潔凈煤燃燒技術(shù)論文
潔凈煤燃燒技術(shù)論文
潔凈煤技術(shù)是當(dāng)前世界各國(guó)解決環(huán)境問題的主導(dǎo)技術(shù)之一，小編精心推薦的一些潔凈煤燃燒技術(shù)論文，希望你能有所感觸!
潔凈煤燃燒技術(shù)論文篇一
中國(guó)潔凈煤技術(shù)現(xiàn)狀
中國(guó)是世界第一大煤炭生產(chǎn)與消費(fèi)國(guó)，2001年煤炭在一次能源的生產(chǎn)和消費(fèi)中分別占68和67。在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)中國(guó)以煤為主要能源的生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生改變。煤炭在為國(guó)民經(jīng)濟(jì)作出巨大貢獻(xiàn)的同時(shí),其開發(fā)利用過程也產(chǎn)生了很嚴(yán)重的污染。中國(guó)是典型的煤煙型大氣污染國(guó)家。據(jù)2000年《中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》資料顯示，全國(guó)廢氣中SO2、煙塵排放總量分別為1995萬噸、1165萬噸，導(dǎo)致酸雨的覆蓋面積已達(dá)國(guó)土面積的30。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，SO2等大氣污染造成的經(jīng)濟(jì)損失總量達(dá)到GDP的2以上。燃煤造成的二氧化硫及總懸浮顆粒物的排放量分別約占85和70，造成的經(jīng)濟(jì)損失年高達(dá)1000億元以上。由于中國(guó)落后的燃煤技術(shù)及裝備，導(dǎo)致中國(guó)主要工業(yè)產(chǎn)品能耗比先進(jìn)國(guó)家高出20～60，能源效率為34，比先進(jìn)國(guó)家低10個(gè)百分點(diǎn)。因此，發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)是提高中國(guó)能源效率、減少環(huán)境污染的重要途徑。
(一)中國(guó)潔凈煤技術(shù)框架體系
潔凈煤技術(shù)是當(dāng)前世界各國(guó)解決環(huán)境問題的主導(dǎo)技術(shù)之一，也是高技術(shù)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的重要領(lǐng)域之一。我國(guó)圍繞提高煤炭開發(fā)利用效率、減輕對(duì)環(huán)境污染開展了大量的研究開發(fā)和推廣工作。隨著國(guó)家宏觀發(fā)展戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)變，中國(guó)政府把潔凈煤技術(shù)作為可持續(xù)發(fā)展和實(shí)現(xiàn)兩個(gè)根本轉(zhuǎn)變的戰(zhàn)略措施之一。我國(guó)于1994年成立了煤炭工業(yè)潔凈煤工程技術(shù)研究中心，1995年成立了國(guó)家潔凈煤技術(shù)推廣應(yīng)用領(lǐng)導(dǎo)小組，1997年國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)了《中國(guó)潔凈煤技術(shù)九五計(jì)劃和2010年發(fā)展綱要》。在中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)第十個(gè)五年計(jì)劃和煤炭工業(yè)“十五”規(guī)劃中，都強(qiáng)調(diào)要加大潔凈煤技術(shù)研究開發(fā)力度，擴(kuò)大潔凈煤領(lǐng)域的對(duì)外開放，推進(jìn)潔凈煤技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。
潔凈煤技術(shù)涉及多行業(yè)、多領(lǐng)域、多學(xué)科，是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程。中國(guó)發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)的目標(biāo)：一是減少環(huán)境污染,如SO2、NOX、煤矸石、粉塵、煤泥水等;二是提高煤炭利用效率,減少煤炭消費(fèi);三是通過加大轉(zhuǎn)化，改善終端能源結(jié)構(gòu)。目前，中國(guó)已成了世界上最大的潔凈煤市場(chǎng)。
中國(guó)已將發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)列入《中國(guó)21世紀(jì)議程》，并根據(jù)中國(guó)煤炭消費(fèi)呈現(xiàn)多元化格局的特點(diǎn)，本著環(huán)境與發(fā)展的協(xié)調(diào)統(tǒng)一環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益并重以及發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)要覆蓋煤炭開發(fā)利用的全過程等原則，提出了符合中國(guó)國(guó)情，具有中國(guó)特色的潔凈煤技術(shù)框架體系。中國(guó)潔凈煤技術(shù)計(jì)劃框架涉及四個(gè)領(lǐng)域(煤炭加工、煤炭高效潔凈燃燒、煤炭轉(zhuǎn)化、污染排放控制與廢棄物處理)，包括十四項(xiàng)技術(shù)。
1、煤炭加工領(lǐng)域
包括選煤、型煤、配煤、水煤漿技術(shù)。
2、煤炭的高效潔凈燃燒技術(shù)領(lǐng)域
先進(jìn)的燃燒器、流化床燃燒(FBC)技術(shù)、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)。
3、煤炭轉(zhuǎn)化領(lǐng)域
包括煤炭氣化、煤炭液化、燃料電池。
4、污染排放控制與廢棄物處理領(lǐng)域
包括煙氣凈化、煤層氣的開發(fā)利用、煤矸石、粉煤灰和煤泥的綜合利用、工業(yè)鍋爐和窯爐等技術(shù)。
重點(diǎn)針對(duì)電廠、工業(yè)爐窯和民用3個(gè)領(lǐng)域，注重經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，重點(diǎn)開發(fā)社會(huì)效益、環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益明顯、實(shí)用而可靠的先進(jìn)技術(shù)。在組織實(shí)施上采取優(yōu)先推廣一批技術(shù)成熟、在近期能夠顯著減少煙煤污染的技術(shù)，如選煤、型煤、配煤、煙氣脫硫等;示范一批能在21世紀(jì)初實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的技術(shù)，如增壓循環(huán)流化床發(fā)電、大型循環(huán)流化床、工業(yè)型煤等;研究開發(fā)一批起點(diǎn)高、對(duì)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展有影響的技術(shù)，如煤炭液化、燃料電池等。
(二)潔凈煤技術(shù)國(guó)內(nèi)發(fā)展概況及趨勢(shì)
在有關(guān)部門的配合與支持下，我國(guó)潔凈煤技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用、推廣方面有顯著的進(jìn)展。主要表現(xiàn)在：煤炭的深加工有所進(jìn)步，煤炭入洗比重逐年提高;工業(yè)型煤和水煤漿技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用開始起步，已有示范性項(xiàng)目投入使用;煤炭氣化技術(shù)已比較成熟，煤氣已成為城市民用燃料的重要組成部分;正在進(jìn)行煤炭液化的性能和工藝條件試驗(yàn)，以及煤炭液化商業(yè)性示范廠的可行性研究。但是，我國(guó)在潔凈煤技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化方面還存在許多問題，主要是我國(guó)潔凈煤技術(shù)層次不高，還沒有形成推進(jìn)潔凈煤技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的有效機(jī)制，推進(jìn)潔凈煤技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的法規(guī)不健全，政策不配套，措施不具體，力量不集中，資金籌集渠道不暢。
1、煤炭洗選
煤炭洗選加工，是根據(jù)原煤(毛煤)、礦物雜質(zhì)和煤矸石的粒度、密度、硬度、潤(rùn)濕性等物理化學(xué)性質(zhì)的差別，采用人工揀矸、機(jī)械篩分、物理選煤、物理化學(xué)選煤、化學(xué)選煤和微生物選煤等處理方法，清除原煤中的有害雜質(zhì)，排除矸石，降低灰分、硫分、水分，提高回收率，回收伴生物礦，改善煤炭質(zhì)量，按照市場(chǎng)所需求的產(chǎn)品分選加工生產(chǎn)出不同規(guī)格品種及不同用途的煤炭產(chǎn)品，以供不同用戶的過程，是煤炭達(dá)潔凈、高效利用的目的及后續(xù)深加工的必要前提。
選煤工藝可分為四類：篩分、物理選煤、化學(xué)選煤、細(xì)菌脫硫。理選煤、化學(xué)選煤、細(xì)菌脫硫。篩分是把煤分成不同的粒度。物理選煤目前普遍使用的方法有跳汰、重介質(zhì)選煤和浮選三種。跳汰選煤是在上下波動(dòng)的變速脈沖水流中，使相對(duì)密度不同的煤和矸石分開。重介質(zhì)選煤是用磷鐵礦粉等配制的重介質(zhì)懸浮液(其相對(duì)密度介于煤與矸石之間)，將煤與矸石等雜質(zhì)分開。浮選是利用煤和矸石表面濕潤(rùn)性的差異，洗選粒度小于0.5mm的煤。
煤炭經(jīng)洗選后可顯著降低灰分和硫分的含量，減少煙塵、二氧化硫等污染物的排放。目前發(fā)達(dá)國(guó)家需要洗選的原煤已100入洗，重介質(zhì)旋流器、跳汰機(jī)、浮選機(jī)等成熟的選煤技術(shù)己被廣泛采用，洗煤廠處理能力大，洗選效率高。
1)中國(guó)煤炭洗選技術(shù)的發(fā)展。
中國(guó)是世界上最早采用選煤技術(shù)的國(guó)家。早在宋代(公元960-1279年)，已經(jīng)采用人工揀矸和篩分技術(shù)進(jìn)行選煤排除雜物。從20世紀(jì)30年代開始發(fā)展機(jī)械煤炭洗選加工，到90年代，其洗選工藝已基本與世界同步發(fā)展。目前，我國(guó)已經(jīng)具有很成熟的煤炭加工技術(shù)，如洗選、動(dòng)力配煤、型煤及水煤漿等。
在國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)的《中國(guó)潔凈煤技術(shù)九五計(jì)劃和2010年發(fā)展規(guī)劃》中，選煤和型煤被列為我國(guó)潔凈煤技術(shù)的首選項(xiàng)目。與此同時(shí)，國(guó)家經(jīng)貿(mào)委目前也正在積極推進(jìn)洗選煤在各個(gè)行業(yè)特別是電力行業(yè)的應(yīng)用，這為加工和使用洗選煤提出了更高的要求。
現(xiàn)階段，煤炭洗選加工在技術(shù)上已經(jīng)較為成熟，發(fā)展的重點(diǎn)已由過去煉焦煤轉(zhuǎn)為動(dòng)力煤，由過去單純注重降灰轉(zhuǎn)為降灰與脫硫并舉以及回收洗矸中的黃鐵礦。在產(chǎn)量上，也由1995年的1.9億噸增至2.8億噸,提高了47.3。盡管如此，目前中國(guó)原煤入洗比例還是很低，僅為30，在主要產(chǎn)煤國(guó)中是最低的，這為煤面料行業(yè)的洗選煤加工技術(shù)及水平的發(fā)展帶來了較大的空間。
但是，在洗選技術(shù)日趨成熟的今天，煤炭的洗選加工仍面臨著諸如實(shí)際入洗比例不高、選煤廠利用率低等許多新情況、新問題。在實(shí)際應(yīng)用中也只有少數(shù)幾個(gè)電廠在使用，市場(chǎng)推廣舉步維艱。造成洗選煤市場(chǎng)化推廣難的主要障礙不外乎這樣幾點(diǎn)，一是認(rèn)識(shí)上的原因。二是歷史的原因。三是體制不順、行業(yè)分割，不利于洗選煤的發(fā)展。四是較為敏感的價(jià)格問題。五是沒有與之配套的政策法規(guī)。
1998年末我國(guó)選煤廠1581座，選煤能力494.33Mt，入選量327.63Mt，入選率25.66%。最大煉焦煤選廠設(shè)計(jì)能力400萬t/a，最大動(dòng)力煤選廠設(shè)計(jì)能力1900萬t/a。國(guó)內(nèi)自行研制的設(shè)備已基本滿足400萬t/a以下各類選煤廠建設(shè)和改造需要，有些工藝指標(biāo)已達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平。國(guó)有大中型選煤廠技術(shù)改造的主要內(nèi)容，已由過去單純的注重降灰轉(zhuǎn)為降灰與脫硫并舉及回收洗矸中的黃鐵礦。無壓重介質(zhì)旋流器(3NWX1200/850)研制成功并投入生產(chǎn)使用，旋流靜態(tài)微泡浮選柱研制成功，分選技術(shù)取得若干重要成果。
煤炭洗選加工技術(shù)是潔凈煤技術(shù)發(fā)展的源頭技術(shù)，是提高煤炭質(zhì)量的有效技術(shù)。根據(jù)預(yù)測(cè)，到2010年，中國(guó)將使總?cè)胂丛毫窟_(dá)到8.08億噸，入洗比例提高到40。選煤技術(shù)的未來發(fā)展重點(diǎn)將是脫硫和排矸并舉，提高選煤廠的自動(dòng)化水平，發(fā)展深度降灰脫硫技術(shù)及適用于缺水地區(qū)的干法或省水選煤技術(shù)。
2)主要差距。
中國(guó)的煤炭洗選加工同發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距很大，1996年入洗原煤3.2億噸，占全國(guó)原煤產(chǎn)量13.7億噸的23.3。中國(guó)的選煤廠仍屬以中小型為主的廠型體系。大型選煤廠較少。不少選煤廠煤炭洗選采用的工藝簡(jiǎn)單，技術(shù)設(shè)備較落后，自動(dòng)化水平較低，產(chǎn)品品種少，精煤質(zhì)量差。
3)選煤發(fā)展趨勢(shì)。
(1)原煤洗選比率將不斷擴(kuò)大。不僅要提高國(guó)有重點(diǎn)煤礦的洗選比率，而且更要大力發(fā)展地方煤礦的洗選加工。選煤規(guī)模要與洗精煤的需求結(jié)合，煉焦煤的選煤規(guī)模要與冶金、化工等對(duì)焦煤的要求相結(jié)合;動(dòng)力煤的選煤規(guī)模要與電力和工業(yè)窯爐等要求相結(jié)合。
(2)廠型和設(shè)備向大型化、工藝簡(jiǎn)化發(fā)展。中國(guó)300萬t/d以上的大型選煤廠絕大多數(shù)是80年代以來建設(shè)的，90年代建設(shè)和投產(chǎn)的選煤廠皆為400萬t/d、600萬和1200萬t/d的廠型和。今后也將向大型化發(fā)展。與此相適應(yīng)，設(shè)備也將向高效、大型化發(fā)展，并簡(jiǎn)化工藝系統(tǒng)，減少重復(fù)配置同功能設(shè)備及作業(yè)環(huán)節(jié)，盡量形成單一設(shè)備的作業(yè)系統(tǒng)，以降低基建投資和生產(chǎn)成本，提高處理能力和功效，并向著定型設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方向發(fā)展。
(3)生產(chǎn)自動(dòng)化程度將越來越高。目前，中國(guó)選煤廠的自動(dòng)化屬于局部生產(chǎn)系統(tǒng)自動(dòng)化的較多，如跳汰機(jī)床層自動(dòng)控制、重懸浮液密度自動(dòng)測(cè)量與調(diào)控、浮選工藝參數(shù)自動(dòng)檢測(cè)與控制等，只有少數(shù)廠實(shí)現(xiàn)了全廠主要生產(chǎn)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化和全廠設(shè)備集中控制、數(shù)據(jù)采集和工業(yè)電視監(jiān)視。因此，進(jìn)一步推廣選煤廠自動(dòng)化成果，發(fā)展全廠生產(chǎn)系統(tǒng)自動(dòng)化，是今后的發(fā)展方向。
(4)主要方向是發(fā)展深度加上，開發(fā)潔凈煤技術(shù)。潔凈煤技術(shù)是包括開采、加工、燃燒、利用和環(huán)保等全系統(tǒng)的綜合技術(shù)的總稱，旨在提高煤炭利用效率，杜絕環(huán)境污染，煤炭洗選加工是開發(fā)潔凈煤技術(shù)的重要和首要環(huán)節(jié)，其重點(diǎn)在于主攻細(xì)粒級(jí)和極細(xì)材級(jí)煤的精選，開發(fā)生產(chǎn)超純煤技術(shù)和脫除雜質(zhì)、脫硫技術(shù)，特別是脫除有機(jī)硫的技術(shù)，更是當(dāng)前開發(fā)潔凈煤技術(shù)曠關(guān)鍵。
4)世界煤炭洗選技術(shù)的發(fā)展。
(1)發(fā)展現(xiàn)狀。
18世紀(jì)后期，到19世紀(jì)初期，歐美一些國(guó)家隨著產(chǎn)業(yè)革命發(fā)展，煤炭產(chǎn)量不斷增加，煤炭篩選從原始的手工操作發(fā)展到利用機(jī)械設(shè)備。到20世紀(jì)初期，又研制應(yīng)用了風(fēng)力選煤、浮游選煤、重介質(zhì)選煤、水介質(zhì)旋流器等洗選技術(shù)設(shè)備并逐步研究、改進(jìn)，這些煤炭洗選技術(shù)，我國(guó)在50年代也先后研制成功，并推廣應(yīng)用于一些大型篩分廠和選煤廠?，F(xiàn)代的洗選技術(shù)主要是機(jī)械化選煤，有多種方法。按照分選原理，除人工揀選外，又劃分為重力選、離心力選、浮游選、濕法選和特殊選等幾大類。其中，跳汰選、重介質(zhì)選、泡沫浮選在選煤廠應(yīng)用最廣。有的大型選煤廠也利用跳汰、重介、浮選混合工藝。
跳汰、重介、浮選等傳統(tǒng)的選煤方法經(jīng)過研究改進(jìn)，向著大型、高效、自動(dòng)化發(fā)展。近幾年，美國(guó)、日本、德國(guó)及澳大利亞等國(guó)對(duì)煤炭的深度降灰脫硫開展了大量工作，如微細(xì)磁鐵礦重介旋流器、靜電選、高梯度磁選、浮選柱、油團(tuán)選、選擇性絮凝等。美國(guó)在微泡浮選柱和油團(tuán)選方面已投入工業(yè)應(yīng)用。在化學(xué)選煤和微生物脫硫方面，美國(guó)、澳大利亞、日本也取得進(jìn)展，但大多處于研究開發(fā)階段。英國(guó)、美國(guó)已開發(fā)廠了處理20mm粉煤的洗選新工藝，可脫除70%～90%的黃鐵礦硫和90%的灰粉，使用這種洗選工藝洗精煤的鍋爐可以不用安裝脫硫裝置即可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，可以降低電站的投資。
(2)發(fā)展趨勢(shì)。
近幾年來，隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和環(huán)境保護(hù)嚴(yán)格要求，許多國(guó)家的煤炭洗選加工有了很大發(fā)展，主要表現(xiàn)在：
?、倜禾肯催x比率不斷提高。目前，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家如英、德、日等國(guó)的硬煤幾乎全部洗選;俄羅斯、波蘭、美國(guó)和澳大利亞洗選比率也在42-76。
②采用標(biāo)準(zhǔn)工藝設(shè)計(jì)。使選煤廠向大型化方向發(fā)展，例如，波蘭采用新的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的巴德賴克煉焦煤選煤廠，處理能力達(dá)2800t/h;加拿大的昆太特選煤廠處理能力達(dá)1550t/h，南非的格魯特格勒克選煤廠處理能力達(dá)3000t/h。
③設(shè)備大型化。例如，德國(guó)研制出42m巴達(dá)克跳汰機(jī)，英國(guó)生產(chǎn)出46.5m2鮑姆跳汰SM,英國(guó)開發(fā)出Larccdems新型重介旋流器,處理100-0.5粒級(jí)原煤可達(dá)250t/h,是當(dāng)代處理能力最大和入選上限最高的重介質(zhì)旋流器。
?、荛_發(fā)細(xì)粒煤分選技術(shù)和潔凈煤技術(shù)。細(xì)粒煤分選技術(shù)是隨著采煤機(jī)械化的發(fā)展，粉煤量大幅度增加而相應(yīng)發(fā)展起來的。例如，采用重介旋流器洗選下限到零。美國(guó)新開發(fā)的微泡浮選柱可獲得灰分小于3、硫分小于0.5的精煤;靜態(tài)浮選管可獲得灰分為0.9～1.2的精煤。奧梯斯卡工業(yè)公司利用選擇性絮凝工藝在紐約詹姆斯維勒建成了一座15t/h的選煤廠，生產(chǎn)的產(chǎn)品可供燃?xì)廨啓C(jī)和內(nèi)燃機(jī)作燃料。
?、蓍_發(fā)潔凈煤技術(shù)。當(dāng)前在國(guó)際上已形成熱潮。開發(fā)潔凈煤技術(shù)，特別是超純煤技術(shù)，其關(guān)鍵在于攻克脫除有機(jī)硫的脫硫技術(shù)。美國(guó)、日本、德同、澳大利亞等國(guó)對(duì)脫硫、脫灰進(jìn)行了大量研究，并取得相當(dāng)?shù)某晒３锢矸椒ㄍ?，還采用化學(xué)凈化法，主要有堿熔融法(TRW)、苛性堿熔法、異辛烷萃取法、微波輻射法、生物化學(xué)法等。其中堿熔融法和苛性堿熔法可脫除有機(jī)硫80～90。
2、型煤
型煤又稱人造煤塊。型煤是一種或數(shù)種煤與一定比例的粘結(jié)固硫劑等經(jīng)加工成一定形狀尺寸和有一定理代性能的塊狀燃料或原料。當(dāng)今型煤也可以是粉煤及一定比例的煤泥等其它低熱值燃料或廢棄物加上粘結(jié)劑、添加劑加工成型煤的，有的燃燒特性還超過了原煤的燃燒特性。型煤技術(shù)是一種潔凈煤技術(shù)，是煤炭潔凈利用的重要途徑之一。
型煤分為民用型煤和工業(yè)型煤兩類。燃用鍋爐型煤比燒散煤，可提高鍋爐熱熱效率，節(jié)煤可達(dá)15～25，減少煙塵排放量80～90以上，固硫率可達(dá)52～73，還可降低其他污染物排放。民用型煤與燒散煤相比，熱效率可達(dá)65-72，排煙黑度降到<1/2格林曼級(jí)，節(jié)煤20-30，煙塵和SO2排放可減少40-60。所以燃用型煤，安全系數(shù)、高效潔凈、使用方便，具有明顯的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益。型煤的節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)成熟性，早已被國(guó)內(nèi)外所公認(rèn)。
1)中國(guó)型煤的開發(fā)利用。
中國(guó)是世界上制作和使用型煤最早的國(guó)家。我國(guó)古代勞動(dòng)人民早在16世紀(jì)以前，已以末煤為主，用黃土做粘結(jié)劑加水，用手工工具制作型煤。至今仍有部分城鎮(zhèn)、農(nóng)村還延用這一傳統(tǒng)做法制作“煤球”、“煤棒”、“煤糕”等型煤，用于做飯、取暖和一些飲食業(yè)、手工業(yè)爐灶使用。
型煤技術(shù)已作為中國(guó)潔凈煤技術(shù)的重要組成部分和優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域，在今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)具有十分廣闊的發(fā)展前景，對(duì)提高煤炭利用效率，減輕用煤造成的環(huán)境污染，滿足部分工業(yè)生產(chǎn)和不斷提高城鄉(xiāng)人民的生活需要具有重要意義。至1996年底，我國(guó)生活用煤約1.44億噸。煤炭占全部生活用能的58.1。為克服傳統(tǒng)蜂窩煤的缺點(diǎn)，我國(guó)已開發(fā)出可用純煙煤或煙煤與無煙煤的混料為原料的上燃式煙煤蜂窩煤及其爐具技術(shù)。煙煤蜂窩煤開發(fā)成功。徹底解決了困感業(yè)界多年的難題，使我國(guó)的型煤技術(shù)向前跨越了一大步。
我國(guó)民用型煤技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先水平，1997年底全國(guó)民用型煤產(chǎn)量達(dá)7000萬t，民用型煤中80以上是蜂窩煤，其余為煤球、和其他成型煤。民用型煤普及率65，其中浙江、江蘇、廣東、廣西、四川等省的一些城市75左右，北京、天津和沈陽等城市基本上達(dá)到100。工業(yè)型煤有鍋爐、型焦、化肥、城市煤氣、機(jī)車、燃料氣型煤等，種類有很多。工業(yè)型煤分為化肥造氣型煤和鍋爐燃料型煤，目前全國(guó)工業(yè)型煤年產(chǎn)能力量約3000萬t以上，主要是中小型化肥廠和小高爐型焦。全國(guó)約有60的中小化肥廠用型煤做原料，替代了相應(yīng)數(shù)量的焦炭或塊煤，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。其他型煤則處于示范或商業(yè)性示范階段。由于技術(shù)、價(jià)格、市場(chǎng)等原因，鍋爐燃料型煤工業(yè)化推廣較慢。開發(fā)防水、免烘干粘結(jié)劑取得了進(jìn)展，煤炭行業(yè)組織了“晉城無煙粉煤制氣化用工業(yè)型煤技術(shù)的研究”。今后的發(fā)展重點(diǎn)是，到2010年，約需增加能力6000萬噸，技術(shù)上以發(fā)展高固硫率工業(yè)燃料型煤和氣化型煤為主。
2)世界型煤發(fā)展動(dòng)態(tài)。
(1)發(fā)展及趨勢(shì)。型煤工業(yè)是伴隨著歐洲資本主義工業(yè)革命而產(chǎn)生和發(fā)展的，距今已有百余年歷史。型煤主要用于工業(yè)鍋爐、窯爐、氣化和民用燃料。20世紀(jì)中葉，出現(xiàn)了大規(guī)模生產(chǎn)褐煤型煤和民用、工業(yè)用無煙塊狀燃料工廠。美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、日本、韓國(guó)、俄羅斯等生產(chǎn)大量的工業(yè)和民用型煤，包括工業(yè)鍋爐、工業(yè)窯爐、固硫床氣化爐型煤、機(jī)車用型煤等，已有成熟技術(shù)。在粘結(jié)劑技術(shù)研究開發(fā)上，各國(guó)普遍采用了與煤結(jié)構(gòu)、性質(zhì)相近的煤系高芳烴的煤焦油、瀝青作為煤粘結(jié)劑，并取得了良好的效果。但是，隨著環(huán)保要求的日趨嚴(yán)格，加之受到焦油、瀝青產(chǎn)量的限制，使得煤焦油、瀝青類粘結(jié)劑的進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展受到制約。因此近20年來，國(guó)外又不斷開發(fā)出了改質(zhì)石油瀝青、高分子聚合物、工業(yè)廢棄物(包括生物質(zhì))、無機(jī)物等單一或復(fù)合型的型煤粘結(jié)劑。
目前，世界上發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)化型煤技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是：規(guī)?；男兔荷a(chǎn)廠，一個(gè)型煤聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)量少則幾百萬噸，多則上千萬噸，型煤清潔、高效地燃燒;繼續(xù)開發(fā)新的粘結(jié)劑及大型高壓成型設(shè)備，生產(chǎn)具有節(jié)能和環(huán)保雙重效益的型煤，主要供氣化和煉焦使用或冶金用。
(2)型煤利用的發(fā)展變化。世界不同國(guó)家因其能源資源、經(jīng)濟(jì)社會(huì)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r不同，對(duì)型煤的開發(fā)利用有很大差別。在20世紀(jì)中葉以前，世界上有不少國(guó)家，特別是西方一些工業(yè)國(guó)家煤炭是主要能源，型煤的開發(fā)利用不斷發(fā)展。20世紀(jì)中葉以后，石油和天然氣消費(fèi)超過煤炭成為主要能源。1963年，世界型煤產(chǎn)量達(dá)到頂峰。隨著石油、天然氣、核電、水電、新能源及再生能源的產(chǎn)量不斷增加，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家減少了煤炭能源的用量。蒙古、韓國(guó)等重視蜂窩煤的發(fā)展，目前韓國(guó)年產(chǎn)民用蜂窩煤近2000萬t。
近20年來，一些發(fā)達(dá)國(guó)家為了減少和防治燃燒煤炭對(duì)環(huán)境造成的污染，煤炭在能源系統(tǒng)的消費(fèi)結(jié)構(gòu)中所占比重越來越小。1997年煤炭占本國(guó)一次能源總消費(fèi)量的比重：美國(guó)占24.6，英國(guó)占18，日本占17.7，德國(guó)占25.5，加拿大占11.6，法國(guó)只占5.4。因而這些國(guó)家的工業(yè)型煤利用比過去大大減少了,主要綜合利用于冶金，建材等工業(yè)方面，民用燃料從固體燃料轉(zhuǎn)向用電力、天然氣、液化氣、煤氣等高效潔凈能源。
是，目前世界上大多數(shù)發(fā)展中國(guó)家。能源消費(fèi)仍以煤仍以煤炭為主要能源，而且消費(fèi)大量生物質(zhì)能源，人均能源消費(fèi)量和能源利用效率也普遍低于發(fā)達(dá)國(guó)家。在能源系統(tǒng)中，煤炭占一次能源總消費(fèi)量的比重很大，如中國(guó)占75以上，印度占56以上。為了提高煤炭利用效率，降低燃煤造成的環(huán)境污染，開發(fā)利用型煤已引起了一些國(guó)際和地區(qū)組織的重視。1989年亞太經(jīng)互會(huì)在菲律賓召開了主題為“型煤開發(fā)與環(huán)境效益”的煤炭利用專家會(huì)議。1992年聯(lián)合國(guó)召開環(huán)境與發(fā)展大會(huì)提出，在以煤炭為主要能源的國(guó)家，發(fā)展型煤是減少大氣污染、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要途徑。以期推動(dòng)發(fā)展中國(guó)家大力開發(fā)利用工業(yè)型煤和民用型煤的發(fā)展。
3、動(dòng)力配煤
動(dòng)力配煤是將不同牌號(hào)、不同品質(zhì)的煤經(jīng)過篩選、破碎、按比例配合等過程，從而改變動(dòng)力煤的化學(xué)組成、巖相組成、物理特性和燃燒性能，達(dá)到充分利用煤炭資源、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、煤質(zhì)互補(bǔ)、適應(yīng)用戶燃煤設(shè)備對(duì)煤質(zhì)要求、提高燃燒效率和減少污染物排放的潔凈煤技術(shù)。20世紀(jì)80年代初期，我國(guó)京、津、滬等大城市開始采用動(dòng)力配煤技術(shù)，近幾年來，動(dòng)力配煤技術(shù)在我國(guó)得到了廣泛應(yīng)用，實(shí)踐表明，動(dòng)力配煤有著投入及生產(chǎn)成本低，均化煤質(zhì)與節(jié)煤效益顯著，產(chǎn)品適應(yīng)面廣的特點(diǎn)，配煤生產(chǎn)線建設(shè)投入約為20元/t?年～40元/t?年，加工成本約2元/t～4元/t，使用配煤的平均節(jié)煤率約為5～10。因此，積極發(fā)展動(dòng)力配煤技術(shù)，提高動(dòng)力用煤的配煤比重，是一種符合當(dāng)前我國(guó)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)水平和煤炭產(chǎn)銷狀況的行之有效的途徑。
4、水煤漿
水煤漿是70年代興起的新型煤基液體燃料，許多國(guó)家基于長(zhǎng)期的能源戰(zhàn)略考慮，將其作為以煤代油的燃料技術(shù)進(jìn)行研究、開發(fā)和儲(chǔ)備，且已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化使用。水煤漿是一種良好的煤基燃料，灰分及含硫量低，燃燒時(shí)火焰中心溫度較低，燃燒效率高，煙塵、SO2及NOX排放量都低于燃油和燃煤，是新型的煤代油燃料。
1)水煤漿技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r。
我國(guó)的水煤漿研究工作起步于70年代末，80年代初，與國(guó)外同步，直接原因是國(guó)際上爆發(fā)的石油危機(jī)，使各個(gè)國(guó)家都在尋找以一種代替石油的新能源。眾所周知，中國(guó)是一個(gè)富煤、少氣、貧油的國(guó)家，因此，怎樣高效、環(huán)保地開發(fā)和利用煤炭資源幾乎成為中國(guó)惟一的也是最好的選擇。正因?yàn)槿绱?，我?guó)在20年的時(shí)間里沒有間斷對(duì)水煤漿的研發(fā)工作，并于1983年5月攻關(guān)研制出了第一批水煤漿試燃燒成功。近年來，我國(guó)的水煤漿制備技術(shù)和燃料技術(shù)發(fā)展很快，并達(dá)到了國(guó)際水平。截至目前，我國(guó)已有水煤漿廠10家，設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力203萬噸，實(shí)際年產(chǎn)80萬噸。先后完成了動(dòng)力鍋爐、電廠鍋爐、軋鋼加熱爐、熱處理爐、干燥窯等爐窯燃用水煤漿的工程試驗(yàn)。水煤漿是國(guó)家科委認(rèn)定的高新技術(shù)，為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展新產(chǎn)品，也是當(dāng)今世界研究熱點(diǎn)——潔凈煤技術(shù)中的重要分支。
2)水煤漿技術(shù)的特征。
在環(huán)保產(chǎn)業(yè)的高科技領(lǐng)域，我國(guó)的大部分技術(shù)、產(chǎn)品均落后于國(guó)際先進(jìn)水平，而水煤漿是一個(gè)例外，中國(guó)的水煤漿技術(shù)優(yōu)先于國(guó)外，這種新能源在中國(guó)的能源戰(zhàn)略中占有非常重要的地位。水煤漿是把低灰分的洗精煤磨成微細(xì)煤粉，用65～70的煤粉和29～34的水和適量的(1-2)化學(xué)添加劑制備而成的一種潔凈的新型煤基液體燃料。它的發(fā)熱量在4500-4800大卡/kg。這種新型代油燃料具有良好的流動(dòng)性和穩(wěn)定性，并且霧化性能好，可穩(wěn)定著火，直接燃燒。在工業(yè)鍋爐、工業(yè)窯爐、電站鍋爐可代油燃燒。約1.8噸—2.1噸水煤漿可替代1噸重油，是一種很有前途的清潔能源。更重要的是，水煤漿技術(shù)與采用化學(xué)方法的煤炭液化技術(shù)相比具有投資少、成本低、工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，在短期內(nèi)就能形成規(guī)模。據(jù)有關(guān)資料表明，水煤漿技術(shù)推廣應(yīng)用條件已完全具備。水煤漿的工業(yè)成套應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)成熟，已列為國(guó)家重點(diǎn)科技推廣項(xiàng)目，并在一些企業(yè)如燕山石化等得到應(yīng)用。
3)市場(chǎng)前景廣闊。
據(jù)有關(guān)資料顯示，水煤漿用途廣，需求量很大。如果燕山石化現(xiàn)有鍋爐全部改裝完畢，一年就需水煤漿120萬噸。大同匯海水煤漿有限責(zé)任公司目前年產(chǎn)量只有30萬噸。據(jù)初步調(diào)查，僅京、津、唐地區(qū)的石化和電力企業(yè)改用水煤漿后，年需水煤漿600萬噸以上。另外，民用燃煤采暖鍋爐因其環(huán)保要求改造后將產(chǎn)生巨大需求。全國(guó)90萬噸民用鍋爐，以一臺(tái)4噸鍋爐一年采暖期消費(fèi)1000噸水煤漿計(jì)算，將形成一個(gè)龐大的水煤漿民用市場(chǎng)。而且，國(guó)家計(jì)委已發(fā)文要求取消燃油設(shè)備，嚴(yán)禁燒重油。僅急需代替重油計(jì)算，一年需水煤漿6000萬噸。
4)水煤漿技術(shù)是21世紀(jì)最有市場(chǎng)的潔凈煤技術(shù)。
北京燕山石化安裝了一套水煤漿鍋爐，并已開始運(yùn)轉(zhuǎn)，這套設(shè)備比往年用油節(jié)支700萬元。對(duì)此，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，北京禁止鍋爐燒煤給企業(yè)帶來較重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，水煤漿則給企業(yè)帶來一絲曙光。在石油價(jià)格上漲的壓力下，石油、石化和電力企業(yè)采用水煤漿代鍋爐用油的積極性較高。目前，2噸水煤漿可代替1噸重油，降低燃料成本500元至800元。山東白楊河電廠改燒水煤漿后，單位發(fā)電成本0.182元/千瓦時(shí)，北京燕化公司測(cè)算，一臺(tái)220噸/小時(shí)的燃漿鍋爐正常燃燒后，每年可代油9萬噸。許多電力企業(yè)如茂名熱電廠、汕頭萬豐熱電廠等正抓緊改造和試燒水煤漿?？梢灶A(yù)測(cè)，不遠(yuǎn)的將來，水煤漿產(chǎn)業(yè)將有一個(gè)飛躍。
目前水煤漿技術(shù)已被列為我國(guó)“十五”期間能源發(fā)展重點(diǎn)推廣技術(shù)，也是煤炭工業(yè)潔凈煤技術(shù)優(yōu)先發(fā)展的14大重點(diǎn)技術(shù)之一。我國(guó)是一個(gè)富煤少油的國(guó)家，水煤漿作為新型代油環(huán)保燃料，正被越來越多的企業(yè)所認(rèn)識(shí)，采用水煤漿技術(shù)進(jìn)一步改善煤炭企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高煤炭企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。水煤漿技術(shù)還可以解決一些燃煤企業(yè)環(huán)保及工藝過程調(diào)節(jié)的問題。而且可以利用工廠有機(jī)廢水(如造紙黑液)制成水煤槳燃燒。因此水煤漿技術(shù)是當(dāng)前較現(xiàn)實(shí)的，也是21世紀(jì)最有市場(chǎng)的潔凈煤技術(shù)。
5)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益顯著。
(1)發(fā)展水煤漿代油不僅僅是市場(chǎng)的需要，還是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)安全的需要。石油是一種關(guān)乎國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全的戰(zhàn)略物資。目前，國(guó)際石油價(jià)格日趨升高，我國(guó)每年要進(jìn)口石油近7000萬噸，耗資200多億美元，到2020年左右，石油缺口將超過消費(fèi)總量的50%，能源安全問題日趨突出。而我國(guó)煤資源每年出口也在幾千萬噸，賣出的是原煤，價(jià)低利小。如果把煤加工成水煤漿出口賺外匯，利潤(rùn)將成倍增長(zhǎng)。
據(jù)有關(guān)資料顯示，水煤漿的熱值相當(dāng)于柴油的一半，每噸水煤漿的市場(chǎng)價(jià)格為350-400元，其價(jià)格僅為柴油的1/8，大大低于液化氣、天然氣、煤氣和重油，運(yùn)行成本僅占燃油的1/4，十分符合我國(guó)石油緊缺、煤炭資源豐富的國(guó)情，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。每2噸水煤漿又可替代每噸價(jià)值為1500元的重油一噸，相比之下節(jié)約經(jīng)費(fèi)700元。目前，全國(guó)僅鍋爐燃油一項(xiàng)每年就約需4000萬噸以上，按保守估計(jì)50%用水煤漿代替，2000萬噸就可節(jié)約資金140億元。如我國(guó)的燃油全部用水煤漿代替，每年所帶來的經(jīng)濟(jì)效益將達(dá)300億元。京、津、唐的石化和電力企業(yè)改用水煤漿以后，年需水煤漿600萬噸以上。大慶、遼河、江漢、南陽等油田的初步估計(jì)，每年取暖發(fā)電的耗油量達(dá)650萬噸以上，如果被水煤漿代替，節(jié)約和增值可達(dá)70億到80億元。
(2)據(jù)有關(guān)資料顯示，我國(guó)現(xiàn)有10噸以下鍋爐65萬多臺(tái)，其中因運(yùn)行費(fèi)用過高或不符合環(huán)保要求而將停用或更換的鍋爐達(dá)50%以上。若在現(xiàn)有鍋爐本體不變的情況下，改燃水煤漿，可為國(guó)家節(jié)約數(shù)百億元的固定資產(chǎn)投資。
(3)水煤漿儲(chǔ)運(yùn)方便，可以利用現(xiàn)有的油罐車、儲(chǔ)油罐進(jìn)行長(zhǎng)距離、大數(shù)量的運(yùn)輸，還可以修建輸漿管道。而且，建設(shè)一座年產(chǎn)100萬噸水煤漿的生產(chǎn)廠約需投資1億元左右，其附加值比原煤高出一倍。
(4)水煤漿添加脫硫劑后，大氣中的二氧化硫大大減少。水煤漿燃燒效率達(dá)99%，達(dá)到了燃油的同等水平，而污染程度比燃油還低，其環(huán)保效益也顯而易見。水煤漿的燃燒溫度比燃油和燃煤粉低約100-2000C可大大減少SO2的析出和NOX的生成，減少污染物的排放。據(jù)有關(guān)資料顯示，由萬盛承擔(dān)的工業(yè)鍋爐改燒水煤漿示范工程已經(jīng)取得了成功經(jīng)驗(yàn)，燃燒效率提高至95以上、鍋爐效率提高至82以上、煙氣排放符合北京市環(huán)保要求。
6)國(guó)外發(fā)展情況。
歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家水煤漿技術(shù)已進(jìn)入商業(yè)化階段。美國(guó)建成440km、運(yùn)量約5Mt/a的輸煤管線，供2×750MW機(jī)組;意大利50萬t/a制漿廠供電站燃燒;日本50萬t/a水煤漿廠，經(jīng)11km管道運(yùn)輸供600MW機(jī)組;俄羅斯建成5Mt/a的制漿廠，經(jīng)250km管道運(yùn)輸供6×200MW瓦的電站使用。
5、潔凈煤發(fā)電技術(shù)
受我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的影響，電力工業(yè)在煤炭消費(fèi)中占有及其重要的地位。近年來，發(fā)電及供熱用煤占到我國(guó)煤炭總產(chǎn)量的40左右。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這一比例還將進(jìn)一步提高，根據(jù)目前我國(guó)的國(guó)情，在未來相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，仍將是以燃煤發(fā)電為主的電源結(jié)構(gòu)。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，提高常規(guī)燃煤電站效率將會(huì)付出越來越大的代價(jià)，污染物排放的處理費(fèi)用隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格也將大大增加，電力行業(yè)正面臨著發(fā)展與環(huán)境兩方面的挑戰(zhàn)。在新的世紀(jì)，電力發(fā)展必須依靠科技進(jìn)步來實(shí)現(xiàn)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，潔凈煤發(fā)電技術(shù)具有對(duì)環(huán)境污染小、發(fā)電效率高、占地少等優(yōu)越性。潔凈煤發(fā)電技術(shù)是指"潔凈煤技術(shù)"中與發(fā)電相關(guān)的技術(shù)項(xiàng)目。它的重點(diǎn)是為了提高發(fā)電機(jī)組的效率和控制因燃煤炭而引起的污染物的排放。
1)潔凈煤發(fā)電技術(shù)的分類。
(1)整體煤炭氣化燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC)。
IGCC發(fā)電技術(shù)是煤氣化和蒸汽聯(lián)合循環(huán)的結(jié)合，是當(dāng)今國(guó)際正在興起的一種先進(jìn)的潔凈煤(CCT)發(fā)電技術(shù)，具有高效、低污染、節(jié)水、綜合利用好等優(yōu)點(diǎn)。它的原理是：煤經(jīng)過氣化和凈化后，除去煤氣中99以上的硫化氫和接近100的粉塵，將固體燃料轉(zhuǎn)化成燃?xì)廨啓C(jī)能燃用的清潔氣體燃料，以驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，再使燃?xì)獍l(fā)電與蒸汽發(fā)電聯(lián)合起來。
煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC)是目前世界發(fā)達(dá)國(guó)家大力開發(fā)的一項(xiàng)高效、低污染清潔煤發(fā)電技術(shù)，它不僅能滿足日趨嚴(yán)格的環(huán)保要求，而且發(fā)電效率可達(dá)45%以上，二氧化硫排放可達(dá)到10毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米左右，極有可能成為21世紀(jì)主要的潔凈煤發(fā)電方式之一。IGCC技術(shù)是目前已進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)行的潔凈煤發(fā)電技術(shù)中，發(fā)電效率和環(huán)保最好的技術(shù)?，F(xiàn)在，全世界已建、在建和擬建的IGCC電站近30套，最大的為美國(guó)44萬千瓦機(jī)組，計(jì)劃或可研中最大容量為德國(guó)90萬千瓦機(jī)組和前蘇聯(lián)100萬千瓦機(jī)組。由于IGCC有煤清潔燃燒發(fā)電特點(diǎn)，我國(guó)把它列入21世紀(jì)CCT計(jì)劃中。
它的主要優(yōu)點(diǎn)是：①熱效率高，目前已達(dá)43～46，計(jì)劃2010年可達(dá)到50;②環(huán)保性能好。脫硫率98～99以上，NOx排放等同于天然氣，CO2排放也減少;③燃料適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)高硫煤有獨(dú)特的適應(yīng)性;④可用于對(duì)燃油聯(lián)合循環(huán)機(jī)組及老燃煤電廠改造，達(dá)到提高效率、改善環(huán)保、延長(zhǎng)壽命的多重目的。
我國(guó)IGCC發(fā)電技術(shù)的研究開發(fā)工作經(jīng)歷了約二十年，一些單項(xiàng)技術(shù)如氣化爐、空分設(shè)備、煤氣脫硫、余熱鍋爐等有一定的技術(shù)基礎(chǔ)。“八五”期間與美國(guó)德士古(Texaco)公司等合作，完成了水煤漿加壓氣化200MW和400MW等級(jí)的IGCC預(yù)可行性研究。國(guó)外發(fā)展情況。目前IGCC發(fā)電技術(shù)正處于第二代技術(shù)的成熟階段，燃?xì)廨啓C(jī)初溫達(dá)到1288℃，單機(jī)容量可望超過400MW。世界在建、擬建的IGCC電站24座，總?cè)萘?400MW，最大單機(jī)300MW。荷蘭的BAGGENUM電站(單機(jī)253MW)已于1994年投入運(yùn)行，美國(guó)IGCC示范工程取得重大進(jìn)展，WabashRiver電廠煤氣化電廠改造項(xiàng)目，系統(tǒng)供電能力262MW，設(shè)計(jì)供電效率38%，脫硫效率>98%。項(xiàng)目于1998年11月完成商業(yè)化示范運(yùn)行。美國(guó)WABASHRIVER電站(單機(jī)265MW)及TAMPA電站(單機(jī)260MW)、西班牙的PUERTOLLANO電站(單機(jī)300MW)，已于1997年前相繼投入試驗(yàn)或試生產(chǎn)。
(2)循環(huán)流化床燃燒(CFBC)技術(shù)。
循環(huán)流化床燃燒(CFBC)技術(shù)系指小顆粒的煤與空氣在爐膛內(nèi)處于沸騰狀態(tài)下，即高速氣流與所攜帶的稠密懸浮煤顆粒充分接觸燃燒的技術(shù)。
循環(huán)流化床鍋爐脫硫是一種爐內(nèi)燃燒脫硫工藝，以石灰石為脫硫吸收劑，燃煤和石灰石自鍋爐燃燒室下部送入，一次風(fēng)從布風(fēng)板下部送入，二次風(fēng)從燃燒室中部送入。石灰石受熱分解為氧化鈣和二氧化碳。氣流使燃煤、石灰顆粒在燃燒室內(nèi)強(qiáng)烈擾動(dòng)形成流化床，燃煤煙氣中的SO2與氧化鈣接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)被脫除。為了提高吸收劑的利用率，將未反應(yīng)的氧化鈣、脫硫產(chǎn)物及飛灰送回燃燒室參與循環(huán)利用。鈣硫比達(dá)到2～2.5左右時(shí)，脫硫率可達(dá)90以上。
流化床燃燒方式的特點(diǎn)是：①清潔燃燒，脫硫率可達(dá)80～95，NOx排放可減少50;②燃料適應(yīng)性強(qiáng)，特別適合中、低硫煤;③燃燒效率高，可達(dá)95～99;④負(fù)荷適應(yīng)性好。負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍30～100。
循環(huán)流化床(CFBC)鍋爐煤種適應(yīng)性廣，是當(dāng)前世界上煤炭潔凈燃燒的首選爐型，具有氮氧化物排放低、燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高、脫硫率可達(dá)到98%、排出灰渣易于綜合利用、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大等突出的高效低污染優(yōu)點(diǎn)，是重要的潔凈燃燒技術(shù)。我國(guó)的CFBC技術(shù)開發(fā)工作始于八十年代中期，由中科院工程熱物理所、清華大學(xué)、浙江大學(xué)和哈爾濱工業(yè)大學(xué)等單位組織開發(fā)研制的循環(huán)流化床鍋爐分別于九十年代相繼投入運(yùn)行，最大容量達(dá)到了75t/h。主要技術(shù)類型有：百葉窗式、熱旋風(fēng)筒式、平面流分離器式等。目前國(guó)內(nèi)已具備設(shè)計(jì)、制造75t/h及以下的小型CFBC鍋爐的能力，但在工藝及輔機(jī)配套、連續(xù)運(yùn)行時(shí)間、負(fù)荷、磨損、漏煙、脫硫等技術(shù)方面還有待完善。已投入運(yùn)行的CFBC鍋爐大部分未實(shí)施石灰石脫硫，燃燒室運(yùn)行溫度大多高于900℃。國(guó)家經(jīng)貿(mào)委組織的75t/h循環(huán)流化床鍋爐完善化示范工程，先后完成兩種完善化爐型的設(shè)計(jì)、制造、安裝和試驗(yàn)，于1996年初陸續(xù)投入運(yùn)行。
四川內(nèi)江電廠引進(jìn)了芬蘭奧斯龍公司100MW循環(huán)流化床鍋爐已于1996年6月投產(chǎn)。50MW(220t/h)循環(huán)流化床鍋爐納入“八五”科技攻關(guān)，完成了設(shè)計(jì)和制造，1996年開始安裝調(diào)試，目前項(xiàng)目工作尚未結(jié)束。國(guó)內(nèi)已基本具備設(shè)計(jì)、制造50MWCFBC鍋爐的能力。
1997年，通過鑒定或工程驗(yàn)收的有：清華大學(xué)、四川鍋爐廠承擔(dān)的四川湔江水泥廠75t/h循環(huán)流化床鍋爐完善化工程;中科院工程熱物理所分別與杭州鍋爐廠、濟(jì)南鍋爐廠、無錫鍋爐廠聯(lián)合承擔(dān)的75t/h循環(huán)流化床鍋爐完善化或研究制造。在循環(huán)流化床燃燒技術(shù)大型化方面取得突破的“甘肅窯街煤電公司130噸/小時(shí)循環(huán)流化床鍋爐示范項(xiàng)目”，目前已順利通過驗(yàn)收。
清華大學(xué)開發(fā)的循環(huán)流化床等潔凈煤技術(shù)能有效地解決燃煤造成的環(huán)境污染問題。循環(huán)流化床鍋爐具有在800～900℃條件下穩(wěn)定運(yùn)行，能燒劣質(zhì)煤并能高效脫硫三大優(yōu)點(diǎn)。燃煤電廠采用這種設(shè)備，既能節(jié)約優(yōu)質(zhì)煤，又能減少二氧化硫和氮氧化物排放，還能降低發(fā)電成本，具有良好的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益，非常適合我國(guó)國(guó)情。
清華大學(xué)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的130噸/小時(shí)循環(huán)流化床鍋爐2001年初在秦皇島北山發(fā)電廠成功應(yīng)用;220噸/小時(shí)循環(huán)流化床鍋爐已在山東威海熱電廠進(jìn)行建設(shè)并已投入運(yùn)營(yíng);425噸/小時(shí)循環(huán)流化床鍋爐的研發(fā)也被列入了科技部“十五”攻關(guān)計(jì)劃。我國(guó)在循環(huán)流化床鍋爐科技開發(fā)方面已取得了良好的成果，但是，由于缺乏資金，國(guó)產(chǎn)流化床鍋爐的進(jìn)一步開發(fā)困難重重。
國(guó)外：CFBC技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家得到大力開發(fā)，技術(shù)成熟，正向大型化發(fā)展。目前單機(jī)容量最大的CFBC鍋爐(250MW，蒸發(fā)量700噸/時(shí))電站已在法國(guó)投入運(yùn)行，鍋爐效率90.5%，脫硫率93%，Nox排放低于250mg/Nm3按技術(shù)特點(diǎn)分為以下幾個(gè)技術(shù)流派：以Lurgi公司為代表的帶有外置換熱床采用熱旋風(fēng)分離器的循環(huán)床;以德國(guó)B&W公司為代表的塔式布置中溫旋風(fēng)分離循環(huán)床技術(shù);美國(guó)福斯特惠勒公司發(fā)展的汽冷旋風(fēng)筒分離器帶有INTREX副床的循環(huán)床技術(shù)等。鍋爐容量等級(jí)有50t/h、100t/h、400t/h，最大單機(jī)容量CFBC鍋爐(250MW，蒸發(fā)量900t/h)電站已在法國(guó)投入運(yùn)行，ABB-CE也在設(shè)計(jì)1500t/h的CFBC鍋爐。目前全世界12MW以上的CFBC鍋爐運(yùn)行約300臺(tái)，其中40%在美國(guó)，40%在歐洲，20%在亞洲。最長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間達(dá)到9萬小時(shí)，最長(zhǎng)連續(xù)運(yùn)行時(shí)數(shù)為13個(gè)月，負(fù)荷率一般可達(dá)90%以上。
(3)增壓流化床燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(PFBC-CC)。
我國(guó)到“八五”末期，由東南大學(xué)等單位研究開發(fā)的PFBC-CC示范試驗(yàn)裝置(15MW)在徐州賈旺電廠建設(shè)之中，容量是國(guó)外最大容量的1/25。大型商業(yè)化PFBC機(jī)組的高溫?zé)煔鈨艋夹g(shù)及設(shè)備、大功率高初溫燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)、控制技術(shù)等還處于實(shí)驗(yàn)室研究開發(fā)階段。
潔凈煤燃燒技術(shù)論文篇二
淺談煤化工潔凈煤技術(shù)
【摘要】推進(jìn)并創(chuàng)新潔凈煤技術(shù)是我國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性、效益性及社會(huì)性三大效益綜合發(fā)展的重要發(fā)展革新。本文淺析了煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)的現(xiàn)實(shí)意義，并根據(jù)煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)時(shí)遭遇的問題提出了相關(guān)發(fā)展建議，希望可以成功的應(yīng)用到技術(shù)的實(shí)踐發(fā)展中去。
【關(guān)鍵詞】煤化工產(chǎn)業(yè) 潔凈煤技術(shù) 現(xiàn)實(shí)意義 發(fā)展建議
煤化工即指通過對(duì)煤炭的綜合利用而形成的合成氨、連焦化工、乙炔化工等化工系列，其是對(duì)煤炭資源的一種高附加值綜合利用，由于我國(guó)的煤化工產(chǎn)品的開發(fā)利用時(shí)間晚，產(chǎn)品的種類少，難以形成產(chǎn)業(yè)鏈，進(jìn)而影響了其附加值。當(dāng)前我國(guó)的煤化工產(chǎn)業(yè)距離產(chǎn)業(yè)化發(fā)展尚需要走很長(zhǎng)一段路，且煤化工的不完全化發(fā)展造成了很大的污染。為降低污染、更好的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈化發(fā)展我國(guó)的煤化工產(chǎn)業(yè)必須強(qiáng)化潔凈煤技術(shù)的發(fā)展，以此為突破口推進(jìn)煤化工產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
一、煤化工產(chǎn)業(yè)強(qiáng)化潔凈煤技術(shù)的現(xiàn)實(shí)意義
(一)發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)有利于提高煤炭利用效率、緩解環(huán)境污染
潔凈煤技術(shù)涵蓋了煤炭的潔凈生產(chǎn)、加工、轉(zhuǎn)化、燃燒及污染物排放等一系列技術(shù)工藝，該項(xiàng)工藝的發(fā)展旨在通過加工降低煤炭中的雜質(zhì)以提高煤炭的綜合利用效率，利用效率的提高極大的改善了以往因煤炭的不充分燃燒而致使二氧化硫、粉塵、固體廢棄物等有害物質(zhì)漂浮到空氣中，而造成環(huán)境污染狀況。煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)有利于實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，促進(jìn)企業(yè)高效清潔化發(fā)展。
(二)潔凈煤技術(shù)有利于推進(jìn)企業(yè)發(fā)展的“三贏”
潔凈煤技術(shù)是綜合了化學(xué)、地理、生物、物理、生態(tài)及經(jīng)濟(jì)等多種學(xué)科知識(shí)的綜合技術(shù)，因而其發(fā)展是多項(xiàng)的，此技術(shù)對(duì)降低環(huán)境污染、提高經(jīng)濟(jì)效益等生態(tài)、社會(huì)及經(jīng)濟(jì)等三面均有巨大積極影響，因而潔凈煤技術(shù)是推進(jìn)煤化工企業(yè)實(shí)現(xiàn)“三贏”的重要戰(zhàn)略技術(shù)。
(三)潔凈煤技術(shù)有利于促使企業(yè)成功突破發(fā)展瓶頸
我國(guó)是煤炭消耗大國(guó)，日益增長(zhǎng)的需求量不斷強(qiáng)化煤炭的開采，而開采過程中近一半以上的開采未達(dá)到相關(guān)科學(xué)要求，從而造成了嚴(yán)重的環(huán)境及安全問題。長(zhǎng)此以往我國(guó)的煤炭開發(fā)與利用將會(huì)陷入瓶頸期，嚴(yán)重制約著煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。潔凈煤技術(shù)通過凈化煤炭、不斷深化煤炭的加工和處理工藝，進(jìn)一步提高煤炭的利用率，有助于幫助煤炭相關(guān)領(lǐng)域突破發(fā)展瓶頸，走上可持續(xù)發(fā)展的道路。
二、煤化工潔凈煤發(fā)展建議
(一)對(duì)政府的建議
加強(qiáng)稅收政策、技術(shù)政策對(duì)發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)的煤化工產(chǎn)業(yè)的傾斜力度。目前，我國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)的潔凈煤技術(shù)雖取得一定的進(jìn)展，但從發(fā)展的總體情況分析可知，該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展仍滯后于發(fā)達(dá)國(guó)家許多，其主要原因是其研究資金不足，影響了其長(zhǎng)期的發(fā)展。
煤化工企業(yè)發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)對(duì)生態(tài)、社會(huì)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展均有積極意義，為推動(dòng)煤化工企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，政府應(yīng)盡量降低相關(guān)企業(yè)專項(xiàng)的稅收要求，為潔凈煤技術(shù)的發(fā)展開辟綠色通道。稅收上的傾斜除可以從將降低專項(xiàng)稅收，還可以通過對(duì)煤化工企業(yè)實(shí)施返還排污費(fèi)等措施進(jìn)行完善;技術(shù)方面政府可以以國(guó)家的主體身份組織全國(guó)資深的專項(xiàng)研究人員對(duì)實(shí)施潔凈煤技術(shù)的煤化工產(chǎn)業(yè)進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，以確保該項(xiàng)技術(shù)可以順利開展。
以政府為中心，構(gòu)建潔凈煤技術(shù)的國(guó)際交流研討會(huì)。我國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)的潔凈煤研究技術(shù)晚于發(fā)達(dá)國(guó)家很長(zhǎng)時(shí)間，因而國(guó)際上有很多先進(jìn)的技術(shù)理念是我國(guó)所不了解的，此種情況的長(zhǎng)期存在會(huì)致使我國(guó)該項(xiàng)技術(shù)越來越落后于世界平均水平。
政府在鼓勵(lì)相關(guān)的煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)時(shí)更應(yīng)該加大對(duì)國(guó)際先進(jìn)知識(shí)的汲取力度，而其中最有效的方式便是以政府為中心，構(gòu)建潔凈煤技術(shù)的國(guó)際交流研討會(huì)，鼓勵(lì)我國(guó)煤化工企業(yè)走出國(guó)門，加強(qiáng)與國(guó)際相關(guān)企業(yè)或研究人員的聯(lián)系，以推進(jìn)我國(guó)該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展。我國(guó)煤化工企業(yè)在與各國(guó)企業(yè)進(jìn)行技術(shù)交流時(shí)，可以適當(dāng)?shù)奈∑淇茖W(xué)部分，經(jīng)過研究與創(chuàng)新，建立符合我國(guó)美化工企業(yè)發(fā)展的潔凈煤技術(shù)發(fā)展體系。
完善相關(guān)法律規(guī)范，強(qiáng)制約束煤化工產(chǎn)業(yè)依法發(fā)展。煤化工產(chǎn)業(yè)對(duì)于潔凈煤技術(shù)的研究與利用仍處于嘗試階段，在發(fā)展過程中會(huì)存在一些不合法的行為。如發(fā)展初期對(duì)潔凈煤技術(shù)的整體發(fā)展重視程度不足，發(fā)展仍以高能耗、高污染為主，嚴(yán)重影響了企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。
潔凈煤技術(shù)是實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有限戰(zhàn)略技術(shù)，因而政府必須完善現(xiàn)相關(guān)的法律規(guī)范，并加大執(zhí)法力度，強(qiáng)制煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。只有不斷完善《節(jié)約能源法》、《大氣污染防治法》等法律規(guī)范，嚴(yán)格控制煤化工等企業(yè)發(fā)展的能耗及污染高的設(shè)備、技術(shù)的引進(jìn)與發(fā)展，以為我國(guó)潔凈煤技術(shù)的發(fā)展提供強(qiáng)制力。
(二)對(duì)企業(yè)的建議
加大資金、技術(shù)投入，強(qiáng)化潔凈煤技術(shù)的自主創(chuàng)新能力。煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中由于資金、技術(shù)等的制約，潔凈煤技術(shù)發(fā)展緩慢。國(guó)家雖然可以提供一部分資金與技術(shù)的支持，但煤化工企業(yè)若無法實(shí)現(xiàn)獨(dú)立發(fā)展，就不可能真正的實(shí)現(xiàn)規(guī)模化、效益化發(fā)展。
企業(yè)本身也應(yīng)加大資金投入，淘汰能耗及污染高的設(shè)備，及時(shí)引進(jìn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的設(shè)備，強(qiáng)化先進(jìn)設(shè)備的該項(xiàng)技術(shù)的支持力度;企業(yè)也應(yīng)組織知識(shí)接受能力強(qiáng)的技術(shù)人員到國(guó)外進(jìn)行進(jìn)修，以吸收國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)為我國(guó)發(fā)展所用。
加強(qiáng)企業(yè)內(nèi)部監(jiān)管，強(qiáng)化潔凈煤技術(shù)的戰(zhàn)略位置。目前，多數(shù)煤化工企業(yè)發(fā)展仍以初級(jí)產(chǎn)品的產(chǎn)出與銷售為主，對(duì)各種化學(xué)合成或潔凈煤技術(shù)等的重視程度不夠，致使部分企業(yè)雖在強(qiáng)調(diào)潔凈煤技術(shù)的研發(fā)與利用，但其實(shí)質(zhì)發(fā)展仍處于停滯狀態(tài)。
企業(yè)要強(qiáng)化對(duì)潔凈煤技術(shù)的流程性監(jiān)管，確保各個(gè)環(huán)節(jié)的施工工藝都已被準(zhǔn)確的落實(shí)到位。煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)對(duì)實(shí)現(xiàn)企業(yè)發(fā)展中的節(jié)能減排、降低能耗對(duì)環(huán)境的污染等方面均作出了極大的貢獻(xiàn)，可以為企業(yè)的發(fā)展省去污染治理的成本，為企業(yè)的發(fā)展節(jié)省了運(yùn)轉(zhuǎn)資金。
潔凈煤技術(shù)是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的綜合展示，有助于企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與生態(tài)的“三贏”，是推進(jìn)我國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。
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