新型复合水煤浆技术

新型复合水煤浆技术

1满杰1吕庆銮2孟祥鹏3孙宇3郑亮4石鲁

1满杰1吕庆銮2孟祥鹏3孙宇3郑亮4石鲁川

1鲁南煤化工研究院山东省济宁市272000；2济宁中银电化有限公司山东省济宁市272000；3曲阜三让洁能股份有限公司山东省济宁市272000；4济宁市质量技术监督检验所山东省济宁市272000

摘要：介绍了新型复合水煤浆技术特点和环保优势，从原料来源、安全性及锅炉运行情况三个方面论证了水煤浆优于煤粉，并得出结论推广复合水煤浆技术是济宁市推动新旧动能转换，改善生态环境，提高群众生活质量的优先考虑的对策之一。

关键词：水煤浆；煤粉

1.前言

2017年为做好冬季清洁取暖工作，济宁市政府贯彻将能源供给方式调整为宜电则电、宜煤则煤、宜气则气、因地制宜的总体方针，同时各级各有关部门把推进“煤改气”“煤改电”工作作为落实铁腕治霾工作的重要举措大力推进，着力改善生态环境，提高群众生活质量。这一系列措施的推进充分体现了能源储备和应用现实的矛盾，结合我国富煤、贫油、少气的现实条件，煤炭清洁化利用仍然是国家能源战略的重要组成。所以，如何充分发挥因地制宜的能源的优势，成为每一个城市综合性解决工业发展、环保治理和居民需求的重要课题。济宁作为北煤南运的重要航运通道之首，国家煤炭基地之一，煤炭资源的优势不言而喻，清洁化利用更是重中之重，推广和使用水煤浆不仅可以解决本地煤炭产能，还可将本地精煤洗选剩余煤泥充分环保提质利用。

2.新型复合水煤浆技术优势

2.1复合水煤浆技术的特点

（1）外观呈现出重油的特征，能够通过管道泵进行输送和装卸，可以运用阀门及压力表分别对其流量及压力进行控制和分析；

（2）其在燃烧时与重油具有相同的特征，既能雾化后的燃烧，也能够实现对空气的压缩，而且燃烧具有稳定高效的特征。

（3）水煤浆中含有30%左右的水，在运输和储存的过程中不用采取任何的防范措施;

（4）在现场储存的过程中不会出现二次扬尘和物料损失的问题，而且在锅炉燃烧的过程中不会产生大量的粉尘，锅炉燃烧时也不会产生噪音;

（5）与燃煤机组相比，锅炉的除尘设备的容量是比较小的，其灰场的容量仅仅为燃煤机组的四分之一。灰场为环保密闭结构无扬尘，并可用于水泥和砖料制备。

2.2、复合水煤浆技术的环保优势

（1）水煤浆制备原料为精煤或煤泥，都是经过净化和浮选的，所以，能够将水煤浆中的灰尘清除，将水煤浆中的黄铁矿清除，所以，水煤浆在燃烧时不会产生灰尘和硫化气体，同时在水煤浆的生产过程中加入脱硫剂，在燃烧时烟尘和硫化物的排放量均达到超低排放。而且水煤浆燃烧温度是800℃左右的低温燃烧，燃烧的过程中的烟尘中二氧化氮气体也不多，原始排放就能达到超低排放标准。据2018年2月8日曲阜圣方热力水煤浆锅炉出口烟气在线监测实测数据可看到该企业水煤浆锅炉污染物排放颗粒物≤2.26mg/Nm3，SO2浓度≤2.71mg/Nm3，NOX≤9.48mg/Nm3，以上指标均符合2018最新版的锅炉大气排放标准，并提前达到并优于山东省2020年排放标准。

（2）水煤浆中的水能够使煤炭的活性提高，使煤炭由原先的固体燃料转化成液体燃料。水煤浆在正常的温度下其粘度为1000mpa，能够在管道泵中输送，既可以雾化和燃烧，也可以长时间运输和存放。所以，水煤浆从生产到燃烧，整个过程都是在封闭的环境中进行的，其工作现场和整个场区是非常洁净的。

3水煤浆较煤粉的优势

水煤浆和煤粉均具有燃烧效率高、锅炉尾气污染物排放达到国家环保部超低排放标准及使用企业环境好、无粉尘的优势，但就我们济宁乃至山东地区而言水煤浆较煤粉还具有一下几点优势：

（1）从原料来源上来讲，济宁本地煤是全国范围内成浆性最好的煤种，江浙地区和山东地区的水煤浆原料均来自济宁境内煤，而煤粉的原料则全部需要从陕西神木和府谷地区采购，不仅增加了企业的生产成本还会造成二次污染

（2）从安全性来讲，水煤浆是液态煤基燃料，具有常温下不燃烧、储存方便的特点。而煤粉由于自身的特性具有易堆积自燃，而且一旦发生自燃现象极易引发粉尘爆炸等重大事故。

（3）从锅炉运行情况来讲，目前水煤浆和煤粉锅炉在济南、青岛、淄博、临沂、泰安等地区均得到了大力推广，青岛市经信委、发改委、环保局等六部门还联合印发了《关于青岛市高效煤粉锅炉、水煤浆锅炉和高效环保煤粉、水煤浆推广工作方案的通知》。这些项目均得到国家环保部督查组的认可，并在应用中发现水煤浆技术的优势，如表一所示，水煤浆已经在燃料、环保、运行的综合成本上更优于其他能源.

表一：悬浮流化水煤浆锅炉和高效煤粉锅炉比较

燃料供应与保障1.燃料供应、储存原料供应在陕西，生产受天气影响，加工储存需特殊保护，难度大不受天气影响，生产容易

2.运输每车最多只能运输30吨，需充氮保护每车运输量30吨--100吨，运输无特殊要求

3.用户处储存用户储粉仓最大600立方，需充氮气保护，只能满足75吨2-3天用量，储存时间久了容易板结或自燃用户储浆罐最大可以做到3000立方，满足75吨锅炉15天的用量，并可以储存90天以上，不会发生沉淀。

4.燃料参数：

（1）热值5500大卡以上的洗选精煤选材广泛，煤泥、城市污泥可以掺烧，水煤浆热值4200大卡即可

（2）挥发分>30%标准无要求

（3）水分<5%29%

5.燃料价格0.19元/大卡0.14元/大卡

6.装卸危险，30吨煤粉需要2-3个小时卸完安全，30吨水煤浆只需20分钟即可卸完

7.泄漏风险一旦泄漏，微米级颗粒物，无法回收，污染环境，易燃爆泄漏可回收，对环境无污染

8.热效率91%91%

9.氮氧化物初始排放400-1200mg/Nm3NOX≤50mg/Nm3

10.SO2初始排放SO2>1200mg/Nm3SO2≤400mg/Nm3（炉内脱硫后）

11.负荷调节能力50%--100%，低于50%会产生灭火、爆燃30%--110%根据需要自由调节

燃烧12.燃料供给系统充氮保护，系统复杂螺杆泵送，简单可靠

13.燃烧系统喷燃方式,炉内燃烧温度高水煤浆粒化燃烧器，简单可靠

14.灰渣有灰和热排渣，污染环境，更多热损失只有灰，封闭输送，安全环保

烟气处理15.氮氧化物炉内燃烧区间温度高，氮氧化物初始排放400-1200mg/Nm3，后续脱氮必须通过SCR处理，设备和运行成本都高初始排放NOX≤50mg/Nm3，通过低成本投入的SNCR就可以达到超低排放要求，节约投资成本

16.SO2炉内无法脱硫可通过炉内脱硫除去80%，初始排放SO2≤400mg/Nm3

17.烟气处理成本成本高成本低，且容易达标排放

4总结

当前山东省下发工业绿动力实施计划后，煤基燃料清洁化转化的主要方向为水煤浆和煤粉。水煤浆成为继煤粉后又一更加清洁能源燃料，并在山东省节能十三五规划中加大了推广力度。早在多年前，水煤浆技术就已在江浙和广州等工业发达省份的工业热源项目上得到应用，并在目前环保综合治理的情况下，每年新增水煤浆热源项目。综上所述，推广复合水煤浆技术是济宁市推动新旧动能转换，改善生态环境，提高群众生活质量的优先考虑的对策之一。