我国洁净煤技术现状分析

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、储油罐进行长距离、大数量的运输，还可以修建输浆管道。而且，建设一座年产100万吨水煤浆的生产厂约需投资1亿元左右，其附加值比原煤高出一倍。

(4)水煤浆添加脱硫剂后，大气中的二氧化硫大大减少。水煤浆燃烧效率达99%，达到了燃油的同等水平，而污染程度比燃油还低，其环保效益也显而易见。水煤浆的燃烧温度比燃油和燃煤粉低约100-2000C可大大减少SO2的析出和NOX的生成，减少污染物的排放。据有关资料显示，由万盛承担的工业锅炉改烧水煤浆示范工程已经取得了成功经验，燃烧效率提高至95%以上、锅炉效率提高至82%以上、烟气排放符合北京市环保要求。

6)国外发展情况。

欧美等发达国家水煤浆技术已进入商业化阶段。美国建成440km、运量约5Mt/a的输煤管线，供2×750MW机组;意大利50万t/a制浆厂供电站燃烧;日本50万t/a水煤浆厂，经11km管道运输供600MW机组;俄罗斯建成5Mt/a的制浆厂，经250km管道运输供6×200MW瓦的电站使用。

5、洁净煤发电技术

受我国能源结构的影响，电力工业在煤炭消费中占有及其重要的地位。近年来，发电及供热用煤占到我国煤炭总产量的40%左右。随着国民经济的发展，这一比例还将进一步提高，根据目前我国的国情，在未来相当长的时间内，仍将是以燃煤发电为主的电源结构。随着现代技术的发展，提高常规燃煤电站效率将会付出越来越大的代价，污染物排放的处理费用随着环保标准的日益严格也将大大增加，电力行业正面临着发展与环境两方面的挑战。在新的世纪，电力发展必须依靠科技进步来实现与环境的协调发展，洁净煤发电技术具有对环境污染小、发电效率高、占地少等优越性。洁净煤发电技术是指"洁净煤技术"中与发电相关的技术项目。它的重点是为了提高发电机组的效率和控制因燃煤炭而引起的污染物的排放。

1)洁净煤发电技术的分类。

(1)整体煤炭气化燃气-蒸汽联合循环发电(IGCC)。

IGCC发电技术是煤气化和蒸汽联合循环的结合，是当今国际正在兴起的一种先进的洁净煤(CCT)发电技术，具有高效、低污染、节水、综合利用好等优点。它的原理是：煤经过气化和净化后，除去煤气中99%以上的硫化氢和接近100%的粉尘，将固体燃料转化成燃气轮机能燃用的清洁气体燃料，以驱动燃气轮机发电，再使燃气发电与蒸汽发电联合起来。

煤气化联合循环发电(IGCC)是目前世界发达国家大力开发的一项高效、低污染清洁煤发电技术，它不仅能满足日趋严格的环保要求，而且发电效率可达45%以上，二氧化硫排放可达到10毫克/标准立方米左右，极有可能成为21世纪主要的洁净煤发电方式之一。IGCC技术是目前已进入商业化运行的洁净煤发电技术中，发电效率和环保最好的技术。现在，全世界已建、在建和拟建的IGCC电站近30套，最大的为美国44万千瓦机组，计划或可研中最大容量为德国90万千瓦机组和前苏联100万千瓦机组。由于IGCC有煤清洁燃烧发电特点，我国把它列入21世纪CCT计划中。

它的主要优点是：①热效率高，目前已达43%~46%，计划2010年可达到50%;②环保性能好。脱硫率98%~99%以上，NOx排放等同于天然气，CO2排放也减少;③燃料适应性强，对高硫煤有独特的适应性;④可用于对燃油联合循环机组及老燃煤电厂改造，达到提高效率、改善环保、延长寿命的多重目的。