水煤漿技術應用現狀及對策分析劉志群水煤漿技術應用現狀及對策分析Application Status and CountermeasureAnalysis on the technology of Coal Water Mixture劉志群(沈陽環(huán)境科學研究院沈陽110016)摘要文章對水煤漿技術在工業(yè)化應用過程中出現的技術問題進行了分析并提出了相應的對簞。關鑣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 putKey words Coal Water Mixture Boiler Dust Remover我國是世界上最大的煤炭生產國和消費國也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要求見表1到本世紀中葉,以煤為主的能源結構將不會改變。表1水煤漿技術指標2003年我國的煤炭消費量已超過17億t,占能源項目技術指標消費比例的70%以上;而石油天然氣則分別只占濃度66%~70%±1%17.2%和32%,其中進口原油占25%已超過份30%左右7000萬t。由于海灣地區(qū)持續(xù)不斷的戰(zhàn)爭,引發(fā)的黏度1士0.2Pa·s25℃,100s1時平均粒度<50m最大粒徑<300m國際市場原油價格持續(xù)上漲,導致國家所面臨的外灰分<9%硫分0.3%~0.5%匯負擔和能源安全危機前所未見。因此根據我國發(fā)熱量18.8%~20.1/MJ·kg1能源以煤為主的國情,結合資源、技術和經濟條件,穩(wěn)定性1~3個月研究和開發(fā)技術可靠經濟可行的以煤代油技術,1.2水煤漿燃燒的技術要求以便應對日趨嚴峻的國際石油市場,保證能源與環(huán)水煤漿的燃燒過程與原理與燃油鍋爐類似,但境的安全和可持續(xù)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特性燃燒系統(tǒng)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的制備好的水煤漿在鍋爐的燃燒系統(tǒng)應經過下列重新產品近年來得到人們的高度重視,并在某些行業(yè)要過程得到工業(yè)化應用,但在實際運行過程中暴露出的技(1)防止沉淀發(fā)生的爐前攪拌系統(tǒng);術問題需要解決。本文對上述問題產生的原因和(2)防止堵塞的爐前過濾系統(tǒng)(在線過濾器)。解決的方法進行了分析和討論。過濾器需具有承壓、密封和清洗等功能;(3)具有連續(xù)穩(wěn)定調節(jié)能力的供漿系統(tǒng);水煤漿的技術要求及特點(4)霧化系統(tǒng)以壓縮空氣或蒸汽為介質進行霧1.1水煤漿制備的技術要求化,霧化噴嘴的設計好壞將直接影響水煤漿的點火水煤漿是由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:2005-08-29作者簡介:劉志群(1958-),男,遼寧海城人,高級工程師中國煤化工環(huán)境保護科學第32卷第5期206年10月5)爐內布置應滿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尚需完善(6)燃燒器需滿足含水30%條件下的完全燃隨著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,而高昂的燃料代價使企業(yè)和用戶難以承(7)燃燒后的除灰排渣和除塵系統(tǒng)都須按照受。水煤漿以其價格便宜、可以密閉運輸和清潔高水煤漿特性作相應的設計。效的特點受到城市的關注。目前國內在用的中小1.3水煤漿的技術特點型水煤漿鍋爐約有150臺左右;出力為lt/h、2t/h、水煤漿具有良好的流動性和穩(wěn)定性,可以像石4t/h、6t/h、10t/h至20t/h不等。上述鍋爐中,有油產品一樣儲存、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,是目前比較經濟和實用的清潔煤代油燃煤漿鍋爐。在運行中主要存在如下問題: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渫漿后出力下降低,在燃燒過程中,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、罐車輸送在運輸和儲存過程中沒有污染。燃燒室的停留時間短,燃燒效率達不到設計要求,水煤漿的主要優(yōu)點在于:使鍋爐的出力下降20%~50%。上述問題在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(jié),調節(jié)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高壓噴槍高速進入燃在88%以上,達到燃油同等水平,燃燒調節(jié)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(wěn)定可靠。盡管由于加入3%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無法解決除渣問題,鍋爐不能連續(xù)運行由于它的燃燼率高,因此有明顯的節(jié)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(xù)除渣,每運行2d就須停爐灰渣的排放量較低(脫硫率可達40%)。運行時噪進行人工除渣,無法實現連續(xù)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;不需爐前爐小得多;煙塵排放量大得多。測試數據表明:水備煤系統(tǒng)和備煤場排灰場占地僅為燃煤的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已經成熟到97%以上。目前普通燃煤鍋爐除塵器的除塵效1995至2000年,山東白楊河電廠陸續(xù)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(xù)運行時間超過塵器,則煙塵排放不達標。只有采用靜電、布袋和300,燃用水煤漿12萬t。運行結果表明:燃燒帶水循環(huán)系統(tǒng)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的設備造價、運行費用高區(qū)聞為40%~100%;SO2和NO2排放低于國家(是目前普通燃煤鍋爐的1.44倍);系統(tǒng)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題難以解決。萬豐熱電廠、茂名熱電廠、沈陽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,水煤中國煤化工水煤漿技術應用現狀及對策分析劉志群漿并非是低污染燃燒技術。只有配套先進高效的投資的比重過大,用戶難以承受。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。法除塵器具有除塵效率高、設備造價低的優(yōu)點。但根據我國目前燃煤污染控制的技術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進行改進和完水系統(tǒng)與之配套,導致系統(tǒng)操作復雜運行費用高善:而要滿足排放標準,必須且只能采用高效濕法除塵3.1對于20t/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。實踐證明,上述除3.1.1用于工業(yè)生產的水煤漿鍋爐靜電和布塵器能夠滿足達標排放的要求,用戶在經濟上也能袋除塵器具有運行穩(wěn)定;操作、維護簡便運行費用承受得起。低等優(yōu)點。而生產用鍋爐一般是連續(xù)運行,排煙溫度恒定,不會造成因煙氣溫度低于露點以下使布袋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用于供暖的水渫漿鍋爐我國東北地區(qū)漿燃燒室與原有油爐串聯,使煤基燃料在有足夠燃多采用間歇供暖的方式。鍋爐停運后再啟動會導燒時間和空間的條件下,燃燒完全,既滿足鍋爐效致煙氣溫度降至露點以下,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發(fā)展及應用化學工業(yè)出版社靜電和布袋除塵器的設備造價較高、占工程總(上接第10頁)度Φ制御関寸石研究,第15會空筑清浄匕彐夕三礻一滬烘焙5h,從能耗的角度考慮,通風時間在4h以上y彐口一兒研究大會.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計石八力了中卜上自然換氪揮蕪性有機物置仍低減化記少飛梭,室內環(huán)境學會,1999,114~115參考文獻8. 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