洁净煤技术及其在广东电力工业中的应用

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1、洁净煤技术及其在广东电力工业中的应用能源、环境是人类生存与发展所面临的两大课题，我国能源以煤为主的局面还会长期存在，煤炭燃烧将化学能转化为热能的同时产生大量污染物，造成我国“煤烟型大气污染”的严重性与长期性。目前我国燃煤发电技术较落后，发电效率较低，污染物排放较严重。因此，以高效和低污染排放为特征的“洁净煤技术”的提出既反映中国国民经济发展的紧迫需要，也完全符合国家能源转换、环境保护的可持续发展战略。1洁净煤技术提出的背景　　当今人类面临着三大环境问题：酸雨、温室效应和臭氧层破坏，这都与经济的发展密切相关。1．1燃

2、烧排放与酸雨污染　　形成酸雨的主要物质是SO2和NOx，这两类物质的90％都来自矿物质燃料燃烧。酸雨影响水生生物生长或使其死亡；大面积的森林死亡也归因于酸雨的危害；酸雨还加速建筑材料的腐蚀；酸雨使地面水呈酸性。为减少酸雨的危害，必须采取增大燃煤洗选率、增加低硫煤开采与使用、大规模采用烟气脱硫装置、大力采用循环流化床燃烧技术、征收SO2排放税等措施，控制造成酸雨的污染物SO2等的排放。1．2全球气候变暖与能源工业　　大气底层聚集大量温室气体，地球辐射的长波被温室气体反射回来，有效地避免热量散失。当大气层中温室气体浓度

3、上升时，温室效应增强，导致全球气候变暖，其中影响较大的是浓度增加最快的CO2和CH4。矿物燃料燃烧和地球植被破坏是CO2浓度增加的主要原因，能源工业同时也是CH4的一个重要的产生源。随着世界能源消耗不断增长，电力行业在能源直接消耗中所占份额越来越大，加快电力行业的科技转化，研究开发洁净煤技术，将成为解决温室效应的重点突破口。1．3臭氧层破坏与燃烧排放人类过多使用CFCS及矿物燃料燃烧的排放物有关。大气同温层O2可通过四种途径减少：紫外光照射下的分解反应；Cl与其反应；NO与其反应；OH及HO2与O3的反应。其中，7

4、0％的O3与NO反应而消减。近年来，燃烧过程中N2O的排放引起较大重视，它是一种温室效应气体，并且能破坏大气同温层的臭氧层，同温层中N2O浓度的增加将引起臭氧层中NO浓度增加，从而使臭氧层变薄加速。在电力行业引进先进的洁净燃烧技术，降低NOx排放，对保护臭氧层起到积极的作用。2洁净煤技术进展　　洁净煤技术是针对燃煤对环境造成污染提出的技术对策，是旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转换和污染控制新技术总称，它将成为21世纪煤炭利用中既能降低动力耗费，又能创造友好生态环境的高新技术，其构成如图1所示。2．1煤炭燃

5、烧前处理技术　　动力用煤洗选加工是提高煤炭质量、增加煤炭品种、节约能源、节省运力、降低燃煤对大气污染和保护环境的重要措施。浮选脱硫属先进的物理洗选工艺；干法分选适用于分选氧化煤与水资源缺乏的地区；化学分选适用于物理分选排除大部分矿物质后的最后一道分选工序，需要高活性化学试剂，工艺过程大多在高温、高压下进行，成本较高；微生物脱硫具有反应条件温和、成本低、能耗省、无煤流失、能脱除煤中的有机硫与黄铁矿硫等优点，但作用时间长，反应容器大，生产工艺复杂，处理费用高，不适合大规模能源工业。　　型煤加工技术在经济上是合理的，而且

6、环境效益、社会效益显著。将粉煤加工成型煤，比燃烧散煤节约能源20％～30％，减少烟尘排放量40％～60％，提高锅炉出力10％～30％。加入适量的固硫剂，燃烧时烟尘和SO2的排放都比燃烧散煤时减少40％～60％。在我国，民用型煤加工已有成熟技术，但工业型煤的发展比较缓慢，其技术开发仍处于分散的低水平重复状态，对于其推广缺乏有效的组织管理。　　水煤浆是一种煤基液态燃料，发展水煤浆技术，不仅能节省宝贵的油资源，而且还可以解决煤炭运输、环境污染等问题。目前国内外水煤浆技术的发展趋势为：由小规模工业示范厂、试验厂向大型化、商

7、业化方向发展；水煤浆应用向多用途方向发展；水煤浆向大型化、系统化方面发展；水煤浆研究向低污染燃烧方向发展。2．2燃烧中处理技术　　为适应煤种多变、调峰及稳定强化燃烧的需要，出现不少新型煤粉燃烧器，如：煤粉钝体燃烧器、稳燃腔燃烧器、夹心风燃烧器、双通道自稳燃式煤粉燃烧器、火焰稳定船式燃烧器。这些燃烧器用于燃用劣质煤和低挥发分煤。其特点为：低负荷稳燃，提高热效率；加强煤粉气流与高温烟气流的湍动和混合，明显改善着火条件；稳定燃烧，防止　　结渣，煤种适应性好；减少燃烧过程中NOx的生成，降低对大气的污染；等等。目前，降低燃

8、烧过程中氮氧化物的生成和排放采取如下一些措施：空气分级燃烧；烟气再循环燃烧；煤粉浓淡分离燃烧；燃料分级燃烧。　　燃烧中固硫是在燃烧过程中使煤中硫分转化成硫酸盐,随炉渣排出。生成的CaSO4在800～950℃时热稳定性好，应用成功的有LIMB炉内喷钙技术和LIFAC烟气脱硫工艺。LIMB技术喷入固硫剂时只要避开高温区便能改善脱硫效果，吸收剂在炉膛出口处喷入，避