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国内节煤技术及其应用现状
一、节煤技术概况
目前，国内外众多科学家、工程师致力于节煤技术的研发。

欧洲的饱和供养燃烧法，日本的替代能源法等都取得了很好的效果。

分析世界各国的主流节煤途径，到目前为止不外乎如下六种：
1.找替代能源（如：利用太阳能、水能、风能、地热能等），减少煤用量。

2.改善燃具（如：锅炉、灶具）结构，提高煤燃烧与吸热效率。

3.改善燃烧方式（如：以粉末状在高温空气中喷燃，制成型煤等），提高利用率。

4.控制燃烧温度（控制CO生成），减少C流失。

5.减少热传导与热辐射，提高热利用率。

6.使用添加剂，提高燃烧率和热效率。

这些系统的节煤理论与办法为节约煤炭的理论研究奠定了基础。

但是，在长期的实际应用中，人们也发现现有的节煤办法存在着诸多不足：一是节煤效果有待提高；二是处于实验室阶段，操作性差不利商业化；三是成本高节煤不节钱。

四是应用范围有局限性。

二、当前国内较为适用的节煤技术
（一）采用水煤浆技术
水煤浆技术是20世纪70年代世界范围内的石油危机中产生的一种以煤代油的煤炭利用新方式，它是用一定级配粒度的煤粉和一定量的水及极少量的添加剂混合而成。

典型的水煤浆是由70％左右的煤粉、30％左右的水和1％的添加剂组成。

它具有石油一样的流动性和稳定性，可以采用泵送、雾化与稳定着火燃烧；也可以长距离输送和长时间保存。

经过十多年的实践探索，中国在水煤浆气化技术方面，积累了丰富的操作、运行、管理与制造经验，气化技术日趋成熟与完善。

经过长期科技攻关，在水煤浆气化领域，形成完整的气化理论体系，研究开发出拥有自主知识产权，达到国
际领先水平的水煤浆气化技术。

目前水煤浆已经在国内电站、钢厂、炼化等大中型企业有所应用，但限于实用型燃烧设备的技术没有及时跟进，中小企业对此应用甚少。

水煤浆作为一种代油燃料可以代替重油和原油用于锅炉和各种窑炉燃烧。

其主要优点在于：(1) 燃烧效果好。

替代重油在锅炉中燃烧，燃烧效率达96%~99%，锅炉效率在90%左右，达到燃油等同水平；(2) 环保效果明显。

脱硫率可达40%，环境粉尘和噪音低，排渣活性好，燃烧后的灰渣可以综合利用，作为水泥掺合料，没有二次污染；(3)改烧水煤浆投资低于改烧粉煤。

水煤浆代油可充分利用原有设备，生产流程简化，投资省。

与改烧粉煤相比，改烧水煤浆的费用仅为改烧粉煤的1/3~1/2，改造时间仅为改烧粉煤的1/3，燃油锅炉改烧水煤浆经济效益显著。

水煤浆的经济性是相对于燃油用户。

目前，国内的水煤浆的价格为320-350元／t，重油的价格1500元／t以上，按2t浆代替1t重油算，则可节约800多元。

水煤浆的经济性对燃煤用户而言，则很差。

以精煤的价格220元／t计算，将同样的煤加工成的水煤浆按320元／t计算，水煤浆的浓度按70％计算，则相当于所用精煤的价格为457元／t。

因此，对于燃煤用户而言，使用水煤浆的积极性不会高。

该产品国内主要供应商：大同汇海水煤浆有限责任公司（国内最大）、新沂市经纬化工有限公司（浙江）、山东八一燎原水煤浆有限责任公司、石狮清源精细化工有限公司
（二）粉煤加压气化技术
2004年7月，国内华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂（水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心）、中国天辰化学工程公司三家单位联合研制成功气流床煤气化，并将于“十一五”期间，实现自主产权粉煤加压气化技术工业化。

该技术是当今国际上最先进的煤气化技术之一，与水煤浆气化技术相比，粉煤气流床加压气化技术具有煤种适应性广、原料消耗低、碳转化率高、冷煤气效率高等技术优势，有更强的市场竞争力。

将该粉煤气化技术与其它几种气流床水煤浆气化技术以及Shell 粉煤加压气化技术的比较列于表3。

从表3 可以看出，粉煤加压气化技术消耗低，碳转化率高，在气化炉条件或煤种相同情况下，比水煤浆气化技术节氧16~21％，节煤
2~4％，有效气成份高6~10个百分点。

表1：几种不同气化装置运行指标比较
该产品（技术）国内主要供应商：华东理工大学、西安热工研究院有限公司（华能控股）
（三）高效环保节煤助燃剂
燃煤添加剂使用原理：它与煤一起参加燃烧反应时，降低煤炭的燃烧温度，消烟，逐级分解生成多种催化剂和氧化剂，同时释放出大量的O2，起到强烈的助燃作用，促进煤粉的充分燃烧，包括煤粉在燃烧过程中，由不完全化学反应产生的CO进一步燃烧生成CO2，放出大量热量，显著提高煤粉的燃烧效率，这样每kg煤要多产生650～1000千卡的能量。

特别是立窑水泥厂，节煤剂能够使致
密的料球内部的煤粉进行完全燃烧反应，减少熟料产生还原气氛，减少黄心料、粉化料和生烧料现象的出现，最终使得水泥凝结时间稳定，熟料强度提高。

另外，节煤剂还能起到固硫作用，减少烟气中SO2等有害气体的排放，有利于环境保护。

燃煤添加剂使用范围：适用水泥煅烧窑炉有机立窑煅烧炉、旋转煅烧炉二种燃煤添加剂使用效果：（1）环保：添加助燃剂后降低了飞灰、烟尘排放量60%，降低了排烟黑度1amp8212级，降低了二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等有害气体45%以上。

由于大量地降低了烟尘排放量，有效减少燃烧后烟气净化的负荷和压力。

（2）节能：机立窑均采用5000千卡/kgamp8212；6000千卡/kg的无烟煤，节煤率控制在8%~12%，每吨熟料节电2amp8212;3度以上。

（3）增加产量：在节煤12%的基础上，提高台时产量：0.85t/H，提高产量8%。

如降低节煤率，可以提高产量15%。

（4）提高质量：在燃煤助燃剂作用下，熟料烧成率达到99%以上，凝结时间稳定，安定性合格率高；可提高水泥熟料标号，也就是提高了水泥标号。

如果企业想保持现有水泥标号，则在熟料磨成水泥过程中，就可以多加掺合料，降低水泥成本。

（5）降低成本：有的地区煤炭发热量偏低，或者高发热量的煤炭较昂贵。

添加燃煤助燃剂，能极大改善煤的燃烧特性，可以提高煤炭1000千卡/kg以上的产能量，可以使劣质煤达到优质煤的煅烧效果，从而降低了成本。

燃煤添加剂使用方法：在水泥生料中依据煤炭的发热量高、低，将按不同配比（一般在10%~15%左右）加入到生料中，将燃煤助燃剂按煤炭实际重量的0.2%的比例直接加入到水泥生料中。

①小车配料：小型水泥厂大多数采用小车称重配制水泥生料。

依据每车生料中含有煤炭的实际重量，将所需的燃煤助燃剂，定量后采用人工直接加入到小车中的生料上。

②自动称重配料：中、大型水泥厂均采用计算机控制的称重自动配料。

在生料进入球磨机前的生料传送带上，按传送带上生料中含有煤炭的实际重量，将所需的燃煤助燃剂，定量后自动加入到传送带中的生料上。

由于全国各地区的煤炭价格体系、煤炭资源状况均有很大的差别。

当我们了解到在机立窑上采用HSamp8212；JMC型煤炭改性剂煅烧水泥熟料，可以实现①节约煤炭；②劣质煤代替优质煤；③提高水泥熟料台时产量；④提高水泥熟料标号等作用。

应当结合当地的实际情况来制定应用方案。

煤炭价格
很贵，可选择在保持原台时产量和产品质量的前提下，尽量少加入煤炭寻找最高节煤率的最佳点，通过节煤获得较高的效益。

或者采用劣质煤代替优质煤而获得经济效益。

该项技术使熟料和水泥强度提高、熟料烧成热耗降低10％~20％、水泥生产电耗降低10％左右、熟料和水泥产量提高10％左右，在保持与原有水泥强度相同的情况下混合粉煤灰掺量提高10％~25％。

由此，每吨水泥生产成本降低20-30元，尤其是可大量利用粉煤灰，为大批量利用粉煤灰作为水泥混合材提供了一个很好的机会，进而解决了我国粉煤灰等工业废渣利用率低、污染环境的问题。

该产品国内主要供应商：无锡市炬宏节能材料有限公司、长沙市保灵建材助剂有限公司
（四）节煤固硫除尘浓缩液
“节煤固硫除尘浓缩液”技术由燃烧反应催化剂、低燃点引发剂、氧化剂消烟降尘剂、固硫剂和表面活性剂等组成，通过加热高速剪切微乳化特殊工艺制成的浓缩液体添加剂。

是一种高效助燃、节煤率高、降低二氧化硫和烟尘排放、提高助燃效率、燃烧器使用寿命的高科技环保产品。

燃媒喷洒本产品数分钟后，产品所含化学成分通过煤炭空隙快速渗透、吸附到煤炭内部，煤炭进入燃烧器后煤炭中有机金属盐等因机理反应起着催化活性载体的作用，使燃烧起火点降低。

由原来的400摄氏度左右降低为320摄氏度左右，强化了燃媒的氧化还原、置换反应。

含氧化剂在200、400、600摄氏度左右不同温度段逐步释放出新生态活性氧助燃，燃煤在燃烧器中加速还原、催化反应并与活性氧充分接触产生“微爆”，使燃煤中的可燃物充分燃烧，火势猛，火焰高，火床长，达到提高燃烧效率，助燃，节煤目的。

消烟降尘剂、固硫剂和表面活性剂在煤的燃烧过程中，不仅使燃煤表面活性增大，易燃并能吸收燃烧过程中产生的二氧化硫而固化，同时大量吸附粉尘及其它有害物质，达到固硫、降尘的作用，从而降低、抑制了烟气排放浓度。

还能清除燃烧器受热外层的烟尘积诟和焦状物，使之分解后燃烧消除。

本产品技术属于先燃煤高效节能、无污染产品的核心技术。

产品使用简便，性能稳定，无需大投入，无需改造设备，具有劣煤优烧，优煤省烧的功效。

表2：“节煤固硫除尘浓缩液”主要指标
本技术最突出的特点是：
（1）工艺流程简单、操作维护方便；
（2）有强有力的理论支持和前期试样研究为先导；
（3）投资费用极小，不需复杂的脱硫设备；
（4）与其它脱硫方式相比，能用最低的费用收到较高的脱硫效果，是适合我国国情的一种最新固硫、脱硫技术。

该产品经过新疆维吾尔自治区经委节能中心和环境检测中心检测具有节能、除尘、固硫的环保效果，产品使用简单、效果明显，在国家环保总局举办的第九界中国国际环保展览会上被评为洁净煤行业唯一金奖，产品被神华集团新疆能源有限责任公司和中国煤炭科学院（北京）型煤中心大力推广使用，产品不仅在新疆大力推广使用外，还远销到河南、广东、福建、四川等地，积极的配合当地治理大气污染和建设节约型社会的需要。

该产品国内主要供应商：新疆天融环保科技开发有限公司
新疆天融环保科技开发有限公司是一家集科研、生产、销售为一体的高科技民营企业，位于乌鲁木齐经济技术开发区北大科技园，公司以“办绿色企业节约
能源走可持续发展之路”为宗旨，依托中科院高新技术，利用资本快速孵化高新技术，致力于能源的可持续发展和环保产业的开发。

（五）新一代粉体燃煤技术
佛山市焱冉节能设备有限公司积极投入研制，研发出的新一代粉体燃烧技术“干喷式煤粉燃烧系统”，打破了旧的燃烧模式，采用固体燃料，把煤加工成400目以上的煤粉，直接喷进热风炉燃烧，节约水煤浆45%的水耗热量，从而达到节约煤资源12%以上。

目前该技术已成功申请了国家专利，并在陶瓷行业得到重视与应用。

（六）煤炭直接液化技术
煤炭液化是把固体煤炭通过化学加工过程，使其转化成为液体燃料、化工原料和产品的先进洁净煤技术。

根据不同的加工路线，煤炭液化可分为直接液化和间接液化两大类。

煤的直接液化技术是指在高温高压条件下，通过加氢使煤中复杂的有机化学结构直接转化成为液体燃料的技术，又称加氢液化。

其典型的工艺过程主要包括煤的破碎与干燥、煤浆制备、加氢液化、固液分离、气体净化、液体产品分馏和精制，以及液化残渣气化制取氢气等部分，特点是对煤种要求较为严格，但热效率高，液体产品收率高。

一般情况下，1t无水无灰煤能转化成半吨以上的液化油，加上制氢用煤约3-4t原料产1t成品油，液化油在进行提质加工后可生产洁净优质的汽油、柴油和航空燃料等。

煤的间接液化技术是先将煤全部气化成合成气，然后以煤基合成气（一氧化碳和氢气）为原料，在一定温度和压力下，将其催化合成为烃类燃料油及化工原料和产品的工艺，包括煤炭气化制取合成气、气体净化与交换、催化合成烃类产品以及产品分离和改制加工等过程。

一般情况下，约5-7t原煤产1t成品油，其特点是适用煤种广、总效率较低、投资大。

早在20世纪30年代，第一代煤炭直接液化技术—直接加氢煤液化工艺在德国实现工业化。

但当时的煤液化反应条件较为苛刻，反应温度470℃，反应压力70MPa。

1973年的世界石油危机，使煤直接液化工艺的研究开发重新得到重视。

相继开发了多种第二代煤直接液化工艺，如美国的氢-煤法（H-Coal）、溶剂精炼
煤法（SRC-Ⅰ、SRC-Ⅱ）、供氢溶剂法（EDS）等，这些工艺已完成大型中试，技术上具备建厂条件，只是由于经济上建设投资大，煤液化油生产成本高，而尚未工业化。

现在几大工业国正在继续研究开发第三代煤直接液化工艺，具有反应条件缓和、油收率高和油价相对较低的特点。

目前世界上典型的几种煤直接液化工艺有：德国IGOR公司和美国碳氢化合物研究（HTI）公司的两段催化液化工艺等。

国内企业神华集团“煤制油”直接液化工业化装置于2004年8月启动，这种把煤直接液化的”煤制油”工业化装置在世界范围内是首次建造。

神华煤直接液化项目总建设规模为年产油品500万吨，分二期建设，其中一期工程建设规模为年产油品320万吨，由三条主生产线组成，包括煤液化、煤制氢、溶剂加氢、加氢改质、催化剂制备等14套主要生产装置。

神华煤炭间接液化也仅南非一家企业拥有工业化生产装置。

美国正在建设规模为每天生产5000桶油品的煤炭间接液化示范工厂。

据称，如果石油价格高于每桶22美元，煤液化技术将具有竞争力，而目前石油价格涨到了100美元以上/桶。

（七）空腔型煤技术
厦门思明辖区嘉申能源技术有限公司于2007年研发成功的“空腔型煤技术”，该技术历经3年的空腔煤实验，2006年作为重点项目推荐上报并获得福建省该年第二批促进项目成果转化扶持资金及厦门市发改委配套资金。

该技术解决了目前工业型煤燃烧不充分的缺陷，有效利用先进的制造设备和闲置煤粉，采用一定物理化学作用，添加部分黏结剂，生产出中间有空腔的型煤，可广泛应用于造气、冶炼、锅炉燃烧等行业，不仅节约15%的能源，而且能减少40%的二氧化硫排放量。

据悉，苏州钢铁厂、江苏南天集团化肥公司、厦门华达鑫工贸有限公司、大田盛和铸冶有限公司等都先后利用空腔型煤进行应用实验。

应用实验表明：空腔型煤热效利用率达98%以上，节煤率在18%以上；空腔型煤二氧化硫排放浓度降低41％、排放量减少43%，烟尘排放浓度降低40%、排放量减少42%；采用福建地产劣质粉煤生产的空腔型煤，发气量、气体质量与使用优质块煤相当，从而能够改变我国化工生产必须使用优质块煤的现状。

大幅度降低终端产品成本。

附件1：浙江大学热能工程研究所
浙江大学热能工程研究所成立于1989年，前身为浙江大学燃烧理论与技术教研室，是我国高等学校在能源清洁利用与环境工程领域的重要研究基地之一，是我国工程热物理学科的国家重点学科点，国务院批准的首批博士和硕士学位授予点，并建有国家博士后流动站，国家水煤浆工程中心燃烧技术研究所和能源洁净利用与环境工程教育部重点实验室。

研究所下设有：
•流化床燃烧与气化研究室•废弃物资源化综合利用研究室
•煤粉燃烧研究室 •水煤浆燃烧研究室
•测试与控制研究室 •工程多相流及数值计算研究室
•燃料利用研究室 •燃烧与传热教学实验室 研究所主要对一次能源（以煤为主）及可燃废弃物、污水的合理、高效、清洁燃烧利用、回收以及新型的能源利用和强化传热技术的研究。

同时针对国内大量电力、化工、轻工、建筑、冶金等领域所用的气固多相流的测量，合理结构、防磨、防腐和模化等方面进行研究以及模化。

主要研究方向有下列十多个方面。

1．高效低污染流化床燃烧技术
2．电站煤粉锅炉低污染和强化燃烧技术
3．新型代油燃料煤浆的燃烧技术
4．煤与生物质多联产综合利用技术
5．多相流动理论与计算机辅助数值试验技术
6．固体及液固废弃物和有毒有机废水的焚烧综合利用技术
7．煤炭及灰渣的综合利用
8．电站锅炉专家系统及自动控制技术
9．烟气除尘脱硫技术
10．强化燃烧传热及余热利用
11．各种动力设备的磨损理论和防磨理论
12．洁净型煤技术
附件2：浙江大学能源科技有限公司
浙江大学能源科技有限公司成立于2000年12月，是一家以浙江大学热能工程研究所、水煤浆燃烧技术研究所、电厂热能动力及自动化研究所为主组建的能
源及环保领域的高科技公司，拥有院士、教授、高级工程师等专家学者二十多人。

2004年底，公司完成重组，由国华电力北斗兴业公司控股。

公司现有科技人员近90人，90%具有中高级以上专业技术职称。

2004年公司又成功引进了巴布科克-日立公司的SCR脱硝技术及三井巴布科克公司的SNCR脱硝技术。

并于2005年1月承接了浙江国华宁海发电厂4#机SCR脱硝项目。

成为国内最早设计制造脱硝工程及设备的企业之一。

目前，公司的主导经营项目有以下几大类：
一、电力及环保项目技术工程建设
以浙江大学热能工程研究所、燃烧技术研究所、电厂热能动力及自动化研究所的专利技术为基础，进行节能、洁净能源及环保项目技术工程总承包。

具体如下：1.微油冷炉点火；2.火电厂烟气脱硝工程；3.火电厂烟气脱硫工程；4.水煤浆燃烧工程；5.电力自动化工程；6.气力除灰。

二、科研产品及技术推广
公司为浙江大学能源技术学科性公司，从事的是洁净能源、节能、环保与自动化技术的研发，主要技术及专利有：
1.电站煤粉锅炉低负荷稳燃技术；
2.电站煤粉锅炉点火及助燃节油技术；
3.城市垃圾电站及固体废弃物燃烧技术（国家定点唯一研究中心）；
4.烟气脱硫及脱硝技术；
5.水煤浆燃烧技术（国家水煤浆燃烧研究中心）；
6.循环流化床锅炉燃烧技术；
7.MIS系统开发与应用技术；
8.火电站在线状态监测应用技术（与ENTEK公司合作开发）；
9.电站辅机集中控制系统技术；
10.火电站机组能耗分析及应对措施软件；
11.降低锅炉飞灰含碳量技术；
12.燃煤电站气力除灰技术；
13.电站调试及性能测试技术；
14.循环流化床锅炉发电厂DCS系统技术（与FOXBORO合作开发，专用
国内节煤技术及其应用现状
于≤410t/h炉）；
15.火电站上煤、除灰、化水自动化系统；
16.工业废弃物燃烧技术；
三、产品代理
公司拥有自营进出口权，这让公司在经营本公司科研产品的同时，也可以为国外的优秀厂商代理产品。

公司现在已被授权代理的厂商有：德国THYSSENKRUPP公司、法国AMECO公司、英国Continental公司、美国Rockwell 公司、美国FOXBORO公司、法国ALSTOM公司、美国Limitorque公司、法国BOURDON公司、英国KDG（Solartron Mobery）公司、瑞典ABB公司以及韩国新星产电株式会社等。

仅限内部交流学习使用11。