煤炭学报

作者：李林宣, 任强强, 杨少波, 周丽,

关键词：高碱煤, CiteSpace, 结渣沾污, 燃烧高效利用, 纯化–燃烧,

煤炭在我国的能源消费结构中占有至关主要的地位，新疆地区拥有丰富的煤炭资源储量，是我国重要的能源接续区和战略储备区。新疆地区的煤炭资源，特别是准东煤中碱金属和碱土金属(Alkali metals and Alkaline Earth Metals, AAEMs)含量普遍较高，属于典型高碱煤，可供长期使用。随着新疆地区煤炭资源的大规模开采和利用，高碱煤在燃烧过程中发生的结渣、沾污和腐蚀等问题严重限制了其大规模和高效利用。实现100%纯烧高碱煤是高碱煤利用的重要目标，但解决纯烧过程中涉及的灰问题是首要问题。基于现代多元、分时、动态分方法，利用CiteSpace软件获取近20 a来高碱煤研究领域的4401条文献，对文献结果进行文献聚类分析、关键词凸显分析和时间序列分析，对不同时期的研究热度峰值区间进行了系统分析。指出了该领域未来研究需要关注AAEMs的存在形式与迁移特性、低温共熔物形成机制、燃烧高效利用调控措施等方面。以典型高碱煤为基础，总结了其基本理化特性，重点剖析煤灰碱性组分对煤灰熔融温度的影响和AAEMs的存在形式。在此基础上，调研AAEMs和低温共熔物2个核心方面研究进展，探究AAEMs迁移特性与低温共熔物的生成机制，对煤炭清洁高效利用低碳具有重要意义。然后，将高碱煤燃烧高效利用调控措施归纳为降低AAEMs含量、增加酸性组分和反应器运行与结构优化三大类别，分析了利用措施对缓解高碱煤结渣沾污的原理与效果，并指出对应方法的问题和不足。此外，提出煤粉纯化–燃烧高效利用技术或许是解决高碱煤燃烧高效利用难题的有效手段。最后，双碳背景下对火电提出了灵活性改造需求，火电机组需要提高变负荷调节能力，以保证稳定的功率输出。指出了实现高碱煤燃烧高效利用调控建议和未来研究方向，需要结合地方多样化资源优势并系统地制定整体方案，在全流程精准控制结渣、沾污和腐蚀等难题，实现清洁高效低碳利用。

来源：2024年第10期

《煤炭学报》期刊编辑部

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