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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