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水煤浆:清洁燃料能否星火燎原

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-01-14  来源:中国化工报  作者:谢忠设 张建民  

 


 ①图为山东八一燎原水煤浆有限公司工作人员正在装运水煤浆。 (谢忠设 供图)


 

  入冬以来,中国多地被严重雾霾笼罩。据中央气象台统计,我国已有25个以上省(区、市)不同程度地出现过雾霾天气。受其影响,全国多地不得不高速路关闭、航班推迟, 给人们的出行带来了极大困扰。此外,持续的雾霾天气直接威胁到了人体健康,多地呼吸道患者骤然增多。


  面对冬季不时袭来的十面“霾”伏,众多矛头均指向了煤炭燃烧。有数据显示,工业锅炉每燃烧1吨标准煤,可产生二氧化碳2620千克、二氧化硫8.5千克、氮氧化物7.4千克。不久前,环保部有关负责人也表态,冬季燃煤采暖对空气质量恶化“贡献”较大。可见,遏制烧煤是治理雾霾的关键。然而,我国富煤贫油的能源禀赋格局又决定了煤炭的使用强势。相关人士纷纷坦言,要想不污染,只能将煤炭转变成清洁能源,这才是解决雾霾困扰的关键。于是,一种煤炭清洁利用的途径——将煤炭加工成水煤浆燃烧的方式,再次进入我们的视野。那么,目前我国水煤浆应用现状如何?存在哪些亟待解决的问题?记者对此进行了采访。


  环保节能 水煤浆燃起清洁之火


  “所谓水煤浆就是69%的煤炭,加30%的水,再加1%的添加剂深加工后的液态燃料。”曲阜三让水煤浆有限公司经理刘宏涛告诉记者。


  据刘宏涛介绍,水煤浆是一种洁净液体燃料,具有易燃、稳定、流动性强的特性,能在工业锅炉、电站锅炉、工业窑炉上代替油、气、煤燃烧。水煤浆燃烧效率较高,可达98%以上,产生的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等污染物相对较低,是当今世界重要的洁净能源之一。自问世以来,水煤浆就以其具有的代油节能、高效燃烧和低污染等诸多优点备受各国的青睐。


  在国内,水煤浆生产企业率先在沿海城市迅速兴起。


  广东作为濒临港澳沿海国际城市,对水煤浆可谓是情有独钟。早在2002年,广东省第一个应用水煤浆节油代油、改善环保项目——广东茂名洁能水煤浆有限公司年产50万吨水煤浆生产线投产。这是全国投入使用的最大的水煤浆生产线,为改善广东省的能源结构和环境污染问题起到良好的示范作用。


  经有关部门对茂名热电厂1号炉试烧水煤浆测定,各项指标均达到设计要求,同时符合国家环保法规要求。以容量为50MW的1号炉为例,机组运行按每年5000小时计算,二氧化硫排放量减少1091吨,排放量同比降低61.7%,排放浓度降低45%;烟尘排放量减少191吨,排放量同比降低81%,烟尘浓度降低72%。


  作为煤炭和化工大省的山东也不甘落后,依靠丰富的煤炭资源,相继有山东泰安良达水煤浆有限公司、山东倪氏辉煌水煤浆有限公司、青岛特利尔股份公司、山东八一燎原水煤浆有限公司、曲阜三让水煤浆有限公司等数十家水煤浆公司相继投产,而且其水煤浆生产规模、产量不断扩大。


  记者了解到,曲阜三让水煤浆有限公司全部三期工程完成后,将达到年产100万吨水煤浆的规模;山东八一燎原水煤浆有限公司除在枣庄建有年产60万吨的水煤浆工厂外,还在苏州建立了年产30万吨的水煤浆分公司。


  从全国范围看,一个比一个产能大的水煤浆项目也相继建设。其中,东莞市电力燃料有限公司、国家水煤浆工程技术研究中心、中国神华集团合作建设的东莞神华环保水煤浆项目年产规模达500万吨,三期总投资高达4.9亿元。


  “水煤浆推广之初的最大初衷就是煤炭的清洁生产利用,节能环保更加是不言而喻。”刘宏涛强调说。


  据介绍,用水煤浆发电、供热不仅省钱、节能,最突出的特点是环保。1吨水煤浆可替代原油0.45吨,每替代100万吨燃油,可节约大笔燃料费用,相比燃烧渣油可减少排放二氧化硫3万~4万吨;工业锅炉以水煤浆替代原煤,每燃用水煤浆1000万吨,可减排二氧化硫11万吨,减排二氧化碳约220万吨。


  技术领先 市场推广只欠东风


  值得欣喜的是,目前我国水煤浆的生产技术已趋于成熟,其制备和应用技术也已处于国际领先水平。


  兖矿集团峄山化工有限公司石柏洲表示,水煤浆作为煤基代油燃料和气化原料,在经历了近30年的发展后,各项技术已趋于成熟。


  据记者了解,山东八一燎原水煤浆公司早在1983年就开始与中国矿业大学北京研究生部合作开发水煤浆技术,是我国最早参加研制水煤浆的企业,产品在苏、浙、沪等市场颇受欢迎。


  2012年,煤炭科学研究总院节能工程技术研究分院的分级研磨高浓度制浆技术,经中国石油和化学工业联合会鉴定,技术成果达到国际领先水平,并获得当年中国煤炭工业协会科技进步一等奖。


  据了解,该技术解决了水煤浆的制浆多以中等变质程度的高价格炼焦煤为主的难题,成功实现了使用褐煤、烟煤到无烟煤均可生产水煤浆。山东兖矿集团鲁南化肥厂采用分级研磨高浓度制浆技术升级后,煤浆浓度提高了3.2个百分点,每天氨醇的产能提高了30吨以上,每年可节约电费126万元。随后,伊泰集团、大唐集团等纷纷采用了此项技术。


  好的水煤浆技术也要配备好的燃烧锅炉。据了解,青岛特利尔环保锅炉工程有限公司开发了更适合水煤浆燃烧的悬浮流化床水煤浆锅炉,彻底地解决了常规水煤浆雾化燃烧方式系统复杂、故障率高、高温易结焦等难题。其燃烧稳定,热效率接近90%;水煤浆雾化锅炉产生1吨蒸汽耗浆190千克,悬浮流化床水煤浆锅炉产生1吨蒸汽耗浆160千克,可节省15%。目前,该公司的悬浮流化床水煤浆技术锅炉已在全国推广70多台。


  该公司董事长李瑞国表示,我国有10万吨以下的锅炉70万台,中小型锅炉占90%以上,随着治理燃煤污染的力度加大,将为水煤浆锅炉的研制、开发、推广应用提供广阔的市场前景。


  国家水煤浆工程技术中心工程设计研究所所长汪景武也指出,中国是一个富煤、贫油、少气的国家,水煤浆的发展是符合中国国情的,水煤浆的节能、环保,特别是代油燃烧、水煤浆的气化及间接液化等技术解决了国家油资源短缺的难题。水煤浆技术不仅要应用在山东,更要全国范围推广,最终还要走向国际市场。

 

 


  ②陕煤化集团陕化煤化工公司节能减排技改项目采用大量的先进工艺设备技术。其中气化工段采用高压水煤浆技术,实现磨煤、制浆、输送一体化全密闭操作,最大限度地实现节能环保。图为低压煤浆泵装置。 (本报记者 李军 摄)


  能源掣肘 水煤浆有望春江水暖


  尽管短期内市场推广难,但基于水煤浆的清洁、技术优势,很多专家都对其发展前景持积极态度。


  中国煤炭工业协会会长的王显政在视察东莞神华环保水煤浆项目时表示:“目前中国每年要进口4000万吨重油,假如其中十分之一能够由水煤浆提供,对中国的能源安全有重大意义。”


  同时,王显政强调,水煤浆项目有巨大发展空间。水煤浆采用物理方法制成,在替代重油、节能减排方面具有深远意义。


  山东能源集团有限公司董事长、党委书记卜昌森说:“中国煤炭占一次能源消费总量70%的份额,这种主体能源的地位在较长一段时间内无法动摇。面对常规能源无法短时间被取代的现实,以及严峻的环保压力,迫切需要我们走常规能源的清洁化和高效化利用的道路。既然短期内摆脱不了对煤炭的依赖,那我们就只能在煤炭的利用方式上下功夫,走煤炭的清洁高效利用之路。”


  刘宏涛告诉记者,水煤浆是20世纪70年代末世界石油危机以后开发出来的煤炭新产品,是一种可以代替重油和煤的新型洁净燃料。水煤浆在各种工业应用中,燃烧效率达到到99%以上,是燃烧散煤的一倍,接近或达到燃油水平;一般2吨水煤浆可代替1吨重油。由于水煤浆采用洗选加工后的精煤制备,灰分含量小于7%,硫分含量小于0.5%,因此燃用水煤浆环境质量优于燃用重油。


  刘宏涛还给记者算了一笔账,按照50万吨水煤浆厂投产后,1#、2#炉每年烧自制的水煤浆约35万吨,届时3个炉全烧水煤浆,每年将节油30万吨,降低燃料成本1.5亿元(按现价重油1500元/吨计算)。


  此外,冬季燃煤取暖等因素使得我国北方许多城市深陷雾霾,也将提高人们对水煤浆的重视程度。目前,许多城市打出了治霾组合拳。


  据了解,山东济南市环保局已与电力、钢铁、化工、水泥等49家高污染企业签订重污染天气保证停产限产承诺书,以减少大气污染。


  李瑞国告诉记者,近期有不少企业电话咨询水煤浆锅炉的事宜。可见,各地环保新政利剑的出鞘有望助水煤浆发展一臂之力。


  记者还了解到,为推广水煤浆,今年山东省两会前,山东省政协人口资源环境委员会专门召开会议,落实推进《关于全面推广煤炭清洁利用的提案》。会上对水煤浆的技术创新、实际应用、发展前景、资源的综合利用等问题进行了深入探讨。


  进展缓慢 环保产品盼政策支持


  水煤浆如此节能环保,技术也处于国际领先。但是,一些水煤浆企业反映发展并非一帆风顺。


  山东倪氏辉煌水煤浆有限公司的总经理倪新奇告诉记者:“企业发展的不好,主要是政策原因。”


  刘宏涛也持同样的观点。“济宁是煤炭资源大市,煤炭资源丰富、廉价,且具有近距离运输优势。因此,大小企业都习惯了直接燃烧煤炭。目前济宁只有生产水煤浆的企业,而没有使用水煤浆企业,包含现在冬季供热的热力公司。”刘宏涛告诉记者。


  记者了解到,山东济宁地区含煤面积3920平方千米,占全市总国面积的36.7%;目前已探明煤炭资源储量140亿吨,保有储量120亿吨,占山东省一半以上。截至目前,全市各类煤矿共计生产原煤20多亿吨外,约有70%以上销往全国,而其余30%供应本地消耗。


  刘宏涛表示,能够理直气壮的直接燃烧煤炭的企业,无疑都是处在煤炭储量和产量具有一定规模的地市。1吨煤炭500多元,而1吨水煤浆高达700元,每吨有接近200元的价格差,而且使用煤炭直接方便。因此,燃煤企业对用煤炭间接加工的水煤浆极不感冒。


  “成本高、市场乱,而且很多企业有燃煤惯性。”山东八一燎原水煤浆有限公司副总经理王勇卫也坦言,这是一个前景看好却有待规范的产业,如果没有政策支持,单靠燃煤企业节能减排的自觉性和责任感很难走远。


  广东在推广水煤浆上也并非顺风顺水。“企业如果改为烧水煤浆,锅炉的更换需要一大笔资金,部分企业并不愿意拿出巨额资金去改造锅炉。同时,市里相关部门对改造水煤浆锅炉的财政支持力度与企业的期望有一定的差距,且东莞还没有建立合同能源管理机制,也在一定程度上制约了水煤浆应用的发展。此外,部分企业社会责任意识和环保意识还没有完全转型,也在一定程度上制约了水煤浆的市场。”东莞市能源行业协会秘书长刘伟能介绍说。


  据记者了解,2008年东莞市政府印发《东莞市推广应用水煤浆实施意见》,原计划是在1~2年内选择50家企业推广试点,财政给予补贴;5年内培育2~3家生产水煤浆的龙头企业,力争年生产能力达700万吨以上。然而,从现状看,推广水煤浆似乎变成政府“一头热”,不少企业并没有形成规模。东莞的2家生产水煤浆的企业,一家生产自用,一家则转为生产天然气。


  对此,相关人士表示,水煤浆推广不尽如人意的现状,与政府扶持力度不够有关。如东莞市除对试点单位1个锅炉一次性给予改造投入20%的补贴外(单个企业最高补贴100万元),而在商业贷款和税收方面缺乏扶持政策,很大程度上影响了企业使用水煤浆的积极性。


  事实上,早在2001年,原国家经贸委就在《关于加快发展环保产业的意见》中,要求各地实行优惠政策,鼓励和扶持包括水煤浆等洁净能源在内的环保产业的快速发展,通过产业政策引导以及税收优惠,从政策、资金两方面给予支持。但是,随着政府职能的不断改变,更加难以干预企业燃烧水煤浆的意愿,水煤浆推广缓慢。


  据统计,截至2012年底,全国燃料水煤浆的设计产能突破5000万吨,实际生产和使用量仅为3000万吨。

 

 

  ③山西阳煤丰喜肥业(集团)有限公司临猗分公司水煤浆水冷壁气化炉制备的合成气有效成分达到78.46%,碳转化率达到97.6%。图为正在运行中的灰水处理系统。 (闫俊荣 供图)

 
 
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