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1) Tecnología de selección del carbón: El desarrollo de procesos de lavado del carbón y la mejora de la calidad del carbón comercial son medidas eficaces para reducir la contaminación desde su origen. En nuestro país, en el año 1997, la tasa de selección del carbón en bruto fue del 25,73 %. El enfoque del lavado del carbón ha pasado del carbón coquizable al carbón térmico; ya no se prioriza únicamente la reducción de la ceniza, sino que ahora se busca simultáneamente disminuir la ceniza y el azufre, así como recuperar el pirita presente en los residuos del lavado. El proceso y el equipo de separación mediante ciclones de medio denso de pequeño diámetro permiten, simultáneamente, la reducción de cenizas y el desulfurado de lodos de carbón finos; al separar lodos de carbón en el rango de 0,5 a 0,04 mm, la tasa de desulfurado del azufre inorgánico alcanza entre el 67,90 % y el 70,30 %. Una planta de lavado de carbón con una capacidad de 1,5 millones de toneladas al año, que utiliza un gran separador de carbón por viento de 12 m², ya está en funcionamiento. La inversión por tonelada de carbón en la planta es de 4,25 yuanes; el costo de procesamiento por tonelada de carbón es de 2,15 yuanes. La eficiencia de separación supera el 90 %, y las emisiones de polvo (50 mg/m³) cumplen con los requisitos ambientales. Se han desarrollado y puesto en producción algunas nuevas tecnologías para resolver los problemas relacionados con la reducción significativa de las cenizas y el desulfuración del carbón, como los ciclones de medio pesado de gran diámetro para la alimentación sin presión de tres productos, así como diversos métodos de flotación con microburbujas. Sin embargo, en general, la tecnología de preparación de carbón de nuestro país presenta una brecha considerable en comparación con el nivel avanzado internacional. En primer lugar, la proporción de carbón crudo que se procesa es baja (en nuestro país es del 25,7 %, mientras que en los países desarrollados supera el 90 %) ； Segundo, la proporción de procesos avanzados de limpieza del carbón es baja (por ejemplo, la separación por densidad; en China solo alcanza el 23 %, mientras que en los países desarrollados supera el 60%). La calidad del carbón limpio es deficiente ； Tercero, el tamaño promedio de las fábricas es pequeño, el nivel de automatización es bajo, la fiabilidad del equipo es deficiente y la eficiencia productiva es baja. (II) Tecnología de lechada de carbón y agua: La sustitución del petróleo por lechada de carbón y agua se sometió a 2.000 horas de pruebas en la central eléctrica de Baiyanghe. Bajo condiciones de combustión exclusiva de la lechada, la eficiencia de combustión fue superior al 98 % y la eficiencia de la caldera superó el 89 %. La caldera pudo mantener una combustión estable en un rango de carga del 40 % al 100 %, logrando los mismos resultados que con la combustión de fuelóleo pesado. Se han logrado avances en la quema de pulpa de carbón en las zonas mineras. Se prepara una pasta con lodo de carbón de alto contenido de cenizas (41-43% de cenizas) para su uso en una caldera de cadena con una capacidad de 10 t/h. Tras un funcionamiento acumulado de 2008 horas, la eficiencia térmica de la caldera aumentó del 53,99%, que era el caso cuando se utilizaba carbón en capas, al 68%, después de incorporar lodo de carbón en la combustión. La eficiencia de combustión, por su parte, pasó del 63,7% al 79,01%. (III) Lecho fluidizado circulante (CFBC): En el extranjero, la tecnología CFBC se está desarrollando hacia tamaños más grandes. Actualmente, la central eléctrica con la caldera CFBC de mayor capacidad unitaria (250 MW, con una capacidad de evaporación de 700 toneladas/hora) ya está en funcionamiento en Francia. La eficiencia de la caldera es del 90,5 %, la tasa de desulfuración alcanza el 93 % y las emisiones de NOx son inferiores a 250 mg/Nm³. En nuestro país, ya contamos con la capacidad para diseñar y fabricar calderas de lecho fluidizado circulante con una capacidad de 75 t/h ； Se están llevando a cabo el proyecto demostrativo de una caldera CFB de 220 t/h desarrollada independientemente y el proyecto de introducción de una caldera de lecho fluidizado de 410 t/h. También se han logrado algunos avances en la investigación básica del diseño de CFB; se completó el software de diseño especializado para lechos fluidizados ； Estudio de ingeniería para el diseño de un horno de recalentamiento de 125 MW y trabajo de investigación y diseño de nuevos calderos de lecho fluidizado circulante de 75 t/h y 130 t/h. (IV) Ciclo combinado de gasificación integral del carbón (IGCC). La generación de energía mediante ciclos combinados de gasificación del carbón (IGCC) es una tecnología eficiente y poco contaminante para la producción de energía a partir del carbón, que está siendo desarrollada activamente en los países desarrollados del mundo. Esta tecnología no solo cumple con los cada vez más estrictos requisitos ambientales, sino que también permite alcanzar una eficiencia en la generación de energía de más del 45 %. Es muy probable que se convierta en uno de los principales métodos para producir energía limpia en el siglo XXI. Se han logrado avances significativos en el proyecto piloto de IGCC en Estados Unidos: el proyecto de renovación de la planta de gasificación de la central eléctrica de Wabash River. La capacidad de suministro energético del sistema es de 262 MW; la eficiencia en la generación de energía es del 38%, mientras que la eficiencia en la eliminación del azufre es superior al 98%. El proyecto completó su operación de demostración comercial en noviembre de 1998. Planta IGCC de Tampa Electric Company, con una capacidad de suministro de energía de 250 MW. La eficiencia en el suministro de energía diseñada es del 40 %, mientras que la eficiencia en la eliminación del azufre es superior al 96 %. Se espera que la planta entre en funcionamiento comercialmente en octubre de 2001. El proyecto de generación de energía IGCC de Pinon Pine cuenta con una capacidad de suministro eléctrico de 99 MW y una eficiencia de generación diseñada del 40,7 %. Se prevé que la operación demostrativa comercial se complete en julio de 2000. Se ha iniciado la investigación sobre las tecnologías clave del IGCC en nuestro país, incluyendo las tecnologías clave relacionadas con el proceso IGCC, la gasificación de carbón, la purificación del gas, las turbinas de gas y los sistemas de recuperación de calor. Se planea construir una planta eléctrica demostrativa de 1 GW en la central eléctrica de Yantai. V) Gasificación del carbón. La tecnología de gasificación del carbón es una técnica importante para la conversión de energía, y se utiliza ampliamente en sectores como la química, la metalurgia, la maquinaria, los materiales de construcción y el suministro de gas para uso doméstico. Actualmente, a nivel nacional, se gastan aproximadamente 60 millones de toneladas de carbón al año para fines de gasificación. Nuestro país ha introducido algunas tecnologías avanzadas de gasificación a gran escala, las cuales están en funcionamiento. En nuestro país, la gasificación a pequeña y mediana escala se basa principalmente en la tecnología de gasificación en lecho fijo con carbón en trozos. Este método presenta un nivel tecnológico obsoleto, baja eficiencia y gran contaminación; por ello, es urgente llevar a cabo una transformación tecnológica. Algunas de las tecnologías de gasificación más avanzadas introducidas también presentan numerosos problemas en cuanto a su operación estable, la producción nacional de equipos técnicos, la inversión económica y la eficiencia operativa; por ello, es necesario desarrollar tecnologías modernas de gasificación que cuenten con propiedad intelectual china, se adapten a las condiciones nacionales y sean eficientes y limpias. Se han logrado ciertos avances en los ensayos de gasificación subterránea de los gases residuales de las minas de carbón. (VI) Licuefacción del carbón La licuefacción del carbón es una tecnología importante para la transformación del carbón. Se encuentran en curso los estudios de viabilidad de tres proyectos piloto industriales de licuefacción directa del carbón, fruto de la cooperación entre China y Alemania, China y Japón, y China y Estados Unidos. En el marco de la cooperación sino-alemana, se llevaron a cabo pruebas en condiciones industriales y pruebas de operación bajo las mejores condiciones de proceso con el carbón marrón de Xianfeng, en Yunnan, utilizando el equipo de desarrollo de procesos de la empresa alemana DMT; como resultado, la tasa de recuperación de aceite licuefacto alcanzó el 53 % ； Se realizaron pruebas bajo condiciones específicas con los catalizadores de hidrogenación de lecho fijo en China. Los resultados indicaron que dicho catalizador es adecuado para el proceso IGOR en Alemania ； El informe de viabilidad para la planta de demostración ya está completo. En Japón, se realizaron pruebas de condiciones de licuefacción directa con carbón de Yilan de China, catalizador de pirita de Xilin de China y catalizador de sulfuro de hierro sintético japonés en un equipo de 1 t/d; el rendimiento de aceite fue del 52 % al 57 %. Se completó la primera fase del proyecto de estudio de viabilidad para la licuefacción directa de carbón por parte de China Shenhua, en colaboración con Estados Unidos. En los equipos de prueba de la empresa estadounidense HTI, se realizaron pruebas con el carbón Shenhua Ningtiao bajo 6 condiciones diferentes. Utilizando la tecnología de HTI y el catalizador GelCat, se logró una tasa de obtención de aceite del 63% al 68% ； VII) Pilas de combustible: El Ministerio de Ciencia y Tecnología, con el apoyo del PNUD, está impulsando un programa piloto de autobuses alimentados por pilas de combustible. (VIII) Tecnologías de purificación de los gases de combustión. Actualmente, en todo el mundo existen más de 500 instalaciones para la desulfuración de los gases de combustión en funcionamiento. Y más del 90 % de ellos (en función de la capacidad de las unidades) utilizan el proceso de desulfuración húmeda. El método de pulverización rotativa semiseco y la inyección de absorbentes dentro del horno –un proceso de desulfuración por activación con humectación– se utilizan ampliamente en Europa. La tecnología de combustión en lecho fluidizado, que permite controlar de manera eficaz la generación de SO2 y NOx durante el proceso de combustión, está recibiendo cada vez más atención. Japón ha llevado a cabo estudios experimentales para utilizar fibras de carbón activado tratadas térmicamente en su superficie con el fin de desulfurar y desnitrificar los gases de combustión, obteniendo excelentes resultados. . La tecnología que utiliza el ACF para purificar los gases de combustión pertenece al tipo de oxidación semiseco. Sus ventajas son que las reacciones de desulfuración y desnitrificación tienen lugar a temperatura ambiente, y los subproductos como el ácido sulfúrico, los sulfatos, así como el ácido nítrico y los nitratos, pueden ser recuperados de forma continua. La tecnología de desulfuración y desnitrificación de los gases de escape de estas calderas a carbón no solo presenta un alto rendimiento en estas tareas, sino que también requiere poca cantidad de agua y sus equipos son sencillos. Actualmente, se están realizando estudios para su aplicación práctica. A medida que la contaminación del aire en nuestro país se vuelve cada vez más grave, las tecnologías de purificación de los gases de combustión reciben una mayor atención por parte de todos los sectores de la sociedad. “El proyecto piloto de desulfuración de humos por haz de electrones, en colaboración entre China y Japón, ha funcionado un total de 2400 horas. El 28 de mayo de 1998, se completó con éxito la evaluación final del proyecto. Esta planta piloto trata los gases de combustión, por una cantidad de 300.000 m³/h, provenientes de las calderas de las unidades de 200 MW de la central eléctrica de Chengdu. Se trata del dispositivo de desulfuración por haz de electrones con mayor capacidad de tratamiento de gases de combustión en funcionamiento actualmente en el mundo. Tanto su tasa de desulfuración como su tasa de denitrificación superan los valores diseñados, que son del 80 % y el 10 % respectivamente. Además, todos los indicadores relacionados con el consumo energético durante el funcionamiento están por debajo de los valores diseñados. Además, se están implementando el proceso combinado de inyección de calcio en el horno y activación por humectación de la empresa finlandesa IVO, así como el proceso húmedo de tipo laminar de alta velocidad de la empresa japonesa Hitachi. Existen en el ámbito internacional tecnologías maduras y eficaces para la desulfuración. Su adopción resulta útil para acumular experiencia en el diseño, operación y gestión de equipos. Sin embargo, las tecnologías y equipos extranjeros son costosos. Por lo tanto, es necesario desarrollar y promover tecnologías y procesos adecuados a las condiciones económicas de nuestro país. También se han logrado ciertos avances en la investigación básica sobre las tecnologías de purificación de los gases de combustión a nivel nacional, así como en las tecnologías para la purificación de los gases de combustión en calderas de pequeño y mediano tamaño. Para mejorar la eficiencia del desulfurizante en la eliminación del azufre, se añaden sales y álcalis que son fácilmente higroscópicos al Ca(OH)2, o bien se utilizan cenizas de combustión y los hidratos de Ca(OH)2 como adsorbentes ； También se ha utilizado carbón activo como agente de adsorción, y en los estudios de laboratorio se han obtenido ciertos resultados positivos. Los sistemas de eliminación de polvo y desulfurización basados en torres de malla, adecuados para calderas de tamaño medio y pequeño, así como los procesos de eliminación de polvo y desulfurización de tipo doble, también han dado resultados preliminares positivos. (IX) Utilización integral de las cenizas de carbón: En nuestro país, la investigación y utilización de las cenizas de carbón se centra en su uso en grandes cantidades, por ejemplo, en la mezcla con hormigón, en la construcción de puentes y presas, en los cimientos de edificios altos y en las estructuras de seguridad de las centrales nucleares. Se estima que en el proyecto de las Tres Gargantas, que está en construcción, se utilizarán 1,338 millones de toneladas de cenizas de carbón. Una mayor utilización se da en la construcción de carreteras de alta categoría; esta tecnología ya está madura y se ha aplicado en la construcción de las carreteras Shanghai-Nanjing, Beijing-Shenzhen y Beijing-Hebei. La ceniza de carbón también se utiliza para el relleno de zonas mineras y para mejorar la calidad del suelo en la agricultura. Se estima que para el año 2000, las emisiones de ceniza de carbón en nuestro país llegarán a los 160 millones de toneladas. Por lo tanto, es necesario intensificar los esfuerzos para utilizar esta ceniza, ampliar sus aplicaciones, aumentar su cantidad utilizada y mejorar su tasa de aprovechamiento. X. Explotación del gas de capas de carbón. Se han logrado avances significativos en la exploración y explotación del gas de capas de carbón. En el año 1998, se perforaron 11 pozos de este tipo en la cuenca de Qinsui, en Shanxi, y en la región de Hegang, en el noreste del país. En los pozos Tunliu-003, Tunliu-006 y Tunliu-007, se obtuvo un flujo diario de gas de 7000 m³, 10000 m³ y más de 16000 m³, respectivamente. De esta manera, se logró controlar una área con presencia de gas de aproximadamente 550 kilómetros cuadrados. Los resultados de la exploración indican que la región cuenta con las condiciones geológicas necesarias para formar grandes yacimientos de gas de carbón. En el sur de Shanxi se completaron 3 pozos; en el pozo de prueba 1, se logró una producción diaria de 7000 m³ por pozo. “Se está llevando a cabo el trabajo de investigación del proyecto de evaluación de los recursos de gas de esquisto en China. Ya se han completado parcialmente los estudios en las cuatro zonas de Liupanshui, Gran Norte de China, Tres Ríos del Noreste y Liaozhong. Se espera que el informe final del proyecto esté listo para el año 1999. Se están llevando a cabo proyectos de colaboración con tres compañías petroleras estadounidenses, como TEXCO, PHILLIPS y ARCO, para la exploración y explotación del gas de esquisto en cinco áreas: Huaibei, Linxing, Sanjiao, Sanjiao Norte y Shilou. La superficie total de las cinco zonas de cooperación es de 11216,8 km2, y se estima que los recursos de gas de carbón ascienden a 653,5 mil millones de m3. Se ha completado la perforación de 9 pozos de gas de carbón, obteniéndose buenos datos sobre este recurso.