1候沒環(huán)統(tǒng)研究與探討發(fā)展新型煤基潔凈燃料水煤漿紛戰(zhàn)略意義徐瑾(中國光電技術(shù)發(fā)展中心浙江杭州310012)摘要從環(huán)保、節(jié)能、安全、效率及經(jīng)濟(jì)性諸方面,論述了新型煤潔凈燃料水煤漿的優(yōu)勢。實踐證明,水煤漿技術(shù)是實現(xiàn)中國能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要途徑之關(guān)鍵詞水煤漿潔凈燃料可持續(xù)發(fā)展中圖分類號:X3821文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1672-9064(2012)05-02603當(dāng)前,世界能源危機(jī)和環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重,石油急學(xué)添加劑制成的混合物,目前國內(nèi)的精煤水煤漿的制備技術(shù)劇短缺國際油價波動很大。中國的礦物能源是以煤為主煤比較完善。水煤漿的主要技術(shù)要求見表1炭是長期可依賴的能源,在能源資源結(jié)構(gòu)中占有重要地位。表1水煤漿的國家(一級)標(biāo)準(zhǔn)我國的一次性能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中煤占60%以上,但能源效率項目技術(shù)要求低、環(huán)境污染嚴(yán)重。因此大力發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)高效清潔地濃度C/%>66.0利用我國煤炭資源,對于促進(jìn)能源與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展?jié)M足國黏度(20℃,剪切率1002時)1200民經(jīng)濟(jì)快速穩(wěn)定發(fā)展需要,具有極其重要的戰(zhàn)略意義。/mPa1清潔燃料水煤漿平均粒度/μm潔凈煤技術(shù)”一詞源于20世紀(jì)80年代的美國,是指為灰分Acwm/%<6.00硫分St·cwm/%<0.35減少燃煤污染提高煤炭利用效率,從煤炭開采、加工、燃燒、發(fā)熱量/(MJ/kg)>19.5(4600 kcal/kg)轉(zhuǎn)化和污染等方面,采用新技術(shù)的總稱。水煤漿 CWM(Coal揮發(fā)分Ⅴdaf/%30.00Water Mixture),又稱CWF( Coal Water Fuel),是一種新型清熔融溫度ST/℃潔燃料,俗稱液態(tài)煤,是由65%~70%的不同顆粒分布的煤和穩(wěn)定性3個月不發(fā)生不可恢復(fù)性的硬30%-35%的水及1%的添加劑的混合物通過物理加工而成的,是一種漿體燃料。水煤漿可以像油一樣泵送、霧化、貯存2水煤漿的優(yōu)勢和穩(wěn)定燃燒,其熱值相當(dāng)于燃料油的一半,可代替燃料油用2.1水煤漿的環(huán)保優(yōu)勢于鍋爐、電站、工業(yè)爐和窯爐,用于代替煤炭燃用,具有燃燒(1)制備與使用條件清潔。制備水煤漿通常采用濕磨工效率高負(fù)荷調(diào)整便利、減少環(huán)境污染、改善勞動條件和節(jié)省藝所以無粉塵污染,工藝簡單安全性好。結(jié)合制漿工藝還用煤等優(yōu)點?？勺儚U為寶,治理其他工業(yè)廢液例如利用造紙黑液、焦化廠由于水煤漿是一種煤基流體代油燃料其主要組分是原廢水來制備水煤漿。與煤炭相比,水煤漿的運(yùn)輸和儲存是在料煤,因此,水煤漿既保持了煤炭原有的特性,又具有石油密閉條件下進(jìn)行的,占地面積小,沒有煤、灰場地的二次污樣的流動性和穩(wěn)定性適宜遠(yuǎn)距離、大容量裝貯和管道輸送,染改善了工作環(huán)境和條件,不會造成用戶廠區(qū)環(huán)境污染,燃節(jié)省了貯煤場用地,又由于不需安裝上煤系統(tǒng)和制粉設(shè)備燒時爐前非常清潔。節(jié)省了投資。從安全角度考慮,水煤漿沒有像煤粉那樣的火(2)燃燒污染物的排放可以達(dá)標(biāo)。水煤漿是由經(jīng)過洗選災(zāi)和爆炸的危險。從環(huán)保方面考慮,水煤漿在制造過程中,通過洗選煤除灰30%-40%,除硫30%。水煤漿處于密封狀態(tài)后的精煤加工而成的,其灰、硫含量較低,商品水煤漿的灰含量一般在55%以下,燃燒后的煙氣經(jīng)多管除塵處理后,即可沒有飛揚(yáng)的塵土和排水污染,水煤漿燃燒溫度低,二氧化氮以滿足一般地區(qū)的環(huán)保要求。若經(jīng)水膜除塵靜電除塵或布排放量少。由于水媒漿源于低硫分低灰分的精選媒,所以煙袋除塵就可以滿足高標(biāo)準(zhǔn)環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)由于水煤漿含有約塵和二氧化硫等的排放量都低于燃油和燃煤,是相對較為潔35%的水,其燃燒火焰溫度比煤粉、重油燃燒時低10凈的燃料。200℃。水煤漿的硫含量低于04%,而重油的硫含量為10%-水煤漿有多個品種,分為精煤漿、精細(xì)漿、經(jīng)濟(jì)漿、氣化25%,水煤漿燃燒后二氧化硫的排放濃度低于重油,大大減漿環(huán)保漿和原煤漿。精蝶水煤漿是由6%7%不同顆粒分少了02和Nox以及煙塵的生成,污染排放量低,排放指標(biāo)布(低硫分、低灰分)的精煤粉,09%34%的水和約1%的化基本上是國家標(biāo)準(zhǔn)的1/2,可以預(yù)期優(yōu)勢會不斷放大。作者簡介:徐殪(1961~),女,淅江杭州人,工程師,主要從事新能源研究。研究與探討M源點環(huán)境表2水煤漿鍋爐與燃煤鍋爐的排污狀況比較燃料組分煙塵鍋爐名稱煙塵灰分總耗量硫分/%灰分/%/億t·a1脫硫率排放量除塵率排放量/萬t/萬t·a水煤漿鍋爐156.22249燃煤鍋爐28.498168在同等產(chǎn)汽量條件下,用水煤漿替代燃料煤的減排效益大約2t水煤漿可代替It重油燃料,水煤漿的價格是如表2。900元,1t重油的價格是3600元。用戶在實際生產(chǎn)中每替由表2可看出,全國均采用水煤漿鍋爐替代燃煤鍋爐代1t輕油,可以節(jié)省300元錢,經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。后,每年可減排SO2400萬t、煙塵103萬t,其消減率分別(2)與煤炭相比,lt水煤漿可代替0.94煤炭燃料,由于高達(dá)90%和60%以上。水煤漿只有60%-70%的煤炭,所以節(jié)省煤炭約28%,制漿廠22水煤漿的節(jié)能優(yōu)勢利潤可觀,政府節(jié)約能源減少排放,客戶獲得節(jié)能減排補(bǔ)償水煤漿的燃盡率可由原煤散燒的70%-80%提高到98%實現(xiàn)了多方共羸。以上,水煤漿鍋爐的熱效率可由燃煤鍋爐的65%-70%提高(3)在設(shè)備改造方面,油爐改燒水煤漿投資低于改燒粉到84%以上,水煤漿替代其燃料在中小型工業(yè)鍋爐應(yīng)用上煤。水煤漿代油可充分利用原有設(shè)備,如儲油罐等。與改燃粉的節(jié)能情況如表3。由表3可看出,每t蒸汽的耗煤量,燃煤相比,改造費(fèi)用僅為改粉煤的1/3~2,改造時間為1/3。水煤漿比燃煤少60kg,可節(jié)煤35%。全國中小型工業(yè)鍋爐均3發(fā)展新型潔凈燃料水煤漿對節(jié)能減排的意義改燃水煤漿后,每年可節(jié)煤2.35億t,替代或節(jié)油2900萬t。我國是一個缺(石)油少(天然)氣,而煤炭資源相對豐富表3全國中小型工業(yè)鍋爐燃用不同燃料時的耗量的國家。在我國的能源中,已探明的煤炭儲量為1.014萬億鍋爐名稱燃料熱效率發(fā)熱值t蒸耗量總?cè)萘靠偤牧縯,儲采比為200a,預(yù)計可使用500700a。而我國的石油總儲/(…k8-1)/kg/(萬1:h)/億t1)量為940億t,探明可開采量為33億t。儲采比為20.5a,預(yù)計水煤漿8418811002.03)可使用20-30a。因此煤炭作為一次能源而占主導(dǎo)地位的狀燃煤鍋爐混合煤70況,在較長一段時期內(nèi)難以改變。柴油86我國的煤炭消費(fèi)在一次性商品能源消費(fèi)中的比例接近燃油鍋爐重油8540166.47475%,遠(yuǎn)高于世界平均水平27.3%。但能源效率低、環(huán)境污染平均值85.541003,272嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計,二氧化硫排放量的90%,煙塵排放量的70%注:括號內(nèi)的教宇為扣除含水董后的實際耗煤量是直接由燃煤排放造成的。由于二氧化硫排放總量增長過23水煤漿的安全優(yōu)勢快,我國酸雨的覆蓋面積已超過國土面積的30%,二氧化硫水煤漿運(yùn)輸、儲存、泵送過程偉常溫密閉進(jìn)行,常態(tài)下不排放量占全球總排放量的13%,居世界第2位。目前世界能易燃,相對燃油和煤粉的易燃易爆來說較為安全。同時解決源消費(fèi)的結(jié)構(gòu)見表54。了能源的運(yùn)輸問題,我國煤炭資源呈北煤南運(yùn)和西煤東運(yùn)的格局,管道輸漿具有運(yùn)量大、投資少、沿途煤炭損耗少、不占表5世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)地、不受地形限制等優(yōu)點品種石油天然氣煤炭水力(電)核能24水煤漿的效率優(yōu)勢占總銷量/%38.621.66.735.7水煤漿燃燒由于沒有儲煤、上煤系統(tǒng),燃燒效率髙、灰渣我國目前能源消費(fèi)與幾個發(fā)達(dá)國家能源消費(fèi)情況的比量少,可節(jié)約人力物力減少維修量提高勞動效率較見表6。2.5水煤漿的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢表6中國與發(fā)達(dá)國家能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)比較(1)與石油相比,1.8t-2.1t水煤漿可以替代1t燃油,從國家電廠的鍋爐應(yīng)用效果看,燃用水煤漿的燃燒效率大于98%,中國美國日本英國法國德國達(dá)到了燃油的同等水平,而二氧化硫氮氧化物排放量低,環(huán)品種保質(zhì)量比燃油還高,見表40。石油17.1038.4057.0037.8039.7038表4幾種燃料的比較天然氣1.9023.8010.6023.3012.1016.60熱值/kJ9成本鍋爐效率少煤炭74.8023.2017.5029.409.2033.00(t蒸汽/元)72核能6202.33.812.708.4037.20I1.10水煤漿/t106重油/t45144360028940從表5、表6中可看出,目前幾個主要工業(yè)發(fā)達(dá)國家的天然氣/m3376382600能源消費(fèi)主要依賴于石油和天然氣,而我國的能源消費(fèi)是煤輕油/108004900406838炭為主候點環(huán)境Ⅱ研究與探討據(jù)專家預(yù)測,隨著國民經(jīng)濟(jì)的增長以及人民生活水平的大挑戰(zhàn)。提高我國能源消費(fèi)將以年均28%的速度增長。我國能源需國家“863計劃”先進(jìn)能源技術(shù)領(lǐng)域圍繞國家潔凈煤技求見表7術(shù)重點示范工程、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求,2010年設(shè)立表7中國能源需求億1標(biāo)準(zhǔn)煤了“大規(guī)模煤制清潔燃料關(guān)鍵技術(shù)及工藝集成研究”的重大2040項目。為進(jìn)一步貫徹落實《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃21.743.4綱要(2006-2020年)》和《國家“十二五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》,加快推動能源技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展,2012年3月,國家科到2040年我國一次性能源總消費(fèi)量將比205年翻一技部印發(fā)了《潔凈煤技術(shù)科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》,“十番超過世界人均能源消費(fèi)。到2040年我國能源消費(fèi)總量應(yīng)二五”期間,我國煤基清潔燃料將進(jìn)人多套重大示范工程運(yùn)在43億t標(biāo)準(zhǔn)煤左右。行和工業(yè)化發(fā)展的重要階段。傳統(tǒng)的燃煤方式造成嚴(yán)重的大氣污染,適應(yīng)不了國家可4結(jié)束語持續(xù)的發(fā)展戰(zhàn)略要求,發(fā)展“潔凈煤技術(shù)"迫在眉睫。水煤漿我國的潔凈煤技術(shù)經(jīng)過幾十年的技術(shù)開發(fā)和研究,在選的問世源于20世紀(jì)70年代的世界石油能源危機(jī)。我國水煤漿技術(shù)研究始于1982年,受到了國家和政府的重視。早在煤、水煤漿、循環(huán)流化床、增壓流化床、煤炭氣化、煤炭液化等領(lǐng)域已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步。其中水煤漿是煤炭液化的最佳“六五”期間,水煤漿技術(shù)的開發(fā)就被列為國家重點項目。成果,也是煤炭潔凈利用最廉價的實用技術(shù)。對水煤漿技術(shù)1983年5月在浙江大學(xué)試驗臺架上首次實現(xiàn)水煤漿穩(wěn)的研發(fā),已經(jīng)完成了從水煤漿的理論基礎(chǔ)制漿、添加劑技術(shù)定燃燒。1996年1月江澤民總書記視察水煤漿制備過程的工作時,對水煤漿技術(shù)給予了高度評價,并指出“從戰(zhàn)略上到水煤漿燃燒的一系列攻關(guān)課題的研究,應(yīng)用水平不斷提高與完善。目前我國的水煤漿技術(shù)與產(chǎn)量均居世界前列,并在看,中國煤炭資源豐富,要充分發(fā)揮煤的作用,中國的燃料在代油燃燒發(fā)電、供熱、化工等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。相當(dāng)長的時期內(nèi)要依靠煤,要把水煤漿作為一個戰(zhàn)略問題來隨著國家對空氣質(zhì)量要求的提高及治理燃煤排放污染考慮,這是一件重要的工作?！蔽覈寻阉簼{作為一種潔凈力度的不斷加強(qiáng),發(fā)展水煤漿無疑是節(jié)約能源減少污染的煤技術(shù)列人了《21世紀(jì)議程》。2001年11月,國家科技部和國家環(huán)?？偩致?lián)合其他部最佳途徑。用政策推動清潔能源應(yīng)用是我國能源安全穩(wěn)定和國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展的保障。委正式啟動“清潔能源行動”。參考文獻(xiàn)國發(fā)[200544號發(fā)布的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展1孫素敏,陳暢,曹佩文淺該水煤漿技術(shù)及其應(yīng)用,印染,2009(11)規(guī)劃綱要(2006-2020年)》中指出:能源在國民經(jīng)濟(jì)中具有2林華榮,龐興云,崔珊珊,等水煤漿在節(jié)能減擁中的應(yīng)用價值環(huán)境特別重要的戰(zhàn)略地位。我國目前能源供需矛盾尖銳,結(jié)構(gòu)不與可持續(xù)發(fā)展,2008(3合理能源利用效率低;一次能源消費(fèi)以煤為主化石能的大3hp/ wenku baidu. com/view/b065128d63059e595hml量消費(fèi)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。今后15a,滿足持續(xù)快速增長4宋德富,霍星星水煤漿的應(yīng)用與前景展望.工程設(shè)計與研究,204的能源需求和能源的清潔高效利用,對能源科技發(fā)展提出重(上接第23頁)參考文獻(xiàn)4中國交通運(yùn)輸協(xié)會.中國交通年鑒.北京:中國交通年鑒社,2005I Lynn Scholl, Lee Schipper, Nancy Kiang. 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