一、研究背景
当前我国国民经济正处在飞速发展中,而能源供给的矛盾也日趋严峻。以2001-2009 年为例,我国GDP 年均增速10.1%,能源消费量年均增速9.1%。而我国的能源储备特征也决定了短期内我国还无法改变对煤炭资源的依赖,根据国家的中长期能源发展规划,至2050年,煤炭在我国能源消费中的比重仍高达50%。但是,大量燃煤带来严重的环境污染问题,为此国家环保局高度重视。为解决我国大量工业锅炉的SO2排放问题,国务院1998年 颁发了城区禁烧散煤令,随后各级政府相继出台了禁烧散煤的具体执行时间表。虽然一些发达地区已经开始将天然气、重油等作为工业锅炉燃料,但是我们必须看 到,要在全国范围内尤其是一些经济欠发达地区禁烧散煤而推行液化气、天然气等清洁燃料是有很大难度的。而型煤作为燃料比液化气、油等燃料价格低廉很多。
考虑到型煤生产时添加固硫剂、粘结剂等的成本,型煤价格相比一般原煤价格高一些。但工业锅炉燃用型煤后锅炉效率有所提高,可比燃用散煤有两成的节煤率,且SO2和烟尘的排放量有大幅下降,带来很好的环保效益。
随着煤矿生产机械化水平提高,炭块率也相应降低,煤炭市场就形成了炭块供不应求,粉煤堆积如山的状况,大量价格低廉的粉煤为型煤生产提供了充足的原料。以粉煤为原料生产型煤,可以进一步降低型煤生产成本。
综上所述,型煤产业在我国应该说有着广阔的市场前景。国家环保部门已与2000年开始在全国全面推广工业型煤以解决我国严重的大气污染问题,这为我国工业型煤产业的发展提供了一个良好契机。
二、技术介绍
型煤技术是将一种或多种性质不同的煤炭按照本身特性经科学配合掺进一定比例的粘结剂、固硫剂、蓬松剂等,使其发热量、挥发分、固硫率等技术指标达到预定数 值,经过粉碎、混配、压制成型等工艺过程加工成具有一定几何形状和冷热强度并有良好燃烧特性和环保效果的固态工业燃料。但是针对不同地区的不同煤种,采用 不同的粘结剂和固硫剂等其他配剂,其经济技术特性会有很大差别。很多煤炭资源丰富地区缺乏相应的应用技术,煤炭资源的利用还远远不够。当前我国大量直接燃 用散煤的工业锅炉不仅燃烧效率低,而且排放的大量SO2和烟尘造成严重的大气污染。
从燃烧效果看,型煤相对散煤的优势更为明显:(1)虽然型煤看起来与空气接触面积比散煤小,但实际上它的孔隙率比散煤均匀的多,一般为20%~30%,无论是园柱状的或是球状的型煤,其表面都比较规整、光滑,燃烧时火苗从园柱体或球体孔隙中窜出,火焰比燃烧散煤均匀稳定;(2)可使空气过量系数明显降低,炉渣含炭量也可减少,从而减少了排烟和机械不完全燃烧损失,因此可以提高锅炉效率5%~13%左右;(3)减少了漏煤量,相对燃烧散煤可有10%~20%左右节煤率;(4)反应活性比散煤高;(5)使燃料燃烧更充分,苯并芘(致癌物)排放量大大减少;(6)烟尘排放量大幅减少;(7)固硫剂使SO2排放浓度显著降低。
综合以上型煤诸多优点可以看出,以型煤代替散煤供工业锅炉燃用,不仅是解决煤烟型大气污染的有效措施,也是改善燃烧、提高锅炉效率、节约能源的有效措施。而且,不再需要另设除尘、脱硫装置,大大减少了锅炉的制造成本和报价,具有良好的经济效益。
目前,国内已有8t/h以下的型煤锅炉生产厂家,但是对量大面广的10t/h以上的大型型煤锅炉目前国内还是空白,而其市场前景巨大,相对工业散煤锅炉和燃油燃气炉在经济性和环保性能上更具优势,更易为用户和国家职能部门接受(成本低,节能,环保),也能获得国家相关政策的支持。
三、研究成果
目前,西安交通大学锅炉研究所已经开发出了4个系列的型煤和生物质型煤配方(已申请国家发明专利),并开发出了10t/h以下的系列型煤锅炉。作为面向更大市场的大型型煤锅炉,希望能与国内相关企业进行联合开发,将其尽快推向市场。 |