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摘要:水煤浆是一种很好的代油燃料。水煤浆代油燃烧技术是中国正在推广的节油洁净煤技术中非常重要的一项,大力发展洁净煤技术,高效清洁地利用中国煤炭资源,对于促进能源与环境协调发展,满足国民经济快速稳定发展需要, 具有极其重要的战略意义。本文介绍了水煤浆节能减排功效,探讨了水煤浆在节能减排中的应用,分析了水煤浆的前景展望。
关键词:水煤浆;节能减排;应用;发展前景
中图分类号:TQ534.4文献标识码: A 文章编号:
一、水煤浆节能减排功效
我国国民经济快速发展,可以总结出许多经验,同时也悟出一条道理:低水平用能,出不了高水平产品,甚至会制约国民经济的健康发展。将传统的烧原煤方式,尽快地转变为燃用洁净煤产品,可起到连带效应作用,便能促进产品质量的提高,节能增效,减轻污染,走资源节约型、环境友好型与循环经济发展的路子。同时,大力发展洁净煤技术和煤炭就地转化技术,可促进煤炭行业和煤炭流通领域尽快形成一个独立的产业链,更好地发挥基础能源的作用。另外,大力推广应用洁净煤产品,特别是水煤浆代油,可减轻国际油价的影响,有利于国家能源安全。由于水煤浆改变了煤的形态,由固体煤块转化为微小颗粒的煤基乳化流体燃料,像油一样流动,粒度级配又微小致密,从而可以进行雾化燃烧。煤块与氧接触面小,难于混合,燃烧速度慢。水煤浆可雾化成微小颗粒,表面积增大,与空气混合容易,燃烧速度加快,因而燃烧效率从烧原煤80% 左右提高到96% ~ 98%,锅炉热效率从60% ~ 65%提高到83%以上。此外,由于煤的形态不同,燃烧所需要的空气量不一样,烧水煤浆空气系数可相对减小,因而减少了烟气量,排烟热损失下降,热效率提高。同时, 烧原煤灰渣含碳量很高,一般15% ~ 20% ,而水煤浆灰渣含碳量很低, 因而固体不完全燃烧热损失很小,便可節能。水煤浆的减排功效,有如下几点:
1、水煤浆选用洗精煤或低硫、低灰分煤制浆。煤炭经过洗选,可脱除硫30% ~ 40% ( 脱除黄铁矿硫60% ~ 80%) ,因而浆中硫含量较低,一般小于0.8%。
2、在制浆时,可根据原煤含硫量情况,适当加固硫剂,在炉内燃烧时,可脱除硫40%左右。
3、用排污高碱度炉水( 一般pH 值在10 以上)经收集专门用于水膜除尘器喷淋洗涤用水,烟气脱硫效率可达30%~ 50% 。而水可循环利用,杜绝排放, 防止造成水污染。
4、烧水煤浆火焰中心温度较烧油低100 ~200摄氏度,属于低温燃烧,有助于抑制NOx 生成,可减排NOx 50% ~ 60%。
5、由于水煤浆的烟尘比表面积大,电阻小,烟气温度高,因而烟尘收集性能好, 除尘效率高。水膜除尘器效率一般可达到99%左右。
由于以上各点,水煤浆减排效果明显,均可达标排放。
水煤浆在节能减排中的应用
1、作为一种代油、代气燃料
我国石油进口量逐年增加,影响到外汇储备与能源安全,燃油、燃气价格昂贵,使企业难以承受。水煤浆价格相对较低,2t 水煤浆可代替1t 重油,并能获得良好的经济效益和环保效果。这方面已被国内燃油电厂和多种燃油工业锅炉与炉窑改烧水煤浆所证实。
2、适合煤矿坑口利用煤泥制浆发电或供热
随着机械化采煤技术的发展,煤炭产品中粉煤比例越来越大,不适合工业锅炉与炉窑直接燃用。煤炭行业与煤炭流通领域,可依托洗煤厂与煤炭加工业, 开发洁净煤产品。原煤或炼焦煤经过洗选,产生大量泥煤, 浮选层煤无处存放, 又无合适用途,严重污染环境,是一大公害。抚顺和徐州等矿务局等单位研制成功用泥煤制水煤浆,就坑口发电或供热,使废物变为有用之物,循环利用,改善环境,经济效益显著。同时又可促进洗选煤业、动力配煤业的发展,并简化了煤泥处理工艺流程,大有前途,利国利民。
3、适合于城市社区集中供热锅炉燃用
随着环保法的严格贯彻执行与建设环保社区、和谐社区的需要,煤烟尘、SO2 和NOx 等污染物必须达标排致。而国内城市集中供热正处于大发展阶段,不可能选用油或天燃气作为基本能源,只有选择煤粉,循环流化床锅炉用劣质煤和水煤浆作为主燃料。这三者各有优缺点,相比之下社区供热选择水煤浆较为适合。
社区集中供热燃用水煤浆有独特优势:可远离社区,利用洗精煤或低灰、低硫煤集中建设制浆厂,用汽运或管道密闭配送到社区供热站,各供热站不需运煤,不设贮煤场,避免二次污染与扬尘;水煤浆制浆时统一配制固硫剂,使锅炉燃烧排放环保达标;采用水膜除尘或其他先进的除尘设备,使烟尘达标排放,并可进行烟气脱硫;水煤浆属于低温燃烧,NOx 可达标排放;水煤浆中煤的灰分低,灰渣量少,可密闭收集、运出;水煤浆的烟囱低,不影响社区整体环境;水煤浆的鼓、引风机相比动率较小,可加设消音器解决噪声问题;最后一点很重要,城市集中供热,政府供热办统一管理,便于协调。
4、某些工业窑炉适合燃用水煤浆
根据以往试验研究的经验:陶瓷烧成窑、热处理炉、轧钢加热炉、锻造炉、干燥窑、玻璃窑等设备或窑炉适合于燃用水煤浆,效果很好,环保达标排放, 应大力推广应用。有一点需要说明,有的工厂改用煤气发生炉供热,表面上看是在燃用煤气,实际排放污染转移到煤气发生炉,环保问题未解决另外煤气炉效率低下,两种炉窑热效率的乘积才是总的能源利用率。
5、适合于化肥厂加压气化炉用原料
化肥厂等行业制取合成氨等,一般多采用德士古( Texaco) 加压气化炉。以前曾燃用煤块,因原煤粉煤太多,不适合直接使用,后改用煤粉造粒入炉。现已研究成功用水煤浆供德士古炉气化制取合成氨。国内有山东鲁南化肥厂和陕西渭河化肥厂等企业已正式投产运行取得良好效益,并通过国家技术鉴定,应进行推广应用。
三、水煤浆前景展望
水煤浆产业优势明显,发展潜力巨大。水煤浆的制造,属于再加工与深加工制造,对购进的原料煤进行深加工,既提升了产品自身的价值,又实现了增收。另外,从中国能源利用的实际情况看,水煤浆是目前唯一经济可行的代煤、代油产品。由于它兼具节能、环保、经济、安全的特性,将会有很好的市场前景,是不折不扣的朝阳产业。
尽管水煤浆具备如此多优点,但在推广应用过程中还会存在许多困难,主要表现在以下2个方面:第一 对于水煤浆的成本核算上存在着误区,认为水煤浆是煤经过再加工,高价格难以接受。实际上,水煤浆的效益比最高。以41.868KJ热量折合计算, 燃烧水煤浆只需0.08元, 是液化气的20%, 是天然气的34.7%, 是重油的44.4%;第二 水煤浆目前还无法实现成为完全稳定的液态燃料,在长期储存过程中会出现沉积现象,严重时还可能造成固液分离,因此目前中国水煤浆的稳定性处理还面临着极大考验。
为了克服以上困难,进一步推动水煤浆产业的发展,可以进行以下改进:
1、广泛利用电视、广播、报纸、杂志等媒体介绍水煤浆的相关知识,宣传水煤浆的优点,政府有关部门要加强宏观调控的力度对水煤浆产业进行深人调研评估,尽快研究出台相关政策、文件,大力鼓励、支持、推广水煤浆产业的发展。
2、加强水煤浆厂及燃烧改造工程设计的组织工作。加强协作,集中优势力量,设计优质示范工程,避免水煤浆厂和燃烧改造工程的低水平重复。
3、淘汰规模小、没有质量保证的水煤浆厂。
4、对目前有示范意义的水煤浆生产和应用企业, 应组织清洁示范企业试点, “ 制浆一运输一燃烧” 一体化,并给予国债贴息贷款或优惠贷款。
5、鼓励、支持建立行业协会,引导行业自律,打造品牌,协作互助,规范市场秩序,防止恶性竞争,建立良好的市场运作机制,是开拓水煤浆市场、扩大水煤浆销量的有效手段,进而促进制浆和用浆两个市场的平衡、协调发展
参考文献:
[1] 张育兵,耿谦.绿色燃料——水煤浆在陶瓷工业中的应用前景[J]. 商场现代化. 2007(12)
[2] 刘志群. 水煤浆技术应用现状及对策分析[J]. 环境保护科学. 2006(05)
关键词:水煤浆;节能减排;应用;发展前景
中图分类号:TQ534.4文献标识码: A 文章编号:
一、水煤浆节能减排功效
我国国民经济快速发展,可以总结出许多经验,同时也悟出一条道理:低水平用能,出不了高水平产品,甚至会制约国民经济的健康发展。将传统的烧原煤方式,尽快地转变为燃用洁净煤产品,可起到连带效应作用,便能促进产品质量的提高,节能增效,减轻污染,走资源节约型、环境友好型与循环经济发展的路子。同时,大力发展洁净煤技术和煤炭就地转化技术,可促进煤炭行业和煤炭流通领域尽快形成一个独立的产业链,更好地发挥基础能源的作用。另外,大力推广应用洁净煤产品,特别是水煤浆代油,可减轻国际油价的影响,有利于国家能源安全。由于水煤浆改变了煤的形态,由固体煤块转化为微小颗粒的煤基乳化流体燃料,像油一样流动,粒度级配又微小致密,从而可以进行雾化燃烧。煤块与氧接触面小,难于混合,燃烧速度慢。水煤浆可雾化成微小颗粒,表面积增大,与空气混合容易,燃烧速度加快,因而燃烧效率从烧原煤80% 左右提高到96% ~ 98%,锅炉热效率从60% ~ 65%提高到83%以上。此外,由于煤的形态不同,燃烧所需要的空气量不一样,烧水煤浆空气系数可相对减小,因而减少了烟气量,排烟热损失下降,热效率提高。同时, 烧原煤灰渣含碳量很高,一般15% ~ 20% ,而水煤浆灰渣含碳量很低, 因而固体不完全燃烧热损失很小,便可節能。水煤浆的减排功效,有如下几点:
1、水煤浆选用洗精煤或低硫、低灰分煤制浆。煤炭经过洗选,可脱除硫30% ~ 40% ( 脱除黄铁矿硫60% ~ 80%) ,因而浆中硫含量较低,一般小于0.8%。
2、在制浆时,可根据原煤含硫量情况,适当加固硫剂,在炉内燃烧时,可脱除硫40%左右。
3、用排污高碱度炉水( 一般pH 值在10 以上)经收集专门用于水膜除尘器喷淋洗涤用水,烟气脱硫效率可达30%~ 50% 。而水可循环利用,杜绝排放, 防止造成水污染。
4、烧水煤浆火焰中心温度较烧油低100 ~200摄氏度,属于低温燃烧,有助于抑制NOx 生成,可减排NOx 50% ~ 60%。
5、由于水煤浆的烟尘比表面积大,电阻小,烟气温度高,因而烟尘收集性能好, 除尘效率高。水膜除尘器效率一般可达到99%左右。
由于以上各点,水煤浆减排效果明显,均可达标排放。
水煤浆在节能减排中的应用
1、作为一种代油、代气燃料
我国石油进口量逐年增加,影响到外汇储备与能源安全,燃油、燃气价格昂贵,使企业难以承受。水煤浆价格相对较低,2t 水煤浆可代替1t 重油,并能获得良好的经济效益和环保效果。这方面已被国内燃油电厂和多种燃油工业锅炉与炉窑改烧水煤浆所证实。
2、适合煤矿坑口利用煤泥制浆发电或供热
随着机械化采煤技术的发展,煤炭产品中粉煤比例越来越大,不适合工业锅炉与炉窑直接燃用。煤炭行业与煤炭流通领域,可依托洗煤厂与煤炭加工业, 开发洁净煤产品。原煤或炼焦煤经过洗选,产生大量泥煤, 浮选层煤无处存放, 又无合适用途,严重污染环境,是一大公害。抚顺和徐州等矿务局等单位研制成功用泥煤制水煤浆,就坑口发电或供热,使废物变为有用之物,循环利用,改善环境,经济效益显著。同时又可促进洗选煤业、动力配煤业的发展,并简化了煤泥处理工艺流程,大有前途,利国利民。
3、适合于城市社区集中供热锅炉燃用
随着环保法的严格贯彻执行与建设环保社区、和谐社区的需要,煤烟尘、SO2 和NOx 等污染物必须达标排致。而国内城市集中供热正处于大发展阶段,不可能选用油或天燃气作为基本能源,只有选择煤粉,循环流化床锅炉用劣质煤和水煤浆作为主燃料。这三者各有优缺点,相比之下社区供热选择水煤浆较为适合。
社区集中供热燃用水煤浆有独特优势:可远离社区,利用洗精煤或低灰、低硫煤集中建设制浆厂,用汽运或管道密闭配送到社区供热站,各供热站不需运煤,不设贮煤场,避免二次污染与扬尘;水煤浆制浆时统一配制固硫剂,使锅炉燃烧排放环保达标;采用水膜除尘或其他先进的除尘设备,使烟尘达标排放,并可进行烟气脱硫;水煤浆属于低温燃烧,NOx 可达标排放;水煤浆中煤的灰分低,灰渣量少,可密闭收集、运出;水煤浆的烟囱低,不影响社区整体环境;水煤浆的鼓、引风机相比动率较小,可加设消音器解决噪声问题;最后一点很重要,城市集中供热,政府供热办统一管理,便于协调。
4、某些工业窑炉适合燃用水煤浆
根据以往试验研究的经验:陶瓷烧成窑、热处理炉、轧钢加热炉、锻造炉、干燥窑、玻璃窑等设备或窑炉适合于燃用水煤浆,效果很好,环保达标排放, 应大力推广应用。有一点需要说明,有的工厂改用煤气发生炉供热,表面上看是在燃用煤气,实际排放污染转移到煤气发生炉,环保问题未解决另外煤气炉效率低下,两种炉窑热效率的乘积才是总的能源利用率。
5、适合于化肥厂加压气化炉用原料
化肥厂等行业制取合成氨等,一般多采用德士古( Texaco) 加压气化炉。以前曾燃用煤块,因原煤粉煤太多,不适合直接使用,后改用煤粉造粒入炉。现已研究成功用水煤浆供德士古炉气化制取合成氨。国内有山东鲁南化肥厂和陕西渭河化肥厂等企业已正式投产运行取得良好效益,并通过国家技术鉴定,应进行推广应用。
三、水煤浆前景展望
水煤浆产业优势明显,发展潜力巨大。水煤浆的制造,属于再加工与深加工制造,对购进的原料煤进行深加工,既提升了产品自身的价值,又实现了增收。另外,从中国能源利用的实际情况看,水煤浆是目前唯一经济可行的代煤、代油产品。由于它兼具节能、环保、经济、安全的特性,将会有很好的市场前景,是不折不扣的朝阳产业。
尽管水煤浆具备如此多优点,但在推广应用过程中还会存在许多困难,主要表现在以下2个方面:第一 对于水煤浆的成本核算上存在着误区,认为水煤浆是煤经过再加工,高价格难以接受。实际上,水煤浆的效益比最高。以41.868KJ热量折合计算, 燃烧水煤浆只需0.08元, 是液化气的20%, 是天然气的34.7%, 是重油的44.4%;第二 水煤浆目前还无法实现成为完全稳定的液态燃料,在长期储存过程中会出现沉积现象,严重时还可能造成固液分离,因此目前中国水煤浆的稳定性处理还面临着极大考验。
为了克服以上困难,进一步推动水煤浆产业的发展,可以进行以下改进:
1、广泛利用电视、广播、报纸、杂志等媒体介绍水煤浆的相关知识,宣传水煤浆的优点,政府有关部门要加强宏观调控的力度对水煤浆产业进行深人调研评估,尽快研究出台相关政策、文件,大力鼓励、支持、推广水煤浆产业的发展。
2、加强水煤浆厂及燃烧改造工程设计的组织工作。加强协作,集中优势力量,设计优质示范工程,避免水煤浆厂和燃烧改造工程的低水平重复。
3、淘汰规模小、没有质量保证的水煤浆厂。
4、对目前有示范意义的水煤浆生产和应用企业, 应组织清洁示范企业试点, “ 制浆一运输一燃烧” 一体化,并给予国债贴息贷款或优惠贷款。
5、鼓励、支持建立行业协会,引导行业自律,打造品牌,协作互助,规范市场秩序,防止恶性竞争,建立良好的市场运作机制,是开拓水煤浆市场、扩大水煤浆销量的有效手段,进而促进制浆和用浆两个市场的平衡、协调发展
参考文献:
[1] 张育兵,耿谦.绿色燃料——水煤浆在陶瓷工业中的应用前景[J]. 商场现代化. 2007(12)
[2] 刘志群. 水煤浆技术应用现状及对策分析[J]. 环境保护科学. 2006(05)