第四章水煤漿

1、 水煤漿（水煤漿（CWMCWM）技術(shù)）技術(shù) 一、水煤漿一、水煤漿是煤炭的一種深加工產(chǎn)品，一種代油產(chǎn)品，一種節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品，一種流動的煤炭，是一種煤基清潔流體燃料。 應(yīng)用于電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和工業(yè)窯爐作為燃料。水煤漿組成： 煤顆粒（ 6470%、符合一定粒度分布） 水（ 2935%） 化學(xué)添加劑（小于1%）水煤漿技術(shù)水煤漿技術(shù)將固態(tài)的煤經(jīng)過一定的物理加工工藝后，制成的具有一定流動性和穩(wěn)定性的流體燃料的技術(shù)，為一種現(xiàn)實的潔凈煤技術(shù)。水煤漿技術(shù)包括水煤漿制備技術(shù)、儲存運(yùn)輸技術(shù)和燃燒技術(shù)，水煤漿技術(shù)為一系統(tǒng)技術(shù)。二、水煤漿產(chǎn)品質(zhì)量及其國家標(biāo)準(zhǔn)二、水煤漿產(chǎn)品質(zhì)量及其國家標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量指標(biāo)：燃料（煤質(zhì)）指標(biāo)和流體

2、指標(biāo)主要質(zhì)量指標(biāo)：濃度：6470%粘度：1200m.pas(100S-1,25)粒度：平均4045um，最大300um穩(wěn)定性：13個月不發(fā)生硬沉淀發(fā)熱量（Qnet,ar）：4500-5000kcal/kg灰分（Aar）:7%硫分（St,ar）:0.35% 水煤漿國家標(biāo)準(zhǔn)水煤漿國家標(biāo)準(zhǔn) 為了更好地推廣水煤漿應(yīng)用，制定了水煤漿技術(shù)條件（GB/T188552002）和水煤漿質(zhì)量試驗方法（GB/T18856.1142002）15項水煤漿國家標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn) 2003年4月1日實施。影響水煤漿質(zhì)量因素影響水煤漿質(zhì)量因素 制漿原料煤煤質(zhì) 粒度級配 化學(xué)添加劑 制漿工藝 制漿設(shè)備三、水煤漿特點三、水煤漿特點 水

3、煤漿應(yīng)用既保留了煤炭的燃燒特性，又具有類似重油的燃燒應(yīng)用特點。象油外觀象油，貯運(yùn)象油，燃燒象油貯運(yùn)貯存穩(wěn)定、不沉淀、可以泵送、運(yùn)輸方便（罐車、管道、船舶），水煤漿燃料系統(tǒng)（密閉儲 存、運(yùn)輸）損耗低。燃燒應(yīng)用霧化（介質(zhì)壓縮空氣或蒸汽）燃燒、調(diào)節(jié)靈活、燃燒效率高（9598%以上）、污染物（SO2、Nox、煙塵 ）排放低。 約2噸水煤漿替代1噸燃油，具有代油、環(huán)保、節(jié)能 等綜合效益。四、水煤漿應(yīng)用優(yōu)勢四、水煤漿應(yīng)用優(yōu)勢 1、代油燃燒代油燃燒：節(jié)油,解決石油資源短缺;有經(jīng)濟(jì)效益 2、清潔、清潔水煤漿生產(chǎn) 水煤漿原料為洗選后精煤，其含灰分、硫分和有害物質(zhì)等遠(yuǎn)低于常規(guī)動力煤，水煤漿灰分一般小于6%，硫分小

4、于0.35%。而通常市場上燃用的煤炭灰分在20%左右，硫分在1%左右。儲存運(yùn)輸 水煤漿儲存、運(yùn)輸均密閉，對外無泄漏和無粉塵污染，而煤炭在散裝儲運(yùn)中損失（約3%）煤炭會對環(huán)境污染。取消用戶儲煤廠，徹底解決了各用戶儲煤廠對環(huán)境造成的煤灰或煤泥水（下雨時）污染。 燃燒應(yīng)用燃燒應(yīng)用 由于水煤漿為煤水混合物，其燃燒溫度比燒油和煤粉低（100-200），可大大減少SO2的析出和NOx的生成，可以實現(xiàn)低NOx 燃燒。 水煤漿燃燒產(chǎn)生的水蒸氣有還原作用，可使部分NOx還原成N2,因此可顯著減少NOx的排放。 水煤漿能和脫硫劑均勻混合，脫硫率50%以上，進(jìn)一步降低SO2的排放。 水煤漿為霧化燃燒，燃燒效率高（9

5、5-99%），比散煤燃燒提高20%以上，起到節(jié)能，減少煤炭的燃燒量，從而減少對外污染物的排放量。 由于水煤漿的含灰量低，大大減少儲灰場，如相同容量機(jī)組的灰場容量僅為燃煤機(jī)組的25%。 水煤漿爐底渣和飛灰的含碳量很低，灰可以綜合利用（如作為水泥摻合料）。 燃燒后煙氣黑度為林格曼1級。 3.節(jié)能節(jié)能 水煤漿儲存、運(yùn)輸均密閉，無損耗；水煤漿為霧化燃燒，燃燒效率高，達(dá)95-99%。 4.節(jié)地節(jié)地 用戶可取消儲煤場，大大減少儲灰場，相同容量機(jī)組的灰場容量僅為燃煤機(jī)組的25%。 5.可控可控 燃用水煤漿具有與燃油基本相同、而優(yōu)于燃煤的低負(fù)荷穩(wěn)燃性能和調(diào)峰能力，220t/h鍋爐燃燒水煤漿負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍在40-

6、100%。 6.安全安全 與易燃易爆煤粉和重油相比，水煤漿具有較高的安全性。 7.經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì) 研究表明，水煤漿是一種較為經(jīng)濟(jì)的鍋爐清潔燃料。不同燃料的價能比不同燃料的價能比燃料燃料 品質(zhì)（低位熱值）品質(zhì)（低位熱值） 價格價格 價能比價能比 (元元/GJ) 與煤之與煤之價能比價能比 原煤原煤 396200kcal/kg 25.9MJ/kg 230 元元/t 8.88 1 水煤漿水煤漿 4800kcal/kg 20.1MJ/kg 350 元元/t 17.41 1.96 重油重油 9500kcal/kg 39.7MJ/kg 1500 元元/t 37.78 4.25 然氣然氣 8740kcal/m3 3

7、6.5MJ/m3 1.8 元元/m3 49. 3932 5.55 柴油柴油 10400kcal/kg 43.5MJ/kg 2000 元元/t 46.00 5.18 電熱電熱 860kcal/kwh 3.6MJ/kwh 0.4 元元/kwh 111.11 12.51 39 39 五、發(fā)展水煤漿的背景及意義五、發(fā)展水煤漿的背景及意義1.替代部分燃料油，彌補(bǔ)石油資源的相對不足，既替代部分燃料油，彌補(bǔ)石油資源的相對不足，既具現(xiàn)實意義，又有戰(zhàn)略意義。具現(xiàn)實意義，又有戰(zhàn)略意義。 我國是一個煤炭資源十分豐富的國家資源上：煤炭占化石能源的90%以上，石油、天然氣僅占不足10%儲量：煤炭探明保有儲量1萬億噸以上

8、，可采儲量1145億噸一次能源的生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)：1999年煤占67.8%，預(yù)測2050年占50%左右油氣資源相對貧乏，石油供需矛盾日益突出人均石油資源量和人均產(chǎn)油量僅為世界平均水平的18%和21% 2002年進(jìn)口石油約7000萬噸，占消耗量的30%，在未來20年內(nèi)可能達(dá)到40%以上。 我國如用水煤漿替代燃油，這將對充分利用我國的煤炭資源，節(jié)約石油資源，節(jié)省外匯，具有重要的現(xiàn)實意義，對能源安全具有戰(zhàn)略意義，同時可獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。 2.2.環(huán)保環(huán)保 水煤漿替代高硫油、原煤燃燒，可以降低污染，改善環(huán)境。六、水煤漿代油燃燒技術(shù)六、水煤漿代油燃燒技術(shù)1.1.水煤漿燃燒特性水煤漿燃燒特性水煤漿的著火熱

9、是煤粉的1.66倍。水煤漿著火溫度比煤粉低100-200。燃燒過程為水分蒸發(fā)、揮發(fā)分析出、焦炭燃燒 三個階段2.2.水煤漿燃燒關(guān)鍵技術(shù)水煤漿燃燒關(guān)鍵技術(shù)燃燒器：有效組織燃燒、配風(fēng)噴嘴：霧化效果好、氣耗率低、壽命長 鍋爐改造具備多種爐型和大小的改爐和專用爐技術(shù)，噴嘴容量達(dá)5噸/小時，壽命2000-3000小時。 電站鍋爐：正在應(yīng)用的最大容量220t/h,正在進(jìn)行 410t/h，670t/h的改造研究工作工業(yè)鍋爐：1t/h-35t/h工業(yè)爐窯：軋鋼加熱爐、退火爐、煅燒爐、陶器噴霧干燥塔熱風(fēng)爐等 水煤漿專用鍋爐中小型鍋爐：1-35t/h電站鍋爐: 130t/h,220t/h,670t/h干燥熱風(fēng)爐3

10、.3.水煤漿代油燃燒系統(tǒng)工程水煤漿代油燃燒系統(tǒng)工程卸儲漿系統(tǒng)爐前供漿系統(tǒng)鍋爐燃燒系統(tǒng)除塵環(huán)保系統(tǒng)七、水煤漿應(yīng)用現(xiàn)狀七、水煤漿應(yīng)用現(xiàn)狀國際上70年代末開發(fā)水煤漿，我國82年開發(fā)水煤漿，目前我國水煤漿廠數(shù)量和使用用戶數(shù)量是世界上最多的國家，水煤漿技術(shù)已進(jìn)入商業(yè)化推廣應(yīng)用階段。水煤漿廠目前我國有水煤漿廠15座，總設(shè)計能力421萬噸/年，水煤漿廠規(guī)模最大100萬噸/年。水煤漿用戶 2002年全國燃燒水煤漿約160萬噸,替代燃油7080萬噸，節(jié)約燃料費(fèi)3.5-4億元。同時拉動了機(jī)械制造、添加劑生產(chǎn)、煤炭相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 電站鍋爐： 7臺220t/h在使用。白楊河發(fā)電廠、燕山石化公司、茂名熱電廠、汕頭熱電

11、廠。 山東白楊河發(fā)電廠1-3#220t/h燃油鍋爐應(yīng)用水煤漿，是我國最早使用水煤漿的電廠，從1999年到2002年底已應(yīng)用水煤漿100萬噸。經(jīng)淄博市環(huán)境監(jiān)測中心站檢測（1999年數(shù)據(jù)），環(huán)保排放指標(biāo)為：煙塵排放135.2 mg/m3，SO2排放627.4 mg/m3 ，水煤漿加入脫硫劑后，SO2排放為255.34 mg/m3 ，NOx排放495 1mg/m3，符合火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13223-1996)要求?！把嗌绞?20t/h鍋爐燃用水煤漿示范項目”，該項目為日本綠色援助項目，從2000年3月9日投漿到2002年底共應(yīng)用水煤漿46.8萬噸。經(jīng)測試（2000年數(shù)據(jù)），環(huán)保排放指標(biāo)

12、為：煙塵排放77 mg/m3，SO2排放209 mg/m3 ，NOx排放544 mg/m3，符合當(dāng)時的北京市排放標(biāo)準(zhǔn)（煙塵排放150mg/m3，SO2排放500 mg/m3 ，NOx排放650mg/m3）。排渣污水回用率100%。經(jīng)濟(jì)效益顯著:供替代燃燒重油21.27萬噸,節(jié)約燃料成本1.27億元,節(jié)約下的重油進(jìn)一步進(jìn)行催化加工，又創(chuàng)效益6300萬元，綜合效益1.9億元。 工業(yè)鍋爐（生產(chǎn)和取暖）： 220t/h,約50臺。主要在集中在山東棗莊、新汶、勝利油田、青島，北京外圍地區(qū)。 工業(yè)爐窯： 陶瓷熱風(fēng)爐120多臺，唐山軋鋼加熱爐、首鋼燒結(jié)爐。 當(dāng)前仍有許多企業(yè)正在進(jìn)行水煤漿工程，規(guī)模較大的有廣

13、東南海電廠（新建1臺670t/h鍋爐），茂名熱電廠（改造1臺410t/h鍋爐）,大慶油田（新建2臺150t/h，改造1臺130t/h）、吉林石化油爐（新 建1臺75t/h，改造4臺65t/h）改燒水煤漿工程，青島水煤漿供熱工程(新建3臺130t/h鍋爐)等，水煤漿廠配套能力為260萬噸/年。八、當(dāng)前國家有關(guān)支持和鼓勵發(fā)展水煤漿的政策八、當(dāng)前國家有關(guān)支持和鼓勵發(fā)展水煤漿的政策1、當(dāng)前國家重點鼓勵和發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄國家計委、國家經(jīng)貿(mào)委，2000年7月27日2、煤炭工業(yè)“十五”發(fā)展規(guī)劃，國家經(jīng)貿(mào)委，2001年6月25日3、能源節(jié)約與資源綜合利用“十五”規(guī)劃，國家經(jīng)貿(mào)委，2001年10月12

14、日4、節(jié)約和替代燃料油“十五”規(guī)劃，國家經(jīng)貿(mào)委，2001年5、當(dāng)前優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點領(lǐng)域指南（2001年度），國家計委、國家科技部，2001年11月 6、外商投資產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)目錄，國家計委、國家經(jīng)貿(mào)委、外經(jīng)貿(mào)部，2002年3月4日 7、關(guān)于用高新技術(shù)和先進(jìn)適用技術(shù)改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的實施意見，國家經(jīng)貿(mào)委，2002年 8、國家產(chǎn)業(yè)技術(shù)政策，國家經(jīng)貿(mào)委、財政部、科技部、稅務(wù)總局，2002年 9、煤炭工業(yè)“十五”基本建設(shè)指導(dǎo)意見，國家計委，2002年 10、關(guān)于發(fā)布2002年國家重點環(huán)境保護(hù)實用技術(shù)項目的通知，國家環(huán)保總局九、水煤漿應(yīng)用前景廣闊九、水煤漿應(yīng)用前景廣闊 國家經(jīng)貿(mào)委在“十五”煤炭發(fā)展規(guī)

15、劃中提出2005年水煤漿產(chǎn)量達(dá)1000萬噸，形成400-500萬噸的代油能力。 1.1.現(xiàn)有燃油鍋爐、爐窯的改造現(xiàn)有燃油鍋爐、爐窯的改造 目前國內(nèi)各類鍋爐、窯爐燃油量約4000萬噸/年以上， 主要集中在5大行業(yè)：電力（41.5%），石油石化（23%），建材（7.5%），冶金（6.6%），化工（6.5%）。 水煤漿應(yīng)用主要對象：水煤漿應(yīng)用主要對象： 發(fā)電鍋爐、熱電聯(lián)供鍋爐、工業(yè)鍋爐、油田采暖爐、油田熱采爐。如其中有50%可以用水煤漿代替，即每年可代油2000萬噸以上。 2.2.燃煤鍋爐改燒水煤漿，替代散煤燃燒燃煤鍋爐改燒水煤漿，替代散煤燃燒。 中小型層燃鍋爐用水煤漿替代散煤燃燒，既可以取消城市煤場，減少散煤運(yùn)輸造成的損失和粉塵污染，還可以提高煤炭燃燒效率（10-15%），節(jié)約能源，降低污染物排放，是目前最經(jīng)濟(jì)的企業(yè)能承受的代煤環(huán)保燃料。據(jù)統(tǒng)計，全國50多萬臺鍋爐，每年燃煤3億