清潔用煤是治霾重要舉措 煤炭漿體化應用生逢其時
- 發(fā)布時間:2015-03-13 01:00:43 來源:經濟參考報 責任編輯:羅伯特
近年來,從京津冀到長三角、珠三角,全國多地都出現(xiàn)了驚人的霧霾現(xiàn)象。毫不夸張地說,霧霾時下已成為國人心頭揮之不去的隱痛。如何減少PM2.5排放、重回碧水藍天?坐而論道者有之,起而行之者亦有之。青島特利爾集團顯然屬于后者。
據介紹,該公司研發(fā)成功的清潔煤鍋爐(又稱環(huán)保鍋爐)技術,在水煤漿行業(yè)發(fā)展史上具有里程碑的意義,能夠有效減少PM2.5排放。一項來自山東省分析測試中心的權威檢測表明,特利爾的環(huán)保鍋爐產生的燃煤排放已優(yōu)于國標,和天然氣的潔凈排放非常接近,一些指標甚至優(yōu)于天然氣排放。
“之所以能夠達到比肩天然氣的微零排放水平,是因為我們創(chuàng)造性地研發(fā)了復合碳漿清潔應用技術。該技術包含煤基清潔應用的全過程技術:燃料清潔加工技術、燃料清潔燃燒技術、燃燒后清潔處理技術,形成了特利爾從事節(jié)能環(huán)保產業(yè)的三大核心技術。”青島特利爾集團董事長李瑞國說。
李瑞國口中的復合碳漿,其實就是煤炭清潔利用形式之一的水煤漿的升級產品。獨特之處在于,復合碳漿是通過科技創(chuàng)新,在水煤漿基礎上研發(fā)改變了水煤漿成分,拓展了水煤漿單一的燃料功能,具有減少污染物產生的環(huán)保功能。
雖然關于霧霾形成的根本原因,目前還是眾說紛紜、莫衷一是。但毫無疑問,不清潔用煤排放出的大氣污染物難辭其咎。在這種情況下,水煤漿技術的升級,或者說復合碳漿研發(fā)的成功,自然是一大利好信息。鑒于我國“富煤、貧油、少氣”的能源國情,有專家認為,以復合碳漿技術為代表的水煤漿行業(yè)正迎來黃金發(fā)展機遇,其市場規(guī)模及前景相當可觀。
行業(yè)發(fā)展史已超40年
青島特利爾進入水煤漿行業(yè)不滿十年,但水煤漿行業(yè)至少已有40多年的發(fā)展史。有關資料顯示,早在1891年,英國就已公布了用泵輸送水和煤的專利,但直到1971年美國亞利桑那州投入建設了一條名為Black mesa管道系統(tǒng)后,水煤漿輸送才獲得真正商業(yè)上的應用。據悉, 20世紀70年代為應對石油危機,美國、日本、瑞典等國家大力開發(fā)以煤代油技術,水煤漿技術由此應運而生。
改革開放后,水煤漿技術正式進入中國。1984年,《紡織導報》刊登了一篇《北京印染廠水煤漿試驗概況》。該文明確指出,“用水煤漿代替石油燃燒的經濟效益將會越來越顯著”。1985年,我國第一條水煤漿小型工業(yè)生產線在遼寧撫順礦務局勝利煤礦建成,每年可制備出高濃度的水煤漿2萬噸。
總體來說,全球水煤漿行業(yè)一直發(fā)展得不溫不火,但在中國卻是一枝獨秀。據業(yè)內人士介紹,經過數十年的科技攻關和生產實踐,中國水煤漿技術已達到國際先進水平,水煤漿廠數量和總生產能力均居世界第一,而且已經進入工業(yè)推廣應用階段。據不完全統(tǒng)計,僅山東一省,水煤漿生產廠家就有青島特利爾、棗莊八一燎原、東營勝利電廠等12家,年產量超過290萬噸。而研究也表明,中國擁有豐富的制漿原料煤,這也奠定了水煤漿行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎。
“水煤漿和煤不能劃等號。”李瑞國強調,“它是一種新型、高效、清潔的煤基燃料,是當今煤炭清潔利用技術的重要組成部分?!蹦敲矗簼{到底是什么模樣呢?是在煤炭中加水打成的漿狀物嗎?面對這樣的疑問,特利爾公司工作人員取來一小瓶水煤漿樣品。從外表看,水煤漿有點像石油,烏黑發(fā)亮。用鉛筆攪一攪,感覺很黏稠。據介紹,水煤漿含有約70%左右的煤炭,1%左右的化學添加劑,剩下的都是水。水煤漿添加劑有多種,不可缺少的是降粘分散劑與常規(guī)穩(wěn)定劑。其中分散劑最為重要,它直接影響著水煤漿的質量和制備成本。
作為潔凈煤技術之一,水煤漿在制備、運輸、存儲上比煤粉和原煤要便捷、安全、環(huán)保。據中國礦業(yè)大學教授徐志強介紹,水煤漿的特性主要表現(xiàn)為:第一,水煤漿制備、儲運全封閉,避免了傳統(tǒng)煤炭裝、儲、運中帶來的環(huán)境污染;第二,水煤漿可經長管道距離輸送,減少了運輸過程中的損失,是解決煤炭運輸問題的方法之一;第三,水煤漿的燃燒效率可達99%,中小燃煤鍋爐熱效率在60%左右,而燃用水煤漿可達85%以上,因此中小燃煤鍋爐燃燒水煤漿可節(jié)煤1/3以上,在提高煤炭利用效率的同時也減少污染物的排放;第四,燃燒水煤漿火焰中心溫度比燃油、燃氣低約100℃,且水蒸汽具有還原作用,因此燃燒水煤漿可顯著減少NOx的排放。
國內水煤漿應用目前主要集中在電站鍋爐,中小燃油、燃氣、燃煤工業(yè)鍋爐,陶瓷等建材領域和煤化工領域。其中,煤化工領域使用的水煤漿量已超過燃料水煤漿的使用量。而燃料水煤漿主要應用將是中小工業(yè)鍋爐。鑒于水煤漿的諸多優(yōu)勢,越來越多的有識之士呼吁加大其在國內的推廣力度。
復合碳漿引發(fā)行業(yè)革命
成立于2007年的青島特利爾環(huán)保鍋爐工程有限公司,是水煤漿行業(yè)的新秀。雖說是新秀,卻有股初生牛犢不怕虎的銳氣,目前已呈現(xiàn)后來者居上的發(fā)展態(tài)勢。據了解,自創(chuàng)業(yè)至今,特利爾在技術研發(fā)上不斷創(chuàng)新,目前已經獲得國家認可的20余項專利技術認證。備受關注的水煤漿升級產品——復合碳漿,就是由特利爾研發(fā)成功的。
李瑞國說,“我們通過科技創(chuàng)新,技術升級,在水煤漿技術基礎上,將產品升級為復合碳漿?!睋榻B,復合碳漿是一種由65%的煤基、29%的水、6%的功能劑組成的,能夠高效潔凈燃燒,減少污染物排放的復合流體燃料。
與普通水煤漿比,復合碳漿主要多了5%的功能劑,如脫硫劑、脫硝劑?!按騻€比方,就像給煤炭里面加了一服中藥,給高排放高污染的煤炭治治病。”李瑞國解釋。
在復合碳漿制備技術方面,特利爾經過多年的研究和實踐,積累了相當豐富的經驗,無論在技術上還是在服務流程上,均達到了國內領先,從年產5萬噸到50萬噸復合碳漿生產線,都取得了較好的業(yè)績。
值得一提的是,特利爾目前已經形成水煤漿技術的完整產業(yè)技術鏈,涵蓋燃燒前的復合碳漿技術、燃燒過程中的復合碳漿高效懸浮流化燃燒技術和燃燒后的煙氣再凈化處理技術。
李瑞國介紹,2008年特利爾聯(lián)合上海交通大學教授、博導姜秀民帶領的課題組共同研發(fā)出新一代環(huán)保鍋爐——復合碳漿懸浮流化鍋爐,解決了第一代鍋爐出現(xiàn)的燃燒不穩(wěn)定、爐內結焦等世界難題,并大大提高了燃料的燃燒效率及燃燼率,被業(yè)界稱為第二代復合碳漿鍋爐,并以此申請了國家專利技術。
一談到第二代復合碳漿鍋爐的優(yōu)點,李瑞國就抑制不住自己的興奮:“復合碳漿中添加脫硫劑,輔之以懸浮流化低溫燃燒技術,可在燃燒過程中直接脫硫,脫硫效率可達到60%,二氧化硫初始排放濃度小于500mg/Nm3,輔以尾部脫硫設備皆可輕松達到新國標的排放要求。”
這一技術還可以將有害氣體NOx還原為氮氣,沒有副產物生產,無二次污染。原來懸浮流化燃燒技術的特點——低溫燃燒(850—950℃),可有效抑制熱力型NOx的生成;再通過在復合碳漿中添加脫硝劑,可實現(xiàn)燃燒過程脫硝,而無須專用脫硝設備,這是目前國內脫硝技術中最新技術。爐內脫硝率達到50%。
最后一關便是煙氣再凈化裝置,可有效收集水蒸汽中含帶的超細粉塵、硫化物、氮氧化物,降低PM2.5排放50%以上,回收余熱增效1%以上,消除白霧視覺污染,最終實現(xiàn)燃氣排放標準。
據特利爾方面介紹,以燃燒1000萬噸復合碳漿與煤炭排放為例,二氧化硫排放減排比率為70%,氮氧化物排放減排比率為69%,煙塵排放減排比率為70%。
如果使用復合碳漿技術,企業(yè)成本會不會相應上升?對于這個問題,李瑞國表示,“復合碳漿的成本價格和燃煤比是相當的,如果統(tǒng)一排放標準之后,我們的成本更低,不管是總投資,還是整個燃燒設備和運行都是低的,綜合來算,成本大概低5%?!?/p>
據特利爾客戶正和集團反映,以35t/h燃煤鍋爐和35t/h水煤漿鍋爐為例,從燃燒介質、鍋爐效率、燃燼率、運行費用等方面進行對比分析,能夠看出水煤漿鍋爐運行的經濟性遠遠好于燃煤鍋爐。首先,建設水煤漿鍋爐系統(tǒng),能夠徹底改變該廠生產裝置動力系統(tǒng)運行問題,同時取消渣場和煤場,節(jié)約了大量的土地,為今后的項目規(guī)劃騰出可用空間。其次,若按照鍋爐每年運行8000小時計算,鍋爐運行工況為兩開一備,平均出力為30噸/小時,則使用水煤漿鍋爐每年將節(jié)省費用1180萬元。
市場規(guī)模相當可觀
山東威海南海新區(qū)于2007年3月啟動開發(fā),是國家戰(zhàn)略山東半島藍色經濟區(qū)重點建設的海洋經濟新區(qū)之一。特利爾下屬青島世潔熱力集團是該新區(qū)“分布式能源站”的供應商,將為新區(qū)居民區(qū)、工業(yè)園區(qū)供熱、供汽。根據規(guī)劃,到2020年青島世潔熱力集團總投資20億元建設南海新區(qū)熱力項目,包括一個工業(yè)用汽供熱站,三個居民供暖供熱站,一個清潔燃料生產基地,一個總部基地。
而這只是特利爾公司擴張版圖的一角。據了解,特利爾已先后與濟南、東營、廈門、西安、廣州、杭州等多個地市企事業(yè)單位進行合作,在城市供熱、煉化、化工、印染、紡織等行業(yè)建設了一批典范用戶示范工程,并得到了廣泛認可。
2014年底,筆者來到已應用特利爾技術的濟南東新熱電有限公司。據介紹,該廠建有2臺70MW懸浮流化水煤漿熱水鍋爐,并于2013年底順利完工投產。
在廠區(qū)內,靠近鍋爐房的位置建有兩個圓柱形大型儲存罐。該廠負責人介紹,這是儲存水煤漿用的,漿罐占地只占煤場的五分之一,非常節(jié)約空間。
進入鍋爐房,機器轟鳴,但鍋爐房內比較干凈,沒有煤灰飛揚的景象。該廠負責人介紹,水煤漿是由管道直接送入鍋爐的。由于水煤漿燃燼率比較高,不會產生煤渣。燃燒產生的煤灰,則從管道進入灰罐,可再次利用,如用于生產混凝土。
據不完全統(tǒng)計,像濟南東新這樣采用特利爾環(huán)保水煤漿鍋爐的用戶已超37家,遍布山東、福建、廣東、貴州、四川等地,主要用途為生產、供熱、采暖和熱電。此外,特利爾水煤漿制備工程用戶目前也有14家企業(yè),遍布長沙、杭州、蘭州、石家莊等地,年產量超過100萬噸。
種種跡象顯示,水煤漿行業(yè)商業(yè)化正在加速。青島特利爾副總經理周鵬透露,“從山東一省情況來看,2015年至少新上15臺鍋爐,主要是城市供暖和工業(yè)園區(qū)供熱?!?/p>
此前,國家水煤漿工程技術研究中心原主任在接受媒體采訪時曾表示,“水煤漿作為重要的工業(yè)燃料和氣化原料,在國內30多億噸的煤炭消耗總量中,分別僅為3000萬噸和1億噸,未來有巨大的市場替代空間。”
有文章指出,目前我國有一半以上的非電燃煤是被60萬臺工業(yè)鍋爐和20萬臺工業(yè)窯爐燒掉的,這些散燒原煤利用效率低、污染物排放嚴重,如果逐步用水煤漿燃料替代能產生巨大的經濟和環(huán)境效益。
談起行業(yè)發(fā)展前景,李瑞國有著自己的判斷。他說:“目前我國約有55萬臺75噸以下工業(yè)鍋爐,其熱效率平均為60%,既浪費了能源,又導致燃料成本巨大,且產生過量的SO2污染環(huán)境。對于整個行業(yè)來說,這些都是潛在的發(fā)展市場?!彼瑫r表示,這些鍋爐由于缺少環(huán)保設施,因此污染物排放多,是目前大氣污染的主要來源之一。治理好這些污染物排放,對我國環(huán)境的改善具有決定性作用。
“一刀切”限煤政策要不得
目前有一種觀點很流行,認為去煤化是治理霧霾的關鍵。這種籠而統(tǒng)之的觀點讓不少與煤炭相關的行業(yè),如水煤漿、煤氣化等等,都感到了有些無所適從,又有點無可奈何。有業(yè)內人士反映,目前潔凈煤技術推廣仍缺乏社會的普遍認同,人們對燃煤導致污染、導致霧霾的觀念根深蒂固,對不清潔用煤和清潔用煤幾乎不予區(qū)分,部分省份甚至出臺了淘汰煤炭使用的一刀切政策,致使?jié)崈裘杭夹g的推廣、應用遭遇到不少障礙。
李瑞國深有同感,他說,“一些地方談煤色變,紛紛出臺各種禁煤措施,大有一夜之間讓煤炭從人們生活中徹底消失之勢,在許多地方環(huán)保部門對涉煤項目一律否定,以及各地的煤炭總量的限制對工業(yè)鍋爐的大規(guī)模推廣應用帶來極大的限制?!?/p>
2013年9月12日,國務院發(fā)布了《大氣污染防治行動計劃》。其中最為引人矚目的提法當屬“加快調整能源結構,增加清潔能源供應。到2017年,煤炭占能源消費總量比重降到65%以下”。2014年5月,環(huán)保部頒布了新的《鍋爐大氣污染物排放標準》(GB13271-2014)。據了解,新標準出臺后,有些地區(qū)為了貫徹新標準要求中小鍋爐只能燃用天然氣,不少企業(yè)對此反映強烈。
不少專家認為,在我國石油資源相對比較短缺的情況下,以煤代油適合我國國情。比如,中國礦業(yè)大學教授王立杰就曾表示,我國目前的能源結構想快速改變是不現(xiàn)實的,只能逐步減少化石能源,特別是減少煤炭,同時發(fā)展新能源,這個過程至少需要20年?,F(xiàn)階段,要在發(fā)展新能源的同時,緊緊抓住煤炭的清潔高效利用,在高效發(fā)電和煤化工方面做文章。
在霧霾肆虐的當下,水煤漿行業(yè)一方面迎來了發(fā)展的春天,同時又面臨著因誤解帶來的發(fā)展瓶頸。未來水煤漿行業(yè)將何去何從?有專家建議,第一,從清潔用煤層面上講,當前應盡快出臺清潔煤技術的行業(yè)標準和國家標準,大力推廣潔凈煤技術,改變目前各地“一刀切”的限煤政策,并加大對潔凈煤技術、專有裝備、產業(yè)化示范項目的政策扶持。第二,具體到水煤漿行業(yè),應該鼓勵、支持建立行業(yè)協(xié)會,引導行業(yè)自律,打造品牌,協(xié)作互助,規(guī)范市場秩序,防止惡性競爭,建立良好的市場運作機制,是開拓水煤漿市場、擴大水煤漿銷量的有效手段,進而促進制漿和用漿兩個市場的平衡、協(xié)調發(fā)展。