水煤漿鍋爐應用與節能減排分析

專(zhuān)論與綜述一中國科技核心期刊全國中文核心期刊礦業(yè)類(lèi)核心期刊-水煤漿鍋爐應用與節能減排分析賈傳凱12(1.國家水煤漿工程技術(shù)研究中心,北京10003;2.煤炭科學(xué)研究總院節能與工程技術(shù)研究分院,北京100013)摘要:從節能減排方面,與傳統的鏈條爐進(jìn)行了對比分析,發(fā)現煤炭使用水煤漿鍋爐的綜合效率高,節能效果明昰。以4υh的水煤漿鍋爐代替鏈條爐后,NO,的減排率達到了58.5%。同時(shí)對目前水煤漿領(lǐng)域中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析,并提出了建議。關(guān)鍵詞:水煤漿;鍋爐設備;節能;減排;環(huán)保中圖分類(lèi)號:TK229.6;TD849文獻標識碼:A文章編號:1006-6772(2011)03-0001-02中國“十二五”規劃綱要提出,“十二五”期間單種技術(shù),是煤炭潔凈綜合利用重要途徑之一。水位GDP能耗和CO2排放要分別降低16%和17%,煤漿鍋爐替代傳統燃煤工業(yè)鍋爐是當前實(shí)現和完這就意味著(zhù)“十二五”要實(shí)現的節能量比“十一五”成提高煤炭利用效率和節能減排任務(wù)的最行之有還要大。因此中國的節能減排任務(wù)艱巨。煤炭是效的措施之一。實(shí)驗采用神華煤作為評價(jià)基礎,神中國的主要能源,做好煤炭利用環(huán)節的節能減排意華煤的相關(guān)參數見(jiàn)表1。義深遠。表1神華煤基本參數目前,全國在用工業(yè)鍋爐保有量為50多萬(wàn)臺,折合總容量約180萬(wàn)Uh。燃煤工業(yè)鍋爐約48萬(wàn)原煤質(zhì)量熱力學(xué)能/(M·kg1)臺,平均容量約3.4Uh,其中20h以下超過(guò)80%原料煤含硫量/%主要用于工廠(chǎng)動(dòng)力、建筑采暖等領(lǐng)域,每年消耗原原料煤灰分/%煤約4億t。燃煤工業(yè)鍋爐效率低、污染重、節能潛1t煤產(chǎn)水煤漿量/力巨大,平均運行效率約60%~65%,每年排放煙塵水煤漿質(zhì)量熱力學(xué)能/(M·kg1)水煤漿灰分/%約200萬(wàn)t,SO2約600萬(wàn)t,是僅次于火電廠(chǎng)的第大煤煙型污染源。1.1水煤漿爐與鏈條爐節能對比水煤漿工業(yè)鍋爐是以水煤漿作為燃料,采用霧由于工業(yè)鍋爐的噸位小、數量多、分布廣而分化燃燒方式,具有獨特本體結構的一種爐型。與傳散煤炭從煤礦出廠(chǎng)后要經(jīng)過(guò)3-4次的中轉運輸才統燃煤工業(yè)鍋爐相比有燃燒效率髙、自動(dòng)化程度能進(jìn)入燃燒階段,而在中轉環(huán)節中存在煤炭的損高、污染物排放少的特點(diǎn)。耗,所以節能分析需要把中轉環(huán)節產(chǎn)生的損耗計算1水煤漿鍋爐節能減排分析在內。圖1為煤炭在工業(yè)鍋爐燃燒利用前分別采用直接燃燒和通過(guò)加工為水煤漿后再燃燒的過(guò)程和水煤漿技術(shù)是將煤炭物理加工之后再利用的環(huán)節。收稿日期:2011-03-28作者簡(jiǎn)介:賈傳凱(1980-),男江蘇淮安人,2001年畢業(yè)于西安交通大學(xué)熱能與動(dòng)力工程學(xué)院熱能工程系現就職于國家水煤漿工程技術(shù)研究中心,工程師賈傳凱:水煤漿鍋爐應用與節能減排分析專(zhuān)論與綜述替鏈條爐后,每年可減少使用煤炭740t。若將現有輸年耗煤量4億t的工業(yè)鍋爐的50%改造為水煤漿,煤礦一一次運輸水煤漿爐燃燒則每年可節省煤炭近3400萬(wàn)t。加為水煤漿十二次運輸表2煤炭在工業(yè)鍋爐中利用率的對比%圖1煤炭在工業(yè)鍋爐中利用環(huán)節煤炭利用煤炭利用綜合綜合由圖1可以看出:方式利用率節能A環(huán)節:一次運輸指煤炭從煤礦經(jīng)過(guò)火車(chē)或者鏈條爐B1:1B2:37.561.7輪船等方式運輸到下一級中轉站,通常此過(guò)程運輸水煤爐A3cac1966169量較大,產(chǎn)生的煤炭損耗相對較少。一般煤炭損耗約為運輸量的0.3%;1.2水煤漿鍋爐與鏈條爐減排對比B4環(huán)節:為鏈條爐用煤的二次運輸,通常采用以1臺4t/h水煤漿鍋爐代替鏈條爐為研究對汽運方式運到每個(gè)分散的客戶(hù),平均要經(jīng)過(guò)約2次象。表3為水煤漿鍋爐與鏈條爐在減排方面的效果中轉。煤炭到了目的地后進(jìn)行自然堆放,再用人工對比?；蜱P車(chē)將煤炭轉至鏈條爐人口。整個(gè)過(guò)程煤炭的表3水煤漿鍋爐與鏈條爐減排效果對比損耗約為1%。人工和其他能源消耗尚未計算鏈條爐水煤漿爐在內;蒸發(fā)量/(t·a-1)B2環(huán)節:鏈條爐的燃燒是工業(yè)鍋爐煤炭利用中使用燃煤量/(t·a1)節能空間潛力最大的,根據國家相關(guān)統計數據,工產(chǎn)生的灰分量/(t·a-1)煙氣除塵效率/%95業(yè)鍋爐的平均熱效率只有60%~65%,在此按平均排放煙塵總量/(ta21)3.98值計算為62.5%煙塵減排率/%33.4C1環(huán)節:煤炭加工為水煤漿需要消耗的能源主脫硫效率/%要為電力,按照目前中國的水煤漿制備技術(shù),平均SO2排放量/(t·a-1)7.086.25每噸煤炭可制備水煤漿L.3t,每噸水煤漿需要耗電SO2減排率/%35kWh。根據綜合能耗計算通則相關(guān)規定,每噸水NO,排放址/(t·a2)9.93NO,減排率/%煤漿消耗標準煤12.81kg,即每噸煤炭在加工成水O2排放量/(7589煤漿的環(huán)節上消耗煤炭2%。CO2減排率/%5.2C2環(huán)節:水煤漿的運輸方式有輪船、火車(chē)和汽車(chē)運輸,不論采用哪種運輸方式,均為密閉式。到由表3可看出,鏈條爐改造為水煤漿鍋爐后,煙達用戶(hù)后,也采用密閉式、罐式存儲和管道輸送所塵的減排主要依靠提高除塵設備的效率來(lái)達到以此環(huán)節的消耗可忽略不計,這也是水煤漿的優(yōu)勢NO,的減排率達到了585%,這是由于水煤漿爐膛燃燒溫度較鏈條爐約低150℃,因此由熱力氮產(chǎn)生C3環(huán)節:水煤漿的燃燒效率較高,通?？蛇_的NO大大降低。目前T業(yè)鍋爐還不具備配套脫98%所以鍋爐綜合熱效率可達到83%。顯然硝裝置的能力,所以在源頭控制NO的生成是工業(yè)水煤漿鍋爐比傳統鏈條爐節能效果更顯著(zhù)。應指鍋爐減少NO,排放的主要手段(如電站鍋爐的低氮出的是水煤漿爐運行過(guò)程中,電耗比鏈條爐要高,燃燒技術(shù)),而水煤漿鍋爐是利用燃燒溫度低達到每噸蒸汽多消耗電能8kWh。根據綜合能耗計算通NO減排目的。SO2和CO2的減排就是依靠提高鍋則相關(guān)規定,相當于在此環(huán)節多損耗煤炭2.6%,所爐設備的傳熱效率來(lái)達到減排目的。以此環(huán)節中,煤炭總損耗為19.6%。2建議表2為煤炭在鏈條爐和水煤漿爐2種利用方式中煤炭利用率對比。由表2可以看出,用水煤漿鍋水煤漿技術(shù)達到真正或最大限度的節能減排爐代替鏈條爐后,煤炭的綜合利用率提高了效果是定條件的。16.9%。由此可推算,1臺4th鍋爐用水煤漿爐代(下轉第47頁(yè))《清凈煤技術(shù)》2011年第17卷第3期轉化利用中國科技核心期刊全國中文核心期刊礦業(yè)類(lèi)核心期刊化工進(jìn)展,2005,24(5):464-470and Technology,1990,25(13-15):1375-1386[18]陳嬌領(lǐng)周志軍劉茉娥膜分離技術(shù)脫除和回收空氣中[21]董軍波黃維秋白秋云等吸收法油氣回收系統優(yōu)有機蒸氣的應用淅江化工,2002,33(4):15-17化研究[J].石油與天然氣化工,2008,37(1):9-11.[19]王建宏陳家慶,曹建樹(shù)加油站膜分離烴類(lèi)VOcs回[22]周大勇.吸收法回收油氣工藝研究[J]精細石油化收技術(shù)分析[J].膜科學(xué)與技術(shù),2009,29(3):93-98工進(jìn)展,2005,6(6):21-24[20] Chlrogg.K, Peinemann.K.V. The separation of[23]彭國慶冷凝法回收油氣問(wèn)題的探討[門(mén)].石油化工環(huán)境保護,19992):30-33.Status and progress of gasoline vapor recoveryFU Xiang",2, XIONG Yin-wu", LIANG Da-ming ,GONG Long-ying(l. Beiing Research institute of Coal Chemistry, China Coal Research Institute, Beijing 100013, China2. State Key Laboratory of Coal Mining and Environment Protection, China Coal Research Institute, Beying 100013, China;3. Test Branch, China Coal Research Institute, Beiing 100013, China)Abstract: Introduce the theory and application of several gasoline vapor recovery technologies such as adsorptionmembrane separation, absorption and condensation method, and discuss existing problems and developing trend ofgasoline vapor recovery, emphasize the importance of developing gasoline vapor recovery and provide technicalKey words: gasoline vapor recovery adsorption; environment protection當當當與當加與與當與當當當當+加當當當當(上接第2頁(yè)為原則。某些水煤漿鍋爐設備廠(chǎng)家盲目追求利益(1)生產(chǎn)水煤漿的原料煤必須是經(jīng)過(guò)洗選后的最大化,在系統配套上減少設備或降低設備性能洗精煤,這是保證水煤漿能夠達到節能減排效果的等,這就使水煤漿鍋爐的效率只有80%甚至更低首要條件。因為水煤漿的本質(zhì)還是煤炭,從元素分污染物排放沒(méi)有得到很好的控制。水煤漿鍋爐系析和工業(yè)分析來(lái)看,從煤變?yōu)樗簼{只是水分發(fā)生統配套上存在的問(wèn)題主要有:排煙溫度較高(可采了相對變化。用增加空氣預熱器揹施),煙塵排放超標(可通過(guò)采(2)水煤漿鍋爐的系統配套必須要以節能減排用高效布袋除塵或靜電除塵措施解決)。Application and energy saving and emission reduction analysis ofcoal water slurry boilerJIA Chuan-kai', 2(1. National CWS Engineering and Technology Center, Beying 100013, China2. Energy Conservation and Engineering Technology Research Institute, China Coal Research Instite, Beiing 100013, China)Abstract: From the aspect of energy saving and emission reduction, compared with traditional chain boiler, findcoal water slurry boiler has higher comprehensive and remarkable efficiency. a chain boiler is replaced by onewater slurry boiler whose throughput is 4 Vh, NO, emission reduction can reach 58. 5%, also analyzeproblems existed in application of coal water slurry and point proposed suggestion.Key words: coal water slurry boiler; energy saving; emission reduction; environmental protection傅翔等:油氣回收技術(shù)的現狀及進(jìn)展