孫素敏,陳 暢,曹佩文
0 前言 據國際能源署統計,中國已成為世界第二大能源消費國,未來20年,中國石油的日進口量將與整個歐洲不相上下,巨大的需求量將使中國的能源安全問題更加突出。我國能源資源的基本特點是貧油、少氣、富煤,煤炭資源豐富(占近70%),保有量居世界第三,煤炭是我國最可靠、最有保障的能源。基于能源安全、資源結構和現實國情的考慮,我國以煤為主的能源結構短期內將不會改變。 由于煤基燃料沿襲了原煤直接燃燒的低層次利用方式,造成環境污染,政府對用煤企業施加了環保約束,從而提高了印染企業對煤基燃料高層次利用的積極性。此外,國際油價的波動,也給使用燃油導熱油鍋爐的印染企業帶來了巨大的成本壓力。在實施節能減排、倡導綠色革命和應對金融危機的形勢下,如何在滿足環保要求的前提下降低生產成本;能否以水煤漿鍋爐替代燃煤、燃油鍋爐;國家對水煤漿技術和產業的政策導向如何等,已成為印染企業關注的問題。本文對水煤漿技術、中小型水煤漿鍋爐的應用、相關政策、經濟可行性和應用前景等進行了調查和分析,以供有意實施熱源改造的印染企業參考。
1 水煤漿及水煤漿鍋爐1.1水煤漿 水煤漿(CWM)俗稱液態煤,是在20世紀70年代石油危機時產生的一種煤基流體代油燃料。水煤漿的主要組分是原料煤,其既保持了煤炭原有的特性,又具有石油的流動性和穩定性,可以像油一樣裝卸、運輸、貯存和泵送、霧化,可代替煤、重油在工業鍋爐和工業窯爐上燃用,且燃燒效率高。由于水煤漿源于低硫分、低灰分的精選煤,所以煙塵和二氧化硫等的排放量都低于燃油和燃煤,是相對較潔凈的燃料。 水煤漿有多個品種,分為精煤漿、精細漿、經濟漿、氣化漿、環保漿和原煤漿。精煤水煤漿是由65%~70%不同顆粒分布(低硫分、低灰分)的精煤粉,29%~34%的水和約1%的化學添加劑制成的混合物,目前國內的精煤水煤漿的制備技術比較完善。水煤漿的主要技術要求見表1。表1水煤漿的國家
水煤漿的主要產地為八一礦、勝利礦、大同礦和撫順礦。近幾年廣東、江蘇、浙江等地區也出現了一些水煤漿廠和配送中心。水煤漿典型的制備工藝流程如圖1。
圖1 水煤漿制備工藝流程1.2水煤漿鍋爐 水煤漿鍋爐分懸浮霧化水煤漿鍋爐和流化床水煤漿鍋爐。蒸發量較少的水煤漿鍋爐(一般不大于10 t/h)基本上采用霧化燃燒方式,較適宜印染企業使用。而流化床水煤漿鍋爐屬于大型鍋爐,一般不適宜印染企業使用,在此不再贅述。懸浮霧化水煤漿鍋爐又分導熱油爐系列、熱水鍋爐系列和蒸汽鍋爐系列,其特點是:最大限度吸取了燃油、燃煤鍋爐的優勢;液態輸送和霧化燃燒;可實現自動化控制;燃盡率高,燃燒效率可達98%~99%,熱效率高達82%以上;解決了燃油鍋爐運行成本高及燃煤鍋爐污染環境的問題,是燃油、燃煤鍋爐理想的替代產品。典型的水煤漿導熱油爐系統流程和蒸汽鍋爐系統流程如圖2和圖3所示。
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