中国水煤浆技术工业应用中存在的问题与对策

第5期煤质技术2007年9月、节能每环保中国水煤浆技术工业应用中存在的问题与对策傅丛,姜英煤炭科学研究总院北京渫化工研究分院,北京100013)摘要:简述中国水煤浆技术的工业应用现状,探讨了水煤浆技术存在的一些问题,针对孤立地看待水煤浆技术问题、政策风险问題、市场问題、水煤浆技术自身的提高和完善及水煤浆标准制修订等方面的问題进行了分析和总结,提出了相应的解决对策关键词:水煤浆;水煤浆技术;工业应用;对策中图分类号:TQ534.4文献标识码:A文章编号:1007-7677(2007)05-0045-04Problem analysis and countermeasure on industrial application of the technologyof coal water mixtureFU Cong, JIANG Ying( Beijing Research Institute of Coal Chemistry, China Coal Research Institute, Beijing 100013, ChinaAbstract: The present status of industrial application of the technology of coal water mixture was commented, and some existingproblems were discussed in this paper. The problems about the technology of coal water mixturincreasing and well establish of the technology, and the relevant standards being implemented andwere analysed andgeneralized, and the countermeasures were put forward in this paper tooKey words: coal water mixture; technology of coal water mixture; industrial application; countermeasure屮国富煤贫油的能源结构、资源节约型和环境友好型的未来社会构建对节能和环保的要求、确保1中国水煤浆技术的工业应用现状国家能源安全和可持续发展等因素构成了洁净煤技我国水煤浆技术的基础研究始于20世纪80年术发展应用的背景。洁净煤技术已被列入我国“十代初,得到了国家和政府的重视,经历了自“六一五”科学技术发展规划中的先进能源技术重点工五”至“十五”5个五年计划的科技攻关,取得了程。“十一五”期间,我国将以洁净煤等技术进行多项重大科技水煤浆技术成果。经20多年的自节代油改造工程,实现节约和替代石油3800万t主研究开发和引进消化吸收相结合,我国已形成符的目标。水煤浆技术是洁净煤技术的重要组成部合自己特点的水煤浆系统技术,在工业应用上也已分,是工业和生活锅炉重点推广应用的一项节能新形成初步规模,主要包括水煤浆燃烧技术、水煤浆技术,符合国家能源产业政策,是我国现阶段较为气化技术、水煤浆管道输送等技术,已广泛应用于适宜的代油、环保、节能技术。发电、冶金、化工、陶瓷等行业;其燃烧技术用于水煤浆技术是一门涉及多学科的系统技术,其电站锅炉、工业锅炉和工业窑炉代油、代气和代煤应用技术是一项庞大复杂的系统工程。我国水煤浆燃烧,其气化技术也已广泛应用于化工行业生产技术的应用呈多元化发展趋势,已形成了良好规模合成氨和甲醇等化工产品。已建立科研开发、工程的T业化应用发展势头。但不容忽视的是,在实际转V凵中国煤化工剩络,培养造就了的工业应用中也存在着一些问题,影响着水煤浆技批CNMHG理的专业人才,形术和水煤浆行业的整体发展,故需对目前其工业应成了一批研究开发和示范基地,在技术开发推广应用现状及存在的问题进行初步的分析和探讨,寻求用及工程示范方面做了大量的工作并积累了丰富的相应的对策以促进水煤浆技术的良性循环发展。经验2。第5期煤质技术2007年9月1.1水煤浆燃烧技术日益成熟国目前的制浆能力和用浆的容量在世界上是独一无水媒浆燃烧技术旨在利用水煤浆作为燃料替代二的,但总的来说,制浆能力远大于用浆能力,而石油在电站锅炉、工业锅炉和窑炉上燃烧,从而达且水煤浆制备厂已从早期的煤炭基地型扩展到用户到代油和环保的目的,其主要包括水煤浆制备、燃型制浆厂。一些用浆大户已筹建或正在筹建自备浆厂烧和储运等关键技术。也是发展的一个重要趋势,如汕头万丰电厂、燕山水煤浆替代重油燃烧是目前我国水煤浆技术在石化等用浆量在20万t/a以上的企业已在2006年工业应用中最主要的一个方面,已成功应用于大型电先后建立了浆厂,故进一步新建水煤浆厂需谨站锅炉、工业锅炉和窑炉,用浆量也呈现逐年快速慎,要综合考虑用浆市场问题,必要时需要政府部增长的趋势,并已取得了很好的经济效益和环境效门进行宏观管理和调控果,应用技术成熟并获得了许多宝贵的应用经验3。2水煤浆气化技术目前,大型电站的油炉改造燃用水煤浆量较大的用煤炭气化技术涉及能源与环境领域,是我国实户主要包括山东白杨河电厂(3台230t/h)、广东施可持续发展的关键技术之…,经济与社会效益显茂名热电厂(410t/h、220t/h各2台)、汕头万丰著。以煤气化为基础的多联产示范工程已被列入我热电厂(2台220t/h);使用新设计专用水煤浆锅国“十一五”科学技术发展规划中先进能源技术的炉燃用水煤浆的主要用户有:广东南海发电一厂重大项月。发达国家已开发出高效洁净煤气化技术(1台670t/h)、北京燕山石化(1台220t/h)、青并实现了商业化,例如 Texaco气化技术(单炉耗岛后海供热公司(2台130t/h)等。水煤浆代油、煤量2000t/d,发电能力为250MW)已于1996年代煤在工业锅炉上的应用,涉及的炉型众多,地域投产,应用于美国 Tampa电站IGCC机组。20世纪广阔,容量从1t/h至230t/h,410t/h不等,并80年代我国引进了以水煤浆进料的国际先进的德士古有向中、小型工业锅炉应用扩展的趋势。工业窑炉气化技术,该技术已在山东鲁南化肥厂、上海焦化轧钢加热炉、退火炉、煅烧炉、隧道式干燥窑」厂、陕西渭河化肥厂、安徽淮南化工总厂等单位得陶瓷喷雾干燥塔热风炉等)应用水煤浆技术为国际到应用,积累了相当丰富的实际应用操作经验,首创。但也面临着一些技术需进一步的改进与设备目前,水煤浆气化技术的应用取得了突破性的国产化等问题。进展。国家“863”科技攻关项目研究开发的具有目前,我国水煤浆生产正向大型化、规模化自主知识产权的“新型多喷嘴对置式水煤浆气化方向发展。据2005年统计,全因燃料水煤浆总炉”及其相关的气化技术,具有适应性强,对煤制浆能力已超过1200万t/a,其中生产能力大于种、粒度、灰分和含硫量均有较大的兼容性;在实3万t/a的水煤浆厂有30多个“,年产25万t以际工业应用中已积累了设计、加工、操作和事故处上的水煤浆生产厂家也有多家,主要包括:广东茂理等方面的经验,并为自主开发的技术实现产业化名热电厂水煤浆厂(200万t/a)、南海发电厂自备奠定了基础。项目成果目前也已有较好的产业化应制浆(200万t/a)、山西大同汇海水煤浆公司用:山东华鲁恒升化工股份有限公司建设了1台(100万t/a)、白杨河电厂水煤浆车间(60万t/a)、6.5MPa煤750t/d的多喷嘴对置式水煤浆气化炉,胜利油田华新能源公司(50万t/a)、山东枣庄燎于2004年12月试车投入运行,中试装置通过考核原水煤浆公司(40万t/a)、北京京煤集团水煤浆后至今仍在运行。德州化肥厂建设的水煤浆气化示范厂(25万t/a)、山东日照兖日水煤浆公司装置压力为6.5MPa,日处理煤750t;2005年山(25万t/a)等。我国的水煤浆制浆工艺已趋成熟东兖矿集团总投资约16亿元,建设了2台日处理并呈多样化发展。日前采用的制浆工艺种类较多,1150t煤的多喷嘴对置式水煤浆气化炉,配套生基本含括了世界各个国家的制浆工艺,如洗精煤产24万t甲醇。泽楷集团针对利用赤峰褐煤生产(低灰原媒)高浓度磨矿工艺、洗精媒中浓度磨矿甲F中国煤化工鉴先进选煤和焦化热工艺、浮选精煤高浓度磨矿工艺、浮选精煤和水洗解CNMHG化用水煤浆、多喷精煤高浓度联合制浆等工艺。结合选煤厂建制浆厂嘴对置气化的组合创新技术工艺路线,该工艺路是中国在发展水煤浆工业中创造的一个宝贵的经线已进入实质性的确定阶段,至2007年5月止一验,至今在其他国家中尚未见采用。由上可知,我期工程已经启动,象征着水煤浆气化技术的工业应第5期煤质技术2007年9月用又向商业化方向迈进了一大步,意义重大。随着具有自主知识产权的水煤浆气化技术的不2存在的问题及其相应对策断完善和广泛应用以及一些水煤浆技术瓶颈的突水煤浆技术取得长足发展,也已具工业化应用破,将会使水煤浆技术的应用更上一个新台阶;未的初步规模,但也存在许多问题。许多专家指出在来水煤浆进料气流床气化技术会随着整体煤气化联进行水煤浆的经济性和环保效益评价时存在着对比合循环发电系统(IGCC)和未来氢能经济的发展基准不一的问题、水煤浆技术的使用有一定适用范而得到较大规模应用,从而促进水煤浆技术向更新围的问题、上水煤浆项目时要考虑环境总量控制的的高度和更为广阔的空间发展。问题、水煤浆行业需要宏观管理和调控等问题1.3水煤浆管道输送、精细水煤浆代油技术以下结合上述问题进行进一步的探讨。水煤浆管道输送、精细水煤浆代油等技术是组(1)孤立地看待水煤浆技术的问题。影响水煤成水煤浆技术工业应用的另一重要方面,与水煤浆浆技术发展的因素很多,包括大气候方面的影响因技术发展的关系为局部与整体的关系,相互依存和素,如整个世界局势变化、石油价格涨跌、国家政相互促进策倾斜,另外还和地方政府的政策及法规、企业的(1)水煤浆管道输送。国外水煤浆产业的发展经济效益、投资回收周期、地区的生活消费水平和经验表明,管道输送改变了传统的煤炭输送方式人们的消费观念等因素有关。要避免孤立地看待水是较为理想的运输方式,美国和前苏联均有成功的煤浆技术,要将水煤浆技术纳入洁净煤技术甚至是商业运行实例。我国水煤浆管道输送工程处于建设整个能源技术体系中去,并从中国能源安全和可持的前期工作,大同汇海公司管道水煤浆输送试验研续发展等战略高度来看待水煤浆技术,在大量科学究及大同至塘沽年运量500万t,长544km的水严谨的系统研究和评价基础上制定出我国整体能源煤浆输送管道工程预可行性研究均已圆满完成。短战略中的水煤浆技术发展战略,这样才更有利于水距离的水煤浆管道输送已在燕山石化等单位得到实煤浆技术的长期推广应用和良性循环发展。际应用3。也有专家指出在建设水煤浆基地的同(2)政策风险问题。如何解决用户在使用水煤时,应重视抓好管道运输建设的前期工作,如吸引浆技术时所面临的政策风险问题,是影响水煤浆技国内外资金参与和报请立项工作。术推广应用的至关重要的问题,需要政府有关部门(2)精细水煤浆代油技术。精细水媒浆试验已的介入才能解决。我国政府曾出台许多有关支持和在小容量燃烧器和柴油机中进行,初步试验表明鼓励发展水煤浆的政策,如《国家能源节约和综合通过采用旋流燃烧方式,精细水煤浆在研发的小容剎用“十五”规划》中提出,将水煤浆制备和应用一量燃烧器中的燃烧强度接近柴油,得出了掺有一定体化技术作为未来国家重点推广的技术;2005年国量柴油的精细水煤浆在柴油机中可以实现稳定燃烧家发布的《产业结构调整指导目录》中将“水煤浆的结论。该试验为精细水煤浆作为柴油的替代燃料技术开发和应用”列入鼓励类目录;地方政府已颁用于中小型燃油锅炉、中央空调等奠定了基础,并发相关条例鼓励使用水煤浆技术,如2006年浙江有望用于柴油机和燃气轮机,代油范围远大于普通民政府颁发《关于加强节能降耗工作的通知》和水煤浆8。精细水煤浆技术使水煤浆的煤代油技术宁波市经济委员会颁发《关于推广应用水煤浆节能向前迈出了一大步,但目前还未进入商业运行阶段。技术的指导意见》均指出要进一步研究有关激励水另外,固态水煤浆是针对水煤浆中存在着一部煤浆技术应用的政策和措施,对投资建设应用水煤分水的长途无效运输而开发的一种适应市场要求的浆技术的项目给予支持。上述政策在一定程度上促新节能产品,其含水量在18%左右,只需进行简进和保证了水煤浆技术在我国的持续发展,但从总单的炉前搅拌与过滤即可,目前已应用于实际应体上来说,支持水煤浆技术发展的政策缺乏实质性用;煤泥水煤浆、遣纸黑液水煤浆、石油焦浆等髙和中国煤下系统的评价研究。建效低污染燃烧技术,尤为适应当前国家节能和环保全和可持续发展等角CNMH的要求和形势;水煤浆燃烧技术已成功应用于垃圾统综合评价(包括经发电的辅助燃烧,为在垃圾低热值地区推广垃圾焚济性、环保效益、战略性贡献等),给予水煤浆技烧技术奠定一定的技术基础°。术正确的评价和应有的地位,以确保其发展政策的第5期煤质技术007年9月连续性,并在上网电价等实质性问题上给予一定的4月1日发布并实施。其中,水煤浆质量检测方法政策优惠措施。标准包括水煤浆的浓度、稳定性、发热量、全硫测(3)市场问题。水煤浆技术工业应用要取得突定等14个子标准,标志着我国水煤浆质量监控有破性进展,关键还在于市场。潜在市场的培育和现据可依,水煤浆质量检测体系也已基本建立,在水有市场的巩固,不仅与技术和政策有关,而且还和煤浆标准化方面走在世界的前列。经过近4年的实技术拥有者的意识形态有所关联。目前存在着一些施,也发现某些标准存在着不适应实际应用的情况技术拥有者利用经济性和环境效益评价对比基准不需进行修订;另外,随着技术的进步和未来水煤浆的比对,夸大其词地宣传其产品和技术,从长远技术应用的需要需制定一些新的水煤浆标准,如气来说并不有利于国家能源的合理利用和水煤浆技术化水煤浆技术等相关标准。目前有关水煤浆的一些及水煤浆行业的长远健康发展。应客观地认清技术标准正在修订中,水煤浆测试方法标准草案也已于自身的长处和有待改善之处,诚恳地与客户交流,2006年提交至Iso/TC27第21届年会并与各成员巩固已有的市场和发展潜在的市场,同时行业、企国进行了广泛的讨论和充分的交流,极大地推动了业间强强联合,携手攻克技术难关,才能更有针对我国水煤浆标准的网际化进程。性地发展用户和市场。参考文献目前,水煤浆燃烧技术应用市场仍占桕当大的比例,随着未来社会洁净煤发电技术和在煤化工领[1]姚强,陈超,洁净煤技术[M」,北京:化学域具有自主知识产权的气化技术的大力应用,水煤工业出版社,浆气化技术的应用市场也将逐渐增大,其市场份额2]国家水煤裴工程技术研究中心,我国水渫浆发展现有可能会超过水煤浆燃烧的应用市场,成为未来水状,水煤浆技术推广应用经验交流会论文集LM]煤浆工业应用的另一重要组成部分。另外,随着精北京;国家水煤浆工程技术研究中心,2004细水煤浆产品应用于内燃机或燃气轮机,经济型水[3]胡景华,220h水煤浆锅炉的长周期运行与系统完煤浆用于电厂垃圾发电的辅助燃烧等新型代油技术善[J,煤质技术,2007(4)在未来发展中突破技术瓶颈,极有可能成为水煤浆4梁兴,詹隆,王国房,等,水煤浆制备工艺的技术发展的另一重要市场。应用与发展[冂,煤炭加工与综合利用,2006(5)(4)水煤浆技术自身提高和完善的问题。在积[5]游小波,张传名,彭国伟.水煤浆在电站锅炉及工极开拓市场的同时,水煤浆技术的推广还有赖于练业锅炉上的应用前景[冂,煤质技术,2007(4)好内功,争取机遇,积极拓宽水煤浆技术的应用领[6]龚欣,于遵宏,王辅臣,等·水煤浆气化技术在域以扩大水煤浆的代油范围,延伸水煤浆技术自身中国的应用及其进展叮J,节能和环保,201(5),的市场竞争力。针对市场积极开发适合市场的新产[冂]周夏,张彦,刘长辉,等.首套多噴嘴对置式品和新技术,如精细水煤浆、固态水煤浆、采用水水煤浆气化技术的工业化应用[冂,大氮肥,2006煤浆技术处理垃圾等;使用水煤浆技术的成本还需进一步降低,刨括某些具体的技术本身水平的改进[8]付晓恒,王祖讷,柴保明,等,精细水煤浆制备和提高和使用成本的降低,如延长喷嘴和耐火砖使用应用技术的研究[,煤炭学报,2004,29(2)周期、提高大型化设备的可靠性、根据不同的煤种!]杨蕴辉,杨杰,水煤浆燃烧技术在垃圾发电厂的如褐煤)选择添加剂及制浆技术并结合新型水煤应用[J].江苏电机工浆气化技术进行工业化应用推广,适时建立水煤浆[1]周宏春,熊飞,我园水煤浆发展的市场前景及政管道输送工程。在水煤浆技术的工业化应用过程策性建议[J]·中国煤炭,2004(4)中,要解决好技术的自主创新、引进消化吸收和知识产权保护等方面的问题。中国煤化工淳安人,研究员,巨前(5)水煤浆标准制、修订的问题。我国是世界hCNMHG事娱质与化工的研究工上首个制定水煤浆国家标准的国家,《水煤浆技术煤质技术》杂志的编辑和日常理二作。条件》(GB/T18855-2002)和《水煤浆质量检测方法》(GB/T18856-2002)国家标准已于2003年(收稿日期:20070618)48