汽有效利用起来，不仅能保护环境，而且还能节约能源需求，避免不必要的浪费。
说起这点，连云港碱厂副总工程师非常兴奋。他说，改造前，连云港碱厂锅炉的热动力不足，供热效率不高，不仅制约了产量的增长，而且对煤炭质量的要求较高，一旦煤炭质量较差，就严重影响锅炉的正常运行，不仅运行成本大幅增加，甚至直接造成产量减少，还有停产的危险。改造后，产能不断增长，热动力充足，基本满足了企业产量增长的实际需要。改造前要用25000千焦／千克的煤质，改造后用18000千焦／千克的煤质就可以保证运行了。锅炉的产汽量由原来的130吨／时，增加到现在的150吨／时，纯碱产量大幅提升。
洁净煤技术
洁净煤技术
洁净煤技术是指从煤炭开发到利用的全过程中，旨在减少污染排放，提高利用效率的加工、燃烧、转化及污染控制等新技术。洁净煤技术（CCT）一词源于美国，旨在减少污染和提高效益的煤炭加工、燃烧、转换和污染控制等新技术的总称。传统意义上的洁净煤技术主要是指煤炭的净化技术及一些加工转换技术，即煤炭的洗选、配煤、型煤以及粉煤灰的综合利用技术，国外煤炭的洗选及配煤技术相当成熟，已被广泛采用；目前意义上洁净煤技术是指高技术含量的洁净煤技术，发展的主要方向是煤炭的气化、液化、煤炭高效燃烧与发电技术等等。它是当前世界各国解决环境问题的主导技术之一，也是高新技术国际竞争的一个重要领域。根据我国国情，洁净技术包括：选煤，型煤，水煤浆，超临界火力发电，先进的燃烧器，流化床燃烧，煤气化联合循环发电，烟道气净化，煤炭气化，煤炭液化，燃料电池。洁净煤技术包括2个方面，①直接烧煤洁净技术，②煤转化为洁净燃料技术。洁净煤设备（1）直接烧煤洁净技术。这是在直接烧煤的情况下，需要采用的技术措施：①燃烧前的净化加工技术，主要是洗选、型煤加工和水煤浆技术。原煤洗选采用筛分、物理选煤、化学选煤和细菌脱硫方法，可以除去或减少灰分、矸古、硫等杂质；型煤加工是把散煤加工成型煤，由于成型时加入石灰固硫剂，可减少二氧化硫排放，减少烟尘，还可节静电除尘原理图煤；水煤浆是先用优质低灰原煤制成，可以代替石油。②燃烧中的净化燃烧技术，主要是流化床燃烧技术和先进燃烧器技术。流化床又叫沸腾床，有泡床和循环床2种，由于燃烧温度低可减少氮氧化物排放量，煤中添加石灰可减少二氧化硫排放量，炉渣可以综合利用，能烧劣质煤，这些都是它的优点；先进燃烧器技术是指改进锅炉、窑炉结构与燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物的排放技术。③燃烧后的净化处理技术，主要是消烟除尘和脱硫脱氮技术。消烟除尘技术很多，静电除尘器效率最高，可达99％以上，电厂一般都采用。脱硫有干法和湿法两种，干法是用浆状石灰喷雾与烟气中二氧化硫反应，生成干燥颗粒硫酸钙，用集尘器收集；湿法是用石灰水淋洗烟尘，生成浆状亚硫酸排放。它的脱硫效率可达90％。（2）煤转化为洁净燃料技术。主要有以下4种：①煤的气化技术，有常压气化和加压气化2种。它是在常压或加压条件下，保持一定温度，通过气化剂（空气、氧气和蒸汽）与煤炭反应生成煤气，煤气中主要成分是一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体。用空气和蒸汽做气化剂，煤气热值低；用氧气做气化剂，煤气热值高。煤在气化中可脱硫除氮，排去灰渣，因此，煤气就是洁净燃料了。②煤的液化技术，有间接液化和直接液化2种。间接液化是先将煤气化，然后再把煤气液化，如煤制甲醇，可替代汽油，我国已有应用。直接液化是把煤直接转化成液体燃料，比如直接加氢将煤转化成液体燃料，或煤炭与渣油混合成油煤浆反应生成液体燃料，我国已开展研究。③煤气化联合循环发电技术。即先把煤制成煤气，再用燃气轮机发电，排出高温废气烧锅炉，再用蒸汽轮机发电，整个发电效率可达45％。我国正在开发研究中。④燃煤磁流体发电技术。当燃煤得到的高温等离子气体高速切割强磁场，就直接产生直流电，然后把直流电转换成交流电。发电效率可过50％～60％。我国正在开发研究这种技术。为了减少直接烧煤产生的环境污染，世界各国都十分重视洁净煤技术的开发和应用。经过20多年的发展，国外的煤炭气化、液化以及发电技术已经日趋成熟。通过实施洁净煤技术，煤矿企业在经济上增加盈利，环境由此得到改善，能源得到有效利煤炭洗选系统用，使经济增长和保护环境协调发展。大力发展洁净煤技术在我国有更重要意义。
煤炭燃烧前处理和净化（1）洗选处理
除去或减少原煤中所含的灰分、矸石、硫等杂质。1991年我国原煤洗选仅181％，洗选效率为85％；而发达国家原煤已全部洗选，洗选效率95％以上。
煤炭洗选是利用煤和杂质（矸石）的物理、化学性质的差异，通过物理、化学或微生物分选的方法使煤和杂质有效分离，并加工成质量均匀、用途不同的煤炭产品的一种加工技术。按选煤方法的不同，可分为物理选煤、物理化学选煤、化学选煤及微生物选煤等。物理选煤是根据煤炭和杂质物理性质（如粒度、密度、硬度、磁性及电性等）上的差异进行分选，主要的物理分选方法有：①重力选煤，包括淘汰选煤、重介质选煤、斜槽选煤、摇床选煤、煤炭洗选设备风力选煤等。②电磁选，利用煤和杂质的电磁性能差异进行分选，这种方法在选煤实际生产中没有应用。
物理化学选煤—浮游选煤（简称浮选），是依据矿物表面物理化学性质的差别进行分选。目前使用的浮选设备很多，主要包括机械搅拌式浮选和无机械搅拌式浮选两种。
化学选煤是借助化学反应使煤中有用成分富集，除去杂质和有害成分的工艺过程。目前在实验室常用化学的方法脱硫。根据常用的化学药剂种类和反应原理的不同，可分为碱处理、氧化法煤炭自动洗选系统和溶剂萃取等。
微生物选煤是用某些自养性和异养性微生物，直接或间接地利用其代谢产物从煤中溶浸硫，达到脱硫的目的。
物理选煤和物理化学选煤技术是实际选煤生产中常用的技术，一般可有效脱除煤中无机硫（黄铁矿硫），化学选煤和微生物选煤还可脱除煤中的有机硫。目前工业化生产中常用的选煤方法为淘汰、重介、浮选等选煤方法，此外干法选煤近几年发展也很快。
一般来说，选煤厂由以下主要工艺组成：
①原煤准备：包括原煤的接受、储存、破碎和筛分。
②原煤的分选：目前国内的主要分选工艺包括跳汰—浮选联合流程，重介—浮选联合流程，跳汰—重介—浮选联合流程，块煤重介—末煤重介旋流器分选流程；此外，还有单跳汰和单重介流程。洗选小块
③产品脱水：包括块煤和末煤的脱水、浮选精煤脱水、煤泥脱水。
④产品干燥：利用热能对煤进行干燥，一般在比较严寒的地区采用。⑤煤泥水的处理。选煤原则流程——煤炭洗选的作用：①提高煤炭质量，减少燃煤污染物排放。煤炭洗选可脱除煤洗选精煤中50％~80％的灰分、30％~40％的全硫（或60％~80％的无机硫），燃用洗选煤可有效减少烟尘、SO和NO的排2x放，入洗1亿吨动力煤一般可减排60万～70万吨SO，去除矸石16兆2吨。
②提高煤炭利用效率，节约能源。煤炭质量提高，将显著提高煤炭利用效率。一些研究表明，炼焦煤的灰分降低1％，炼铁的焦炭耗量降低266％，炼铁高炉的利用系数可提高399％；合成氨生产使用洗选的无烟煤可节煤20％；发电用煤灰分每增加1％，发热量下降200～360焦耳/克，每度电的标准煤耗增加2～5克；工业锅炉和窑炉燃用洗选煤，热效率可提高3％~8％。
③优化产品结构，提高产品竞争能力。发展煤炭洗选有利于煤炭产品由单结构、低质量向多品种、高质量转变，实现产品的优质化。我国煤炭消费的用户多，对煤炭质量和品种的要求不断提高。有些城市，要求煤炭硫分小于05％，灰分小于10％，若不发展选煤便无法满足市场要求。
④减少运力浪费。由于我国的产煤区多远离用煤多的经济发达地区，煤炭的运量大，运距长，平均煤炭运距约为600千米，煤炭经过洗选，可去除大量杂质，每入洗100万吨原煤，可节省运力9600万吨/千米。
洗选方式一般有跳汰工艺、重介工艺、风力选煤等。
当然，随着科技的进步及时代的发展，处于攻关或业已投入生产的某些特殊洗选工艺也将得到进一步的发展并替代传统工艺。大型洗选厂（2）型煤加工
用机械方法将粉煤和低品位煤制成有一定形状和粒度的煤制品。高硫煤成型时可加入适量的固硫剂，大大减少SO排放。2型煤是以粉煤为主要原料，按具体用途所要求的配比、机械强度和形状大小，经机械加工压制成型的，具有一定强度和尺寸及形状各异的煤成品。常见的有煤球、煤砖、煤棒、蜂窝煤等。型煤分工业用和民用两大类。工业型煤有化工用型煤，用于化肥蜂窝煤造气、蒸汽机车用型煤、冶金用型煤（又称为型焦）。民用型煤，又称为生活用煤，用于炊事和取暖，以蜂窝煤为主。
型煤生产工艺有无黏结剂成型、有黏结剂成型、热压成型3种。成型机械有冲压式成型机、对辊成型机、螺旋挤压机和蜂窝煤机等种。型煤包括很多的种类，型煤可以把煤粉、煤面、煤泥，分别压成球形或者其他形状。也可以把煤粉和煤泥混合压成球形和其他形状。用于锅炉的燃烧和造气。（3）水煤浆
水煤浆热值相当于燃料油的1/2，可代替燃料油用于锅炉、电站、工业炉和窑炉，用于代替煤炭燃用，具有燃烧效益高、负荷调整便利、减少环境污染、改善劳动条件和节省用煤等优点。型煤加工设备桂林钢厂以水煤浆代煤粉燃烧，折合标准煤约为90千克/吨材，节煤33％，烟尘排放由732降至240毫克/立方米致癌的NO含量由2808毫克/立方米降至44毫克/立方米，使x环境和劳动条件得到明显改善。此外，由于燃烧水煤浆工艺性能好，使钢材的烧损率由18％下降至15％，企业获得较好的经济效益。所以水煤浆技术不仅可用于代油，用于代煤也有节能和环保效益。
我国煤炭资源分布集中在“三西”，即山西、陕西及内蒙西部。目前有63％的煤炭要从“三西”调出，我国长期存在北煤南运、西煤东调的格局。煤炭的管道运输投资少、建设周期短、营运费低、为全密闭输送，不污染环境。水煤浆经管道输送到终端即可供用户燃用，而且可长期密闭储存，避免了传统煤炭存储造成的污染。水煤浆气化技术在中国的应用及其发展——我国矿物能源以煤为主，到2010年，一次能源消费结构中煤占60％左右。大力发展洁煤技术，高效清洁地利用我国煤炭资源，对于促进能源与环境协调发展，满足国民经济快速稳定发展需要，具有极其重要的战略意义。煤气化作为洁净煤技术的重要组成部分，具有龙头地位。它将廉价的煤炭转化成为清洁煤水煤浆气，既可用于生产化工产品，如合成氨、甲醇、二甲醚等，还可用于煤的直接与间接液化、联合循环发电（IGCC）和以煤气化为基础的多联产等领域。
迄今为止，世界上已经商业化的IGCC大型电站，均采用气流床技术，最具有代表性的是以干煤粉为原料的Shell气化技术和以水煤浆为原料的Texaco气化技术。Shell气化技术即将被引进中国建于洞庭，显现其碳转化率高、冷煤气效率高的优势。相比之下，水煤浆气化技术在中国引进得早，实践时间长，研究开发工作也做得更深入。
经过10多年的实践探索，中国在水煤浆气化技术方面，积累了丰富的操作、运行、管理与制造经验，气化技术日趋成熟与完善。经过长期科技攻关，在水煤浆气化领域，形成完整的气化理论体系，研究开发出拥有自主知识产权，达到国际领先水平的水煤浆气化技术。
煤炭燃烧过程中净化
研制新型燃烧器如低NO燃烧器，使燃料和空气逐渐混合，或调x节燃料与空气的混合比，降低火焰温度，减少NO生成。流化床燃烧，x把煤和吸附剂加入燃料床层中，沸腾燃烧，减少SO排放，且燃烧温2度较低，大大减少NO生成量。第二代流化燃烧技术——循环流化床，x进一步降低NO排放量并提高脱硫率和燃烧效率。x
低NO燃烧器——x
低NO燃烧器及低氮氧化物x燃烧器，是指燃料燃烧过程中NO排放量低的燃烧器，采用低xNO燃烧器能够降低燃烧过程中x氮氧化物的排放。
在燃烧过程中所产生的氮的煤炭燃烧氧化物主要为NO和NO，通常2把这两种氮的氧化物通称为氮氧化物NO。大量实验结果表明，燃烧x装置排放的氮氧化物主要为NO，平均约占95％，而NO仅占5％左右。2
一般燃料燃烧所生成的NO主要来自2个方面：①燃烧所用空气（助燃空气）中氮的氧化；②燃料中所含氮化物在燃烧过程中热分解再氧化。在大多数燃烧装置中，前者是NO的主要来源，我们将此类NO称为“热反应NO”，后者称之为“燃料NO”，另外还有“瞬发NO”。
燃烧时所形成NO可以与含氮原子中间产物反应使NO还原成NO。实际上除了这些反应外，NO还可以与各种含氮化合物生成NO。22在实际燃烧装置中反应达到化学平衡时，［NO］/［NO］比例很小，2即NO转变为NO很少，可以忽略。2
降低NO的燃烧技术——x
NO是由燃烧产生的，而燃烧方法和燃烧条件对NO的生成有较xx大影响，因此可以通过改进燃烧技术来降低NO，其主要途径是：x
选用N含量较低的燃料，包括燃料脱氮和转变成低氮燃料；
降低空气过剩系数，组织过浓燃烧，来降低燃料周围氧的浓度；
在过剩空气少的情况下，降低温度峰值以减少“热反应NO”；
在氧浓度较低情况下，增加可燃物在火焰前峰和反应区中停留的时间。
减少NO的形成和排放通常运用的具体方法为：分级燃烧、再燃x烧法、低氧燃烧、浓淡偏差燃烧、烟气再循环等。
一般常用低氮氧化物燃烧器简介——
燃烧器是工业炉的重要设备，它保证燃料稳定着火燃烧和燃料的完全燃烧等过程，因此，要抑制NO的生成量就必须从燃烧器入手。x根据降低NO的燃烧技术，低氮氧化物燃烧器大致分为以下几类：x（1）阶段燃烧器。根据分级燃烧原理设计的阶段燃烧器，使燃料与空气分段混合燃烧，由于燃烧偏离理论当量比，故可降低NO的x生成。（2）自身再循环燃烧器。一种是利用助燃空气的压头，把部分燃烧烟气吸回，进入燃烧器，与空气混合燃烧。由于烟气再循环，燃烧烟气的热容量大，燃烧温度降低，NO减少。x（3）浓淡型燃烧器。其原理是使一部分燃料作过浓燃烧，另一部分燃料作过淡燃烧，但整体上空气量保持不变。由于两部分都在偏离化学当量比下燃烧，因而NO都很低，这种燃烧又称为偏离燃烧或x非化学当量燃烧。（4）分割火焰型燃烧器。其原理是把一个火焰分成数个小火焰，由于小火焰散热面积大，火焰温度较低，使“热反应NO”有所下降。（5）混合促进型燃烧器。烟气在高温区停留时间是影响NO生成x量的主要因素之一，改善燃烧与空气的混合，能够使火焰面的厚度减薄，在燃烧负荷不变的情况下，烟气在火焰面即高温区内停留时间缩短，因而使NO的生成量降低。混合促进型燃烧器就是按照这种原理x设计的。
循环流化床燃烧（CFBC）技术系指小颗粒的煤与空气在炉膛内处于沸腾状态下，即高速气流与所携带的稠密悬浮煤颗粒充分接触燃烧的技术。煤炭燃烧后净化——采用湿式或干式脱硫工艺，效率可达90％。烟气通过催化剂，在300～400℃下加入氨可脱除NO50％～80％。在大型电x站中应采用静电除尘，除尘效率可达99％。燃烧后脱硫，又称烟气脱硫（Flue gas desulfurization，简称FGD）。在FGD技术中，按脱硫循环流化床锅炉剂的种类划分，可分为以下5种方法：①以CaCO（石灰石）为基础的钙法，②以MgO为基础的镁3法，③以NaSO为基础的钠法，④以NH为基础的氨法，⑤以有机233碱为基础的有机碱法。世界上普遍使用的商业化技术是钙法，所占比例在90％以上。
按吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中的干湿状态又可将脱硫技术分为湿法、干法和半干（半湿）法。①湿法FGD技术是用含有吸收剂的溶液或浆液在湿状态下脱硫和处理脱硫产物，该法具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点，但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易对环境造成二次污染等问题。②干法FGD技术的脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行，该法具有无污水废酸排出、设备腐蚀程度较轻，烟气在净化过程中无明显降温、净化后烟温高、利于烟脱硫专用的烟囱囱排气扩散、二次污染少等优点，但存在脱硫效率低、反应速度较慢、设备庞大等问题。③半干法FGD技术是指脱硫剂在干燥状态下脱硫、在湿状态下再生（如水洗活性炭再生流程），或者在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物（如喷雾干燥法）的烟气脱硫技术。特别是在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物的半干法，以其既有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点，又有干法无污水废酸排出、脱硫后产物易于处理的优势而受到人们广泛的关注。按脱硫产物的用途，可分为抛弃法、回收法2种。
石膏法烟气脱硫工艺——
石灰石——石膏法脱硫工艺是世界上应用最广泛的一种脱硫技术，日本、德国、美国的火力发电厂采用的烟气脱硫装置约90％采用此工艺。
它的工作原理是：将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水脱硫设备石膏。经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水，使其含水量小于10％，然后用输送机送至石膏贮仓堆放，脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴，再经过换热器加热升温后，由烟囱排入大气。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触，吸收剂利用率很高，钙硫比较低，脱硫效率可大于95％，对环境的影响可以到非常低的程度。
静电除尘指含尘气体经过高压静电场时被电分离，尘粒与负离子结合带上负电后，趋向阳极表面放电而沉积。在冶金、化学等工业中用以净化气体或回收有用尘粒。利用静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法。在强电场中空气分子被电离为正离子和电子，电子奔向正极过程中遇到尘粒，使尘粒带负电吸附到正极被收集。常用于以煤为燃料的工厂、电站，收集烟气中的煤灰和粉尘。冶金中用于收集锡、锌、铅、铝等的氧化物。
煤炭气化——
煤炭气化是指煤在特定的设备内，在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂（如蒸汽/空气或氧气等）发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有CO、H、CH等可燃气体和CO、N等非可燃气体2422的过程。煤炭气化时，必须具备3个条件，即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。气化过程发生的反应包括煤的热解、气化和燃烧反应。煤的热解是指煤从固相变为气、固、液三相产物的过程。煤的气化和燃烧反应则包括2种反应类型，即非均相气—固反应和均相的气相反应。煤炭气化原理
不同的气化工艺对原料的性质要求不同，因此在选择煤气化工艺时，考虑气化用煤的特性及其影响极为重要。气化用煤的性质主要包括煤的反应性、黏结性、结渣性、热稳定性、机械强度、粒度组成以及水分、灰分和硫分含量等。
煤炭气化工艺可按压力、气化剂、气化过程供热方式等分类，煤炭气化设备常用的是按气化炉内煤料与气化剂的接触方式区分，主要有：（1）固定床气化。在气化过程中，煤由气化炉顶部加入，气化剂由气化炉底部加入，煤料与气化剂逆流接触，相对于气体的上升速度而言，煤料下降速度很慢，甚至可视为固定不动，因此称之为固定床气化；而实际上，煤料在气化过程中是以很慢的速度向下移动的，比较准确地应称其为移动床气化。（2）流化床气化。它是以粒度为0~10毫米的小颗粒煤为气化原料，在气化炉内使其悬浮分散在垂直上升的气流中，煤粒在沸腾状态进行气化反应，从而使得煤料层内温度均一，易于控煤炭气化炉制，提高气化效率，节约能源消耗。（3）气流床气化。它是一种并流气化，用气化剂将粒度为100微米以下的煤粉带入气化炉内，也可将煤粉先制成水煤浆，然后用泵打入气化炉内。煤料在高于其灰熔点的温度下与气化剂发生燃烧反应和气化反应，灰渣以液态形式排出气化炉。
煤炭气化技术广泛应用于下列领域：（1）作为工业燃气。一般热值为1100~1350千卡热的煤气，采用常压固定床气化炉、流化床气化炉均可制得。主要用于钢铁、机械、卫生、建材、轻纺、食品等部门，用以加热各种炉、窑，或直接加热产品或半成品。（2）作为民用煤气。一般热值在3000~3500千卡，要求CO小于10％，除焦炉煤气外，用直接气化也可得到，采用鲁奇炉较为适用。与直接燃煤相比，民用煤气不仅可以明显提高用煤效率和减轻环境污染，而且能够极大地方便人民生活，具有良好的社会效益与环境效益。出于安全、环保及经济等因素的考虑，要求民用煤气中的H、CH、及其他烃类可燃气体含量应尽量高，以提高煤气的热值；24而CO有毒其含量应尽量低。（3）作为化工合成和燃料油合成原料气。早在第二次世界大战时，德国等就采用费托工艺（Fischer-Tropsch）合成航空燃料油。随着合成气化工和碳化学技术的发展，以煤气化制取合成气，进而直接合成各种化学品的路线已经成为现代煤化工的基础，主要包括合成氨、合成甲烷、合成甲醇、醋酐、二甲醚以及合成液体燃料等。
化工合成气对热值要求不高，主要对煤气中的CO、H等成分有2要求，一般德士古气化炉、Shell气化炉较为合适。目前我国合成氨的甲醇产量的50％以上来自煤炭气化合成工艺。（4）作为冶金还原气。煤气中的CO和H具有很强的还原作用。2在冶金工业中，利用还原气可直接将铁矿石还原成海绵铁；在有色金属工业中，镍、铜、钨、镁等金属氧化物也可用还原气来冶炼。因此，冶金还原气对煤气中的CO含量有要求。（5）作为联合循环发电燃气。整体煤气化联合循环发电（简称IGCC）是指煤在加压下气化，产生的煤气经净化后燃烧，高温烟气驱动燃汽轮机发电，再利用烟气余热产生高压过热蒸汽驱动蒸汽轮机发电。这是一种既节能又有利环境保护的方法。用于IGCC的煤气，对热值要求不高，但对煤气净化度，如粉尘及硫化物含量的要求很高。与IGCC配套的煤气化一般采用固定床加压气化（鲁奇炉）、气流床气化（德士古）、加压气流（Shell气化炉）广东省加压流化床气化工艺，煤气热值2200~2500千卡。（6）作煤炭气化燃料电池。燃料电池是由H、天然气或煤气等2燃料（化学能）通过电化学反应直接转化为电的化学发电技术。目前主要由磷酸盐型（PAFC）、熔融碳酸盐型（MCFC）、固体氧化物型（SOFC）等。它们与高效煤气化结合的发电技术就是IG-MCFC和IG-SOFC，其发电效率可达53％。（7）煤炭气化制氢。氢气广泛用于电子、冶金、玻璃生产、化工合成、航空航天、煤炭直接液化及氢能电池等领域，目前世界上96％的氢气来源于化石燃料转化。而煤炭气化制氢起着很重要的作用，一般是将煤炭转化成CO和H，然后通过变换反应将CO转换成H22和HO，将富氢气体经过低温分离或变压吸附及膜分离技术，即可获2得氢气。（8）煤炭液化的气源。不论煤炭直接液化和间接氧化，都离不开煤炭气化。煤炭液化需要煤炭气化制氢，而可选的煤炭气化工艺同样包括固定床加压Lurgi气化、加压流化床气化和加压气流床气化工艺。
煤炭液化——
煤的液化是当前煤化工的热点，有不少煤矿都跃跃欲试，殊不知煤的液化对煤质有一定的要求，不是什么煤都可以进行液化的。煤的液化分为直接液化和间接液化。这两种液化方法对煤炭质量的要求各不相同。（1）直接液化对煤质的基本要求：
①煤中的灰分要低，一般小于5％，因此原煤要进行洗选，生产出精煤进行液化。煤的灰分高，影响油的产率和系统的正常操作。煤的灰分组成也对液化过程有影响，灰中的Fe、Co、Mo等元素有利于液化，对液化起催化作用;而灰中的Si、Ae、Ca、煤炭液化厂Mg等元素则不利于液化，它们易产生结垢，影响传热和不利于正常操作，也易使管道系统堵塞、磨损，降低设备的使用寿命。
②煤的可磨性要好。因为煤的直接液化要先把煤磨成200目左右的煤粉，并把它干燥到水分小于2％，配制成油煤浆，再经高温、高压，加氢反应。如果可磨性不好，能耗高，设备磨损严重，配件、材料消耗大，增加生产成本。同时，要求煤的水分要低。水分高，不利于磨矿，不利于制油煤浆，加大了投资和生产成本。
③煤中的氢含量越高越好，氧的含量越低越好，它可以减少加氢的供气量，也可以减少生成的废水，提高经济效益。
④煤中的硫分和氮等杂原子含量越低越好，以降低油品加工提质的费用。
⑤煤岩的组成也是液化的一项主要指标。丝质组成越高，煤的液化性能越好;镜质组合量高，则液化活性差。因此能用于直接液化的煤，一般是褐煤、长焰煤等年青煤种，而且这些牌号的煤也不是都能直接液化的。神华的不黏煤、长焰煤和云南先锋的褐煤都是较好的直接液化煤种。煤的间接液化是将煤气化，生成HCO的原料气，再在2一定压力和温度下加催化剂，合生液体油，因此对煤质的要求相对要低些。（2）间接液化对煤质的要求：
①煤的灰分要低于15％。当然越低也有利于气化，也有利于液化。
②煤的可磨性要好，水分要低。不论采用那种气化工艺，制粉是一个重要环节。
③对于用水煤浆制气的工艺，要求煤的成浆性能要好。水煤浆的固体浓度应在60％以上。
④煤的灰融点要求。固定床气化要求煤的灰融点温度越高越好，一般ST不小于1250℃;流化床气化要求煤的灰融点温度ST小于1300℃。
虽然间接液化对煤的适应性广些，不同的煤要选择不同的气化方法，但是对原煤进行洗选加工、降低灰分和硫分是必要的。
石油的节能与环保
石油是国家重要的战略资源，提高石油资源的有效利用迫在眉睫。
石油工业企业是国家的重要能源生产部门，其在生产能源的同时又消耗了大量的优质能源，特别是在原油集输过程中消耗了大量的优质能源，其节约替代潜力很大。油田、输油管道集输生产过程中消耗的燃料油主要是优质的原油，年消耗原油数十万吨，如何节约或替代这部分原油，实现
节能减排
的目的，是一个十分重要的课题。油田污水处理
注水是油田开发的一种十分重要的开采方式，是补充地层能量，保持油层能量平衡，维持油田长期高产、稳产的有效方法。注入水的水源主要是地面淡水、地下浅层水及采出原油的同时采出的油层水。为了节约地球上的淡水资源，目前注入油层的水大部分来自从开采原油中脱出的水，习惯上称之为污水。大体已经占了全国注水总量的80％。污水未经处理时含有大量的悬浮固体、乳化原油、细菌等有害物质。水注入油层就像饮用水进入人体一样，如果人喝了未经处理的水，人的身体就会受到伤害，发生各种病变；同样，油层注入了未经处理的污水，油层也会受到伤害。这种伤害主要体现在大量繁殖的细菌、机械杂质以及铁的沉淀物堵塞油层，引起注水压力上升，注水量下降，影响水驱替原油的效率。因此，必须对注入油层的水进行净化处理。
由于污水是从油层采出的，所以油田回注污水处理的主要目的是除油和除悬浮物。概括地讲可分为2个阶段：①除油阶段。该阶段是利用油、水密度差及药剂的破乳和絮凝作用，将油和水分离开来。②过滤阶段。该阶段是利用滤料的吸附、拦截作用，将污水中悬浮固体、油和其他杂质吸附于滤料的表面或不让其通过滤料层。除油阶段要根据含油污水中原油的密度、凝固点等性质的不同而采用相应的处理方法。目前国内外除油阶段主要采用的技术方法有：重力式隔油罐技术、压力沉降除油技术、气浮选除油技术、水力旋流除油技术等。
重力式隔油罐技术，就是靠油水的相对密度差来达到除油的目的。含油污水进入隔油罐后，大的油滴在浮力的作用下自由地上浮，乳化油通过破乳剂（混凝剂）的作用，由小油滴变成大油滴。在一定的停留时间内，绝大部分原油浮升至隔油罐的上部而被除去。其特点是，隔油罐体积大，污水停留时间长，即使来水有流量和水质的突然变化，也不会严重影响出水水质。但其占地面积大，去除乳化油能力差。
压力沉降除油技术是在除油设备中装填有使油珠聚结的材料，当含油污水经过聚结材料层后，细小油珠变成较大油滴，加快了油的上升速度，从而缩短了污水停留时间，减小了设备体积。其特点是设备综合采用了聚结斜板技术，大大提高了除油效率。但其适应来水水量、水质变化能力要比隔油罐差。
气浮选除油技术，是在含油污水中产生大量细微气泡，使水中颗粒粒径为025～25微米的悬浮油珠及固体颗粒黏附到气泡上，一起浮到水面，从而达到去除污水中的污油及悬浮固体颗粒的目的。采用气浮，可大大提高悬浮油珠及固体颗粒浮升速度，缩短处理时间。其特点是处理量大，处理效率高，适应于稠油油田含油污水以及含乳化油高的含油污水。
水力旋流除油技术，是利用油水密度差，在液流高速旋转时，受到不等离心力的作用而实现油水分离。其特点是设备体积小、分离效率高。但其对原油相对密度大于09的含油污水适应能力差。过滤阶段采用的过滤技术根据滤后水质的要求不同，分为粗过滤、细过滤和精细过滤。根据水质推荐标准，悬浮物固体含量为10～50毫克/升，颗粒直径为20～50微米。过滤的核心技术是滤料的选择与再生。在油田污水处理中，目前国内外主要采用的滤料有石英砂、无烟煤、陶粒、核桃壳、纤维球、陶瓷膜和有机膜等。滤料的再生方法主要有热水反冲洗、空气反吹等。
石油清洁生产
石油清洁生产是一种全新的发展战略，它借助于各种相关理论和技术，在石油的整个生命周期的各个环节采取“预防”措施，通过将生产技术、生产过程、经营管理、产品等方面与物流、能量、信息等要素有机结合起来，并优化运行方式，从而实现最小的环境影响、最高的能源利用率、最佳的管理模式以及最优化的经济增长水平。更重要的是，环境作为经济的载体，良好的环境可更好地支撑经济的发展，并为社会经济活动提供所必需的资源和能源，从而实现经济的可持续发展。1992年6月在巴西里约热内卢召开的联合国环境与发展大会上通过了《21世纪议程》。该议程制定了可持续发展的重大行动计划，并将清洁生产看作是实现可持续发展的关键因素，号召工业提高能效，开发更清洁的技术，更新、替代对环境有害的产品和原材料，实现环境、资源的保护和有效管理。清洁生产是可石油清洁生产持续发展的最有意义的行动，是工业生产实现可持续发展的唯一途径。
石油清洁生产彻底改变了过去被动的、滞后的污染控制手段，强调在石油造成污染之前就予以削减，即在石油生产过程并在服务中减少石油污染物的产生和对环境的不利影响。这一主动行动，经近几年国内外的许多实践证明，具有效率高、可带来经济效益、容易为企业接受等特点。
末端治理石油污染作为目前国内外控制石油污染最重要的手段，为保护环境起到了极为重要的作用。然而，随着工业化发展速度的加快，末端治理这一污染控制模式的种种弊端逐渐显露出来：①末端治理设施投资大、运行费用高，造成成本上升，经济效益下降；②不能彻底解决环境污染；③末端治理未涉及石油的有效利用，不能制止石油的浪费。
清洁生产从根本上扬弃了末端治理石油污染的弊端，它通过生产全过程控制，减少甚至消除污染物的产生和排放。这样，不仅可以减少末端治理设施的建设投资，也减少了其日常运转费用，大大减轻了工业的负担。
开展石油清洁生产的本质在于实行污染预防和全过程控制，它将带来不可估量的经济、社会和环境效益。
减少石油消耗（1）利用热电厂余热蒸汽实现节能减排。
这个方法是实现节能减排降耗的最佳途径，其关键是：在输油站库经济距离内有热电厂并有可利用的余热资源。其最大优点是不需运行热设备消耗能源，污染零排放，实现能源跨行业按梯度降品依次使用，是最经济合理的。
利用余热蒸汽替代燃料油，最重要的是实现了能源的社会化优化配置。其优势有：①减少了国家重要战略能源的消耗。它将热电厂产生的冷源排汽通过管道输送到用热单位，实现能源消耗的按梯度降品使用，减少直接燃石油清洁生产烧优质原油生产低品位热能的状况。冷源排汽得到二次利用，可提高能源效率429％，使能源利用更趋于合理，其价值和意义重大。②减少了大量的温室气体排放。每少烧1吨原油就可减少3～4倍的温室气体排放，特别是SO等有害气体的排放，对保护环境贡献是很大2的。③减少热设备及辅助设备运行维护物耗，如电、盐、水、树脂等资源的消耗，减少资源在低端重复消耗。④提高了企业效益和社会效益。⑤提高了安全生产系数。由于受到利用余热资源的限制，其可替代燃料油仅占消耗量的15％～20％，那么如何替代更多的燃料油，这就是下面要研究的方案。（2）利用低硫煤制气替代燃料油。从俄罗斯进口原油后，输油管道油品含硫上升十几倍。所以替代燃料油不仅节约优质原油，而且可减少大量的SO排放。2做好利用充裕的低硫煤制煤制气设备气，实现能源消耗结构的优化推广工作。煤制气是国家推行的“清洁能源行动”总体目标之一。该项技术已有几年的生产发展历程，属于成熟技术并有定型设备。现已广泛用于发电厂、煤化工、建材工业、城市供热、矿山等行业。
目前，世界上最先进的煤制气设备是美国和德国生产的，适用于大规模化生产。国产煤气发生炉技术适用性强，符合中国国情。其最大特点是：不需更新或改造原热设备，在原供热系统嵌入煤气发生炉系统，即可实现使用清洁燃料、优化能耗结构、大幅度降低费用的目的。
利用东北地区充裕的低硫煤制气，实施替代燃料油，实现能源消耗结构的优化。鉴于煤制气在技术上可行、经济上合理、环保方面高于国家标准等优点，从长远来看，煤制气优于重油，一是资源多，二是价格低，三是社会效益显著。
天然气与节能环保
天然气蕴藏在地下多孔隙岩层中，主要成分为甲烷，比重约065，比空气轻，具有无色、无味、无毒之特性。天然气公司皆遵照政府规定添加臭剂（四氢噻吩），以资用户嗅辨。天然气在空气中含量达到一定程度后会使人窒息。
若天然气在空气中浓度为5％～15％的范围内，遇明火即可发生爆炸，这个浓度范围即为天然气的爆炸极限。爆炸在瞬间生产天然气产生高压、高温，其破坏力和危险性都是很大的。
依天然气蕴藏状态，又分为构造性天然气、水溶性天然气、煤矿天然气等3种。而构造性天然气又可分为伴随原油出产的湿性天然气、不含液体成分的干性天然气。
与煤炭、石油等能源相比，天然气在燃烧过程中产生的能影响人类呼吸系统健康的物质极少，产生的二氧化碳是煤的40％左右，产生的二氧化硫也很少。天然气燃烧后无废渣、废水产生，具有使用安全、热值高、洁净等优势。
天然气的节能环保优点
天然气是较为安全的燃气之一，它不含一氧化碳，也比空气轻，一旦泄漏，立即会向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体，安全性较高。采用天然气作为能源，可减少煤和石油的用量，因而大大改善环境污染问题；天然气作为一种清洁能源，能减少二氧化硫和粉尘排放量近100％，减少二氧化碳排放量60％和氮氧化合物排放量50％，并有助于减少酸雨形成，舒缓地球温室效应，从根本上改善环境质量。其优点有：（1）绿色环保。
天然气是一种洁净环保的优质能源，几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，燃烧时产生二氧化碳少于其他化石燃料，造成温室效应较低，因而能从根本上改善环境质量。（2）经济实惠。
天然气与人工煤气相比，同比热值价格相当，并且天然气清洁干净，能延长灶具的使用寿命，也有利于用户减少维修费用的支出。天然气是洁净燃气，供应稳定，能够改善空气质量，因而能为经济发展提供新的动力，带动经济繁荣及改善环境。（3）安全可靠。天然气无毒、易散发，比重轻于空气，不易积聚成爆炸性气体，是较为安全的燃气。天然气耗氧情况计算：1立方米天然气（纯度按天然气厂100％计算）完全燃烧约需20立方米氧气，大约需要10立方米的空气。
以天然气为燃料的好处
天然气的热值高，约为36000~40000千焦/牛·立方米，且燃烧后对环境污染小，是所有燃料中单位热值CO排放量最低的，且NO的2x排放率也很低，可以满足一般电厂的废气排放标准，因而将成为继煤和石油后的主要能源。
目前国内燃煤热电厂集中供热与分散的锅炉房相比，具有节约能源、占地少、改善环境的优点。但也存在一些弊端，随着市场经济的发展，其弊端越来越明显：①投入大、费用高，城市热网的建设需要大量资金，要建设供热系统管路，因而供热成本很高。②由于计量不规范，热控水平不高，以至热网管理落后，供热各环节浪费太大，尤其是公共建筑在无人时也持续供热，节能变成了浪费。同时原有城市规划对热网考虑不够，使增建的热网管道影响城市美观，同时敷设时需要部分建筑物拆迁等。③城市中的热电厂增加了市内污染物的排放，使局部环境恶化。因此有必要借鉴发达国家的经验，如一些国家采用分散供热的模式，工业企业自备热电站和分散的小型热电站相现结合的方式，分别满足工业和居民的热需求。在这种情况下，燃用天然气的燃气机成为人们选择的主要供热发电设备之一。
早在1894年已有了以天然气为燃料的发动机，经过不断发展和完善，形成了可燃用多种燃料（包括垃圾填埋场产生的填埋气）的燃气机和燃天然气—轻柴油的双燃料柴油机。为了更好地节约能源，还充分利用废热供热或再次发电，实行热电联供，燃气机大大增加了经济性。从效率上来说，单机输出功率50兆瓦以下的热机以柴油机和燃气机为最高，发电效率可达40％以上，热电联供效率更高达80％；单机功率大于50兆瓦时，燃气—蒸汽联合循环机组的效率较高。有鉴于此，目前国际上燃气机及双燃料柴油机应用很广。
燃气机机型介绍——
目前世界上比较有代表性的燃气机制造企业有总部设在瑞士的W·RTSIL·NSD公司的燃气机，其功率范围在1000~5500千瓦，德国MANB&W公司的双燃料柴油机，其功率范围在2400~16200千瓦，还有奥地利JENBACHER公司的70～2700千瓦燃气机。下面对这几种机组分别作一简单介绍。（1）W·RTSIL·NSD公司的燃气机。瓦锡兰恩斯迪集团公司是世界最大的中速柴油机及燃气机设备制造公司，该公司有燃天然气的燃气机（2100～5500千瓦），也有燃气—轻柴油双燃料机组（4300～15800千瓦）。这里主要介绍它的燃气机。
影响内燃机NO生成的主要因素是温度和空气—燃料比，较低的x温度和较高的空气—燃料比可降低NO的排放。瓦锡兰的燃气机采用x稀薄燃烧控制技术，较高的空气—燃料比使气缸中与燃料的混合的空气量多于燃烧所需要的量，并且混合均匀，这不仅大大降低NO的x排放，而且提高了机组的燃烧效率。稀薄的混合物点火和燃烧是通过预燃室实现的，预燃室内采用火花塞点火，为主燃烧室的燃烧提供了能量。（2）德国MANB&W公司的双燃料柴油机。燃气—轻柴油双燃料系统是采用直接或间接喷射少量柴油燃料进入燃烧区，以相当高的点火能量引发天然气、空气混合物的燃烧。由天然气输送管网来的燃料气体通过独立的进气阀喷射进入各独立的气缸外侧空气中，天然气的喷射与进气阀的开度同步，天然气与空气混合物在气缸中被压缩，由于混合均匀，防止了局部燃烧高温，同时由于较大的过剩空气量，大大减少NO的生成。x
点火所需的能量来自于预燃室的点火喷嘴，引燃燃料通过小型喷射泵喷入预燃室，柴油在缺乏空气的初始条件下进行预混燃烧，然后进入主燃烧室，燃气、空气混合气稀薄燃烧，降低了燃烧循环的温度，避免产生氮氧化物。所需的引燃燃料量只占柴油机总燃料消耗量的1％。燃油喷射系统在运行中始终处于备用状态，一旦供气中断，机组可立即切换至燃轻柴油运行，保证机组连续安全运行。
机组控制系统包括了双燃料运行中所有控制、调节和监控，以及燃气控制和负荷控制。燃气控制包括机械式主节流阀、过滤器、双联燃气阀、冷凝液排放装置和气动燃气调压阀。（3）奥地利JENBACHER公司的燃气机。JENBACHER公司是较早专门研制燃气机的公司，它的燃气机有6大系列十几种型号，缸数6~20缸，缸径116~190毫米，可燃用高热值的天然气，也可燃用低热值的污水、污泥沼气、垃圾填埋气，还有煤层气、化工厂及工业生产中的可燃气体等。燃气机为该公司的主导产品，广泛运用于世界各地。它的LeanNO控制系统可稀释混合燃气，结合带保护的电火花点火系x统，自动调节燃气机使之能高效燃烧所有燃气，达到低排放量，保证NO排放低于500毫克/牛·立方米，CO排放低于650毫克/牛·立方米。x
利用燃气机热电联供——
燃气机的余热有3个来源：燃气机的高温烟气、高温缸体及增压空气冷却水和润滑油冷却水。其中最主要的是燃气机的排气，因其温度一般在400～500℃，含大量余热，通过在烟道上加装热交换器可将余热转换为蒸汽或热水。高温缸体及增压空气冷却水温度为90～95℃，润滑油冷却水温度为70℃左右，均可通过热交换器供热水。
燃气机的余热有多种用途，主要有3类：再发电、供热、制冷。而从具体形式来说，可以根据用户需要，形成多种组合。如余热锅炉产生的蒸汽可用来带动汽轮机发电，或直接供热用户，燃气机热电联供作为生产工艺过程中的干燥、燃烧空气干燥等，也可以通过吸收式冷却器制冷，供工厂或居民住宅；温度不同的高温缸体及增压空气冷却水和润滑油冷却水，通过热交换器串联后供用户热水，作为工艺用热、地区用热，也可在余热锅炉蒸汽发电时加热汽机凝结水。
燃气机电站的特点——（1）效率高。燃气机机组效率在40％以上，如以合理的热电联供方式运行时，热效率可达80％以上，节能效果明显。（2）污染小。污染物的排放大大低于燃煤及燃油电厂，无需高烟囱，可建于城市中心。同时采用隔音效果好的室内布置，无噪声污染。（3）工业水量少。机组冷却水采用闭式循环，不需大量冷却水，对水源要求不高，有少量工业水即可。（4）运行灵活，费用低。热电联供的燃气机电站可满足分散供热要求，不需铺设大量供热管网，节约了运行管理费用。电站一般布置2台以上机组，以适应不同热负荷及电负荷要求，运行更加灵活方便。（5）安装简便，维修方便。由于燃气机非高速旋转机械，且采用了底板弹簧隔振装置，对设备基础要求较低，安装较为容易。维修工作可在现场完成。（6）与燃气轮机相辅相成。燃气机的应用并不排斥燃气轮机，因其单机功率多在1～15兆瓦，而燃气轮机的主导机型在20兆瓦以上，并且趋势是发展大功率机组，二者并不冲突，各有市场，相辅相成。
前景——
燃气机在中国的应用可能只是时间的问题。①从燃料上来说，中国已经明确表示，在今后20年内，天然气工业会有一个较大的发展，相应的以天然气为燃料的电力工业也会得到较大的发展，这对缓解能源供需矛盾，优化能源结构，改善大气环境质量将起重要作用。②从需求上来说，随着我国生活水平的提高，人们对供热、制冷质量的要求将更高，购物中心、医院、宾馆、体育场、居民小区等有可能采用燃气机实现热电冷联供，并且在规划时就予以考虑。③从环保角度来说，也会鼓励在城市中采用污染小的燃气机电站。
环保的电力工业——天然气发电
世界天然气工业近20年来发展很快，预计到2010年一次能源比重中，天然气占28％，石油占35％。目前我国天然气资源探明储量约为15100亿立方米，占世界天然气可开采储量的3％。最近10年来我国天然气勘探取得很大发展。南海崖城13-1气田和陕甘宁中部气田的相继发现和逐步开发利用，将推动我国天然气工业较快发展。
世界上利用天然气发电普遍采用燃气蒸汽联合循环电厂的形式，尤其是以天然气作为燃料的燃气蒸汽联合循环发电技术更为世界众多国家所重视。天然气电站运行灵活，机组启动快，启动天然气发电机组成功率高，既可带基荷又可用于调峰，且宜于接近负荷中心。另外，燃气轮机发电机组电厂可在25（30）％～100％出力下可靠运行，利于提高电网的经济运行水平，燃气电站的可用率较高，约为90％～95％，高于燃煤电厂。可大大改善煤电机组的运行工况，以及降低能耗，对于提高电网的运行质量、节约能源和保护环境上都有很大好处。同时天然气燃烧过程中，所产生的影响人类呼吸系统健康的氮化物、一氧化碳、可吸入悬浮微粒极少，几乎不产生导致酸雨的二氧化硫，而产生导致地球温室效应的二氧化碳的排放为煤的40％左右，燃烧之后也没有废渣、废水。天然气有转换效率高，天然气发电厂环境代价低，投资省和建设周期短等优势，积极开发利用天然气资源已成为全世界能源工业的主要潮流，目前全世界发达国家，与燃煤电厂总安装容量相比已接近1∶1，并大有超过趋势，我国政府也积极鼓励发展燃气轮机联合循环热电联供、推动燃气轮机电厂的发展。
由于燃气轮机联合循环发电机组是燃气轮机、发电机与余热锅炉、蒸汽轮机或供热式蒸汽轮机（抽气式或背压式）共同组成的循环系统，它是将燃气轮机作功后排出的高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽，送入蒸汽轮机发电，或者将部分发电作功后的乏汽用于供热。
常见形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环，也有燃气轮机、蒸汽轮机各分别与发电机组合的多轴联合循环。主要用于发电和热电联产，燃气轮机联合循环机组具有以下独特的优点：（1）发电效率高。燃气轮机原理和结构先进，热耗小，联合循环发电效率高达60％；而燃煤电厂（075～600）兆瓦机组发电效率仅20％～42％。（2）环境保护好。燃煤电厂锅炉排放灰尘很多，二氧化硫多，氮氧化物为200毫克/千克。燃机电厂余热锅炉排放无灰尘，二氧化硫极少，氮氧化物为（10～25）毫克/千克。（3）运行方式灵活。燃煤电厂，仅只能作为基本负荷运行，不能作为调峰电厂运行。燃机电厂，不仅能作为基本负荷运行，还可以作为调峰电厂运行；燃机为双燃料（油和天燃气）时，还可以对天然气进行调峰。（4）消耗水量少。燃气—蒸汽联合循环电厂的蒸汽轮机仅占总容量的1/3，所以用水量一般为燃煤火电的1/3，由于凝汽负压部分的发电量在全系统中十分有限，国际上已广泛采用空气冷却方式，用水量近乎为零。此外，甲烷（CH）中的氢和空气中的氧燃烧还原成二4氧化碳和水，每燃烧1立方米天然气理论可回收约153千克水，每千克可回收22千克水，足以满足电厂自身的用水。（5）占地面积少。由于没有了煤和灰的堆放，又可使用空冷系统，电厂占地大大节省，占地仅为燃煤火电厂的10％～30％，节约了大量的土地资源，这对地少人多的中国非常重要。（6）建设周期短。燃气轮机系统发电的建设周期为8～10个月，联合循环系统发电的建设周期为16～20个月，而燃煤火电厂需要24～36个月，回收快。节能减排
经济越发展，城市越现代化，人们越富裕，生产和生活对能源的需要就越大；能源的大量开发和利用，是造成大气和其他多种类型环境污染与生态破坏的主要原因。另一方面，随着能源消费量的增加，大气污染也愈来愈大，受到污染影响的区域也在逐年扩大。环境问题已经成为一个不容忽视的关系到每个人健康的大问题。
尽管可再生资源的利用也会对环境造成影响，但化石能源（主要是煤炭、石油、天然气）引起的环境影响是最显著的，它们在开采、运输、加工、利用的各个环节都会对环境产生严重影响。
什么是节能减排
节能减排的定义
节能减排指加强用能管理，采用技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费，更加有效、合理地利用能源。①技术上可行，是指在现有技术基础上可以实现；②经济上合理，就是要有一个合适的投入产出比；③环境可以接受，是指节能还要减少对环境的污染，其指标要达到环保要求；④社会可以接受，是指不影响正常的生产与生活水平的提高；⑤有效，就是要降低能源的损失与浪费。
节能减排有广义和狭义定义之分。①广义节能是指除狭义节能内容之外的节能方法，如节约原材料消耗，提高产品质量、劳动生产率、减少人力消耗、提高能源利用效率等。②狭义节能是指节约煤炭、石油、电力、天然气等能源。在狭义节能内容中包括从能源资源的开发，输送与配转换（电力、蒸气、煤气等）或加工（各种成品油、副产煤气为节能减排标志二次能源，直到用户消费过程中的各个环节，都有节能的具体工作去做）。
节能包括减少浪费、增加回收2个部分。①减少浪费：加强对用能的质量和数量的管理，优化用能结构，减少物流损失，能源介质的无谓排放等。②增加回收：大力回收生产过程中产生的二次能源（包括余压、余热、余能和煤气等）。
节能的现实意义
我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了巨大的资源和环境代价，经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐，群众对环境污染问题反应强烈。这种状况与经济结构不合理、增长方式粗放直接相关。不加快调整经济结构、转变增长方式，资源支撑不住，环境容纳不下，社会承受不起，经济发展难以为继。只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展，才能实现经济又好又快发展。同时，温室气体排放引起全球气候变暖，备受国际社会广泛关注。进一步加强节能减排工作，也是应对全球气候变化的迫切需要。能源展望和节能潜力能源展望2009年11月，国际能源署（IEA）发布了其年度旗舰报告《世界能源展望2009》。在这部广受世界能源界关注的作品中，IEA调低了对全球能源需求的预节能减排期，并称金融危机为全球的能源体系转型提供了机遇，而各国政府则将在这种转型中扮演决定性作用。（1）金融危机降低全球能源需求
在《世界能源展望2009》中，IEA预计2007~2030年这段时间，全球能源需求将以每年15％的平均速度增长，最终将增长40％，而2008年的数字是2006~2030年年均增长16％，最终增加45％。这两个数字均低于2008年同期的预测，IEA表示，修正的数字反映了金融危机的影响，以及政府启用鼓励增加能效政策的作用。能源需求走势
在这种能源愿景预期中，发展中的亚洲国家是需求增长的主要因素。其中，中国将占去全球新增一次能源需求的39％，印度则占去大约15％。IEA表示，中国新增加的能源将主要来自于煤炭。
这意味着，中、印两家将占据未来20多年新增能源的54％，而两国在全球一次能源消费总量的比例也将由2007年的21％上升到31％。
从能源形态来看，原油仍将是全球最重要的一次能源，其年消耗量将由2007年的41亿吨上升至50亿吨。这意味着其年平均增长率为09％，是一次能源中增长速度最慢的能源形态。
随着煤炭清洁技术的应用，煤炭在一次能源中的比例将有所增加，其消耗量将由2007年的32亿吨油当量增加到49亿吨油当量，年平均增速达到19％，不仅高于油气等传统化石能源，也高于原子能、水能、生物质能等能源，仅低于由风能引领的新兴可再生能源（年均增速达到73％）。（2）避免灾难性气候
2009年，经济危机席卷全球，世界范围内能源投资大幅减少，在各国推行的经济刺激计划中，大多包含了推动清洁能源的措施。如果没有这些措施，全球范围内，2009年对可再生能源的投资将下滑三成以上，而不是2000年的1/5。
能源投资的下滑将会给能源安全、气候变化和能源贫困产生深远的影响，但这取决于政府的应对措施。如果人类依然延续今天的能源道路，不对现行政府政策作出修改，那么，人类对化石能源的需求将快速增加，这将对气候变化带来惊人的后果。这种惊人的后果是，到2030年，全世界的二氧化碳排放量将达到402亿吨，几乎是1990年（209亿吨）的2倍。而2030年较2007年（288亿吨）增加的大约110亿吨二氧化碳排放量中，超过八成将来自于东亚地区（排放量增加60亿吨）、南亚地区（20亿吨）和中东地区（10亿吨），而这些仅仅是在现行政策不作出修改的前提下。这将意味着温室气体在大气中的长海平面上升期浓度将超过1000ppm（ppm=百万分之一）二氧化碳当量，全球气温将上升6℃。
2009年10月底，英国政府曾发布一张“4℃地图”，对气温上升4℃之后的地球作出描述:北极地区气温可上升达16℃，地中海沿岸地区水资源将减少70％，美洲的玉米和谷物产量将减少40％，而亚洲一些国家的水稻产量将减少30％。
可以想象，在6℃的增长图景下，结果将会是更加灾难性的。为此，IEA提供了另外一种可能性——“450ppm愿景”，即在各国政府的通力合作下，将大气中温室气体浓度控制在450ppm二氧化碳当量，气温上升不超过2℃的可能性。
在这种愿景之下，预计到2020年，当年全球需减排38亿吨碳，其中，16亿吨由经合组织成员（OECD）即发达国家“贡献”，而中国一家将会“贡献”10亿吨，将成为最大的减排贡献国。
中国将在全球应对气候变化中扮演举足轻重的作用。
节能潜力
中国节能的潜力在哪里，潜力有多大呢？与国外比一比能源利用效率，就知道中国节能的潜力是多么巨大。（1）单位产值能耗。据有关机构研究，2008年按现行汇率计算的每100万美元国内生产总值能耗，我国为1524吨标准煤，比世界平均水平高32倍，比美国、欧盟、日本、印度分别高33倍、52倍、93倍和045倍。（2）单位产品能耗。2008年，我国电力、钢铁、有色、石化、建材、化工、轻工、纺织8个行业主要产品单位能耗平均比国际先进水平高43％，如铜冶炼综合能耗高65％，大型合成氨综合能耗高312％，纸和纸板综合能耗高120％。（3）主要耗能设备能源效率。2008年，我国燃煤工业锅炉平均运行效率65％左右，比国际先进水平低15~20个百分点；中小电动机平均效率87％，风机、水泵平均设计效率75％，均比国际先进水平低5个百分点，系统运行效率低近20个百分点；机动车燃油经济性水平比欧洲低25％，比日本低20％，比美国整体水平低10％；载货汽车百吨千米油耗76升，比国外先进水平高1倍以上；内河运输船舶油耗比国外先进水平高10％~20％。（4）单位建筑面积能耗。目前我国单位建筑面积采暖能耗相当于气候条件相近发达国家的2~3倍。据专家分析，我国公共建筑和居住建筑全面执行节能50％的标准是现实可行的；与发达国家相比，即使在达到了节能50％的目标以后仍有约50％的节能潜力。（5）能源效率。我国能源效率比国际先进水平低10个百分点。如火电机组平均效率338％，比国际先进水平低6~7个百分点。能源利用中间环节（加工、转换和贮运）损失量大，浪费严重。
通过对比可以看出，我国能源利用效率与国外的差距表明，节能潜力巨大。根据有关单位研究，按单位产品能耗和终端用能设备能耗与国际先进水平比较，目前我国的节能潜力约为3亿吨标准煤。
专家指出，能源消耗水平是一个国家经济结构、增长方式、科技水平、管理能力、消费模式以及国民素质的综合反映。因此，节能的潜力也在于不断优化经济结构、加快技术进步、提高管理水平、倡导全民参与等方面。（1）节能的潜力在于优化经济结构。
目前，从我国三次产业结构看，经济增长过于依赖第二产业，低能耗的第三产业发展滞后、比重偏低。2005年，我国第三产业增加值占国内生产总值的比重刚过40％。经合组织国家这一比重平均超过70％，其中，美国为753％。与我国发展水平相近的巴西和印度分别为751％和512％。按照有关部门的测算，如果我国第三产业增加值的比重提高1个百分点，第二产业中工业增加值比重相应地降低1个百分点，万元GDP能耗可相应降低约1个百分点。从工业内部结构看，高能耗行业比重大，特别是高耗能的一般加工工业生产能力过剩，高技术含量、高附加值、低能耗的行业比重低。2005年，高技术产业增加值占工业增加值的比重只有103％。按照目前的工业结构，如果高技术产业增加值比重提高1个百分点，而冶金、建材、化工等高耗能行业比重相应地下降1个百分点，万元GDP能耗可相应降低13个百分点。（2）节能的潜力在于加快技术进步。
比如，我国目前火电平均供电煤耗比国际先进水平高20％，如果每度电的供电煤耗下降10克标准煤，则全国一年可少消耗2000万吨标准煤。又比如节能灯。我国是全球第一大节能灯生产国，2005年产量达到176亿只，占世界总产量的90％左右，但70％以上都出口了，如果把现有的普通白炽灯全部更换成节能灯，全国一年可节电600多亿度。（3）节能的潜力在于提高管理水平。
当前，无论在生产领域和流通领域，还是在消费领域，节能管理都是薄弱环节，浪费能源、跑冒滴漏现象仍很普遍。比如，我国燃煤工业锅炉的设计效率与国外相比，差距不大，但实际运行效率只有65％左右，比国际先进水平低15~20个百分点。通过完善管理和技术改造等措施，仅燃煤锅炉一个方面的节约潜力就有7000万吨。（4）节能的潜力在于倡导全民参与。
节能是事关全社会的大事，必须动员全社会参与。上海市算过一笔账，如果夏天把空调温度调高1℃，全市480万户家庭每天可减少24万千瓦左右的用电负荷；如果每天将白天不用的电器插头全部拔掉，全市可再减少75万千瓦左右的用电负荷。这两年，中国倡导将夏天的空调温度调高到26℃，作用就很明显。必须进一步增强公众的能源忧患意识和节约意识，大力倡导健康文明的节约文化，形成“节约光荣、浪费可耻”的社会氛围。
能源是战略资源，是全面建设小康社会的重要物质基础。解决能源约束问题，一方面要开源，加大国内勘探开发力度，加快工程建设，充分利用国外资源；另一方面必须坚持节约优先，走一条跨越式节能的道路。
清洁发展机制
CDM就是清洁发展机制（Clean Development Mechanism）。它是联合国在《京都议定书》中规定的一种发达国家和发展中国家合作进行温室气体减排的机制。
1997年12月11日，160个国家在日本京都签署通过了《联合国气候变化框架公约京都议定书》，2005年2月16日生效。由于发达国家对温室气体的排放负有主要责任，《京都议定书》规定了发达国家的法定减排指标，对发展中国家不具法律约束力。根据规定，从2005年开始至2012年，签署该协议的发达国家必须将温室气体排放水平在1990年的基础上平均减少52％（其中，欧盟为8％，美国7％，日本6％，澳大利亚增长8％）。由于在发达国家减排温室气体的成本是发展中国家的几倍甚至几十倍，《京都议定书》安排了一种灵活的机制，即允许发达国家通过提供资金和技术在发展中国家实施温室气体减排项目，并将项目实施后获得的减排量用来充抵本国的法定减排指标。这种灵活机制就是清洁发展机制。
CMD概述（1）参与方
清洁发展机制允许附件I国家在非附件I国家的领土上实施能够减少温室气体排放或者通过碳封存或碳汇作用从大气中消除温室气体的项目，并据此获得“经核证的减排量”，即通常所说的CER。附件I国家可以利用项目产生的CER抵减本国的温室气体减排义务。
CDM项目必须满足：①获得项目涉及的所有成员国的正式批准；②促进项目东道国的可持续发展；③在缓解气候变化方面产生实在的、可测量的、长期的效益。CDM项目产生的减排量还必须是任何“无此CDM项目”条件下产生的减排量的额外部分。
参与CDM的国家必须满足一定的资格标准。所有的CDM参与成员国必须符合3个基本要求：自愿参与CDM；建立国家级CDM主管机构；批准《京都议定书》。此外，工业化国家还必须满足几个更严格的规定：完成《京都议定书》第3条规定的分配排放数量；建立国家级的温室气体排放评估体系；建立国家级的CDM项目注册机构；提交年度清单报告；为温室气体减排量的买卖交易建立一个账户管理系统。（2）符合的项目
CDM将包括如下方面的潜在项目：
①改善终端能源利用效率；
②改善供应方能源效率；
③可再生能源；
④替代燃料；
⑤农业（甲烷和氧化亚氮减排项目）；
⑥工业过程（水泥生产等减排二氧化碳项目，减排氢氟碳化物、全氧化碳或六氟化硫的项目）；
⑦碳汇项目（仅适用于造林和再造林项目）。
禁止附件Ⅰ国家利用核能项目产生的CER来达到其减排目标。此外，在第一个承诺期（2008～2012年），只允许造林和再造林项目作为碳汇项目，并且在承诺期每一年内，附件Ⅰ国家用于完成他们分配排放数量的、来自碳汇项目的CER至多不超出其基准排放量的1％。碳汇项目还需要制定出更详尽的指南以确保其环境友好性。
为了使小项目能和大项目一样在CDM项目上具有竞争力，《马拉喀什协定》为小规模项目的实施建立了快速通道——一套简化的资格评审标准：15兆瓦以上的可再生能源项目、在供应方或需求方年节能15吉瓦时以上的能效项目、年度排放量低于15万吨二氧化碳当量且具有减排效果的其他项目。CDM执行理事会已经被赋予了一项任务：为小项目快速通道制定执行方式和工作程序，并将其提交给2002年10月在新德里召开的第八次《联合国气候变化框架公约》成员国大会（COP8）。
CMD的作用
通过CDM，项目业主可以出售经核证的减排量（CERs）来获得额外收益。比如说，水电和风电企业除了出售电量之外，还可以出售减排量来获得额外的收益。
减排量就是企业通过一定的技术措施减少污染物排放的总量。具体到CDM项目，减排量就是指《京都议定书》所规定的6种温室气体减少的总量。
减排量并不总是具有价值：①未经核证的减排量得不到联合国的承认，就没有价值。②经过核实的减排量如果不在国际市场上买卖，也不能实现其价值。
举例来说，一个20兆瓦的水电企业，一年的产生减排量约为10万吨，价值约为1000万元人民币。一个50兆瓦的风电企业，一年产生的减排量约为10万~12万吨，价值约为1000多万元人民币。如果不搞CDM，那么这些减排量的价值就被白白浪费掉了。
CDM项目所产生的额外的、可核实的废气减排量称为“核证减排量（CERs）”。它由项目企业所拥有，并可出售。
自CDM项目注册成功之日起，企业所产生的减排量就开始产生价值。但需要由联合国指定的一家独立经营实体（DOE）对项目所产生的温室气体减排量进行核实计算，并报联合国清洁发展机制执行理事会（EB）审批。这种经核实的减排量就叫“经核证的减排量”。只有这种减排量才能卖钱。
清洁发展机制执行理事会在接到申请后，如果没有3名以上的执行理事会成员反对，应该在15天内批准签发该项目的温室气体减排量，并迅速将减排额发送到项目业主所同意的专用“账户”上。这个时候，项目业主就可以拿到出售减排量的收入了。
实施进展
中国—欧盟清洁发展机制促进项目是中欧气候变化伙伴关系滚动工作计划合作项目之一。该项目是迄今为止欧盟在中国资助的最大的CDM能力建设相关项目，总资助额达23万欧元。项目为期3年，于2007年2月启动，至2010年1月前结束。该项目旨在通过一系列的研究、能力建设、技术交流和培训活动等为中国CDM健康发展提供直接的帮助。
项目主要活动包括：（1）为国家主管机构（DNA）提供政策支持，包括CDM项目对中国可持续发展的影响评价以及改善国内和国际相关政策的分析和建议等。此部分具体活动主要包括：选择典型案例深入开展CDM项目对中国可持续发展的影响研究，在此项研究下特别开展CDM项目技术转让研究以及碳市场分析；对国内外CDM项目政策进行评价与分析，提出改进建议。在此项研究下特别开展非二氧化碳温室气体的CDM项目的企业与国家收益分配比例问题研究；赴欧洲为期1个月的关于气候变化相关政策学习/培训。（2）确定中国潜在的指定经营实体（DOE），并加强其能力建设。具体包括：组织一系列培训会议；6人分别赴德国莱茵集团进行每人8周的培训。（3）提高地方申请和实施CDM项目的能力，举办10个CDM地方研讨会。（4）其他重要活动，如：举办大型CDM商业促进会议，组织高层CDM政策和DOE访问团赴欧访问等。
项目进展情况与效果：
从启动至今，该项目已经在CDM及国家相关政策研究、指定经营实体（DOE）申请机构培训，以及地区能力建设和商业促进三个层面开展了系列活动。目前，在CDM国家政策研究层面，项目已经基本完成预定的各项研究报告，包括“中国CDM市场研究”、“CDM项目中的技术转让”、“CDM项目对可持续发展影响评价”和“中国CDM政策改进研究”。这些研究从不同的切入点深入分析了中国CDM项目的现状与影响，并在国家政策层面为清洁发展机制在中国的未来发展提供建议和支持。此外，项目已经成功组织了由4位中方资深人员组成的代表团赴欧洲进行为期10天的关于气候变化相关政策学习与交流。
在指定经营实体申请机构培训层面，项目为中国的申请机构提供培训并开展能力建设。具体活动包括举办关于CDM项目的批准、审定、核查的专门研讨会，以及在德国科隆莱茵技术有限公司总部提供培训。目前，项目已经成功举办了4次培训/研讨会，完成了3人次赴德培训。目前，中环联合（北京）认证中心有限公司与中国质量认证中心作为申请实体已经获得了CDM执行理事会的预同意信（Indicative Letter）。培训加强了受训人员及其所属机构的审计能力和行业知识，有助于促进中国指定经营实体的发展，获得了参与机构的一致肯定。
在地区能力建设和商业促进层面，项目已经在中国不同地区举办了6次地区研讨会，为更广泛的利益相关者提供清洁发展机制项目开发、审定、核查、执行、交易的相关知识和政策，并提高当地的项目开发和实施能力。此外，项目已经于2008年5月在德国科隆举办了“中国—欧盟清洁发展机制商业促进大会”，为中国和欧盟的清洁发展机制业界人士搭建了信息沟通和投资机会洽谈的平台。
项目未来活动与成果：
2009年是中国—欧盟清洁发展机制促进项目继续在国家层面CDM相关政策研究、指定经营实体（DOE）申请机构培训以及地区能力建设和商业促进三个层面深入开展活动，并取得成果。项目的主要研究形成一系列的政策研究报告，并汇总到最终报告。项目的其他活动成果也将以受益者的影响反馈和实际应用等不同方式呈现。CO回收和利用技术2
全球工业化进程的加快使CO排放量越来越大，并给环境带来危2害，而石油、煤炭资源的日渐枯竭也需要有新的碳源及时补充，因此世界各国十分重视开发相应的CO回收以及净化和再利用技术。2
美国Brookhaven国家实验室的研究人员正在开发催化剂，可望将过多的温室气体转化成有用的化学品。研究人员指出，不能只依赖于化学工业利用CO以削减化石燃料燃烧排放的CO。几种其他对策22同时应用是必需的，包括提高现有化学燃料利用过程的效率，捕集和利用或封存化石燃料燃烧产生的CO，并转向使用可再生燃料和可再2生能源。
CO回收和捕集技术介绍2
常用的CO回收利用方法有：2（1）溶剂吸收法。使用溶剂对CO进行吸收和解吸，CO浓度可22达98％以上。该法只适合于从低浓度CO废气中回收CO，且流程复22杂，操作成本高。（2）变压吸附法。采用固体吸附剂吸附混合气中的CO，浓度可2达60％以上。该法只适合于从化肥厂变换气中脱除CO，且CO浓度22太低不能作为产品使用。（3）有机膜分离法。利用中空纤维膜在高压下分离CO，2只适用于气源干净、需用CO浓2度不高于90％的场合，目前该技术在国内处于开发阶段。（4）催化燃烧法。利用催化剂和纯氧气把CO中的可燃烧2回收设备杂质转换成CO和水。该法只能2脱除可燃杂质，能耗和成本高，已被淘汰。
上述方法生产的CO都是气态，都需经吸附精馏法进一步提纯净2化、精馏液化，才能进行液态储存和运输。吸附精馏技术是上述方法在接续过程中必须使用的通用技术。
美国电力研究院（EPRI）所作的研究指出，在发电厂中采用氨洗涤可使CO减少10％，而较老式的MEA（胺洗涤）法可使CO减少2229％。
世界新的CO回收和捕集技术正在加快发展之中。2（1）脱除CO新溶剂2
巴斯夫公司和日本JGC公司已开始联合开发一种新技术，可使天然气中含有的CO脱除和贮存费用削减20％。该项目得到日本经济、2贸易和工业省的支持。CO可利用吸收剂如单乙醇胺（MEA）从燃烧2过程产生的烟气中加以捕集，然而，再生吸收剂需额外耗能，对于MEA，从烟气中回收CO需耗能约900千卡/千克CO，通常这是不经22济的。日本三菱重工公司（MHI）与关西电力公司（KEPCO）合作，开发了新工艺，可给CO回收途径带来新的变化。MHI发现的2CO新吸收剂是称为KS-1和KS-2的位阻胺类，其回收所需能量比2MEA所需能量约少20％。因为KS-1和KS-2对热更稳定、腐蚀性也比MEA小，因此操作时胺类的总损失约为常规吸收剂的1/20。对于能量费用不昂贵的地区，大规模装置使用新的工艺，CO回收费用（包括2压缩所需费用）约为20美元/吨CO，它比基于MEA的常规方法低约230％。MHI已在马来西亚一套尿素装置上验证了这一技术，可从烟气中回收200吨CO/日。2（2）基于氨的新工艺
美国Powerspan公司开发了ECO捕集工艺，可使用含水的氨2（AA）溶液从电厂烟气（FG）中捕集CO。这是该公司与美国能源部2国家能源技术实验室（NETL）共同研究的成果。BP替代能源公司与Powerspan公司正在开发和验证Powerspan公司称为ECO基于氨的2CO捕集技术，并将使其用于燃煤电厂从而推向商业化。这种后燃烧2CO捕集工艺适用于改造现有的燃煤发电机组和新建的燃煤电厂。2ECO捕集工艺与Powerspan公司的电催化氧化技术组合在一起，使2用氨水吸收大量SO、NO和汞。CO加工步骤设置在ECO的SO、2x22NO和汞脱除步骤的下游。根据美国国家能源技术实验室（NETL）x等对使用含水的氨吸收CO进行的研究表明，传统的MEA工艺用于2CO脱除，CO负荷能力（吸收每千克CO/千克吸收剂）低，有高的222设备腐蚀率，胺类会被其他烟气成分降解，同时吸收剂再生时能耗较高。比较而言，氨水有较高的负荷能力，无腐蚀问题，在烟气环境下不会降解，可使吸收剂补充量减少到最小，再生所需能量很少，而且成本大大低于MEA。尤其是NETL采用的Powerspan公司开发的氨水工艺与常规胺类相比，有以下优点：蒸汽负荷小（500Btu/磅被捕集的CO）；产生较浓缩的CO携带物；较低的化学品成本；产生可供22销售的副产物，实现多污染物控制。（3）CO吸附技术2
近年来工业级和食品级CO的标准要求越来越高，而通常采用的2溶剂吸收法、变压吸附法、有机膜分离法和催化燃烧法等回收的CO2产品无法达到食品级标准要求，在工业领域的应用也受到限制。美国新开发的一种超级海绵状物质可吸收发电厂或汽车尾管排放的大量CO。这种超级海绵状物质作为可用于净化温室气体的新方法，比现2用方法（包括水溶液处理）更为有效和价格低廉。美国密歇根大学的研究人员采用化学合成方法，制取了这类海绵状物质。这种材料称为金属-有机骨架（MOF）混合物，为稳定的、结晶型多孔物质，由有机链接基团组合金属簇构成。据报道，这种MOF能很好地捕集CO。2其化合物之一MOF-177在中等压力（约30兆帕）下，可捕集140w％（335毫摩尔/克）室温下的CO，远远超过任何其他多孔材料的2CO贮存能力。超级绵状MOF-177由正八面体Zn4羧基化物簇与有机2基团链接而成，这种材料有极高的表面积，达4500平方米/克，相当于每克材料有约4个足球场大小的面积。在捕集CO后，气体在稍微2加热的情况下会很容易地释放出来，然后可用于各种反应的试剂，包括制取聚碳酸酯建筑材料的聚合过程和软饮料的碳酸化。（4）利用LSCF管使CO易于捕集2
一项最近的科研成果表明，采用先进陶瓷材料制作的微细管，通过控制燃烧过程，可望使发电站的温室气体排放减少至近乎于零。这种称为LSCF的材料具有从空气中过滤氧气的显著特征。这样，通过在纯氧中燃烧燃料，就可产生近乎纯CO的气流，纯CO具有可再加22工为有用化学品的潜在商业化用途。LSCF是相对较新的材料，它原为燃料电池技术而开发，许多国家已研究了数十年之久，主要可望用作燃料电池的阴极。（5）分离CO的膜法技术2
美国得克萨斯大学的工程技术人员开发的改进型塑料材料可大大改进从天然气中分离CO的能力。这种新的聚合物膜可自然地仿制电2池膜中才有的小孔，基于它们的形状，其独特的沙漏形状可有效地分离分子。科学工业研究组织2007年10月的评价表明，它可从甲烷中分离CO。像海绵一样，它仅吸收某些化学品。新的塑料允许CO或22其他小分子通过沙漏形状的小孔，而天然气（甲烷）则不会通过这些相同的小孔运移。这种热重排（TR）塑料通过小孔分离CO要优于2常规膜。Benny Freeman教授的实验室研究也表明，热重排塑料膜的分离速度也较快，比常规膜去除CO要快几百倍。2（6）从大气中直接捕集CO的技术2
美国哥伦比亚大学的科学家于2007年10月中旬宣布，正在加快开发从大气中直接捕集CO的工业技术。分析认为，这样可从分散的2和移动的排放源中捕集全球温室气体中50％的CO，甚至无需完全采2用碳捕集和贮存（CCS）技术，据统计，大的静止点排放源产生超过01兆吨/年的CO。由Frank Zeman提出的技术基于Klaus Lackner以前2在哥伦比亚大学所作的工作，已确立了这一特定的空气捕集工艺过程的热动力学可行性。Klaus Lackner于1999年首次提出从空气中去除CO以达到碳捕集和贮存的目的。新的研究成果已在美国《环境科学2和技术》2007年11月版上发布。（7）海藻生物反应器去除CO2
开发Chinchilla地下煤气化（UCG）从合成气制油的澳大利亚Linc能源公司2007年11月底宣布，与BioCleanCoal公司组建各持股60％和40％的合资企业，开发将工艺过程CO转化为氧气和生物质用的海藻2生物反应器。该合资公司将开发生物反应器，通过光合成工艺将CO2转化为氧气和固体生物质，以持久地和安全地从大气中去除CO。2Linc能源公司将在今后一年内投入100万澳元，开发原型装置，用于在Chinchilla地区运行。BioCleanCoal公司是生物技术公司，专长于利用海藻将CO转化为氧气和生物质。2
CO注入地下提高油气田采收率2
国外研究实践表明，CO的地下储存，作为温室气体减排和资源2化利用之间的结合点，展示了实现温室气体资源化利用并提高油气采收率的广泛应用前景，有可能成为在经济开发与环境保护上可实现双赢的有效方法。随着经济的快速发展对能源生产和消耗需求的增长，我国的CO排放总量在21世纪可能达到2很高的水平，面临的CO减排压2力的形势十分严峻。我国是《京都议定书》的签约国。虽然《议二氧化碳存储定书》中没有规定包括中国在内的发展中国家在2012年前的具体减排量，但无论是从对人类肩负的责任，还是从我国长期可持续和谐发展来考虑，都迫切要求我们超前准备，对温室气体减排和高效利用的基础研究和技术储备予以高度的重视。
CO捕获与封存（CCS）主要包括3个部分：①捕获，即收集并2浓缩工业和能源所产生的CO；②运输，把CO源处捕获的CO输运222到合适的封存地点；③封存，把CO注入地下地质构造中，注入深海，2或者通过工业流程使之固化为碳酸盐。目前世界开展CO地质储存方2法，包括注入正在开采的油气田提高油气采收率，以及注入煤层（含注入深部不可采煤层）获得煤田甲烷，主要把经济效益放在首位；而注入已经废弃的油气田，注入地下咸水层，海底储存，注入相关岩体与矿物反应，生成碳酸盐矿物，实现对碳的永久储存等方法，则主要考虑环境效益。
注CO提高原油采收率，是实现温室气体资源化利用与地下封存2的有效途径之一。
国内外已有的研究和应用成果表明，油气藏是封闭条件良好的地下储气库，可以实现CO的长期埋存。实行CO高效利用与地质埋存22相结合的技术思路是缓解环境污染压力、提高石油采收率的有效途径。
目前我国已开发油田的标定采收率为322％，仍然有60％以上的地质储量需要采用“三次采油”进行开采，提高采收率有较大的余地。1999年我国提高石油采收率潜力评价结果表明，通过注CO气驱2提高采收率在地质储量中约占132％，初步估计有50％适合注CO气2驱提高采收率。另外，新发现低渗油藏储量632亿吨中，其中50％以目前成熟技术没能有效开发，可通过注CO气驱使得这些新发现低渗2油藏得到有效开发。将回收的CO注入油气藏提高原油采收率，不仅2可以长期储存CO，履行减排义务，而且还可以更好地提高原油和天2然气的采收率，取得经济效益。此外，将CO注入煤层气藏，也会将2提高煤层气采收率；将CO注入盐水层可以长期埋存。CO高效利用22与地质埋存相结合的技术思路已引起我国及世界各国的高度重视，CO提高石油采收率与地质埋存一体化技术已成为促进CO排放的发22展方向。
用CO回收煤层气2
CO回收煤层气增强技术被视为一种有广阔商业前景的新兴环保2技术。该技术于20世纪90年代出现，目前仍处于起步阶段。一些美国专家认为，煤层气可成为一种稳定和比较干净的廉价能源。在煤气供应吃紧、天然气价格上升的背景下，煤层气回收增强技术将在能源工业中扮演重要角色。
煤层气主要成分为甲烷。瓦斯爆炸是煤矿安全的主要隐患之一，如果能对煤层气加以回收和合理利用，可以减少事故隐患。由于煤层气回收增强技术利用的是与甲烷同是温室气体的CO，在弥补能源短2缺的同时还可减少温室气体的排放。
煤层气回收增强技术是把CO注入不可开采的深煤层中加以储2藏，同时排挤出煤层中所含的甲烷加以回收的过程，氮气也同样适用于这一方法。该技术对热电厂而言有特别重要的意义。发电厂和机动车辆是温室气体的“排放大户”，热电厂排放的废气成分以二氧化碳和氮气为主，为达到环保要求，美国发电厂在废气处理的过程中需要分离出二氧化碳加以储藏，而这样做的成本很高。热电厂一般位于煤矿附近地区，如果能将煤层气回收增强技术商业化，便能节省二氧化碳的运输费用。美国一些专家从环保、开发新能源、减少对进口能源的依赖和市场等方面进行论证之后，认为煤层气回收增强技术有极大的应用潜力和商业前景。二氧化碳能增加煤层气的回收，而且其本身被煤层隔离封闭，是一个复杂的物理和化学的互相作用过程。甲烷和二氧化碳以一定的比例存在于煤层中，煤层中既有气态的甲烷和二氧化碳，也有吸附态的甲烷和二氧化碳存在。当纯二氧化碳注入煤层时，气态的甲烷就被挤出，由于二氧化碳具有高度的吸附性，煤层会迅速吸附二氧化碳并排出原先吸附的甲烷。把二氧化碳注入目前不可开采的深煤层中加以储藏，处在一定压力下的二氧化碳就很难流失或泄漏，能提高储藏回收煤层气示意图的安全性，这是煤层气回收带来的另一益处。
美国在20世纪90年代起开始实施一些煤层气回收增强技术的试点工程，这些工程的目的一是探索该技术实施的技术性问题，如是否需要专用的钻井和生产技术，何种方式为最佳等等；二是建立一个简单快捷的检测模式，以期能根据煤层数据信息，如地层构造、结构形状、渗透性能、煤质、甲烷含量、吸附能力等和注入气体的性质（如气体成分和比例等）来测定任一煤田的二氧化碳隔离封闭能力。迄今，这些试点工程还没有产生具体的结论。
据介绍，煤层气正日益成为美国天然气供应的重要组成部分。2002年，美国煤层气产量已占天然气总产量的8％，其探明储量占天然气探明储量的10％。
2009年5月，英国在燃煤发电厂测试二氧化碳回收技术，这是为实现燃煤发电的无碳排放而迈出的重要一步。
科学家们将设法用胺对二氧化碳进行液化，然后将其填埋。这项即将历时3个月的测试主要是检验胺的液化效率。测试一旦获得通过，首座完全回收二氧化碳的工厂可望于2014年投入运作。该项目在政府二氧化碳回收计划框架内，由能源公司“苏格兰电力”负责实施。
由于燃煤发电厂排放的二氧化碳造成的空气污染严重，英国政府不久前已决定不再兴建燃煤发电厂。现有的燃煤发电厂只有将二氧化碳排放量限制在一定范围内，才能继续运营。英国政府还投资10亿英镑用于二氧化碳回收技术的研发。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]