煤在燃燒過程中，要排放大量的煙塵和顆粒物。煤主要成分是碳，燃燒過程要生成2.1倍重量的二氧化碳。煤一般含有0.1%~2.0%的硫，燃燒過程要生成二氧化硫氣體排放至大氣，所有上述煙氣生成物，都是產生霧霾的重要因素。因此，燃煤將嚴重污染大氣。天然氣由于是氣體，容易與空氣混合，通常燃燒效率比較高。天然氣主要成分是甲烷,碳的含量遠比煤少，因此二氧化硫的生成量，只是燃煤的一半。因此，通常把天然氣稱作清潔燃料。但必須了解，天然氣的燃燒溫度常常在1300攝氏度以上，此時會產生大量的氮氧化物,這種氣體的排放，同樣是形成霧霾的重要因素，因此，無論燃氣還是燃煤，實現(xiàn)清潔燃燒都是非常重要的研發(fā)課題。

上世紀初至50年代，英國倫敦、美國洛杉磯都相繼發(fā)生了嚴重的霧霾天氣。兩個城市都為此發(fā)生過數(shù)百人的死亡事故。但是，經過幾十年的大氣治污，又重新?lián)Q回了藍天白云。他們治理霧霾的基本經驗：一是高污染的產業(yè)搬家（移向發(fā)展中國家）；二是實行煤改氣。近年來，隨著我國經濟的高速發(fā)展，也同樣出現(xiàn)了嚴重的霧霾天氣。擺在我國面前的是如何正確借鑒國外的可行經驗？高污染企業(yè)向國外搬家，顯然不現(xiàn)實。目前我國主要采取的是“煤改氣”。但這幾年的實踐證明，我國在煤改氣的政策中，實際上存在兩個誤區(qū)：一是缺乏數(shù)量上的整體規(guī)劃。我國是個多煤少氣的國家，不可能全國的供熱都搞煤改氣。就算從國外進口天然氣，一年以4000億平方米計算，也只能滿足40個北京市（一年100億立方米用氣量）的用氣量。全國中小城鎮(zhèn)加起來，100個北京市都打不住。如果在全國范圍內，盲目推廣煤改氣，一但發(fā)生“氣荒”，就會犯下災難性的錯誤。二是沒有重視天然氣的清潔燃燒。有些決策者，以為只要煤改氣，大氣治污的問題就會迎刃而解，因此在執(zhí)行中，放松了對燃氣的排放標準的嚴格控制（前些年，我國的排放標準始終≥100毫克3立方米）。結果，一個奇怪的現(xiàn)象，在北京出現(xiàn)了：2008年，北京首鋼尚未完全搬家，北京熱電廠仍然全部燒煤，但大氣仍然達到了二級標準，順利完成了奧運會的舉辦。但幾年以后的今天，首鋼完成了徹底搬遷，北京幾乎所有的供熱熱源全部實現(xiàn)了“煤改氣”，卻出現(xiàn)了史無前例的嚴重霧霾。這種沉痛的教訓，再次告訴我們，即使燒天然氣，也必須立足于清潔燃燒。

在國外，利用降氮燃燒技術，是使煤改氣政策獲得成功的關鍵技術，我國在推廣煤改氣的過程中，必須認真學習國外的先進經驗。研究表明，天然氣在預燃階段以及火焰的前、中段燃燒溫度一般在800攝氏度以下，氮氧化物生成量很少，只是在火焰的尾端，燃燒溫度在1300攝氏度以上，此時燃燒溫度愈高，氮氧化物的生成量呈指數(shù)形式直線上升。中國供熱信息網了解到因此降低火焰尾部的燃燒溫度是降氮技術的關鍵。目前比較成熟的技術是分段燃燒或煙氣回抽。分段燃燒，是在火焰的前、中、尾端分別送入空氣過量系數(shù)為0.7、0.9和1.2,通過控制空氣量達到降低燃燒溫度進而減少氮氧化物生成量的目的。煙氣回抽是將降溫后的部分煙氣抽送入火焰尾部，其目的仍然是降低燃氣燃燒溫度，進而降低氮氧化物的生成量。為了提高降氮效果，常將兩種技術措施聯(lián)合使用。天然氣燃燒時，會有大量的水蒸汽產生（天然氣中的氫與氧化合生成）。一種新的建議，利用尾部蒸汽冷凝水，回抽送入火焰尾部，同樣可以達到降氮的目的。由于水的汽化潛熱比較大，降低燃燒溫度的效果會更顯著。有的單位在工程上采用了上述技術，氮氧化物的排放量達到了44毫克3立方米，可見，有很好的發(fā)展前景。

我國是產煤大國，20年~30年內，要改變以煤為主的能源結構，是比較困難的。在供熱行業(yè)，希望100%的實現(xiàn)煤改氣也是難以想象的。因此，我國環(huán)境的改善在加大天然氣清潔燃燒的同時，還必須下決心進行煤的清潔燃燒技術的研發(fā)。過去我們對于煤的清潔燃燒，重點放在煙塵和二氧化硫的排放的限制上?，F(xiàn)在看來是不夠的，燒煤也必須控制氮氧化物的排放（即脫硝）。對于脫硝技術，目前主要是在爐內噴入氨和尿素，通過催化或非催化還原反應，使氮氧化物還原為氮和水。對于煤的脫硫，目前已有多種方法，但還不盡如人意，必須繼續(xù)加大研發(fā)力度。爐內脫硫，多用于循環(huán)流化床鍋爐。實踐表明：在實驗研究階段效果較好，但在實際工程應用中，效果并不理想。主要原因是，在燃燒現(xiàn)場，煤粉與石灰粉難以混合均勻，進而影響了脫硫效果。在供熱行業(yè)，已經研制成功了煤粉鍋爐，燃燒效率可達92%，很有發(fā)展前途。如果在制粉工藝過程，加入石灰粉，就可在制粉的同時完成脫硫任務。由于在制粉過程中，煤粉與石灰粉能得到充分混合，其脫硫效率一定會明顯提高。目前，通行的脫硫方法是濕式脫硫法，為了提高脫硫效果，常常加大石灰水的循環(huán)量和噴淋強度，其結果是在煙氣的排放中增加了硫酸鈣的粉塵含量，使脫硫設備變成了新的霧霾發(fā)生器。所有這些問題，促使我們在煤、天然氣的清潔燃燒研發(fā)中，必須在技術上要有新思路、新創(chuàng)新。

當前人們比較關注利用熱泵進行煙氣的余熱回收，并且取得了不錯的效果。如果我們大膽設想，利用化工行業(yè)的液態(tài)二氧化碳的低溫分離技術以及塔板設備，就可同時實現(xiàn)脫硫、脫硝以及余熱回收等多種功能，使鍋爐煙氣變成常溫空氣。這種清潔排放的新常態(tài)不是沒有可能。國家能源局印發(fā)了《關于促進煤炭安全綠色開發(fā)和清潔高效利用的意見》，這將預示著化石燃料的清潔燃燒，已成為國家的重大戰(zhàn)略舉措，從而增強了我們在這方面進行研發(fā)的信心與決心。

必須承認，所謂新型清潔能源，應該是在其放能的全過程，實現(xiàn)污染物的零排放。因此，煤、天然氣只要真正實現(xiàn)了清潔燃燒，它們同樣可以躋身于清潔能源的行列。