潔凈煤技術(shù)是指從煤炭開(kāi)發(fā)到利用的全過(guò)程中旨在減少污染排放與提高利用效率的加工、燃燒、轉(zhuǎn)化及污染控制等新技術(shù)。
　　一、煤炭加工技術(shù)
　　煤炭加工技術(shù)主要包括洗選煤技術(shù)、型煤技術(shù)以及水煤漿技術(shù)等。
　　1、洗選煤技術(shù)
　　選煤是應(yīng)用物理、物理化學(xué)、化學(xué)或微生物等方法將原煤脫灰、降硫并加工成質(zhì)量均勻、用途不同的各品種煤的煤炭加工過(guò)程，其中選用的各種方法即為洗選煤技術(shù)，這是提高煤炭利用效率、減少污染物排放的最經(jīng)濟(jì)、有效的途徑。目前，國(guó)內(nèi)采用的選煤方法主要為重介、跳汰、浮選以及干法選煤。
　　2、型煤技術(shù)
　　型煤是用一種或一定比例的黏合劑或固硫劑在一定的壓力下加工形成的、具有一定的形狀和物理化學(xué)性能的煤炭產(chǎn)品。工業(yè)層燃鍋爐和工業(yè)窯爐燃用型煤與燃用原煤相比，能顯著提高熱效率，減少燃煤污染物的排放。型煤技術(shù)又包括三項(xiàng)子技術(shù)，分別是：粘結(jié)劑技術(shù)，添加技術(shù)和成型技術(shù)。型煤過(guò)程中，我們需采用廉價(jià)高效型煤粘結(jié)劑、能加快燃燒反應(yīng)速度，提高熱能利用并減少有害氣體排放的添加劑以及在20～35MPa之間的成型壓力。
　　3、水煤漿技術(shù)
　　水煤漿是70年代石油危機(jī)中發(fā)展起來(lái)的一種煤基流體燃料。它是用一系列技術(shù)將煤粉和水按照重量比7：3的比例混合再加入少量化學(xué)添加劑配合成的混合體，約2t或2.5t普通水煤漿可代替1t重油。因水煤漿具有良好的流動(dòng)性和穩(wěn)定性，所以其可以像油一樣實(shí)現(xiàn)全密封儲(chǔ)運(yùn)和高效率的霧化燃燒。總體上水漿煤屬于一種見(jiàn)效快、節(jié)能和環(huán)保型的理想代油燃料。水煤漿技術(shù)應(yīng)用具有燃燒效率高，大氣污染控制效果明顯，具有較強(qiáng)的工藝優(yōu)越性等優(yōu)點(diǎn)。
　　二、煤炭高效潔凈燃燒技術(shù)
　　煤炭高效潔凈燃燒包括整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)，增壓流化床聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)等幾個(gè)方面。
　　1、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)
　　整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（Intergrated Gasification Combined Cycle）技術(shù)，是一種新型的先進(jìn)潔凈煤燃燒發(fā)電技術(shù)。它的系統(tǒng)由三部分組成，一部分是煤的氣化部分，一部分是煤氣的凈化部分（氣化爐、空分裝置、煤氣凈化設(shè)備），另一部分是燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電部分（燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)、余熱鍋爐、蒸汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)）。操作時(shí)，將為煤氣化為中低熱值煤氣，再將煤氣凈化，除去其中的硫化物、氮化物、粉塵等污染物，變?yōu)榍鍧嵉臍怏w燃料，然后進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室燃燒，加熱氣體工質(zhì)以驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)作功，燃?xì)廨啓C(jī)排氣進(jìn)入余熱鍋爐加熱給水，產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)作功，整個(gè)過(guò)程是聯(lián)合循環(huán)過(guò)程。
　　2、增壓流化床聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)
　　增壓流化床聯(lián)合循環(huán)（又稱(chēng)PFBC）是以一項(xiàng)以增壓的（1.0～1.6MPa）流化床燃燒室為主體，以蒸汽、燃?xì)饴?lián)合循環(huán)為特征的熱力發(fā)電技術(shù)。操作時(shí)，先將煤和脫硫劑制成水煤漿，用泵將其注入流化床燃燒室內(nèi)（另一種方法是用壓縮空氣將破碎后的煤粒吹入流化床燃燒室內(nèi)），然后壓縮空氣，將壓縮空氣經(jīng)床底部的壓力風(fēng)室和布風(fēng)板吹入爐膛，使燃料流化、燃燒，在流化床燃燒室中部注入二次風(fēng)使燃料燃盡。床內(nèi)燃燒溫度一般為850～950℃。爐膛出口的高溫高壓煙氣經(jīng)除塵后，驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)，燃?xì)廨啓C(jī)一方面提供壓縮空氣的動(dòng)力，另一方面帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。同時(shí)鍋爐產(chǎn)生的過(guò)熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
　　三、煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)
　　煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)指的是煤炭氣化、液化以及與燃料電池聯(lián)合利用等。
　　1、煤炭氣化技術(shù)
　　煤炭氣化技術(shù)是指在特定的設(shè)備內(nèi)，在一定溫度及壓力下使煤中有機(jī)質(zhì)與氣化劑（如蒸汽/空氣或氧氣等）發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，將固體煤轉(zhuǎn)化為含有CO、H2、CH4等可燃?xì)怏w和CO2、N2等非可燃?xì)怏w的一項(xiàng)技術(shù)。煤炭氣化技術(shù)包括完全氣化技術(shù)、溫和氣化（低溫?zé)峤猓┘夹g(shù)和地下氣化技術(shù)。煤經(jīng)氣化后可以達(dá)到無(wú)煙、無(wú)硫、無(wú)灰的燃燒效果，大大減少環(huán)境污染，是實(shí)現(xiàn)煤炭潔凈利用的先導(dǎo)技術(shù)和主要途徑。
　　2、煤炭液化技術(shù)
　　煤炭與液體燃料相比，其不便于運(yùn)輸，且煤炭是一種碳含量高，氫含量只5%的固體，其中的氫含量只有石油的1/2，不能直接提供給內(nèi)燃機(jī)和其他內(nèi)燃設(shè)備從而成為車(chē)用燃料。如果要想使得煤炭可以用作車(chē)輛燃料，煤炭必須轉(zhuǎn)化成類(lèi)似氫含量的液體物質(zhì)。將煤經(jīng)化學(xué)加工轉(zhuǎn)化成潔凈的便于運(yùn)輸和使用的液體燃料、化學(xué)品或化工原料等的過(guò)程技術(shù)的合稱(chēng)即為煤炭液化技術(shù)。
　　3、燃料電池聯(lián)合利用技術(shù)
　　燃料電池是在一定條件下使H2、天然氣或者煤炭等的催化重整氣（主要是H2）等與氧化劑（空氣中的02）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能和熱能的一種裝置。也是一種系統(tǒng)技術(shù)。從理論上講，只要外部連續(xù)地供給燃料，燃料電池就可以不間斷地輸出電能。由于燃料電池的發(fā)電過(guò)程不經(jīng)歷燃燒過(guò)程（即燃料電池不是一種熱機(jī)），其運(yùn)作過(guò)程不受卡諾循環(huán)的限制，因而具有很高的能量轉(zhuǎn)換效率（理論上可大于80%），而且發(fā)電過(guò)程不會(huì)造成環(huán)境污染。
　　四、污染排放控制和廢棄物處理
　　煤炭的污染排放控制和廢棄物技術(shù)處理指的是煙氣凈化、煤層氣利用和煤矸石綜合利用等方面的技術(shù)綜合。
　　1、煙氣凈化技術(shù)
　　煙氣凈化是清除燃燒產(chǎn)生的煙氣中的有害物質(zhì)如灰塵、SO2、NOx，它包括除塵、脫硝和脫硫等幾個(gè)方面的內(nèi)容。除塵方面，有電氣除塵器，過(guò)濾器與濕式除塵器（包括洗滌塔與濕式電氣除塵器）等幾種技術(shù)除塵手段。脫硫方面，目前常用的技術(shù)手段分濕法、半干法和干法幾種。其中濕法有石灰/石灰石法洗滌、氨法和Well mand-Lord法等，干法有活性碳法和Desonox法等。脫硝方面，可以通過(guò)煙氣回流降低燃燒區(qū)的局部溫度以及采用分層供風(fēng)兩段燃燒等措施來(lái)降低含氮氧化物排放，目前主要的脫硝方法為SCR（選擇性催化還原）法。
　　2、煤層氣利用技術(shù)
　　煤層氣俗稱(chēng)“瓦斯”，是吸附在煤層中非常規(guī)天然氣。長(zhǎng)期以來(lái)，瓦斯作為煤礦“第一殺手”不僅對(duì)煤礦的生產(chǎn)安全和礦工的生命安全構(gòu)成了最大的威脅，而且還是一種具有強(qiáng)烈溫室效應(yīng)的有害氣體，其大量排空對(duì)全球環(huán)境變化有較大影響。然而瓦斯的成分與常規(guī)天然氣大體相同，主要有90%以上的甲烷組成。近年來(lái)，煤層氣作為一種新型能源再度被人們認(rèn)識(shí)和肯定。將其廣泛用于煤層氣發(fā)電、汽車(chē)燃料、鍋爐改造、工業(yè)用氣、煤化工項(xiàng)目、居民用氣等領(lǐng)域的技術(shù)是為煤層氣利用技術(shù)。目前主要的開(kāi)采方法是地面鉆井開(kāi)采。
　　3、煤矸石綜合利用技術(shù)
　　煤矸石是煤炭開(kāi)采時(shí)的一種副產(chǎn)物，其主要礦物成分是粘土礦物和石英，另外還含有部分的碳組分。目前中國(guó)累計(jì)堆有煤矸石山1500多座，約42億t，占地114萬(wàn)hm2，而且每年約以1億噸的速度遞增，每年形成新增占地400多hm2。煤矸石的大量堆積廢置，給環(huán)境帶來(lái)了巨大的污染，如：侵占耕地，自燃所產(chǎn)生的有毒有害氣體對(duì)大氣的污染，風(fēng)蝕揚(yáng)塵及淋溶水污染等。因此必須對(duì)煤矸石進(jìn)行合理的綜合利用。煤研石的綜合利用包括:煤矸石發(fā)電、生產(chǎn)建筑材料、回收有益礦產(chǎn)品、制取化工產(chǎn)品、改良土壤、生產(chǎn)肥料、回填（包括建筑回填、填低洼地和荒地、充填礦井采空區(qū)、煤礦塌陷區(qū)復(fù)墾）、筑路等。其中運(yùn)用的一些方法和技術(shù)手段即為煤矸石綜合利用技術(shù)。
　　五、我國(guó)潔凈煤技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀及趨勢(shì)
　　經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，通過(guò)引進(jìn)、消化和自主開(kāi)發(fā)，我國(guó)在潔凈煤技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)、示范及推廣應(yīng)用三個(gè)方面上均取得了一定進(jìn)展，在潔凈煤技術(shù)領(lǐng)域同發(fā)達(dá)國(guó)家之間的距離正在縮小。在煤炭洗選、煤炭轉(zhuǎn)化、潔凈煤燃燒和污染物資源綜合利用等方面具都作出了一些成績(jī)。
　　1、在煤炭洗選和加工方面
　　中國(guó)的選煤技術(shù)自主設(shè)計(jì)能力近些年有大幅提高，年選煤量由上世紀(jì)90年代的4.42億噸提高至2006年的7.86億噸（2006年全國(guó)原煤產(chǎn)量為23.25億噸，入選率33.8%，其中，入選冶煉用煉焦煤3.88億噸，入選動(dòng)力煤3.98億噸）。其中干法洗選、重介質(zhì)旋流器、細(xì)粒煤分選等技術(shù)發(fā)展迅猛；水煤漿制漿生產(chǎn)能力先已近300萬(wàn)噸/年，而且在工業(yè)燃燒水煤漿取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展；我國(guó)已建成較大規(guī)模的動(dòng)力配煤生產(chǎn)線(xiàn)，配煤能力5000多萬(wàn)噸每年；型煤技術(shù)得到大力推廣，建立起了自己的鍋爐型煤、氣化型煤、型焦及配型煤煉焦和生物質(zhì)型煤生產(chǎn)線(xiàn)。
　　2、在煤炭轉(zhuǎn)化方面
　　我國(guó)的在煤炭轉(zhuǎn)化方面進(jìn)步也較大，通過(guò)引進(jìn)和自主開(kāi)發(fā)，目前已經(jīng)掌握了多噴嘴水煤漿新型氣化爐、加壓粉煤流化床氣化爐、灰熔聚常壓流化床氣化爐等新型煤炭氣化技術(shù)，使得我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)方面單位能耗降低。另外，煤炭液化也取得明顯效果，如潞安煤基合成油示范廠已具備160kt/a的柴油、石腦油、LPG及少量混合醇燃料的生產(chǎn)能力。另外，我國(guó)已經(jīng)成功研制了kW級(jí)燃料電池堆，煤炭氣化和燃料電池聯(lián)合的研究在開(kāi)展。
　　3、在潔凈煤燃燒與發(fā)電方面
　　我國(guó)從20世紀(jì)80年代開(kāi)始跟蹤IGCC技術(shù)的發(fā)展，有一批科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)在從事這方面的研究。西安熱工研究院研是國(guó)內(nèi)對(duì)IGCC技術(shù)掌握較好的單位，其以干煤粉加壓氣化技術(shù)為核心的“綠色煤電”第一階段IGCC發(fā)電示范工程（250MW）會(huì)在2009年內(nèi)建成投運(yùn)。另外國(guó)家對(duì)IGCC技術(shù)的運(yùn)用比較重視，2007年，東莞市，杭州市和天津市等三個(gè)自主開(kāi)發(fā)技術(shù)的IGCC電站示范項(xiàng)目并列入“十一五”國(guó)家863“以煤氣化為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)示范工程”重大項(xiàng)目。在增壓流化床聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)，我國(guó)也有一定研究進(jìn)展，如東南大學(xué)熱能工程研究所構(gòu)建了2MWt的加壓噴動(dòng)流化床部分氣化爐，形成了較完整的PFBC-CC系統(tǒng)，氣化爐產(chǎn)生的煤氣熱值在4.2MJ/Nm3以上，系統(tǒng)碳利用效率在99%以上。目前，220t/h以下的循環(huán)流化床鍋爐我國(guó)已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，410t/h循環(huán)流化床鍋爐燃煤發(fā)電工程示范正在組織實(shí)施。
　　4、在污染物治理與資源綜合利用方面
　　我國(guó)開(kāi)發(fā)了一系列煙氣脫硫、除塵新技術(shù)，完成了多套電站煙氣脫硫工程，煤矸石和煤泥等廢物再資源化已初步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有煤矸石電站110多座，裝機(jī)容量超過(guò)1300兆瓦。近年來(lái)通過(guò)治理，現(xiàn)有國(guó)有重點(diǎn)煤礦的礦井水外排達(dá)標(biāo)率達(dá)到85%以上，同時(shí)國(guó)有重點(diǎn)煤礦選煤廠通過(guò)對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行改造，提高了煤泥回收率，洗水基本實(shí)現(xiàn)了洗水閉路循環(huán)。脫硫方面，我國(guó)煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)方向是濕法脫硫。目前已竣工的濕法脫硫系統(tǒng)有珞磺電廠2×360MW全容量濕法脫硫裝置、山東黃島電廠100MW旋轉(zhuǎn)噴霧干法脫硫裝置、太原第一熱電廠200MW高速平流式濕法脫硫裝置等。