水煤漿，預計2020年前氣化用水煤漿用量將突破2億噸
我國富煤、貧油、少氣的資源稟賦決定了煤炭的基礎能源地位。2016年我國能源消費總量達43.6億噸標煤，其中煤炭消費占比62%。隨著環境汙染問題的日益嚴峻，提升煤炭清潔高效利用技術迫在眉睫。“水煤漿是一種符合我國能源結構的潔凈能源利用技術。”在日前召開的煤炭清潔燃燒技術現狀與發展座談會上，中國煤炭科工集團董事長王金華表示，“隨著國內自主知識產權水煤漿氣化技術的大規模產業化推進，水煤漿產業迎來高速發展期，預計2020年前氣化用水煤漿的用量將突破2億噸。”
“水煤漿高效清潔技術是煤炭清潔高效利用技術的一種有效途徑。”煤科院國家水煤漿工程技術研究中心主任李發林表示，“2010年以後，大型煤化工及水煤漿氣化技術快速發展，水煤漿逐漸由燃料向原料屬性轉變，我國已成為水煤漿技術領先、產用量最大的國家。”
同時，專家也表示，水煤漿清潔高效技術設備可靠、技術成熟，需在四大方面著重發力。
第三代技術解決煤化工難題
水煤漿是由65%-70%的煤、30%-35%的水和1%的添加劑，經過一定的加工工藝制成的煤基流體燃料和氣化原料，其利用途徑主要有燃燒放熱、氣化合成煤化工原料兩種。
包括燃燒技術、氣化技術在內，水煤漿高效清潔技術還包括水煤漿制備技術。並且，水煤漿制備技術對後續的燃燒或者氣化有直接影響。
據了解，煤質、煤粉粒度級配、添加劑是影響水煤漿制備的三大因素。為提高煤炭的燃燒效率，煤粒應達到一定細度。據介紹，水煤漿制備技術目前處於第三代制漿技術階段，即粒控級配漿工藝。該制漿技術能夠嚴格控制煤粒大小和比例，主要用於水煤漿氣化，由煤科院國家水煤漿工程技術研究中心在第二代制漿技術分級研磨工藝的基礎上進行設備和工藝升級改進而來的，其制漿濃度可高達70%，煤漿濃度比在原棒磨機基礎上提高約6-8個百分點。
據了解，水煤漿通過氣化技術之後產生的包括一氧化碳和氫氣在內的合成氣，是生產甲醇等煤化工項目的重要原料。
“煤氣化是煤化工的氣頭，煤漿濃度與煤氣化效率關系密切，濃度每提高一個百分點，對氣化的效果很明顯。”李發林說，“第三代制漿技術解決了煤化工行業需要大幅提高煤漿濃度的問題，為煤化工企業在煤氣化工藝路線選擇上拓展了新空間。”
據不完全統計，截至2016年底，我國燃料水煤漿用量已突破3000萬噸/年，主要用於工業鍋爐的代煤、代油、代氣燃燒；煤化工領域，水煤漿氣化爐達300餘台套，氣化水煤漿的用量達到1.2億噸以上。
節能環保經濟性強
據悉，近年來，水煤漿清潔高效燃燒技術被列入國家政策鼓勵推廣類技術，與重油、原煤等其他燃料相比，水煤漿燃燒具有較好的經濟、節能和環保特性。
據了解，國家能源局發布的《煤炭清潔高效利用行動計劃（2015-2020）》中5次提到積極發展和推廣低氮燃燒的水煤漿技術，明確肯定了水煤漿技術的低氮氧化物燃燒優勢。水煤漿制備和應用一體化技術被列於國家制訂的中國節能重點發展技術中的潔凈煤技術項目。國家能源局、環保部、工信部三部委聯合發布的《促進煤炭安全綠色開發和清潔高效利用的意見》明確提出“積極推進先進的型煤和水煤漿技術”，再次將水煤漿列入鼓勵推廣類技術。
經濟性方面，現有煤化工裝置也可以結合現有的棒磨機制漿進行改造。以60萬噸/年甲醇項目為例，在投煤量不變情況下，煤漿濃度從60%提至68%，可多產有效合成氣10500標準立方米，增產甲醇5.05噸/小時，節省氧氣5249標準立方米/小時。按噸甲醇售價1800元計算，每年可增加收入7272萬元，再考慮到節省的氧氣等，年經濟效益在1億元以上，而改造投資僅需3000多萬元。
在水煤漿電站鍋爐的改造與應用具體實例方面，據介紹，佛山南海發電一廠670噸/時大型水煤漿專用鍋爐為世界上最大的全燒水煤漿鍋爐，自2005年建成投產後，經過一年的連續安全穩定運行，燃燒水煤漿替代了30多萬噸燃料油，據核算，以水煤漿為燃料供電燃料度電成本為0.55元，用燃料油的度電成本則超過0.831元。
四大趨勢指引發展方向
目前，我國水煤漿的應用呈現南方及沿海城市以燃料水煤漿為主、北方及主要產煤區以氣化水煤漿為主的特點。
“水煤漿推廣應用領域的日益擴大和水煤漿技術的不斷創新，為水煤漿產業的良好發展提供了強大的技術支撐。今後，水煤漿高效清潔燃燒技術有四大發展趨勢，一是將危廢物處理與水煤漿燃燒技術結合，二是拓寬制漿用煤範圍，三是將氣化水煤漿向提高濃度方向發展，四是發展水煤漿長距離管道輸送技術。”李發林說。
據了解，通過把危廢處理與水煤漿燃燒技術相結合，利用危廢制備出水煤漿，在水煤漿鍋爐內燃燒，既能處理掉危廢，還能利用危廢產生熱量，變廢為寶。
從水煤漿產業的長遠發展來看，李發林認為，制漿原料應立足於價格低廉的長焰煤、弱黏煤、不黏煤、褐煤等低階煤或如市政污泥、工業污泥、浮選煤泥等各種固體廢棄物，不僅可提高水煤漿的經濟性，也符合國家合理利用煤炭和廢物資源的政策。
數據顯示，目前，我國氣化水煤漿用量達1.2億噸/年，且隨著煤制油、煤制烯烴等大型煤化工產業的快速發展，氣化煤漿用量保持高速增長態勢。水煤漿氣化多採用低變質程度的煙煤為原料，成漿濃度普遍低於60%，過多的水分進入氣化爐浪費了大量熱量，導致煤氣化煤耗、氧耗偏高，有效氣成分偏低。
“因此開發新一代的氣化水煤漿提濃技術，大幅提高煤漿濃度，是促進煤化工產業節能降耗的必然要求。此外，通過發展水煤漿長距離管道輸送技術可將水煤漿直接通過管道輸送到煤化工園區，從而提高煤化工氣化效率以及節約煤炭運輸成本。”李發林表示。
中國能源報
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