中國(guó)潔凈煤技術(shù)現(xiàn)狀
中國(guó)是世界第一大煤炭生產(chǎn)與消費(fèi)國(guó),2001年煤炭在一次能源的生產(chǎn)和消費(fèi)中分別占68和67。在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)中國(guó)以煤為主要能源的生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生改變。煤炭在為國(guó)民經(jīng)濟(jì)作出巨大貢獻(xiàn)的同時(shí),其開(kāi)發(fā)利用過(guò)程也產(chǎn)生了很?chē)?yán)重的污染。中國(guó)是典型的煤煙型大氣污染國(guó)家。
據(jù)2000年《中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》資料顯示,全國(guó)廢氣中SO2、煙塵排放總量分別為1995萬(wàn)噸、1165萬(wàn)噸,導(dǎo)致酸雨的覆蓋面積已達(dá)國(guó)土面積的30。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì),SO2等大氣污染造成的經(jīng)濟(jì)損失總量達(dá)到GDP的2以上。燃煤造成的二氧化硫及總懸浮顆粒物的排放量分別約占85和70,造成的經(jīng)濟(jì)損失年高達(dá)1000億元以上。由于中國(guó)落后的燃煤技術(shù)及裝備,導(dǎo)致中國(guó)主要工業(yè)產(chǎn)品能耗比先進(jìn)國(guó)家高出20~60,能源效率為34,比先進(jìn)國(guó)家低10個(gè)百分點(diǎn)。因此,發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)是提高中國(guó)能源效率、減少環(huán)境污染的重要途徑。
(一)中國(guó)潔凈煤技術(shù)框架體系
潔凈煤技術(shù)是當(dāng)前世界各國(guó)解決環(huán)境問(wèn)題的主導(dǎo)技術(shù)之一,也是高技術(shù)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的重要領(lǐng)域之一。我國(guó)圍繞提高煤炭開(kāi)發(fā)利用效率、減輕對(duì)環(huán)境污染開(kāi)展了大量的研究開(kāi)發(fā)和推廣工作。隨著國(guó)家宏觀發(fā)展戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)變,中國(guó)政府把潔凈煤技術(shù)作為可持續(xù)發(fā)展和實(shí)現(xiàn)兩個(gè)根本轉(zhuǎn)變的戰(zhàn)略措施之一。我國(guó)于1994年成立了煤炭工業(yè)潔凈煤工程技術(shù)研究中心,1995年成立了國(guó)家潔凈煤技術(shù)推廣應(yīng)用領(lǐng)導(dǎo)小組,1997年國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)了《中國(guó)潔凈煤技術(shù)九五計(jì)劃和2010年發(fā)展綱要》。在中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)第十個(gè)五年計(jì)劃和煤炭工業(yè)“十五”規(guī)劃中,都強(qiáng)調(diào)要加大潔凈煤技術(shù)研究開(kāi)發(fā)力度,擴(kuò)大潔凈煤領(lǐng)域的對(duì)外開(kāi)放,推進(jìn)潔凈煤技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。
潔凈煤技術(shù)涉及多行業(yè)、多領(lǐng)域、多學(xué)科,是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程。中國(guó)發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)的目標(biāo):
一是減少環(huán)境污染,如SO2、NOX、煤矸石、粉塵、煤泥水等;
二是提高煤炭利用效率,減少煤炭消費(fèi);
三是通過(guò)加大轉(zhuǎn)化,改善終端能源結(jié)構(gòu)。
目前,中國(guó)已成了世界上最大的潔凈煤市場(chǎng)。
中國(guó)已將發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)列入《中國(guó)21世紀(jì)議程》,并根據(jù)中國(guó)煤炭消費(fèi)呈現(xiàn)多元化格局的特點(diǎn),本著環(huán)境與發(fā)展的協(xié)調(diào)統(tǒng)一環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益并重以及發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)要覆蓋煤炭開(kāi)發(fā)利用的全過(guò)程等原則,提出了符合中國(guó)國(guó)情,具有中國(guó)特色的潔凈煤技術(shù)框架體系。中國(guó)潔凈煤技術(shù)計(jì)劃框架涉及四個(gè)領(lǐng)域(煤炭加工、煤炭高效潔凈燃燒、煤炭轉(zhuǎn)化、污染排放控制與廢棄物處理),包括十四項(xiàng)技術(shù)。
1、煤炭加工領(lǐng)域
包括選煤、型煤、配煤、水煤漿技術(shù)。
2、煤炭的高效潔凈燃燒技術(shù)領(lǐng)域
先進(jìn)的燃燒器、流化床燃燒(FBC)技術(shù)、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)。
3、煤炭轉(zhuǎn)化領(lǐng)域
包括煤炭氣化、煤炭液化、燃料電池。
4、污染排放控制與廢棄物處理領(lǐng)域
包括煙氣凈化、煤層氣的開(kāi)發(fā)利用、煤矸石、粉煤灰和煤泥的綜合利用、工業(yè)鍋爐和窯爐等技術(shù)。
重點(diǎn)針對(duì)電廠(chǎng)、工業(yè)爐窯和民用3個(gè)領(lǐng)域,注重經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展,重點(diǎn)開(kāi)發(fā)社會(huì)效益、環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益明顯、實(shí)用而可靠的先進(jìn)技術(shù)。在組織實(shí)施上采取優(yōu)先推廣一批技術(shù)成熟、在近期能夠顯著減少煙煤污染的技術(shù),如選煤、型煤、配煤、煙氣脫硫等;示范一批能在21世紀(jì)初實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的技術(shù),如增壓循環(huán)流化床發(fā)電、大型循環(huán)流化床、工業(yè)型煤等;研究開(kāi)發(fā)一批起點(diǎn)高、對(duì)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展有影響的技術(shù),如煤炭液化、燃料電池等。
(二)潔凈煤技術(shù)國(guó)內(nèi)發(fā)展概況及趨勢(shì)
在有關(guān)部門(mén)的配合與支持下,我國(guó)潔凈煤技術(shù)開(kāi)發(fā)、應(yīng)用、推廣方面有顯著的進(jìn)展。主要表現(xiàn)在:煤炭的深加工有所進(jìn)步,煤炭入洗比重逐年提高;工業(yè)型煤和水煤漿技術(shù)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用開(kāi)始起步,已有示范性項(xiàng)目投入使用;煤炭氣化技術(shù)已比較成熟,煤氣已成為城市民用燃料的重要組成部分;正在進(jìn)行煤炭液化的性能和工藝條件試驗(yàn),以及煤炭液化商業(yè)性示范廠(chǎng)的可行性研究。但是,我國(guó)在潔凈煤技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化方面還存在許多問(wèn)題,主要是我國(guó)潔凈煤技術(shù)層次不高,還沒(méi)有形成推進(jìn)潔凈煤技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的有效機(jī)制,推進(jìn)潔凈煤技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的法規(guī)不健全,政策不配套,措施不具體,力量不集中,資金籌集渠道不暢。
1、煤炭洗選
煤炭洗選加工,是根據(jù)原煤(毛煤)、礦物雜質(zhì)和煤矸石的粒度、密度、硬度、潤(rùn)濕性等物理化學(xué)性質(zhì)的差別,采用人工揀矸、機(jī)械篩分、物理選煤、物理化學(xué)選煤、化學(xué)選煤和微生物選煤等處理方法,清除原煤中的有害雜質(zhì),排除矸石,降低灰分、硫分、水分,提高回收率,回收伴生物礦,改善煤炭質(zhì)量,按照市場(chǎng)所需求的產(chǎn)品分選加工生產(chǎn)出不同規(guī)格品種及不同用途的煤炭產(chǎn)品,以供不同用戶(hù)的過(guò)程,是煤炭達(dá)潔凈、高效利用的目的及后續(xù)深加工的必要前提。
選煤工藝可分為四類(lèi):篩分、物理選煤、化學(xué)選煤、細(xì)菌脫硫。理選煤、化學(xué)選煤、細(xì)菌脫硫。篩分是把煤分成不同的粒度。物理選煤目前普遍使用的方法有跳汰、重介質(zhì)選煤和浮選三種。跳汰選煤是在上下波動(dòng)的變速脈沖水流中,使相對(duì)密度不同的煤和矸石分開(kāi)。重介質(zhì)選煤是用磷鐵礦粉等配制的重介質(zhì)懸浮液(其相對(duì)密度介于煤與矸石之間),將煤與矸石等雜質(zhì)分開(kāi)。浮選是利用煤和矸石表面濕潤(rùn)性的差異,洗選粒度小于0.5mm的煤。
煤炭經(jīng)洗選后可顯著降低灰分和硫分的含量,減少煙塵、二氧化硫等污染物的排放。目前發(fā)達(dá)國(guó)家需要洗選的原煤已100入洗,重介質(zhì)旋流器、跳汰機(jī)、浮選機(jī)等成熟的選煤技術(shù)己被廣泛采用,洗煤廠(chǎng)處理能力大,洗選效率高。
1)中國(guó)煤炭洗選技術(shù)的發(fā)展。
中國(guó)是世界上最早采用選煤技術(shù)的國(guó)家。早在宋代(公元960-1279年),已經(jīng)采用人工揀矸和篩分技術(shù)進(jìn)行選煤排除雜物。從20世紀(jì)30年代開(kāi)始發(fā)展機(jī)械煤炭洗選加工,到90年代,其洗選工藝已基本與世界同步發(fā)展。目前,我國(guó)已經(jīng)具有很成熟的煤炭加工技術(shù),如洗選、動(dòng)力配煤、型煤及水煤漿等。
在國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)的《中國(guó)潔凈煤技術(shù)九五計(jì)劃和2010年發(fā)展規(guī)劃》中,選煤和型煤被列為我國(guó)潔凈煤技術(shù)的首選項(xiàng)目。與此同時(shí),國(guó)家經(jīng)貿(mào)委目前也正在積極推進(jìn)洗選煤在各個(gè)行業(yè)特別是電力行業(yè)的應(yīng)用,這為加工和使用洗選煤提出了更高的要求。
現(xiàn)階段,煤炭洗選加工在技術(shù)上已經(jīng)較為成熟,發(fā)展的重點(diǎn)已由過(guò)去煉焦煤轉(zhuǎn)為動(dòng)力煤,由過(guò)去單純注重降灰轉(zhuǎn)為降灰與脫硫并舉以及回收洗矸中的黃鐵礦。在產(chǎn)量上,也由1995年的1.9億噸增至2.8億噸,提高了47.3。盡管如此,目前中國(guó)原煤入洗比例還是很低,僅為30,在主要產(chǎn)煤國(guó)中是最低的,這為煤面料行業(yè)的洗選煤加工技術(shù)及水平的發(fā)展帶來(lái)了較大的空間。
但是,在洗選技術(shù)日趨成熟的今天,煤炭的洗選加工仍面臨著諸如實(shí)際入洗比例不高、選煤廠(chǎng)利用率低等許多新情況、新問(wèn)題。在實(shí)際應(yīng)用中也只有少數(shù)幾個(gè)電廠(chǎng)在使用,市場(chǎng)推廣舉步維艱。造成洗選煤市場(chǎng)化推廣難的主要障礙不外乎這樣幾點(diǎn),一是認(rèn)識(shí)上的原因。二是歷史的原因。三是體制不順、行業(yè)分割,不利于洗選煤的發(fā)展。四是較為敏感的價(jià)格問(wèn)題。五是沒(méi)有與之配套的政策法規(guī)。
1998年末我國(guó)選煤廠(chǎng)1581座,選煤能力494.33Mt,入選量327.63Mt,入選率25.66%。最大煉焦煤選廠(chǎng)設(shè)計(jì)能力400萬(wàn)t/a,最大動(dòng)力煤選廠(chǎng)設(shè)計(jì)能力1900萬(wàn)t/a。國(guó)內(nèi)自行研制的設(shè)備已基本滿(mǎn)足400萬(wàn)t/a以下各類(lèi)選煤廠(chǎng)建設(shè)和改造需要,有些工藝指標(biāo)已達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平。國(guó)有大中型選煤廠(chǎng)技術(shù)改造的主要內(nèi)容,已由過(guò)去單純的注重降灰轉(zhuǎn)為降灰與脫硫并舉及回收洗矸中的黃鐵礦。無(wú)壓重介質(zhì)旋流器(3NWX1200/850)研制成功并投入生產(chǎn)使用,旋流靜態(tài)微泡浮選柱研制成功,分選技術(shù)取得若干重要成果。
煤炭洗選加工技術(shù)是潔凈煤技術(shù)發(fā)展的源頭技術(shù),是提高煤炭質(zhì)量的有效技術(shù)。根據(jù)預(yù)測(cè),到2010年,中國(guó)將使總?cè)胂丛毫窟_(dá)到8.08億噸,入洗比例提高到40。選煤技術(shù)的未來(lái)發(fā)展重點(diǎn)將是脫硫和排矸并舉,提高選煤廠(chǎng)的自動(dòng)化水平,發(fā)展深度降灰脫硫技術(shù)及適用于缺水地區(qū)的干法或省水選煤技術(shù)。
2)主要差距。
中國(guó)的煤炭洗選加工同發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距很大,1996年入洗原煤3.2億噸,占全國(guó)原煤產(chǎn)量13.7億噸的23.3。中國(guó)的選煤廠(chǎng)仍屬以中小型為主的廠(chǎng)型體系。大型選煤廠(chǎng)較少。不少選煤廠(chǎng)煤炭洗選采用的工藝簡(jiǎn)單,技術(shù)設(shè)備較落后,自動(dòng)化水平較低,產(chǎn)品品種少,精煤質(zhì)量差。
3)選煤發(fā)展趨勢(shì)。
(1)原煤洗選比率將不斷擴(kuò)大。不僅要提高國(guó)有重點(diǎn)煤礦的洗選比率,而且更要大力發(fā)展地方煤礦的洗選加工。選煤規(guī)模要與洗精煤的需求結(jié)合,煉焦煤的選煤規(guī)模要與冶金、化工等對(duì)焦煤的要求相結(jié)合;動(dòng)力煤的選煤規(guī)模要與電力和工業(yè)窯爐等要求

責(zé)任編輯:電力交易小郭
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