第20卷第6期中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報VoL. 20No 62010年12月JOURNAL OF EMCCDec.201010.3969/j.issn.1008-813X.2010.06.013水煤漿在節(jié)能減排中的應(yīng)用及發(fā)展前景吳良忠1,韋業(yè)2,余禮明2,林華榮(1.北海市海城區(qū)環(huán)境保護分局,廣西北海536000;2.北海市環(huán)境監(jiān)測中心站,廣西北海536000摘要:水煤漿是由60%~68%的煤和32%~40%的水或廢水經(jīng)研磨混合,在0.5%添加劑作用下形成的一種均勻穩(wěn)定的流體潔凈燃料,以流態(tài)霧化噴燃方式燃燒。水煤漿技術(shù)基本成熟,已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)鍋爐和窯爐。在同等條件下,水煤漿與燃煤相比可節(jié)煤32%,減排sO2和煙塵分別達到77%和82%以上;燃自制水煤漿時可節(jié)省燃料費20%以上。將水煤漿技術(shù)應(yīng)用于治理棉漿粕黑液時,不僅投資比堿回收工程少1/2,而且實現(xiàn)了零排放。自“十五”以來,國家一直十分重視水煤漿產(chǎn)業(yè),其發(fā)展前景十分廣闊。關(guān)鍵詞:水煤漿;燃燒系統(tǒng);節(jié)能減排;綜合效益;應(yīng)用前景中圖分類號:X24文獻標(biāo)識碼:A章編號:1008-813(2010)060045-0The application and development prospect of CoalWater Slurry in Energy Saving and Emission ReductionWuLWei Ye2,Y(l. Haicheng Branch of Beihai Environmental Protection Bureau, Beihai Guangri 536000;2. Beihai Environmental Monitoring Central Station, Beihai Guangri 536000)Abstract: Coal water slurry is a kind of inform and stable clean liquid fuel made up of 60% to68% of coal and 32% to 40% of water or wastewater by adding 5% of additive after mixingand grinding, which is burnt by spraying. The technology of coal water slurry is almost ma-ture,and has been widely used in industrial boiler and furnace. In comparison with coal,onthe same conditions coal water slurry can save 32% of coal, reduce SO2 and dust emissionsbeyond% and 82% respectively. Self-prepared coal water slurry can save more than 20%of cost. When coal water slurry is applied to treat cotton pulp digestion wastewater, the investment is 50% less than alkali recovery project, and can achieve zero emission. Since theTenth Five-year Plan, the Chinese government has attached great importance to coal waterslurry development, it has a wide development prospectKey words: coal water slurry; burning system; energy saving and emission reduction; compre-heensive benefit:收稿日期:2010-07-15者簡介:吳良忠(1971—),男,廣西北海人,畢業(yè)于廣西農(nóng)業(yè)大學(xué)環(huán)境保護專業(yè),注冊環(huán)評師,主要從事環(huán)境影響評價和生態(tài)保護方面的工作46循環(huán)經(jīng)濟與可持續(xù)發(fā)展中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報2010年12月《國家“十一五”規(guī)劃綱要》提出了“十一五”期(60%~68%),以水或高濃度的有機廢水為輔間單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗降低20%左右,主要污(32%~40%)經(jīng)專用設(shè)備研磨、充分混合,在染物排放總量減少10%的約束性指標(biāo)。我國的燃0.5%化學(xué)添加劑的作用下,形成均勻穩(wěn)定的流煤工業(yè)鍋爐(窯爐)和高濃度有機廢水污染嚴(yán)重,體。水煤漿通常以流態(tài)霧化噴燃方式燃燒2-4,是節(jié)能減排工作要解決的重點。為此,本文淺其基本工作程序是:水煤漿經(jīng)供漿泵輸至過濾器析了一種煤基流體清潔燃料——水煤漿在工業(yè)鍋后,在空氣壓縮機產(chǎn)生的高壓氣體作用下經(jīng)特制爐(窯爐)和高濃度有機廢水節(jié)能減排中的應(yīng)用及噴槍送入燃燒器,用油點火,在爐膛內(nèi)燃燒;產(chǎn)生發(fā)展前景。的廢氣經(jīng)高效除塵脫硫處理后,由煙囪排入大氣。1水煤漿的制備與燃燒系統(tǒng)水煤漿的制備與燃燒系統(tǒng)工藝流程如圖1。水煤漿以洗精煤或低灰、低硫的原煤為主水或廢水過濾器匚廉機漿器破碎皮帶秤添加劑計量泵級攪拌器研剪機級攪拌器過濾器空壓機儲氣螻排空儲漿罐供漿泵過濾器鍋爐或窯爐除塵脫硫油點火圖1水煤漿的制備與燃燒系統(tǒng)工藝流程2水煤漿技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀中的應(yīng)用2.1水煤漿在工業(yè)鍋爐(窯爐)中的應(yīng)用張家港市錦豐軋花剝絨有限責(zé)任公司產(chǎn)生的水煤漿在我國經(jīng)過近30年的研究開發(fā)、工業(yè)棉漿粕黑液高濃度有機廢水約6萬t/a。該公司性實驗和商業(yè)性示范應(yīng)用歷程,其生產(chǎn)與應(yīng)用技鑒于黑液堿回收設(shè)施投資大、運行成本高,委托術(shù)基本成熟,已推廣到絕大部分省、區(qū)、市。據(jù)江蘇東大熱能機械制造有限公司利用水煤漿技術(shù)2006年8~9月國家發(fā)改委會同有關(guān)部門的調(diào)對棉漿粕黑液進行資源化治理。其技術(shù)路線是:查,全國水煤漿生產(chǎn)能力達1500萬t/a以上,在將現(xiàn)有的20t/h、35t/h二臺燃煤鍋爐的燃燒系20多臺燃油鍋爐、300臺工業(yè)鍋爐及數(shù)百臺工業(yè)統(tǒng)進行改造,使其適用于燃燒用棉漿粕黑液制成窯爐上替代燃油、燃?xì)夂腿济旱乃簼{;將棉漿粕黑液與洗精煤按一定配比,采由于水煤漿在工業(yè)鍋爐(1~150t/h)和工業(yè)用新型濕式研磨工藝制成水煤漿供鍋爐燃燒。所窯爐(陶瓷行業(yè)的噴霧干燥塔、油田的盤管式燃油形成的工藝流程如圖1所示爐、導(dǎo)熱油爐等)上的節(jié)能減排和經(jīng)濟效益顯著,該工程竣工后,在實現(xiàn)棉漿粕黑液零排放和目前在這方面的應(yīng)用發(fā)展較快。據(jù)悉,山西省、天鍋爐廢氣穩(wěn)定達標(biāo)排放的同時,還形成了15萬t/津市、杭州市、南寧市、蘭州市、鶴壁市、銅川市等a水煤漿的生產(chǎn)能力;2008年9月通過了蘇州市地的人民政府均下文大力推廣應(yīng)用水煤漿技術(shù),環(huán)保局的驗收。其中有的地市還出臺了鼓勵扶持政策。利用水煤漿技術(shù)資源化治理棉漿粕黑液的主2.2水煤漿技術(shù)在資源化治理高濃度有機廢水要特點表現(xiàn)在:(1)該工程總投資近500萬元,約2010年第6期吳良忠韋業(yè)余禮明等水煤漿在節(jié)能減排中的應(yīng)用及發(fā)展前景占堿回收工程投資的1/2,不僅投資少,而且節(jié)省占地面積,又改善了周邊環(huán)境。(3)水煤漿與燃油了堿回收工程的運行費用。(2)年產(chǎn)15萬t水煤相似,用儲罐運輸和儲存,減少了固體煤運輸過程漿,企業(yè)消耗6萬t,9萬t外賣,至少可獲利的污染和儲存的占地面積。水煤漿的理化性能穩(wěn)1000萬元,半年左右即可收回投資。(3)棉漿粕定,在運輸和儲存中幾乎沒有任何危險。(4)水煤黑液的發(fā)熱值約800大卡/kg,并含有木質(zhì)素、苯漿鍋爐可以迅速達到900~1200℃連續(xù)穩(wěn)定燃磺酸納等水煤漿所需的添加劑,比用自來水制備燒,避免了燃煤鍋爐加煤時低溫燃燒不充分的污水煤漿的成本明顯降低。(4)棉漿粕黑液制成的染過程,也避免了燃油鍋爐高溫(1300℃以上)水煤漿含稀堿液成分,與燃燒過程中產(chǎn)生的SO2燃燒產(chǎn)生的大量氮氧化物污染。(5)水煤漿鍋爐廢氣發(fā)生反應(yīng),起到爐內(nèi)脫硫作用。外排廢氣中煙氣黑度、煙塵和SO2等均達到《鍋江蘇東大熱能機械制造有限公司研究利用水爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13271-2001)一類煤漿技術(shù)資源化治理棉漿粕黑液,以其顯著的環(huán)區(qū)Ⅱ時段的燃油鍋爐標(biāo)準(zhǔn),同時也基本杜絕了鍋境效益、經(jīng)濟效益和社會效益開創(chuàng)了實現(xiàn)高濃度妒房常有的煤煙或油煙氣味,完全可滿足環(huán)保有機廢水零排放的先河,從而為酒精、造紙、制藥、要求。淀粉和印染等行業(yè)的高濃度有機廢水資源化治理3.2水煤漿的綜合效益開辟了一條新的有效途徑我國現(xiàn)有在用的中小型工業(yè)鍋爐50多萬臺,3水煤漿的特點與綜合效益總?cè)萘考s180萬蒸t/h,其中燃煤鍋爐約163萬蒸3.1水煤漿的特點t/h,燃油(柴油和重油)鍋爐約16.5萬蒸t/h,其與固體燃料煤和燃油相比,水煤漿具有許多余為燃?xì)夂腿茧婂仩t。若全國中小型燃煤和燃油優(yōu)異的特點:(1)水煤漿的燃盡率由固體燃料煤的工業(yè)鍋爐均改燃水煤漿,鍋爐運行時間平均按每70%~80%提高到98%以上,水煤漿鍋爐的熱效天16h、全年300d計,則每年產(chǎn)生的綜合效益主率由傳統(tǒng)燃煤鍋爐的65%~70%提高到84%以要體現(xiàn)如下:上,具有高度節(jié)能的特點。(2)水煤漿鍋爐爐渣3.2.1水煤漿的節(jié)能效益中的含炭量由傳統(tǒng)燃燒鍋爐的13.7%下降到2%水煤漿替代其他燃料在中小型鍋爐應(yīng)用上的以下,灰渣排放量的明顯降低,既減少了鍋爐房的節(jié)能情況如表1。表1全國中小型工業(yè)鍋爐燃用不同然料的耗量鍋爐名稱燃料名稱燃盡率耗量/t蒸總?cè)萘靠偤牧?%)(%)大卡/kg)(萬t蒸/h)(萬t蒸/h(億t/a)水煤漿鍋爐水煤漿4173(112)13.54(8.76)燃煤鍋爐650089812.91燃油柴油1000016.5重油9注:用發(fā)熱值6500大卡/kg的煤炭制成的水煤漿發(fā)熱值為4225大卡/kg,括號內(nèi)的數(shù)字為扣除含水量后的實際耗煤量由表1可知,用發(fā)熱值6500大卡/kg的煤炭3.2.2水煤漿的減排效益制成Ⅲ級水煤漿后,燃水煤漿比燃煤每噸蒸氣可在同等產(chǎn)汽量條件下,用同一種煤制成Ⅲ級少耗煤53kg,節(jié)煤32%。全國中小型工業(yè)鍋爐水煤漿后,兩種不同燃燒方式的排污狀況示如均改燃水煤漿后,每年可節(jié)煤4.15億t,替代或節(jié)表2油5800萬t。表2水煤漿鍋爐與燃煤鍋爐的排污狀況比較燃料組分煙塵灰分總耗量鍋爐名稱硫分(%)灰分(%)(%)(億t/a)脫硫率排放量除塵率排放量(萬t/a)萬t/a)水煤漿鍋爐13.54燃煤鍋爐1.1512.9148循環(huán)經(jīng)濟與可持續(xù)發(fā)展中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報2010年12月由表2可知,全國均采用水煤漿鍋爐替代燃為便于比較水煤漿與其他燃料在同等產(chǎn)汽量煤鍋爐后,每年可減排SO277.23萬t和煙塵條件下的經(jīng)濟效益,以廣西南寧近期燃料物價為59.33萬t,削減量分別為7.81%和82.96%例進行分析的結(jié)果如表32.3水煤漿的經(jīng)濟效益表3同等產(chǎn)汽量條件下各種燃料成本比較燃料名稱單價耗量/t蒸成本/t蒸發(fā)總?cè)萘靠偝杀?元/個)(萬t蒸/h)(億元/a)水煤漿商品148.78104,67煤16310454燃料油16.53215由表3可知,每噸蒸汽的成本,燃市售商品水4.2技術(shù)優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)化的支撐煤漿比燃煤高16.78元,比燃油低257.22元。水我國的水煤漿制備與燃燒技術(shù)基本成熟,其煤漿倍受燃油用戶的青睞,因改燃水煤漿鍋爐后產(chǎn)品不僅在國內(nèi)得到廣泛應(yīng)用,而且遠銷朝鮮、泰半年內(nèi)就可收回購買水煤漿鍋爐和鍋爐房改造工國、印尼巴基斯坦、哥倫比亞、毛里求斯等國。水程的投資;全國燃油鍋爐均改用水煤漿鍋爐后,不煤漿在工業(yè)鍋爐應(yīng)用中顯現(xiàn)的節(jié)能(節(jié)煤30%以僅可省錢約2037億元,而且能有效緩解燃料油上)減排(削減的煙塵和SO2均達70%以上)和日益緊缺的壓力。對燃煤用戶而言,為達到環(huán)保經(jīng)濟(運行成本比燃料油低60%以上)等效益,外減排要求,改燃水煤漿后,在經(jīng)濟上基本也能排廢氣中主要污染物均達到GB13271-2001《鍋承擔(dān)。爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一類區(qū)Ⅱ時段的燃油鍋燃自制水煤漿,每噸蒸汽比燃煤約低27.33妒爐標(biāo)準(zhǔn),能行之有效的替代燃料油,以及運輸和儲元,對用汽量較大的燃煤鍋爐(50t/h以上)企業(yè)存過程安全、無污染的特點,基本構(gòu)筑成穩(wěn)定、經(jīng)言,將燃煤鍋爐改造成燃水煤漿,上馬一套爐前濟、清潔的能源供應(yīng)體系,同時也為實現(xiàn)溫家寶總自制水煤漿機組,在自產(chǎn)自銷的情況下,與燃煤相理2007年在全國節(jié)能減排工作電視電話會議上比,2年左右即可收回工程投資。提出的“五年實現(xiàn)節(jié)能1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤”目標(biāo),創(chuàng)造4水煤漿的發(fā)展前景了有利條件4.1資源優(yōu)勢和國家產(chǎn)業(yè)政策的扶持江蘇東大熱能機械制造有限公司研究應(yīng)用水我國化石能源探明儲量中,煤炭占92.94%,煤漿技術(shù),以投入少、產(chǎn)出多的模式成功實現(xiàn)棉漿石油占5.35%天然氣占1.71%,其特點是富煤、粕黑液零排放的范例揭示了水煤漿技術(shù)將在資貧油、少氣。由于燃料油不足我國石油進口量逐源化治理高濃度有機廢水中起著重要作用。年增加,進口的原油、重油含硫量普遍較高,燃高水煤漿技術(shù)在我國已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化許多水煤漿硫油不僅污染嚴(yán)重,而且給國家能源安全造成威設(shè)備生產(chǎn)廠家在全國絕大部分地區(qū)設(shè)有分公司或脅。水煤漿不僅具有低污染、高效、節(jié)能、運行成辦事處,形成的生產(chǎn)、銷售和售后維修服務(wù)的經(jīng)營本低等突出優(yōu)點,而且充分發(fā)揮了我國富煤的資鏈為水煤漿技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了保障。源優(yōu)勢,因此,國家對發(fā)展水煤漿產(chǎn)業(yè)一直十分重綜上所述,水煤漿產(chǎn)業(yè)順應(yīng)了《國家“十一五”規(guī)視。自“十五”以來國家有關(guān)部門在下發(fā)的各項劃綱要》提出的積極開發(fā)和推廣資源節(jié)約、替代利用有關(guān)文件中,如《關(guān)于印發(fā)節(jié)約和替代燃油“十五”技術(shù)形成了健康文明節(jié)約資源的消費模式。可以規(guī)劃的通知》(國經(jīng)貿(mào)資源[2001]1019號)、《關(guān)于預(yù)見,水煤漿在節(jié)能減排中具有廣闊的發(fā)展前景發(fā)布2002年國家重點環(huán)境保護實用技術(shù)項目的參考文獻通知》(環(huán)發(fā)[2002]11號)、國家發(fā)改委發(fā)布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(200年度本)》和《當(dāng)前優(yōu)[]林華榮,龐興云,崔珊珊等.水煤漿在節(jié)能減排中的應(yīng)用價先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點領(lǐng)域指南(2007年值[門].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展,2008,(3):4951.度)》,均將水煤漿技術(shù)列為重要內(nèi)容之(下轉(zhuǎn)第52頁)52循環(huán)經(jīng)濟與可持續(xù)發(fā)展中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報2010年12月設(shè)計適用周期,產(chǎn)品更新?lián)Q代很快,所以,說服消第二,為獲取補貼,回收處理企業(yè)有謊報實際處理費者延長產(chǎn)品使用期是有必要的。而我國的情況量的動機。為解決生產(chǎn)商的定義問題政府部門正好相反,產(chǎn)品的平均使用期都髙于生產(chǎn)商最初要加強走私監(jiān)管。政府應(yīng)對走私、山寨和無牌產(chǎn)的設(shè)計使用期限。很多電子產(chǎn)品都經(jīng)過維修、噴品的市場份額展開調(diào)研。對于回收處理廠謊報處漆很多次。然而,這也涉及產(chǎn)品安全及能耗。為理量的問題,政府要加強監(jiān)管體系建立。上述的解決這些問題,政府應(yīng)致力于建立二手產(chǎn)品的國電子廢棄物處理基金只對正規(guī)的回收處理企業(yè)補家標(biāo)準(zhǔn)和強制報銷年限。貼。然而,非正規(guī)處理商有可能提高回收價。所同時,對回收處理企業(yè)按處理量進行補貼,回以,有必要對非正規(guī)的回收途徑加強環(huán)境控制監(jiān)收處理企業(yè)存在謊報處理量而騙取補貼的可能,管作為補充措施。EPR的政策也許不是我國電另外,這些企業(yè)也有可能將回收上來的電子廢棄子廢物處理問題的靈丹妙藥。關(guān)于電子廢物產(chǎn)生物轉(zhuǎn)賣二手市場。為防止此類情況的發(fā)生,廢棄的庫存研究和電子廢物物質(zhì)流的研究,還應(yīng)該包電器電子產(chǎn)品處理基金管理部門及政府監(jiān)督管理括走私品調(diào)查、仿制品市場份額、小生產(chǎn)者和組裝部門要加強對處理企業(yè)的回收量及拆解量的監(jiān)產(chǎn)品。EPR的有效實施需要其他政策措施,如加管。實際上,引進了一套第三方監(jiān)管和處理過程強邊境管制以打擊走私產(chǎn)品、知識產(chǎn)權(quán)保護的錄像的管理機制,對如何減少電子廢物基金使用配合。監(jiān)管的費用也展開討論。參考文獻補貼量也是需要仔細(xì)考慮的,政府和廢棄電器電子產(chǎn)品處理基金管理委員會都不希望回收和1商務(wù)部發(fā)改委,公安部,建設(shè)都,工商總局,環(huán)?？偩?再生處理企業(yè)通過補貼獲利。但是,也要使正規(guī)的回資源回收管理辦法.商務(wù)部令[2007]第8號,2007.3.27收處理企業(yè)補貼后能夠與非正規(guī)的回收處理企業(yè)[2]曾晶,馬祖軍代穎.我國廢棄電器電子產(chǎn)品回收處理費用機制研究[].物流科技,2009,(11):75-78競爭。如果原材料價格上升,處理企業(yè)可以高價[3]陳魁姚從容電子廢棄物的再循環(huán)利用:企業(yè)、政府與公眾出售。這時政府要適當(dāng)?shù)卣{(diào)低補貼量,以平衡處的角色和責(zé)任[].再生資源研究,2006,(01):18-22理企業(yè)的收益。補貼量要綜合考慮電子廢物回收[4]oECD. Economic aspects of extended producer responsibility價、原材料市場價及回收成本等方面的因素。M].20043結(jié)論5]孫亞鋒,韋家旭淺述日本生產(chǎn)者責(zé)任擴大的選擇[].經(jīng)濟師.2002,(4):9293綜上所述我國實施EPR主要面臨以下兩方[6]顧巧論,高鐵杠石連栓于博弈論的逆向供應(yīng)鏈定價策略面的困難:第一,生產(chǎn)商的定義問題,小作坊、私自分析[].系統(tǒng)工程理論與實踐,200,3):2025組裝和走私的大量存在使政府很難定義生產(chǎn)商。(上接第48頁)[2]高志芳,朱書全,黃波,等.粒度分布對提質(zhì)褐煤水煤漿性能[5]孫素敏陳暢,曹佩文.淺談水煤漿技術(shù)及其應(yīng)用[門].印染,影響的研究[門.選煤技術(shù),2009,(1):1-5[3]李安,水煤漿技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及其新進展[冂].煤炭科學(xué)技術(shù),[6]何秀院.利用煤泥和制漿造紙黑液廢水制備經(jīng)濟環(huán)保型水煤漿[J.化工進展,2010,(229):428430.[4]馬玉峰,李建強,萬啟科,等.水煤漿燃燒技術(shù)及其發(fā)展[刀].[7許勝軍張生安,劉玉國,等,燃煤鍋爐改燒水煤漿的應(yīng)用潔凈煤技術(shù),2003,9(3):13-17[].山東化工,2010,(39);384