需求背景

我国是一个多煤少油的国家，一次能源消费中，煤炭的占比高达70%，随着我国经济规模的增大，煤炭的年产量接近40亿吨。然而，煤炭在支撑我国经济发展的同时，由于煤炭利用方式和效率，也产生了大量的污染，对环境造成了很大的伤害。煤的高效利用、清洁利用已是重大国策。如何更合理地使用自然资源，提高使用效率，降低环境污染，已成为各国科技界和工业界的奋斗目标。

在各种新能源中，由于氢具有使用无 污染、发热量大等优点，煤制氢技术综合了煤的清洁利用和新能源的开发两大时代课题。我国的煤气化制氢发展很快，但和发达国家相比，还很落后。目前在中国运行的气化炉，污染严重，经济效

益较差。

传统煤炭能量的利用方式是“火烧煤”，在锅炉中以空气为氧化剂的气态环境下燃煤放热，产生的烟气把管道里的水加热为高温高压的水蒸气推动汽轮机做

功发电。烟气的能量利用后，经过污染物的处理，作为电厂的“尾气”，排入大气。存在的问题主要是燃烧前和燃烧过程中没有体现对污染物的控制。产生的硫氧化物和氮氧化物主要是在尾部烟道中处理。是一种保证动力系统正常稳定运行，再考虑提高污染物处理技术和成本的工程思路。所以，燃煤发电是商业化非常成熟的发电技术，但是排污控制的成本很高。

“水煮煤”的核心是超临界压力和温度下煤与水的混溶热解技术。煤浆与水入温度约为600-1000℃，压力约为25MPa的超临界水煤气化炉中进行反应。气

化反应的主要产物是H2和CO2，由于反应是在超临界水环境中进行的，而超临

界水对无机盐的溶解度小至可以忽略不计，因此氮、硫及重金属元素等均在煮锅底部沉积下来并定期集中排出。

“火烧煤”存在环境污染的巨大问题，“水煮煤”技术要求的新型超临界水煤气化炉目前尚存在很多问题：

综上所述，煤炭能源利用的两种模式中，“火烧煤”需要配套的脉冲等离子体脱硫脱硝技术，“水煮煤”需要超临界锅炉。