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为什么要转煤为“气”?

煤是世界上最主要的传统能源之一,但它体积大、分量重,含灰分、矸石等杂质多,运输和使用都很不方便。有没有办法让煤变轻并被更好地使用呢?

18世纪末,苏格兰少年威廉·默多克把父亲从菜地里挖到的页岩放在铁锅里加热,得到了煤气。后来他又把15磅煤放在一个铜壶里加热,当煤气从壶嘴喷出时,他把这些气体通过一根长长的镀锡铁管引入室内,点火后用于照明。再后来,他又在自己的工场里用上了煤气灯,引来了众多的参观客。

差不多同一时期,一个叫温泽的德国人也研制出煤气,并于1812年创办了世界上第一家煤气公司。此后的几十年里,煤气主要用于照明,直到1878年爱迪生发明电灯以后,煤气灯才逐渐退出历史舞台。这时,人们已经发现煤气还可用于炊事、取暖等生活用途,也可用于工农业生产。因此把煤变成气的技术不但没有废弃,反而更加发展。到了19世纪末仅美国就有煤气公司400多家,中国也在1863年由英国人在上海创办了第一家煤气公司。

近代以来,将煤变成煤气的技术越来越成熟。煤转化成“气”以后,无论是输送还是使用都大大地方便了。人们再也不需要那种既笨重、繁琐又肮脏的煤球炉,千家万户只需轻轻转动煤气燃具的开关,就能享用这种能源。煤转化成“气”的另一大好处是,直接燃煤会释放出大量二氧化碳二氧化硫氮氧化物有害气体,给我们的生存环境带来严重的危害,如形成酸雨、酸雾、臭氧空洞等,使全球变暖;而煤在变成“气”的过程中经过了脱硫除氮、排去灰渣等环节,因此煤气是一种清洁能源,几乎不产生污染。

20世纪70年代起,一些国家开始发展“洁净煤技术”,希望通过这种技术把煤的危害降低到最小程度。其中,煤的气化技术也得到了很大的改进:一些原本因碳含量低不能直接燃烧的煤矸石,也能变废为宝,用来生产煤气;煤转“气”后的排放物进行集中统一的无害化处理,以及后续的进一步加工利用处理。这就拓宽了煤炭的使用领域,使它不再局限于用作燃料,而是还可用作化工合成的原料气、冶金工业的还原气。在煤的气化过程中,还可以把其他多种煤炭转化技术优化组合在一起,如煤气化联合循环发电技术等,从而大大地提高了煤的利用效率,降低了它对环境的危害。