水煤漿技術(shù)應用現狀及對策分析

水煤漿技術(shù)應用現狀及對策分析劉志群水煤漿技術(shù)應用現狀及對策分析Application Status and countermeasureAnalysis on the Technology of Coal Water Mixture劉志群(沈陽(yáng)環(huán)境科學(xué)研究院沈陽(yáng)110016)摘要文章對水煤漿技術(shù)在工業(yè)化應用過(guò)程中出現的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了分析并提出了相應的對策。關(guān)鍵詞水煤漿鍋爐除塵器Abstract The technical problems of coal water mixture in utilization are studied and the correspondent measures are putforwardKey words Coal Water Mixture Boiler Dust Remover我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費國,也30%~35%的水和約1%的添加劑制成的混合物是世界上少數幾個(gè)以煤為主要能源的國家之一。合格的水煤漿應達到如下技術(shù)要求見(jiàn)表1。到本世紀中葉,以煤為主的能源結構將不會(huì )改變。表1水煤漿技術(shù)指標2003年我國的煤炭消費量已超過(guò)17億t,占能源項目技術(shù)指標消費比例的70%以上;而石油、天然氣則分別只占濃度66%~70%±1%172%和3.2%,其中進(jìn)口原油占25%已超過(guò)份30%左右7000萬(wàn)t。由于海灣地區持續不斷的戰爭,引發(fā)的黏度1士0.2Pa·s25℃,100s1時(shí)9yAm最大粒徑<300m平均粒度<50國際市場(chǎng)原油價(jià)格持續上漲,導致國家所面臨的外灰分硫分0.3‰~0.5%匯負擔和能源安全危機前所未見(jiàn)。因此根據我國發(fā)熱量18.8%~20.1/M·kg1能源以煤為主的國情,結合資源、技術(shù)和經(jīng)濟條件,穩定性1~3個(gè)月研究和開(kāi)發(fā)技術(shù)可靠經(jīng)濟可行的以煤代油技術(shù),12水煤漿燃燒的技術(shù)要求以便應對日趨嚴峻的國際石油市場(chǎng),保證能源與環(huán)水煤漿的燃燒過(guò)程與原理與燃油鍋爐類(lèi)似,但境的安全和可持續發(fā)展,是當前所面臨的重要課是由于水煤漿燃料相對原煤、油、天然氣等原料的題不同物理化學(xué)特性,燃燒系統必須作特殊的設計,水煤漿作為煤的潔凈燃燒和以煤代油技術(shù)的制備好的水煤漿在鍋爐的燃燒系統應經(jīng)過(guò)下列重新產(chǎn)品近年來(lái)得到人們的高度重視,并在某些行業(yè)要過(guò)程:得到工業(yè)化應用,但在實(shí)際運行過(guò)程中暴露出的技(1)防止沉淀發(fā)生的爐前攪拌系統;術(shù)問(wèn)題需要解決。本文對上述問(wèn)題產(chǎn)生的原因和2)防止堵塞的爐前過(guò)濾系統(在線(xiàn)過(guò)濾器)。解決的方法進(jìn)行了分析和討論。過(guò)濾器需具有承壓、密封和清洗等功能;(3)具有連續穩定調節能力的供漿系統1水煤漿的技術(shù)要求及特點(diǎn)(4)霧化系統以壓縮空氣或蒸汽為介質(zhì)進(jìn)行霧1.1水煤漿制備的技術(shù)要求化,霧化噴嘴的設計好壞將直接影響水煤漿的點(diǎn)火水煤漿是由65%~70%不同粒度分布的煤、和燃燒效率;收稿日期:2005-08-17修回日期:2005-08-2作者簡(jiǎn)介:劉志群(1958-),男,遼寧海城人,高級工程師。環(huán)境保護科學(xué)第32卷第5期206年10月(5)爐內布置應滿(mǎn)足水煤漿的特殊燃燒性能;2.2中小型鍋爐燃燒水煤漿技術(shù)尚需完善(6)燃燒器需滿(mǎn)足含水30%條件下的完全燃隨著(zhù)鍋爐污染物排放標準的提高,多數城市提燒。因此燃燒器的設計將直接影響水煤漿的點(diǎn)火出:市內的中小型燃煤鍋爐禁燒原煤,改用燃油和和燃燒效率天然氣,而高昂的燃料代價(jià)使企業(yè)和用戶(hù)難以承(7)燃燒后的除灰排渣和除塵系統都須按照受。水煤漿以其價(jià)格便宜可以密閉運輸和清潔高水煤漿特性作相應的設計效的特點(diǎn),受到城市的關(guān)注。目前國內在用的中小1.3水煤漿的技術(shù)特點(diǎn)型水煤漿鍋爐約有150臺左右出力為1t/h、2t/h水煤漿具有良好的流動(dòng)性和穩定性可以像石4t/h、6/h、10/h至20t/h不等。上述鍋爐中,有油產(chǎn)品一樣儲存、運輸,并且具有不易燃、不污染的相當數量是燃油改燒水煤漿;部分是直接設計的水優(yōu)良特性是目前比較經(jīng)濟和實(shí)用的清潔煤代油燃煤漿鍋爐。在運行中主要存在如下問(wèn)題料。由于水煤漿是由洗精煤制備,其灰分硫分較2.2.1小型燃油鍋爐改燒水煤漿后出力下降低,在燃燒過(guò)程中,水分的存在可降低燃燒火焰中由于小型鍋爐的爐膛容積較小,難以達到水煤漿完心溫度、抑制氮氧化物的產(chǎn)生。此外水煤漿可采用全燃燒所需要的空間要求。由此導致煤基燃料在管道、罐車(chē)輸送,在運輸和儲存過(guò)程中沒(méi)有污染。燃燒室的停留時(shí)間短,燃燒效率達不到設計要求,水煤漿的主要優(yōu)點(diǎn)在于:使鍋爐的出力下降20%~50%。上述問(wèn)題在4t/h(1)燃燒效率高。水煤漿黏度低于重油使燃以下燃油鍋爐改燒水煤漿后普遍存在。燒負荷易于調節調節范圍可達40%燃燼率可2.2.2與大型水煤漿鍋爐相比,小型水煤漿鍋爐達到98%;燃燒效率可達到96%~99%;鍋爐效率容易結焦水煤漿是通過(guò)高壓噴槍高速進(jìn)入燃在88%以上,達到燃油同等水平,燃燒調節方便、燒室的。由于爐膛容積小,水煤漿極易噴到燃燒室運行穩定可靠。盡管由于加入30%左右的水在爐的壁上而結焦。膛中氣化需要的熱量占水煤漿熱值的5%左右,但2.2.3無(wú)法解決除渣問(wèn)題,鍋爐不能連續運行由于它的燃燼率高,因此有明顯的節能效果。中小型燃油鍋爐多采用內膽式爐膛或其他封閉(2)大氣污染控制效果明顯。由于原料本身的式爐膛無(wú)法設置落渣口及安裝除渣機,因此改燒低硫、低灰及加入脫硫劑等原因,使得二氧化硫、和水煤漿后鍋爐不能連續除渣,每運行2d就須停爐灰渣的排放量較低(脫硫率可達40%)。運行時(shí)噪進(jìn)行人工除渣,無(wú)法實(shí)現連續運行聲低;排渣活性好燃燒后的灰渣可作為水泥摻合2.2.4中小型水煤漿鍋爐的配套除塵脫硫工藝、料沒(méi)有二次污染設計和設備選擇難度大水煤漿中炭顆粒的平(3)工藝上的優(yōu)越性。在制漿過(guò)程中應用濕式均粒度小于50g,比普通燃煤鍋爐的原料煤粒度球磨機,使得磨漿溫度低(50℃~60℃),安全可靠:小得多,因此燃燒后產(chǎn)生的飛灰顆粒比普通燃煤鍋鍋爐受熱面磨損低于燃煤,維修費用低;不爐前爐小得多;煙塵排放量大得多。測試數據表明:水備煤系統和備煤場(chǎng),排灰場(chǎng)占地僅為燃煤的1/4。煤漿鍋爐的煙塵初始排放濃度可達到400mg/Nm3以上,其中PM占70%以上。要滿(mǎn)足目2國內水煤漿應用現狀前的燃煤鍋爐的排放標準除塵器的設計效率應達2.1大型電站鍋爐燃燒水煤漿技術(shù)已經(jīng)成熟到97%以上。目前普通燃煤鍋爐除塵器的除塵效1995至2000年,山東白楊河電廠(chǎng)陸續將3臺率多在90%以下。因此若水煤漿鍋爐配套上述除220t/h燃油鍋爐改燒水煤漿,連續運行時(shí)間超過(guò)塵器,則煙塵排放不達標。只有采用靜電、布袋和3αh,燃用水煤漿12萬(wàn)t。運行結果表明:燃燒帶水循環(huán)系統的高效濕法除塵器,才能使水煤漿鍋效率達到98%以上;鍋爐效率達到91%;負荷調整爐達標排放但由此帶來(lái)的設備造價(jià)、運行費用高區為40%~100%;SO2和NO2排放低于國家(是目前普通燃煤鍋爐的14倍);系統操作復雜;標準。此后分別在北京燕山石化總公司廣東汕頭鍋爐房面積和空間有限等問(wèn)題難以解決萬(wàn)豐熱電廠(chǎng)、茂名熱電廠(chǎng)、沈陽(yáng)石蠟化工有限公司相繼建成了75~220t/h燃油改燒水煤漿工程。上3對策分析述水煤漿鍋爐的工藝和環(huán)保指標均達到設計要求。如上所述從煙塵排放量大的角度上講,水煤12水煤漿技術(shù)應用現狀及對策分析劉志群漿并非是低污染燃燒技術(shù)。只有配套先進(jìn)、高效的投資的比重過(guò)大,用戶(hù)難以承受。相比之下高效濕除塵設施,才能使其真正成為煤的潔凈燃燒技術(shù)。法除塵器具有除塵效率高、設備造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)。但根據我國目前燃煤污染控制的技術(shù)水平和應用現是高效濕法除塵器要求灰水分離、水循環(huán)和煙氣脫狀,應從以下幾方面對水煤漿技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和完水系統與之配套,導致系統操作復雜運行費用高。善而要滿(mǎn)足排放標準,必須且只能采用高效濕法除塵3.1對于20/h以上的水煤漿鍋爐,應選擇靜電器。目前用于中小型水煤漿鍋爐的有篩板塔、鼓泡或布袋除塵器。塔、斜棒柵等高效濕法除塵器。實(shí)踐證明,上述除3.1.1用于工業(yè)生產(chǎn)的水煤漿鍋爐靜電和布塵器能夠滿(mǎn)足達標排放的要求,用戶(hù)在經(jīng)濟上也能袋除塵器具有運行穩定;操作維護簡(jiǎn)便運行費用承受得起。低等優(yōu)點(diǎn)。而生產(chǎn)用鍋爐一般是連續運行,排煙溫度恒定不會(huì )造成因煙氣溫度低于露點(diǎn)以下使布袋3.3小型燃油鍋爐改燒水煤漿需增加燃燒室的容堵塞的現象發(fā)生。因此生產(chǎn)用水煤漿鍋爐應配套積。靜電或布袋除塵器。在鍋爐房面積和空間允許的條件下,可將水煤3.1.2用于供暖的水煤漿鍋爐我國東北地區漿燃燒室與原有油爐串聯(lián),使煤基燃料在有足夠燃多釆用間歇供暖的方式。鍋爐停運后再啟動(dòng)會(huì )導燒時(shí)間和空間的條件下,燃燒完全,既滿(mǎn)足鍋爐效致煙氣溫度降至露點(diǎn)以下,使布袋堵塞。因此供暖率和出力的要求,又可消除黑煙及粉塵的排放用水煤漿鍋爐應配套靜電除塵器。參考文獻32對于20t/h以下的水煤漿鍋爐,應選擇高效濕法除塵器。1.俞珠峰杜銘華等潔凈煤技術(shù)發(fā)展及應用化學(xué)工業(yè)出版社靜電和布袋除塵器的設備造價(jià)較高、占工程總(上接第10頁(yè)度⑦制御関寸石研究,第15會(huì )空氣清浄匕彐冫夕三礻一y彐烘焙5h,從能耗的角度考慮,通風(fēng)時(shí)間在4h以上卜口一研究大會(huì ).1997,187~192.選擇換氣次數3次/h較理想。7.熊野康子他新築集合住宅記扮計八亻夕了宀卜之自然換氪上石押凳性有橫物質(zhì)仍低減化x檢前,室內環(huán)境學(xué)會(huì ),1999,114~115參考文獻8.J Li, 3 liu, Y Lu, B Xie, s Deng. 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