燃烧污染与环境
煤燃烧国家重点实验室
二 00三年十月
能 源 分 类
燃烧的能源？
燃烧的污染物？
燃烧的设备？
能源的重要地位
? 能源是人类经济发展、生活水平提高、文明进步
的基础
? 人类的每一次进步与能源利用的方式的进步息息
相关
? 能源也是国民经济发展的动力，是衡量一个国家
综合国力、人民生活水平以及国家文明发达程度
的重要指标
能源的重要地位
? 现代社会的三大支柱产业,
能源、材料、信息产业
? 另外两者以能源为基础
? 能源问题，过去是，现在是，
将来仍然是各国发展战略中优
先考虑的问题
? 在国际经济和政治舞台上，从
来都占据着极为重要的地位
能源的重要地位
? 能源利用过程中排放的污染物 (粉尘、二
氧化硫、氧化氮，碳氢化合物、微颗粒、
温室气体等 )正在急剧破坏地球的生态平
衡和人类自身的生存环境
? 发达国家在前期经济增长阶段大量使用能
源，导致环境恶化
? 近期，它们开始意识到环境恶化对于自身
的需要，转而以提高能源质量为主，环保
要求日趋严格
能源利用中的环境污染
我国能源产量
? 2000年全国一次能源生产量为
10.89亿吨标准煤，居世界第三
原煤产量,9.98亿吨
原油产量,1.63亿吨
天然气产量,270亿立方米
发电量,13500亿千瓦时
能源工业现代化
? 煤炭工业已具备设计、施工、装备及管理千万吨
级露天煤矿和大中型矿区的能力
? 石油工业已形成从科学研究、勘探开发、地面工
程建设到装备制造的完整体系
? 电力工业已基本掌握 60万千瓦亚临界火电机组和
500千伏交直流输变电工程的设计、施工、调试
及运行技术
? 节能工作取得了巨大成就，万元国内生产总值能
耗稳步下降，下降率居世界前列
能源工业面临的任务
? 到本世纪中叶，我国在经济和人民生活水平等方
面都应达到中等发达国家水平
? 能源消耗水平与人均国民生产值基本成正比，这
就要求随我国经济的增长，人均能耗必须达到一
定水平
? 以前我国对能源生产中的环境问题注意不够，已
经带来了严重的环境问题。因此我国的能源发展
既要从量上保证满足经济和生活的需要，又要从
质上满足我国的可持续发展的要求
需要关注的主要问题
一、能源需求的持续增长与能源供应之间的问题
二、能源利用中的环境污染
三、液体燃料的短缺问题
四、温室气体和气候变化问题
五、农村及边远地区用能问题
六、固体废弃物能源化利用
一、能源需求的持续增长与能源
供应之间的问题
? 根据有关部门分析得出的结果，我国能源消耗总量
大致是 2020年 22～ 29亿吨,2050年 33~47亿吨。即中
国在未来 50年内能源需求总量将会增长到现在的 3倍
? 根据国际能源机构 (IEA)预测，到 2010年,2020年我
国的年液体燃料消费量将分别达到 3.55~3.71亿吨、
5.06~5.41亿吨
? 根据国家计委研究中心的预测,2010年,2020年我
国的年液体燃料消费量将分别达到 3.35~3.57亿吨、
4.3~4.75亿吨，到 2050年还将增长更多
一、能源需求的持续增长与能源供应之
间的问题 ----制约能源发展的因素
1,我国是发展中国家，缺少资金，很多已有的能源
技术无法在我国大规模应用。例如湿法脱硫技术，
在世界上已经是非常成熟的技术，但由于成本过
高，在我国始终无法大规模推广应用。再如以天
然气为原料的联合循环，目前在欧洲和美国得到
了普遍的应用，然而在中国，由于天然气价格过
高，用于发电成本太高，因此发展非常困难。因
此，我们必须发展适合我国国情的技术，来保证
我国能源的可持续发展
一、能源需求的持续增长与能源供应之
间的问题 ----制约能源发展的因素
2.我国煤炭有足够的探明可采储量,但煤炭
的储存地与使用地之间存在很大的空间距
离，导致煤炭运输和利用带来很大困难
3.我国石油的剩余探明可采储量很低，采储
比不到 12，比世界平均值 40要低得多，这
显示我国石油储备情况已接近危险边缘
一、能源需求的持续增长与能源供应之
间的问题 ----制约能源发展的因素
4,天然气在我国目前能源结构中所占份额很小, 到目前为止
仅占 2.5%左右 。 正在规划的西气东输工程计划输气 120亿立
方米 /年, 只占我国总能源消耗的 1.2%,加上进口最多也只
能达数千万吨油当量, 到 2020年天然气在我国能源结构中
能占 10%或是略多一些已经是非常乐观的估计了
5,我国的水电资源比较丰富, 但大多集中于西南, 未来有可
能接近总发电量的 20%,但在总能耗中则将低于 10%。 核
能, 目前只有十年内达到 2000万千瓦的计划 。 可再生能源,
除生物质能和风能规模略大外, 其它规模都很小, 只能用
于特殊条件下
一、能源需求的持续增长与能源供应之
间的问题 ----制约能源发展的因素
能源形势分析得出结论,
在未来数十年内，我国的能源仍然将
是以煤为主，煤在总能源中的比重很
难低于 50%
二、能源利用中的环境污染
? 在我国 SO2排放总量中煤炭占 90％, 在 NOx排放总
量中煤炭占 60％, 在 CO2的排放中煤炭占 85％ 。 烟
尘的排放量的 70％ 是由燃煤引起的
? 以现有技术, 现有的用能结构, 现有的政策来利用
40～ 50亿吨当量煤的化石燃料, 是绝对不可持续的
? 如何大幅度提高煤炭及其它化石燃料的利用效率,
降低污染物排放, 改善对生态环境的影响是能源领
域可持续发展所面临的严峻挑战
三、液体燃料的短缺问题
? 我国液体燃料的需求将逐年增加：到 2050
年将达到 5亿吨以上，在考虑到节能和天
然气替代两项因素的情况下，预计我国
2010年原油供需缺口将扩大到 1.06亿吨，
到 2020年，缺口将扩大到 2.26亿吨左右
? 石油的供需矛盾日益突出，关系到国家的
能源战略安全，完全依赖进口既不现实又
不安全
四、温室气体和气候变化问题
? 目前我国并没有承诺温室气体 CO2的减排任务，
但是由于我国庞大的人口基数，温室气体的排放
量仅次于美国,,京都议定书, 的条款也迟早会
对中国产生作用，温室气体减排的国际压力将会
越来越大
? 如果等到不得不减排的时候再着手处理这一问题，
将会使我国付出巨大的代价
? 从现在开始，就应该从各个角度做好减少 CO2的
排放的准备
五、农村及边远地区用能问题
? 目前仍有 60%的农村靠柴草、秸秆做饭取暖。不仅效率
低下 (仅 10~15%)，而且造成较大的烟气和微颗粒污染
? 低效率的利用还造成了对燃料的过度需求，是造成毁林、
草场破坏、水土流失、沙化面积逐年扩大等问题的重要
因素之一
? 随着农村生活水平的提高，农村人口对于高质量燃料的
需求也将逐渐增加。在某些富裕地区，普遍改用煤或
LPG，秸秆成为垃圾，难以处理
? 如何提高农村生物质能的品质和利用效率，降低其污染
也是我国农村能源亟待解决的问题
六、固体废弃物能源化利用
? 我国目前全国累计堆存的固体废弃物量已达 60亿吨，占地
5.4亿 m2，全国有三分之二的城市已形成了垃圾包围城市
的严重局面
? 近年来，经济的发展，我国特别是在沿海大城市的生活垃
圾的热值有较大的增长,100万人口以上大中城市的生活
垃圾基本上已经具备联合国环境组织（ UNEP）规定的垃圾
发电成熟期的标准
? 我国的废橡胶、废轮胎等可能源化利用的工业废弃物的产
生量也不断增长
? 固体废弃物从能源角度可视为可再生能源，通过基于热过
程处理实现能源化和无害化利用，真正将我国经济活动组
织成一个, 资源 — 产品 — 再生资源, 的循环经济发展模式
近期热点研究问题
近期热点研究问题 —
煤炭的高效清洁燃烧发电
? 燃煤电站烟气污染排放控制技术
? 超超临界燃煤发电技术
? IGCC发电技术
? 高温发电用燃料电池
近期热点研究问题 —
液体燃料的短缺
? 以煤气化为核心的高效、低污染、配置灵活的多联
产技术
? 水煤浆代油技术
? 大规模、高效煤气化技术
? 煤炭液化技术 (直接液化和煤气化后的间接液化 )
? 生物质生产液体燃料技术
近期热点研究问题 —
城市污染问题
先进发动机、氢能系统及其他节能技术
农村人口的能源利用问题
生物质能现代利用新技术和太阳能光热和光电利
用新技术、大规模风能利用技术
固体废弃物的处理和热能利用问题
废弃物的能源化利用
一、概述
二、燃烧污染
三、燃烧基础理论
四、煤燃烧污染物的生成和控制
五、液体燃料燃烧污染物的排放与控制
六、其它污染物及其控制
参考文献
1,郝吉明，马广大。大气污染控制工程，高等教育出版社，
2002
2,毛健雄，毛健全，赵树民编著。煤的清洁燃烧，科学出版
社,2000
3,新井纪男。燃烧生成物的发生与抑制技术，科学出版社，
2001
4,郑楚光主编。洁净煤技术，华中理工大学出版社,1996
5,庄永茂，施惠邦。燃烧与污染控制，同济大学出版社，
1998
6,曾汉才主编。燃烧与污染，华中理工大学出版社,1992
7,（日）森康夫等编，蔡锐彬，卢振雄译。燃烧污染与环境保
护，华南理工大学出版社
8,孔祥应。能源与环境保护，中国科学技术出版社,1991
9,史绍熙主编 。 洁净燃烧, 湖南科学技术出版社, 1997
10,蔡凤田 。 汽车排放污染物控制实用技术, 人民交通出版社,
1999
11,李君慧主编 。 能源与环境, 东北大学出版社, 1994
煤燃烧国家重点实验室
二 00三年十月
能 源 分 类
燃烧的能源？
燃烧的污染物？
燃烧的设备？
能源的重要地位
? 能源是人类经济发展、生活水平提高、文明进步
的基础
? 人类的每一次进步与能源利用的方式的进步息息
相关
? 能源也是国民经济发展的动力，是衡量一个国家
综合国力、人民生活水平以及国家文明发达程度
的重要指标
能源的重要地位
? 现代社会的三大支柱产业,
能源、材料、信息产业
? 另外两者以能源为基础
? 能源问题，过去是，现在是，
将来仍然是各国发展战略中优
先考虑的问题
? 在国际经济和政治舞台上，从
来都占据着极为重要的地位
能源的重要地位
? 能源利用过程中排放的污染物 (粉尘、二
氧化硫、氧化氮，碳氢化合物、微颗粒、
温室气体等 )正在急剧破坏地球的生态平
衡和人类自身的生存环境
? 发达国家在前期经济增长阶段大量使用能
源，导致环境恶化
? 近期，它们开始意识到环境恶化对于自身
的需要，转而以提高能源质量为主，环保
要求日趋严格
能源利用中的环境污染
我国能源产量
? 2000年全国一次能源生产量为
10.89亿吨标准煤，居世界第三
原煤产量,9.98亿吨
原油产量,1.63亿吨
天然气产量,270亿立方米
发电量,13500亿千瓦时
能源工业现代化
? 煤炭工业已具备设计、施工、装备及管理千万吨
级露天煤矿和大中型矿区的能力
? 石油工业已形成从科学研究、勘探开发、地面工
程建设到装备制造的完整体系
? 电力工业已基本掌握 60万千瓦亚临界火电机组和
500千伏交直流输变电工程的设计、施工、调试
及运行技术
? 节能工作取得了巨大成就，万元国内生产总值能
耗稳步下降，下降率居世界前列
能源工业面临的任务
? 到本世纪中叶，我国在经济和人民生活水平等方
面都应达到中等发达国家水平
? 能源消耗水平与人均国民生产值基本成正比，这
就要求随我国经济的增长，人均能耗必须达到一
定水平
? 以前我国对能源生产中的环境问题注意不够，已
经带来了严重的环境问题。因此我国的能源发展
既要从量上保证满足经济和生活的需要，又要从
质上满足我国的可持续发展的要求
需要关注的主要问题
一、能源需求的持续增长与能源供应之间的问题
二、能源利用中的环境污染
三、液体燃料的短缺问题
四、温室气体和气候变化问题
五、农村及边远地区用能问题
六、固体废弃物能源化利用
一、能源需求的持续增长与能源
供应之间的问题
? 根据有关部门分析得出的结果，我国能源消耗总量
大致是 2020年 22～ 29亿吨,2050年 33~47亿吨。即中
国在未来 50年内能源需求总量将会增长到现在的 3倍
? 根据国际能源机构 (IEA)预测，到 2010年,2020年我
国的年液体燃料消费量将分别达到 3.55~3.71亿吨、
5.06~5.41亿吨
? 根据国家计委研究中心的预测,2010年,2020年我
国的年液体燃料消费量将分别达到 3.35~3.57亿吨、
4.3~4.75亿吨，到 2050年还将增长更多
一、能源需求的持续增长与能源供应之
间的问题 ----制约能源发展的因素
1,我国是发展中国家，缺少资金，很多已有的能源
技术无法在我国大规模应用。例如湿法脱硫技术，
在世界上已经是非常成熟的技术，但由于成本过
高，在我国始终无法大规模推广应用。再如以天
然气为原料的联合循环，目前在欧洲和美国得到
了普遍的应用，然而在中国，由于天然气价格过
高，用于发电成本太高，因此发展非常困难。因
此，我们必须发展适合我国国情的技术，来保证
我国能源的可持续发展
一、能源需求的持续增长与能源供应之
间的问题 ----制约能源发展的因素
2.我国煤炭有足够的探明可采储量,但煤炭
的储存地与使用地之间存在很大的空间距
离，导致煤炭运输和利用带来很大困难
3.我国石油的剩余探明可采储量很低，采储
比不到 12，比世界平均值 40要低得多，这
显示我国石油储备情况已接近危险边缘
一、能源需求的持续增长与能源供应之
间的问题 ----制约能源发展的因素
4,天然气在我国目前能源结构中所占份额很小, 到目前为止
仅占 2.5%左右 。 正在规划的西气东输工程计划输气 120亿立
方米 /年, 只占我国总能源消耗的 1.2%,加上进口最多也只
能达数千万吨油当量, 到 2020年天然气在我国能源结构中
能占 10%或是略多一些已经是非常乐观的估计了
5,我国的水电资源比较丰富, 但大多集中于西南, 未来有可
能接近总发电量的 20%,但在总能耗中则将低于 10%。 核
能, 目前只有十年内达到 2000万千瓦的计划 。 可再生能源,
除生物质能和风能规模略大外, 其它规模都很小, 只能用
于特殊条件下
一、能源需求的持续增长与能源供应之
间的问题 ----制约能源发展的因素
能源形势分析得出结论,
在未来数十年内，我国的能源仍然将
是以煤为主，煤在总能源中的比重很
难低于 50%
二、能源利用中的环境污染
? 在我国 SO2排放总量中煤炭占 90％, 在 NOx排放总
量中煤炭占 60％, 在 CO2的排放中煤炭占 85％ 。 烟
尘的排放量的 70％ 是由燃煤引起的
? 以现有技术, 现有的用能结构, 现有的政策来利用
40～ 50亿吨当量煤的化石燃料, 是绝对不可持续的
? 如何大幅度提高煤炭及其它化石燃料的利用效率,
降低污染物排放, 改善对生态环境的影响是能源领
域可持续发展所面临的严峻挑战
三、液体燃料的短缺问题
? 我国液体燃料的需求将逐年增加：到 2050
年将达到 5亿吨以上，在考虑到节能和天
然气替代两项因素的情况下，预计我国
2010年原油供需缺口将扩大到 1.06亿吨，
到 2020年，缺口将扩大到 2.26亿吨左右
? 石油的供需矛盾日益突出，关系到国家的
能源战略安全，完全依赖进口既不现实又
不安全
四、温室气体和气候变化问题
? 目前我国并没有承诺温室气体 CO2的减排任务，
但是由于我国庞大的人口基数，温室气体的排放
量仅次于美国,,京都议定书, 的条款也迟早会
对中国产生作用，温室气体减排的国际压力将会
越来越大
? 如果等到不得不减排的时候再着手处理这一问题，
将会使我国付出巨大的代价
? 从现在开始，就应该从各个角度做好减少 CO2的
排放的准备
五、农村及边远地区用能问题
? 目前仍有 60%的农村靠柴草、秸秆做饭取暖。不仅效率
低下 (仅 10~15%)，而且造成较大的烟气和微颗粒污染
? 低效率的利用还造成了对燃料的过度需求，是造成毁林、
草场破坏、水土流失、沙化面积逐年扩大等问题的重要
因素之一
? 随着农村生活水平的提高，农村人口对于高质量燃料的
需求也将逐渐增加。在某些富裕地区，普遍改用煤或
LPG，秸秆成为垃圾，难以处理
? 如何提高农村生物质能的品质和利用效率，降低其污染
也是我国农村能源亟待解决的问题
六、固体废弃物能源化利用
? 我国目前全国累计堆存的固体废弃物量已达 60亿吨，占地
5.4亿 m2，全国有三分之二的城市已形成了垃圾包围城市
的严重局面
? 近年来，经济的发展，我国特别是在沿海大城市的生活垃
圾的热值有较大的增长,100万人口以上大中城市的生活
垃圾基本上已经具备联合国环境组织（ UNEP）规定的垃圾
发电成熟期的标准
? 我国的废橡胶、废轮胎等可能源化利用的工业废弃物的产
生量也不断增长
? 固体废弃物从能源角度可视为可再生能源，通过基于热过
程处理实现能源化和无害化利用，真正将我国经济活动组
织成一个, 资源 — 产品 — 再生资源, 的循环经济发展模式
近期热点研究问题
近期热点研究问题 —
煤炭的高效清洁燃烧发电
? 燃煤电站烟气污染排放控制技术
? 超超临界燃煤发电技术
? IGCC发电技术
? 高温发电用燃料电池
近期热点研究问题 —
液体燃料的短缺
? 以煤气化为核心的高效、低污染、配置灵活的多联
产技术
? 水煤浆代油技术
? 大规模、高效煤气化技术
? 煤炭液化技术 (直接液化和煤气化后的间接液化 )
? 生物质生产液体燃料技术
近期热点研究问题 —
城市污染问题
先进发动机、氢能系统及其他节能技术
农村人口的能源利用问题
生物质能现代利用新技术和太阳能光热和光电利
用新技术、大规模风能利用技术
固体废弃物的处理和热能利用问题
废弃物的能源化利用
一、概述
二、燃烧污染
三、燃烧基础理论
四、煤燃烧污染物的生成和控制
五、液体燃料燃烧污染物的排放与控制
六、其它污染物及其控制
参考文献
1,郝吉明，马广大。大气污染控制工程，高等教育出版社，
2002
2,毛健雄，毛健全，赵树民编著。煤的清洁燃烧，科学出版
社,2000
3,新井纪男。燃烧生成物的发生与抑制技术，科学出版社，
2001
4,郑楚光主编。洁净煤技术，华中理工大学出版社,1996
5,庄永茂，施惠邦。燃烧与污染控制，同济大学出版社，
1998
6,曾汉才主编。燃烧与污染，华中理工大学出版社,1992
7,（日）森康夫等编，蔡锐彬，卢振雄译。燃烧污染与环境保
护，华南理工大学出版社
8,孔祥应。能源与环境保护，中国科学技术出版社,1991
9,史绍熙主编 。 洁净燃烧, 湖南科学技术出版社, 1997
10,蔡凤田 。 汽车排放污染物控制实用技术, 人民交通出版社,
1999
11,李君慧主编 。 能源与环境, 东北大学出版社, 1994
