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深度分析丨我国煤炭清洁利用进展与发展趋势

2017-11-29 14:25来源:煤炭加工利用作者:张绍强关键词:燃煤发电超低排放煤炭清洁高效利用收藏点赞

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炼焦

煤炭消费规模较大的另一个领域是炼焦。由于焦炭在冶金行业高炉中既是加热燃料同时是鼓风通道支撑骨料和铁矿石炼铁的还原剂,因此在金属冶炼过程中天然气替代不了焦炭。炼焦(包括生产兰炭)和高炉炼铁冶金时,产生的大气排放物存在污染,现有技术和装备对这一大气排放物进行处理后也完全可以做到“超低排放”,目前正在大范围开展类似的绿色升级改造治理行动,如对焦油池进行封闭、对化产和焦炉气进行综合利用、VOCs逃逸进行焚烧净化等。从实践看,煤炭消费过程污染不污染,关键是做不做、管不管的问题,技术上没有问题,成本上也是可以承受的。

煤化工

现代煤化工都是新型大规模化新兴产业,装备配置高,只要用好、管好,严防跑冒滴漏,完全可以做到清洁生产、超低排放。过去传统的合成氨煤化工,都在淘汰块煤固定床气化,采用现代煤化工大型高温气化技术进行升级换代,技术和装备水平和现代煤化工相当,实现超低排放都是成熟技术,成本也没有明显增加,问题还是出在做不做、管不管的问题,最典型的是VOCs治理。当然,现代煤化工毕竟成长时间较短,还存在很多不尽如人意的地方,很多工艺装备和技术还在不断升级示范完善过程中,需要一定的时间去完善提高,不应当拔苗助长,更不应当过度苛求。

煤现代化工2017年1-6月,我国煤制油产能达到693万吨/年,产量155万吨;煤(甲醇)制烯烃产能达到1242万吨/年,产量530万吨;煤制乙二醇产能达到270万吨/年,产量70万吨;煤制天然气产能达到51亿立方米/年,产量11亿立方米。

图10 2017年煤化工产品产量与耗煤量预测

2020年规模目标,煤制油产能为1300万吨/年、煤制天然气产能为170亿立方米/年,预计煤制烯烃1800万吨,煤制乙二醇500万吨。

特别是现在实行的煤制油品也和石油炼制油品征收同样的消费税,这是不讲理也是不科学客观公正的,石油炼制油品的原料是需要原油的,我们需要去进口;而现代煤化工的煤制油,原料是我国自己的煤炭。政策性逼迫煤制油长期亏损,它就没有承受能力去改进完善、去治理污染。

以上这三个煤炭主要消费领域的用煤比例占我国煤炭消费的75%左右,也就是说全国3/4的煤炭都是大规模集中利用,是完全可以做到清洁排放的。剩下的只是锅炉窑炉燃煤和民用燃煤,只占25%的比例。

锅炉窑炉

目前,我国燃煤供热供暖工业锅炉近48万台,每年消耗7亿吨左右非发电用煤,这部分煤炭消费属于散煤范围,是燃煤污染较为严重的领域。数量如此巨大的燃煤工业锅炉为什么会污染这么严重?主要还是长期以来没人管也没人问,各方面都需要反思。一方面,数十年来我国中小型工业锅炉出于成本考虑,一直采用层燃型燃烧器,工业锅炉技术进步缓慢。由于管理方式和标准不能及时跟进,市场需求和技术进步的动力不足,燃煤工业锅炉长期处于效率低、烟气污染防控设施简陋、运行维护和管理水平低下,建设选址监管缺失,用户想在哪儿建就在哪儿建的状态,污染严重的状态也就不足为奇!实际上,燃煤工业锅炉的主要使用者都是工业生产企业和需集中供热供暖的用户,很容易进行管控。

20蒸吨/时以上等级的工业锅炉与电站锅炉相似,配套烟气净化措施后同样可以实现超低排放。特别是今天会议上要介绍的由中煤科工集团煤炭科学研究总院研发的中小型高效煤粉工业锅炉和由青岛特利尔环保科技有限公司研发的浆体化循化流化床工业锅炉等新型锅炉,燃烧效率都在90%以上,单是节能一项相比老旧链条炉提高30个百分点以上,且烟气排放水平均可达到与燃气工业锅炉排放标准一样的超低排放水平,也是完全无人值守智能化运行。实际上,燃煤工业锅炉、窑炉用户总体相对集中,经济承受能力也较强,便于监管,只要有相关标准规范要求和可靠的监管手段,完全可以做到超低排放,且实现超低排放的整体成本要比更换为天然气便宜的多。后面相关专家会做详细的介绍,这是实现现役燃煤工业锅炉更新换代的新装备。

图11

2016年8月30日,北京市出台了《锅炉大气污染物排放标准》,规定自2017年4月1日起:

北京全市在用燃气(油)锅炉氮氧化物排放浓度需根据相关要求执行80毫克/立方米的排放限值;北京全市新建燃气(油)锅炉氮氧化物排放浓度需执行30毫克/立方米的排放限值。

目前,新型高效燃煤工业锅炉推广遇到很大的困难,主要原因还是由于部分地区行政性“一刀切,去煤化”的不合理政策造成的。这样的做法严重挫伤了高效洁净工业锅炉技术研发推广和应用单位的积极性,呼吁有关行政管理部门重视这些新成果,及时了解掌握技术新的进步,积极支持技术创新、耐心培育这一新型产业。对工业锅炉窑炉的“超低排放”标准的解释,也是与燃气工业锅炉大气污染物排放标准一致,不能拿燃气发电排放标准去衡量。

对于10蒸吨/h以下的小锅炉,由于过度分散、炉型老旧、容量小、能效低、烟气治理单位成本过高和总体运行管理水平差,不宜再进行改造,应加快淘汰进程,大力支持整合更换。对于实在不能整合更换的,须采用燃气和电能等清洁能源替代方式,为了祖国的蓝天和人民的身体健康,相关用户应承担改气、改电后较高的能源消费成本。

民用散煤

民用散煤消费总量每年在2亿吨左右。我国幅员辽阔,城镇化水平仍有待提高,占全国人口一半的农村居民,居住分散,经济承受能力偏低,长期使用传统、落后的炉具、灶具烧散煤炊事和取暖,燃煤产生的废气低空直排,是主要的燃煤面源污染源,也是散煤污染最难治理的领域。据有关资料分析,目前全国有6600多万户农村和城乡结合部常年使用散煤炊事和取暖。对这部分民用散煤用户,应根据具体情况多策并举分别进行治理。

图12 近年各地区民用散煤消费量(万吨)

原标题:我国煤炭清洁利用进展与发展趋势
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