中国洁净煤技术现状
(2)型煤利用的发展变化。世界不同国家因其能源资源、经济社会和科学技术发展状况不同,对型煤的开发利用有很大差别。在20世纪中叶以前,世界上有不少国家,特别是西方一些工业国家煤炭是主要能源,型煤的开发利用不断发展。20世纪中叶以后,石油和天然气消费超过煤炭成为主要能源。1963年,世界型煤产量达到顶峰。随着石油、天然气、核电、水电、新能源及再生能源的产量不断增加,工业发达国家减少了煤炭能源的用量。蒙古、韩国等重视蜂窝煤的发展,目前韩国年产民用蜂窝煤近2000万t。
近20年来,一些发达国家为了减少和防治燃烧煤炭对环境造成的污染,煤炭在能源系统的消费结构中所占比重越来越小。1997年煤炭占本国一次能源总消费量的比重:美国占24.6,英国占18,日本占17.7,德国占25.5,加拿大占11.6,法国只占5.4。因而这些国家的工业型煤利用比过去大大减少了,主要综合利用于冶金,建材等工业方面,民用燃料从固体燃料转向用电力、天然气、液化气、煤气等高效洁净能源。
是,目前世界上大多数发展中国家。能源消费仍以煤仍以煤炭为主要能源,而且消费大量生物质能源,人均能源消费量和能源利用效率也普遍低于发达国家。在能源系统中,煤炭占一次能源总消费量的比重很大,如中国占75以上,印度占56以上。为了提高煤炭利用效率,降低燃煤造成的环境污染,开发利用型煤已引起了一些国际和地区组织的重视。1989年亚太经互会在菲律宾召开了主题为“型煤开发与环境效益”的煤炭利用专家会议。1992年联合国召开环境与发展大会提出,在以煤炭为主要能源的国家,发展型煤是减少大气污染、促进经济发展的重要途径。以期推动发展中国家大力开发利用工业型煤和民用型煤的发展。
3、动力配煤
动力配煤是将不同牌号、不同品质的煤经过筛选、破碎、按比例配合等过程,从而改变动力煤的化学组成、岩相组成、物理特性和燃烧性能,达到充分利用煤炭资源、优化产品结构、煤质互补、适应用户燃煤设备对煤质要求、提高燃烧效率和减少污染物排放的洁净煤技术。20世纪80年代初期,我国京、津、沪等大城市开始采用动力配煤技术,近几年来,动力配煤技术在我国得到了广泛应用,实践表明,动力配煤有着投入及生产成本低,均化煤质与节煤效益显著,产品适应面广的特点,配煤生产线建设投入约为20元/t?年~40元/t?年,加工成本约2元/t~4元/t,使用配煤的平均节煤率约为5~10。因此,积极发展动力配煤技术,提高动力用煤的配煤比重,是一种符合当前我国技术、经济水平和煤炭产销状况的行之有效的途径。
4、水煤浆
水煤浆是70年代兴起的新型煤基液体燃料,许多国家基于长期的能源战略考虑,将其作为以煤代油的燃料技术进行研究、开发和储备,且已实现商业化使用。水煤浆是一种良好的煤基燃料,灰分及含硫量低,燃烧时火焰中心温度较低,燃烧效率高,烟尘、SO2及NOX排放量都低于燃油和燃煤,是新型的煤代油燃料。
1)水煤浆技术发展状况。
我国的水煤浆研究工作起步于70年代末,80年代初,与国外同步,直接原因是国际上爆发的石油危机,使各个国家都在寻找以一种代替石油的新能源。众所周知,中国是一个富煤、少气、贫油的国家,因此,怎样高效、环保地开发和利用煤炭资源几乎成为中国惟一的也是最好的选择。正因为如此,我国在20年的时间里没有间断对水煤浆的研发工作,并于1983年5月攻关研制出了第一批水煤浆试燃烧成功。近年来,我国的水煤浆制备技术和燃料技术发展很快,并达到了国际水平。截至目前,我国已有水煤浆厂10家,设计年生产能力203万吨,实际年产80万吨。先后完成了动力锅炉、电厂锅炉、轧钢加热炉、热处理炉、干燥窑等炉窑燃用水煤浆的工程试验。水煤浆是国家科委认定的高新技术,为国家重点发展新产品,也是当今世界研究热点——洁净煤技术中的重要分支。
2)水煤浆技术的特征。
在环保产业的高科技领域,我国的大部分技术、产品均落后于国际先进水平,而水煤浆是一个例外,中国的水煤浆技术优先于国外,这种新能源在中国的能源战略中占有非常重要的地位。水煤浆是把低灰分的洗精煤磨成微细煤粉,用65~70的煤粉和29~34的水和适量的(1-2)化学添加剂制备而成的一种洁净的新型煤基液体燃料。
它的发热量在4500-4800大卡/kg。这种新型代油燃料具有良好的流动性和稳定性,并且雾化性能好,可稳定着火,直接燃烧。在工业锅炉、工业窑炉、电站锅炉可代油燃烧。约1.8吨—2.1吨水煤浆可替代1吨重油,是一种很有前途的清洁能源。更重要的是,水煤浆技术与采用化学方法的煤炭液化技术相比具有投资少、成本低、工艺简单等优势,在短期内就能形成规模。据有关资料表明,水煤浆技术推广应用条件已完全具备。水煤浆的工业成套应用技术已经成熟,已列为国家重点科技推广项目,并在一些企业如燕山石化等得到应用。
3)市场前景广阔。
据有关资料显示,水煤浆用途广,需求量很大。如果燕山石化现有锅炉全部改装完毕,一年就需水煤浆120万吨。大同汇海水煤浆有限责任公司目前年产量只有30万吨。据初步调查,仅京、津、唐地区的石化和电力企业改用水煤浆后,年需水煤浆600万吨以上。另外,民用燃煤采暖锅炉因其环保要求改造后将产生巨大需求。全国90万吨民用锅炉,以一台4吨锅炉一年采暖期消费1000吨水煤浆计算,将形成一个庞大的水煤浆民用市场。而且,国家计委已发文要求取消燃油设备,严禁烧重油。仅急需代替重油计算,一年需水煤浆6000万吨。
4)水煤浆技术是21世纪最有市场的洁净煤技术。
北京燕山石化安装了一套水煤浆锅炉,并已开始运转,这套设备比往年用油节支700万元。对此,业内人士认为,北京禁止锅炉烧煤给企业带来较重的经济负担,水煤浆则给企业带来一丝曙光。在石油价格上涨的压力下,石油、石化和电力企业采用水煤浆代锅炉用油的积极性较高。目前,2吨水煤浆可代替1吨重油,降低燃料成本500元至800元。山东白杨河电厂改烧水煤浆后,单位发电成本0.182元/千瓦时,北京燕化公司测算,一台220吨/小时的燃浆锅炉正常燃烧后,每年可代油9万吨。许多电力企业如茂名热电厂、汕头万丰热电厂等正抓紧改造和试烧水煤浆。可以预测,不远的将来,水煤浆产业将有一个飞跃。
目前水煤浆技术已被列为我国“十五”期间能源发展重点推广技术,也是煤炭工业洁净煤技术优先发展的14大重点技术之一。我国是一个富煤少油的国家,水煤浆作为新型代油环保燃料,正被越来越多的企业所认识,采用水煤浆技术进一步改善煤炭企业的产品结构,提高煤炭企业经济效益。水煤浆技术还可以解决一些燃煤企业环保及工艺过程调节的问题。而且可以利用工厂有机废水(如造纸黑液)制成水煤桨燃烧。因此水煤浆技术是当前较现实的,也是21世纪最有市场的洁净煤技术。
5)经济、社会效益显著。
(1)发展水煤浆代油不仅仅是市场的需要,还是国民经济发展和经济安全的需要。石油是一种关乎国家经济安全的战略物资。目前,国际石油价格日趋升高,我国每年要进口石油近7000万吨,耗资200多亿美元,到2020年左右,石油缺口将超过消费总量的50%,能源安全问题日趋突出。而我国煤资源每年出口也在几千万吨,卖出的是原煤,价低利小。如果把煤加工成水煤浆出口赚外汇,利润将成倍增长。
据有关资料显示,水煤浆的热值相当于柴油的一半,每吨水煤浆的市场价格为350-400元,其价格仅为柴油的1/8,大大低于液化气、天然气、煤气和重油,运行成本仅占燃油的1/4,十分符合我国石油紧缺、煤炭资源丰富的国情,具有良好的经济效益。每2吨水煤浆又可替代每吨价值为1500元的重油一吨,相比之下节约经费700元。目前,全国仅锅炉燃油一项每年就约需4000万吨以上,按保守估计50%用水煤浆代替,2000万吨就可节约资金140亿元。如我国的燃油全部用水煤浆代替,每年所带来的经济效益将达300亿元。京、津、唐的石化和电力企业改用水煤浆以后,年需水煤浆600万吨以上。大庆、辽河、江汉、南阳等油田的初步估计,每年取暖发电的耗油量达650万吨以上,如果被水煤浆代替,节约和增值可达70亿到80亿元。
(2)据有关资料显示,我国现有10吨以下锅炉65万多台,其中因运行费用过高或不符合环保要求而将停用或更换的锅炉达50%以上。若在现有锅炉本体不变的情况下,改燃水煤浆,可为国家节约数百亿元的固定资产投资。
(3)水煤浆储运方便,可以利用现有的油罐车、储油罐进行
责任编辑:电力交易小郭
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