烟煤煤末转化无烟型煤及煤气、焦油联产技术开发

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1、烟煤煤末转化无烟型煤及煤气、焦油、余热联产利用技术开发（2014年11月6日）一、我国煤碳利用现状与解决对策1、煤碳供求与利用概况我国是世界上煤碳第二储量大国和第一消费大国。已探明的煤碳储量为9000多亿吨，其中无烟煤（挥发份＜10%）占10%、褐煤（挥发份＞40%）占15%、烟煤（其中80%为煤末）占75%。我国的煤碳消费占能源消费总量的75%以上，其中无烟煤因发热量高、挥发份低、燃烧无黑烟污染等优点，广泛用于工业煤气、化肥合成氨、民用燃料（餐饮、取暖、洗浴）等领域，但其年开采量只能满足需求的1/3,缺口巨大，只能利用烟煤进行部

2、分替代；褐煤发热量低（大多＜3000大卡）、含水量高（15%—60%）,需干燥除水和提高热值（＞4500大卡）后利用。另外褐煤易风化自燃，限制了其长途外运和市场销售，只能就近开发利用；占煤碳开采比重最多的烟煤广泛用于钢铁、建材、煤化工（共计占20%）、火力发电（占70%）和替代民用燃料（约占10%）。我国的烟煤（钢铁、建材、民用和发电）利用方式均为直接燃烧技术，存在资源利用率低、污染严重等问题，其中的燃煤火电行业最为突出。2、烟煤利用大户一一燃煤火力发电技术现状我国也是火力发电大国。以煤为主的能源结构，决定了我国以燃煤发电的主导地

3、位。我国燃煤火力发电装机容量，分别占到全部装机总量的67%和火力发电总量的92%。燃煤火力发电普遍采用直接燃烧发电技术，工艺路线为：烟煤磨碎至200目煤粉，吹射到锅炉燃烧，加热锅炉中的水变成水蒸气，推动汽轮机发电。煤碳直燃发电技术具有投资小、成本低等优势，但存在资源浪费和污染环境两大弊端。一是煤碳中富含的煤焦油被白白烧掉，既造成资源浪费，又加剧了二次环境；二是煤碳直接燃烧产生和排放大量的有害烟尘和有害气体。据统计，我国大气中烟尘的70%、二氧化硫的90%、二氧化碳的70%、氮氧化物的67%都来自于燃烧的排放，其中火力发电的贡献度高

4、达80%。因此，治理大气污染的重点和关键是改进烟煤燃烧、尤其是火电燃煤技术，在提高燃烧效率的同时，大幅降低污染物的产生和排放。洁净煤技术是当前世界各国解决环境问题的主导技术，也是国际高技术竞争的重要领域。目前国内外正在研究试用的火力发电洁净煤技术的代表工艺为：“整体煤气化联合循环发电系统(IGCC)”，其工艺过程为：烟煤经气化成为中低热值煤气，经过净化，除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物，变为清洁的气体燃料，送往燃气轮机发电，燃气轮机的排气进入余热锅炉加热给水，产生过热蒸气驱动蒸气轮机发电。IGCC技术把高效的燃气——蒸气联

5、合循环发电系统和洁净的煤气化技术相结合，既提高发电效率，又节能减排，其发电的净效率可达45%,脱硫效率可达90%,二氧化硫排放、氮氧化物排放、污染物排放和耗水量,分别只有常规燃煤电厂的2%、20%、10%和30%。但是高投资、高成本和气化炉对原料的苛刻要求等限制了IGCC技术的推广应用。典型案例是：目前我国只有华能天津IGCC-家试验电厂，其建设规模为25万千瓦，投资强度为每千瓦1.3万元（日本等发达国家为0.8万元）;发电成本为0.9元/度（上网电价为0.5元/度）,如若长期运行每月亏损可达1亿元。另一方面，IGCC可配套使用的

6、三种气化炉的工作情况分别为：一是喷流床气化炉的炉堂温度可达2000°C,烧掉了高价值的煤焦油，造成资源浪费；二是固定床气化炉（鲁奇炉）虽可回收煤焦油，但是只能使用优质烟煤块煤；三是流化床气化炉可更多回收焦油及姪、酚、苯、棊等有机物，但也必须使用烟煤块煤，而占烟煤80%的煤末同样不能直接使用。因此，创新研发粘结剂，将大量的烟煤煤末制成无烟型煤，同时配套解决高温燃烧热强度、回收煤焦油、去除污染物等关联技术问题，并广泛用于火力发电、工业煤气、民用燃料、化肥合成氨等领域，是兼顾实现提高资源利用效率和节能减排双重核心目标的关键所在。3.解决

7、烟煤直接燃烧的技术对策综上所述，目前不论是燃煤发电，还是民用燃烧，均采用烟煤（块）直接燃烧，都存在资源利用率低（包括燃烧效率低和煤末利用率低）和污染严重两大技术难题。针对这些现状，本公司经多年探索研究，取得了重大技术突破一一创新发明新型粘结剂,可将占烟煤八成的煤末通过干馆转化成无烟型煤，并实现多种功效。（1）烟煤无烟化一一将烟煤末制成无烟块煤，实现燃烧无烟化，扩大烟煤用途，提升经济价值，弥补无烟煤缺口。（2）回收煤焦油一一实现联产工艺，将过去烟煤直接燃烧掉的煤焦油在燃烧前提前回收，增加经济价值。（3）回收净化煤气，减少污染排放是通

8、过干馆工艺，提前回收煤气，并从中除去硫化物、氮化物、粉尘等，大幅度降低烟煤燃烧时污染物的产生和排放；二是通过粘结剂，将烟煤型煤中剩余污染物的大部分固化在煤渣中，进一步减少污染物的排放。二、烟煤煤末洁净高效利用技术创新1、技术创新点几十年来，我国的工