洁净煤技术是指从煤炭开发到利用的全过程中旨在减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化及污染控制等新技术。
一、煤炭加工技术
煤炭加工技术主要包括洗选煤技术、型煤技术以及水煤浆技术等。
1、洗选煤技术
选煤是应用物理、物理化学、化学或微生物等方法将原煤脱灰、降硫并加工成质量均匀、用途不同的各品种煤的煤炭加工过程，其中选用的各种方法即为洗选煤技术，这是提高煤炭利用效率、减少污染物排放的最经济、有效的途径。目前，国内采用的选煤方法主要为重介、跳汰、浮选以及干法选煤。
2、型煤技术
型煤是用一种或一定比例的黏合剂或固硫剂在一定的压力下加工形成的、具有一定的形状和物理化学性能的煤炭产品。工业层燃锅炉和工业窑炉燃用型煤与燃用原煤相比，能显著提高热效率，减少燃煤污染物的排放。型煤技术又包括三项子技术，分别是：粘结剂技术，添加技术和成型技术。型煤过程中，我们需采用廉价高效型煤粘结剂、能加快燃烧反应速度，提高热能利用并减少有害气体排放的添加剂以及在20～35MPa之间的成型压力。
3、水煤浆技术
水煤浆是70年代石油危机中发展起来的一种煤基流体燃料。它是用一系列技术将煤粉和水按照重量比7：3的比例混合再加入少量化学添加剂配合成的混合体，约2t或2.5t普通水煤浆可代替1t重油。因水煤浆具有良好的流动性和稳定性，所以其可以像油一样实现全密封储运和高效率的雾化燃烧。总体上水浆煤属于一种见效快、节能和环保型的理想代油燃料。水煤浆技术应用具有燃烧效率高，大气污染控制效果明显，具有较强的工艺优越性等优点。
二、煤炭高效洁净燃烧技术
煤炭高效洁净燃烧包括整体煤气化联合循环发电技术，增压流化床联合循环发电技术等几个方面。
1、整体煤气化联合循环发电技术
整体煤气化联合循环发电（Intergrated Gasification Combined Cycle）技术，是一种新型的先进洁净煤燃烧发电技术。它的系统由三部分组成，一部分是煤的气化部分，一部分是煤气的净化部分（气化炉、空分装置、煤气净化设备），另一部分是燃气-蒸汽联合循环发电部分（燃气轮机发电系统、余热锅炉、蒸汽轮机发电系统）。操作时，将为煤气化为中低热值煤气，再将煤气净化，除去其中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物，变为清洁的气体燃料，然后进入燃气轮机的燃烧室燃烧，加热气体工质以驱动燃气轮机作功，燃气轮机排气进入余热锅炉加热给水，产生过热蒸汽驱动蒸汽轮机作功，整个过程是联合循环过程。
2、增压流化床联合循环发电技术
增压流化床联合循环（又称PFBC）是以一项以增压的（1.0～1.6MPa）流化床燃烧室为主体，以蒸汽、燃气联合循环为特征的热力发电技术。操作时，先将煤和脱硫剂制成水煤浆，用泵将其注入流化床燃烧室内（另一种方法是用压缩空气将破碎后的煤粒吹入流化床燃烧室内），然后压缩空气，将压缩空气经床底部的压力风室和布风板吹入炉膛，使燃料流化、燃烧，在流化床燃烧室中部注入二次风使燃料燃尽。床内燃烧温度一般为850～950℃。炉膛出口的高温高压烟气经除尘后，驱动燃气轮机，燃气轮机一方面提供压缩空气的动力，另一方面带动发电机发电。同时锅炉产生的过热蒸汽进入汽轮机，带动发电机发电。
三、煤炭转化技术
煤炭转化技术指的是煤炭气化、液化以及与燃料电池联合利用等。
1、煤炭气化技术
煤炭气化技术是指在特定的设备内，在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂（如蒸汽/空气或氧气等）发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的一项技术。煤炭气化技术包括完全气化技术、温和气化（低温热解）技术和地下气化技术。煤经气化后可以达到无烟、无硫、无灰的燃烧效果，大大减少环境污染，是实现煤炭洁净利用的先导技术和主要途径。
2、煤炭液化技术
煤炭与液体燃料相比，其不便于运输，且煤炭是一种碳含量高，氢含量只5%的固体，其中的氢含量只有石油的1/2，不能直接提供给内燃机和其他内燃设备从而成为车用燃料。如果要想使得煤炭可以用作车辆燃料，煤炭必须转化成类似氢含量的液体物质。将煤经化学加工转化成洁净的便于运输和使用的液体燃料、化学品或化工原料等的过程技术的合称即为煤炭液化技术。
3、燃料电池联合利用技术
燃料电池是在一定条件下使H2、天然气或者煤炭等的催化重整气（主要是H2）等与氧化剂（空气中的02）发生化学反应，将化学能直接转换为电能和热能的一种装置。也是一种系统技术。从理论上讲，只要外部连续地供给燃料，燃料电池就可以不间断地输出电能。由于燃料电池的发电过程不经历燃烧过程（即燃料电池不是一种热机），其运作过程不受卡诺循环的限制，因而具有很高的能量转换效率（理论上可大于80%），而且发电过程不会造成环境污染。
四、污染排放控制和废弃物处理
煤炭的污染排放控制和废弃物技术处理指的是烟气净化、煤层气利用和煤矸石综合利用等方面的技术综合。
1、烟气净化技术
烟气净化是清除燃烧产生的烟气中的有害物质如灰尘、SO2、NOx，它包括除尘、脱硝和脱硫等几个方面的内容。除尘方面，有电气除尘器，过滤器与湿式除尘器（包括洗涤塔与湿式电气除尘器）等几种技术除尘手段。脱硫方面，目前常用的技术手段分湿法、半干法和干法几种。其中湿法有石灰/石灰石法洗涤、氨法和Well mand-Lord法等，干法有活性碳法和Desonox法等。脱硝方面，可以通过烟气回流降低燃烧区的局部温度以及采用分层供风两段燃烧等措施来降低含氮氧化物排放，目前主要的脱硝方法为SCR（选择性催化还原）法。
2、煤层气利用技术
煤层气俗称“瓦斯”，是吸附在煤层中非常规天然气。长期以来，瓦斯作为煤矿“第一杀手”不仅对煤矿的生产安全和矿工的生命安全构成了最大的威胁，而且还是一种具有强烈温室效应的有害气体，其大量排空对全球环境变化有较大影响。然而瓦斯的成分与常规天然气大体相同，主要有90%以上的甲烷组成。近年来，煤层气作为一种新型能源再度被人们认识和肯定。将其广泛用于煤层气发电、汽车燃料、锅炉改造、工业用气、煤化工项目、居民用气等领域的技术是为煤层气利用技术。目前主要的开采方法是地面钻井开采。
3、煤矸石综合利用技术
煤矸石是煤炭开采时的一种副产物，其主要矿物成分是粘土矿物和石英，另外还含有部分的碳组分。目前中国累计堆有煤矸石山1500多座，约42亿t，占地114万hm2，而且每年约以1亿吨的速度递增，每年形成新增占地400多hm2。煤矸石的大量堆积废置，给环境带来了巨大的污染，如：侵占耕地，自燃所产生的有毒有害气体对大气的污染，风蚀扬尘及淋溶水污染等。因此必须对煤矸石进行合理的综合利用。煤研石的综合利用包括:煤矸石发电、生产建筑材料、回收有益矿产品、制取化工产品、改良土壤、生产肥料、回填（包括建筑回填、填低洼地和荒地、充填矿井采空区、煤矿塌陷区复垦）、筑路等。其中运用的一些方法和技术手段即为煤矸石综合利用技术。
五、我国洁净煤技术发展和应用现状及趋势
经过几十年的发展，通过引进、消化和自主开发，我国在洁净煤技术的研究开发、示范及推广应用三个方面上均取得了一定进展，在洁净煤技术领域同发达国家之间的距离正在缩小。在煤炭洗选、煤炭转化、洁净煤燃烧和污染物资源综合利用等方面具都作出了一些成绩。
1、在煤炭洗选和加工方面
中国的选煤技术自主设计能力近些年有大幅提高，年选煤量由上世纪90年代的4.42亿吨提高至2006年的7.86亿吨（2006年全国原煤产量为23.25亿吨，入选率33.8%，其中，入选冶炼用炼焦煤3.88亿吨，入选动力煤3.98亿吨）。其中干法洗选、重介质旋流器、细粒煤分选等技术发展迅猛；水煤浆制浆生产能力先已近300万吨/年，而且在工业燃烧水煤浆取得实质性进展；我国已建成较大规模的动力配煤生产线，配煤能力5000多万吨每年；型煤技术得到大力推广，建立起了自己的锅炉型煤、气化型煤、型焦及配型煤炼焦和生物质型煤生产线。
2、在煤炭转化方面
我国的在煤炭转化方面进步也较大，通过引进和自主开发，目前已经掌握了多喷嘴水煤浆新型气化炉、加压粉煤流化床气化炉、灰熔聚常压流化床气化炉等新型煤炭气化技术，使得我国工业生产方面单位能耗降低。另外，煤炭液化也取得明显效果，如潞安煤基合成油示范厂已具备160kt/a的柴油、石脑油、LPG及少量混合醇燃料的生产能力。另外，我国已经成功研制了kW级燃料电池堆，煤炭气化和燃料电池联合的研究在开展。
3、在洁净煤燃烧与发电方面
我国从20世纪80年代开始跟踪IGCC技术的发展，有一批科研机构和企业在从事这方面的研究。西安热工研究院研是国内对IGCC技术掌握较好的单位，其以干煤粉加压气化技术为核心的“绿色煤电”第一阶段IGCC发电示范工程（250MW）会在2009年内建成投运。另外国家对IGCC技术的运用比较重视，2007年，东莞市，杭州市和天津市等三个自主开发技术的IGCC电站示范项目并列入“十一五”国家863“以煤气化为基础的多联产示范工程”重大项目。在增压流化床联合循环发电技术，我国也有一定研究进展，如东南大学热能工程研究所构建了2MWt的加压喷动流化床部分气化炉，形成了较完整的PFBC-CC系统，气化炉产生的煤气热值在4.2MJ/Nm3以上，系统碳利用效率在99%以上。目前，220t/h以下的循环流化床锅炉我国已实现国产化，410t/h循环流化床锅炉燃煤发电工程示范正在组织实施。
4、在污染物治理与资源综合利用方面
我国开发了一系列烟气脱硫、除尘新技术，完成了多套电站烟气脱硫工程，煤矸石和煤泥等废物再资源化已初步实现产业化。国内现有煤矸石电站110多座，装机容量超过1300兆瓦。近年来通过治理，现有国有重点煤矿的矿井水外排达标率达到85%以上，同时国有重点煤矿选煤厂通过对生产系统进行改造，提高了煤泥回收率，洗水基本实现了洗水闭路循环。脱硫方面，我国烟气脱硫技术发展的重点方向是湿法脱硫。目前已竣工的湿法脱硫系统有珞磺电厂2×360MW全容量湿法脱硫装置、山东黄岛电厂100MW旋转喷雾干法脱硫装置、太原第一热电厂200MW高速平流式湿法脱硫装置等。
