2015 年 第 2 期 洁 净 煤 技 术 第 21 卷 此, 做 好 煤 炭 的 高 效 洁 净 利 用, 对 促 进 我 国 节 能 减 排 应 对 气 候 变 化 意 义 重 大 水 煤 浆 技 术 是 将 煤 炭 物 理 加 工 之 后 再 利 用 的 一 种 技 术, 是 适 应 我 国

第 21 卷第 2 期 2015 年 洁净煤技术 Clean Coal Technology 3月 Vol 21 No 2 Mar. 2015 高效水煤浆制浆燃烧集成技术研制与应用 刘建文1,谢雨晴2,陈 楠3 (1. 湖南工业大学 建筑与城乡规划学院,湖南 株洲 412007;2. 湖南工业大学 财经学院,湖南 株洲 412007; 3. 株洲市蓝宇热能科技研制有限公司,湖南 株洲 412008) 摘 要:为促进煤炭的清洁高效利用,株洲市蓝宇热能科技研制有限公司依托子母炉层 - 悬浮燃烧水 煤浆锅炉,集成膜分离 功率超声处理与高效机械离心分离等绿色低碳技术,构建了新型高效生物质 水煤浆制浆燃烧系统 该系统由有机废液的高效预处理模块 污泥的高效预处理模块 生物质水煤浆 制浆模块 生物质水煤浆燃烧模块和净化水生化处理模块 5 个模块组成 高效水煤浆制浆燃烧集成 技术已有多项工程应用实例,结果证明:该技术能有效降低有害气体的排放,同时实现污泥 有机废液 的能源 资源化利用 关键词:水煤浆;低碳;洁净煤;节能减排 中图分类号:TQ534 文献标志码:A 文章编号:1006-6772(2015)02-0035 -05 Research and application of preparation and combustion technology of efficient coal water mixture LIU Jianwen1,XIE Yuqing2,CHEN Nan3 (1. Hunan University of Technology,School of Building and Urban and Rural Planning,Zhuzhou 412007,China; 2. Hunan University of Technology,College of Finance and Economics,Zhuzhou 412007,China; 3. Zhuzhou Lanyu Heat Energy Science and Technology Development Co.,Ltd.,Zhuzhou 412008,China) Abstract:In order to improve coal utilization efficiency in clean ways,a new efficient bio-coal water mixture ( CWM) pulping-combustion system which integrated membrane separation,power sonication and centrifugation efficient machinery and other green low-carbon technol- ogies was developed by Zhuzhou Lanyu heat energy technology company based on oven floor-suspension burning coal boiler. The system was composed of five modules which were high efficient pretreatment module of organic waste liquid,sludge efficient preprocessing module coal water slurry pulping module,biomass,bio-cwm combustion module and purifying water biochemical processing module. There were lots of application examples of efficient CWM pulping-combustion integration technology. The results showed that the technology could ef- fectively reduce harmful gas emissions and realize resource utilization of sludge,organic waste water. Key words:coal water mixture( CWM) ;low carbon;clean coal;energy conservation and emission reduction 0 引 言 中国人类发展报告(2009 年) 指出,我国改革开 放以来取得辉煌成就的同时,粗放型经济增长方式 带来的问题也日益凸显,增长动力已逐渐衰退,高耗 能 高污染问题也频频出现,环境与资源成为制约社 会发展的影响因素 我国应当顺应低碳经济这一全 球 范 围 内 新 的 发 展 模 式, 加 速 转 变 经 济 增 长 方 式 [1] 由于我 国 能 源 资 源 状 况 是 富 煤 贫 油 少 气,煤炭作为我国供能主力军的能源结构短期内 不会改变 燃煤是 CO2 产生的根源,同时还排放有 烟尘 SO2 NO x 等气体,对气候和环境影响都比较 大 在还没找到能够替代的可持续能源的情况下, 发展洁净煤技术是减少 CO2 排放的有效途径 因 收稿日期:2014-10-28;责任编辑:孙淑君 DOI:10. 13226 / j. issn. 1006-6772. 2015. 02. 008 基金项目:湖南省自然科学联合基金资助项目(12JJ9035) 作者简介:刘建文(1964 ),男,湖南衡山人,教授,博士,主要研究方向是洁净煤技术 低碳经济与技术 环境工程 E-mail:1194669770@ qq. com 引用格式:刘建文,谢雨晴,陈 楠. 高效水煤浆制浆燃烧集成技术研制与应用[ J]. 洁净煤技术,2015,21(2) :35-39,44. LIU Jianwen,XIE Yuqing,CHEN Nan. Research and application of preparation and combustion technology of efficient coal water mixture[ J]. Clean Coal Technology,2015,21(2) :35-39,44. 35

2015 年 第 2 期 洁 净 煤 技 术 第 21 卷 此, 做 好 煤 炭 的 高 效 洁 净 利 用, 对 促 进 我 国 节 能 减 排 应 对 气 候 变 化 意 义 重 大 水 煤 浆 技 术 是 将 煤 炭 物 理 加 工 之 后 再 利 用 的 一 种 技 术, 是 适 应 我 国 国 情 的 煤 炭 高 效 洁 净 利 用 技 术, 与 高 效 煤 炭 分 选 技 术 集 成, 是 煤 炭 液 化 气 化 等 高 效 转 化 洁 净 煤 技 术 的 基 础 水 煤 浆 技 术 具 有 高 效 节 能 低 成 本 的 优 点, 其 燃 烧 温 度 比 燃 油 燃 气 低 100 ~ 200,NO x 排 放 量 只 有 其 50% 左 右, 配 备 高 效 布 袋 除 尘 器 后, 水 煤 浆 锅 炉 烟 尘 排 放 可 以 达 到 燃 油 燃 气 相 应 的 环 保 标 准 水 煤 浆 是 液 固 浆 态 燃 料, 利 用 水 煤 浆 含 水 的 特 性, 集 成 生 物 质 水 煤 浆 制 浆 高 效 燃 烧 技 术, 实 现 高 浓 度 有 机 废 液 污 泥 与 固 体 生 物 质 的 资 源 化 能 源 化 系 统 集 成 协 同 利 用, 是 我 国 当 前 推 进 中 小 型 工 业 燃 煤 锅 炉 节 能 减 排, 发 展 节 能 环 保 产 业 最 现 实 的 技 术 路 径 1 我 国 水 煤 浆 技 术 的 新 发 展 1. 1 制 浆 工 艺 创 新 我 国 制 浆 技 术 在 不 断 进 步, 制 浆 工 艺 也 不 断 完 善 目 前, 制 浆 工 艺 已 有 多 破 少 磨 分 级 研 磨 强 化 [2] 超 细 磨, 加 强 搅 拌 剪 切 及 多 磨 机 并 联 优 化 级 配 等 新 的 研 究 成 果, 同 时 在 国 家 专 利 方 面 也 创 造 了 如 : 利 用 低 阶 煤 制 备 高 浓 度 水 煤 浆 的 方 法 [3-4] 生 物 质 煤 浆 制 备 工 艺 技 术 [5-7] 生 物 质 水 煤 浆 制 浆 燃 烧 方 法 及 集 成 系 统 [8] [9] 多 元 料 浆 二 次 湿 磨 制 浆 工 艺 等 多 项 成 果, 另 外 还 研 制 出 了 神 华 环 保 型 水 煤 浆 [10] 低 挥 发 分 ( 石 油 焦 ) 煤 浆 [11] 低 阶 煤 褐 煤 煤 浆 [12] 造 纸 黑 液 或 有 机 废 液 ( 污 水 ) 及 污 泥 生 物 质 煤 浆 [13-15] 配 煤 煤 浆 [16-17] 气 化 用 煤 浆 [18] 多 元 气 化 [19-20] 料 浆 及 速 溶 煤 粉 等 这 些 新 研 制 出 的 水 煤 浆 品 种 目 前 已 开 始 在 市 场 上 推 广 并 得 以 使 用 水 煤 浆 技 术 的 进 步 使 得 制 浆 用 煤 有 了 更 多 的 选 择, 废 弃 物 资 源 也 得 到 了 有 效 利 用, 同 时 也 在 一 定 程 度 上 节 约 了 煤 炭 和 水 资 源, 生 产 成 本 得 到 降 低, 具 有 很 大 的 市 场 前 景 1. 2 新 型 水 煤 浆 添 加 剂 的 开 发 在 水 煤 浆 的 制 备 过 程 中, 添 加 剂 对 水 煤 浆 的 性 能 起 着 关 键 作 用, 可 改 变 煤 粒 的 表 面 性 质, 使 其 在 水 中 分 散, 煤 浆 因 而 获 得 良 好 的 流 动 性 和 稳 定 性 近 年 来, 国 内 的 水 煤 浆 添 加 剂 产 品 在 原 料 及 生 产 工 艺 方 面 都 各 有 自 己 的 特 点 [2], 国 家 水 煤 浆 中 心 研 制 出 的 SHPF 系 列 添 加 剂 性 价 比 很 高, 另 外 江 苏 昆 山 迪 昆 精 细 化 工 公 司 北 京 紫 东 环 保 水 处 理 药 剂 厂 淮 南 合 成 材 料 厂 等 企 业 也 生 产 出 各 具 特 色 的 添 36 加 剂, 如 有 机 酸 羧 酸 为 主 体 的 共 聚 物 合 成 制 取 的 添 加 剂, 成 本 相 对 不 高, 但 是 分 散 性 能 却 相 当 好 ;ZDFS 系 列 添 加 剂 显 著 的 特 点 是 与 其 他 各 类 添 加 剂 具 有 良 好 的 共 溶 性 ;HNF 型 添 加 剂 既 可 以 使 煤 粒 分 散 又 能 保 证 水 煤 浆 的 稳 定 性 南 京 大 学 中 国 矿 业 大 学 华 南 理 工 大 学 等 一 批 高 校 也 致 力 于 添 加 剂 的 研 发, 如 NDF 系 列 添 加 剂 聚 丙 烯 酸 系 列 添 加 剂 SAF 高 负 荷 分 散 剂 NDF 系 列 添 加 剂 对 煤 种 的 适 应 性 较 强, 可 适 用 于 多 种 制 浆 工 艺 ; 聚 丙 烯 酸 系 列 添 加 剂 在 提 高 成 浆 浓 度 和 降 低 添 加 剂 用 量 上 比 萘 系 列 添 加 剂 有 明 显 优 势 ;SAF 是 一 种 非 常 有 效 的 高 负 荷 水 煤 浆 分 散 剂, 发 展 前 景 广 阔 此 外, 我 国 研 发 的 新 型 多 功 能 非 离 子 型 添 加 剂 如 IA / AA / AMPS 三 元 共 聚 物 水 煤 浆 分 散 剂 [21] 淀 粉 接 枝 共 聚 物 水 煤 浆 分 散 剂 [22] DCS 复 合 型 水 煤 浆 添 加 剂 [23] 磺 化 萘 酚 甲 醛 / 萘 系 复 合 水 煤 浆 分 散 剂 [24] 聚 羧 酸 系 水 煤 浆 分 散 剂 [25] [26] APEO 烷 基 酚 聚 氧 乙 烯 醚 水 煤 浆 分 散 剂 的 研 究 开 发 也 取 得 了 很 大 进 展 1. 3 燃 烧 技 术 的 创 新 与 应 用 1) 燃 烧 技 术 实 现 多 元 化 水 煤 浆 品 种 不 同, 其 着 火 性 稳 燃 性 结 渣 性 灰 的 沾 污 性 及 磨 损 性 等 燃 烧 特 性 也 不 同 针 对 各 类 煤 浆 的 特 点, 水 煤 浆 的 燃 烧 方 式 也 由 单 一 的 喷 雾 - 悬 浮 燃 烧 发 展 到 流 化 - 悬 浮 燃 烧 悬 浮 - 层 状 复 合 燃 烧 多 重 配 风 旋 风 燃 烧 催 化 燃 烧 及 水 煤 浆 低 温 低 氧 燃 烧 等 悬 浮 - 层 状 复 合 燃 烧 方 式 的 出 现, 也 使 得 生 物 质 ( 污 泥 ) 煤 浆 低 挥 发 分 难 燃 烧 浆 以 及 成 浆 性 差 的 煤 浆 有 了 新 的 利 用 空 间 燃 烧 装 置 的 多 元 化 体 现 在 煤 浆 的 雾 化 喷 嘴 和 燃 烧 器 等 方 面, 类 型 多 样 且 适 用 度 高 另 外, 燃 烧 装 置 在 结 构 和 材 质 方 面 得 以 优 化, 雾 化 质 量 有 了 改 善, 配 风 量 也 更 合 理, 各 类 煤 浆 基 本 达 到 燃 烧 要 求 [2] 2) 燃 烧 装 备 的 可 靠 性 提 升 水 煤 浆 是 液 固 两 相 浆 态 燃 料, 其 灰 分 中 不 可 避 免 含 有 氧 化 钾 氧 化 钠 等 碱 金 属 氧 化 物, 燃 烧 装 备 在 燃 烧 过 程 中 必 然 产 生 结 渣 现 象, 结 渣 是 影 响 水 煤 浆 锅 炉 可 靠 性 和 长 期 运 行 的 关 键 因 素 为 应 对 燃 烧 结 渣 问 题, 国 内 近 几 年 研 发 了 多 种 应 用 于 工 程 实 践 的 关 键 技 术 与 装 置, 如 水 煤 浆 锅 炉 炉 膛 底 部 的 防 结 焦 结 构 [27] 水 煤 浆 锅 炉 [28] 在 线 吹 灰 方 法 及 装 置 等 水 煤 浆 含 水 的 燃 料 特 性, 决 定 了 水 煤 浆 难 以 点 火 及 稳 定 燃 烧, 我 国 水 煤 浆 燃 烧 装 备 研 发 人 员 首 次 提 出 了 子 母 炉 膛 水 煤 浆 悬 浮 - 层 状 复 合 燃 烧 技 术 与

刘 建 文 等 : 高 效 水 煤 浆 制 浆 燃 烧 集 成 技 术 研 制 与 应 用 2015 年 第 2 期 锅 炉 [29] 双 炉 膛 水 煤 浆 锅 炉 [30] 这 种 燃 烧 技 术 可 以 使 水 煤 浆 锅 炉 在 10% ~ 110% 的 负 荷 范 围 内 稳 定 燃 烧, 目 前 已 拥 有 水 煤 浆 锅 炉 稳 定 燃 烧 方 法 及 装 置 [31] 水 煤 浆 悬 浮 - 层 状 复 合 燃 烧 锅 炉 [29] 水 煤 浆 [32] 锅 炉 无 油 点 火 装 置 等 国 家 发 明 专 利 2 高 效 水 煤 浆 制 浆 燃 烧 集 成 技 术 2. 1 高 效 水 煤 浆 制 浆 燃 烧 集 成 技 术 工 艺 原 理 新 型 高 效 生 物 质 水 煤 浆 制 浆 燃 烧 系 统 集 成 技 术 及 装 备 是 株 洲 蓝 宇 热 能 科 技 研 制 有 限 公 司 ( 以 下 简 称 蓝 宇 科 技 公 司 ) 自 主 开 发 的 水 煤 浆 系 统 产 业 链 技 术, 依 托 公 司 核 心 自 主 创 新 知 识 产 权 的 子 母 炉 层 - 悬 浮 燃 烧 水 煤 浆 锅 炉, 集 成 膜 分 离 功 率 超 声 处 理 与 高 效 机 械 离 心 分 离 等 绿 色 低 碳 技 术, 实 现 污 泥 有 机 废 液 的 能 源 资 源 化 利 用 集 成 技 术 工 艺 可 分 为 5 个 模 块 : 即 有 机 废 液 的 高 效 预 处 理 模 块 污 泥 的 高 效 预 处 理 模 块 生 物 质 水 煤 浆 制 浆 模 块 生 物 质 水 煤 浆 燃 烧 模 块 和 净 化 水 生 化 处 理 模 块, 如 图 1 所 示 图 1 新 型 高 效 生 物 质 水 煤 浆 制 浆 燃 烧 工 艺 流 程 模 块 子 母 炉 层 - 悬 浮 复 合 燃 烧 水 煤 浆 锅 炉 炉 膛 详 细 结 构 见 文 献 [33] 锅 炉 采 用 子 母 炉 膛 设 计, 主 要 包 括 主 副 燃 烧 器 和 主 副 燃 烧 室, 子 炉 膛 为 副 燃 烧 室, 母 炉 膛 为 主 燃 烧 室 子 母 炉 层 - 悬 浮 燃 烧 的 技 术 原 理 是 : 副 燃 烧 室 兼 具 点 火 和 负 荷 调 节 作 用, 并 且 有 特 殊 的 配 风 设 计, 不 需 要 安 装 鼓 风 机 ; 主 燃 烧 室 底 部 有 活 动 炉 排, 炉 底 配 风, 从 而 也 起 到 给 炉 底 降 温 的 作 用, 不 易 结 焦, 再 加 之 不 设 挡 火 墙, 也 能 防 止 喷 射 出 来 的 水 煤 浆 引 起 的 结 焦 问 题 锅 炉 的 在 线 吹 灰 装 置 能 够 在 线 清 灰 除 渣, 不 需 要 中 断 生 产, 从 而 保 证 锅 炉 长 时 间 连 续 稳 定 可 靠 地 运 行 采 用 悬 浮 层 状 复 合 燃 烧, 将 炉 排 层 状 燃 烧 和 煤 粉 悬 浮 燃 烧 进 行 优 化 组 合, 水 煤 浆 通 过 浆 枪 喷 入 炉 膛, 大 部 分 雾 化 的 细 小 浆 粒 悬 浮 在 空 中 燃 烧, 剩 下 那 部 分 雾 化 颗 粒 较 粗 且 未 燃 烬 的 浆 粒 团 散 落 到 炉 膛 底 部 的 炉 排 上, 这 些 浆 粒 团 以 层 燃 方 式 进 行 二 次 燃 烧, 炉 排 底 部 给 风 能 使 其 充 分 燃 烬 子 母 炉 层 - 悬 浮 燃 烧 技 术 具 有 如 下 特 点 :1 免 油 点 火, 运 行 经 济 ;2 负 荷 调 节 范 围 大 ;3 锅 炉 热 效 率 高, 燃 料 适 应 范 围 广 ;4 连 续 稳 定 运 行 时 间 长 ;5 锅 炉 运 行 的 环 保 效 果 好 表 1 为 层 - 悬 浮 燃 烧 流 化 - 悬 浮 燃 烧 和 喷 雾 - 悬 浮 燃 烧 水 煤 浆 锅 炉 性 能 指 标 的 比 较 2. 2 高 效 水 煤 浆 制 浆 燃 烧 集 成 技 术 工 程 应 用 1) 株 洲 市 龙 泉 洗 水 工 业 园 集 中 供 汽 系 统 本 项 目 是 由 蓝 宇 科 技 公 司 依 托 自 主 创 新 的 知 识 产 权 独 立 建 设, 建 有 20 万 t / a 的 水 煤 浆 生 产 线 和 20 t / h 的 水 煤 浆 蒸 汽 锅 炉, 向 洗 水 工 业 园 各 洗 水 企 业 提 供 蒸 汽, 部 分 抽 取 集 中 污 水 处 理 厂 未 经 处 理 的 高 浓 度 有 机 废 水 制 浆 水 煤 浆 生 产 线 生 产 的 水 煤 浆 产 品 除 本 项 目 自 用 一 部 分 外, 其 他 供 应 长 株 潭 衡 阳 及 益 阳 地 区 公 司 与 各 洗 水 企 业 通 过 蒸 汽 流 量 表 进 行 耗 量 结 算, 由 于 服 装 加 工 企 业 利 润 较 薄, 部 分 洗 水 企 业 用 生 物 质 锅 炉 生 产 蒸 汽, 水 煤 浆 集 中 供 热 未 能 在 全 工 业 园 区 推 广, 但 在 株 洲 市 创 建 国 家 卫 生 城 市 和 国 家 环 保 模 范 城 市 过 程 中, 发 挥 了 重 要 的 作 用 37

2015 年 第 2 期 洁 净 煤 技 术 第 21 卷 表 1 层 - 悬 浮 燃 烧 流 化 - 悬 浮 燃 烧 和 喷 雾 - 悬 浮 燃 烧 水 煤 浆 锅 炉 性 能 指 标 比 较 性 能 指 标 层 - 悬 浮 燃 烧 水 煤 浆 锅 炉 流 化 - 悬 浮 燃 烧 水 煤 浆 锅 炉 喷 雾 - 悬 浮 燃 烧 水 煤 浆 锅 炉 点 火 方 法 无 油 点 火 油 气 点 火 油 气 点 火 燃 烧 温 度 低 温 燃 烧 低 温 燃 烧 高 温 燃 烧 燃 烧 效 率 / % 98. 5 ~ 99 98 96 脱 硫 性 能 炉 排 上 及 浆 里 可 添 加 脱 硫 剂, 实 现 炉 内 脱 硫 流 化 媒 体 物 料 可 用 石 灰 石, 实 现 炉 内 脱 硫 浆 里 可 添 加 脱 硫 剂, 实 现 炉 内 脱 硫 负 荷 调 节 / % 10 ~ 110 30 ~ 110 50 ~ 100 燃 料 适 应 性 经 济 型 水 煤 浆 国 Ⅲ 标 准 水 煤 浆 生 物 质 水 煤 浆 及 生 物 质 可 燃 固 液 体 废 物 高 挥 发 分 优 质 浆 生 物 质 ( 污 泥 ) 浆 低 挥 发 分 难 烧 煤 浆 成 浆 性 差 的 煤 浆 高 挥 发 分 优 质 浆 启 动 性 能 适 用 于 频 繁 启 动 可 频 繁 启 动 不 适 用 于 频 繁 启 动 锅 炉 出 力 锅 炉 出 力 足, 达 100% 锅 炉 出 力 足,95% 锅 炉 出 力 只 有 70% 排 烟 温 度 高 负 荷 180 ; 中 负 荷 120 ; 排 烟 损 失 低 高 负 荷 230 ; 中 负 荷 200 ; 排 烟 损 失 大 高 负 荷 230 ; 中 负 荷 200 ; 排 烟 损 失 大 除 尘 脱 硫 方 法 与 环 保 效 果 采 用 布 袋 除 尘 器 + 湿 式 脱 硫, 从 点 火 到 停 炉 都 不 冒 黑 烟 ; 粉 尘 质 量 浓 度 < 10 mg / m 3 ; 布 袋 使 用 寿 命 1 ~ 1. 5 a; 干 法 除 尘, 不 产 生 二 次 污 染 ; 不 耗 电, 运 行 费 用 低, 占 地 小 电 除 尘 器 : 价 格 高, 需 耗 电, 电 耗 高 ; 湿 法 除 尘 : 易 产 生 二 次 污 染, 点 火 冒 黑 烟, 水 耗 大 (6 t / h 锅 炉, 日 耗 水 290 t), 引 风 机 烟 囱 维 修 频 率 高, 沉 淀 池 占 地 面 积 大 电 除 尘 器 : 价 格 高, 需 耗 电, 电 耗 高 ; 湿 法 除 尘 : 易 产 生 二 次 污 染, 点 火 冒 黑 烟, 水 耗 大 (6 t / h 锅 炉, 日 耗 水 290 t), 引 风 机 烟 囱 维 修 频 率 高, 沉 淀 池 占 地 面 积 大 长 期 运 行 性 能 在 线 吹 灰 防 结 渣 性 能 好, 可 连 续 运 行 1 a 以 上 具 有 防 结 渣 性 能, 连 续 运 行 比 喷 雾 - 悬 浮 燃 烧 时 间 长 需 定 期 停 炉 打 焦 渣, 连 续 运 行 15 ~ 30 d 工 程 情 况 2000 年 湖 南 株 洲 东 苑 宾 馆 安 装 第 一 台 锅 炉 至 今, 已 有 约 40 台 第 1 ~ 4 代 产 品 在 长 株 潭 地 区 南 宁 地 区 宁 波 淮 安 等 地 高 效 运 行 工 程 示 范 阶 段 2001 年 安 装 中 小 型 水 煤 浆 锅 炉 以 来, 全 国 各 地 都 有 应 用, 部 分 已 被 双 炉 膛 层 - 悬 浮 燃 烧 水 煤 浆 锅 炉 取 代 运 营 模 式 提 供 制 浆 锅 炉 设 计 供 热 系 统 设 计 除 尘 脱 硫 关 键 设 备 配 套 及 能 源 托 管 与 能 源 合 同 管 理 技 术 服 务 (BOT) 提 供 锅 炉 提 供 锅 炉 2) 广 西 南 宁 水 煤 浆 的 推 广 及 应 用 广 西 南 宁 市 政 府 为 推 广 水 煤 浆 的 应 用, 政 府 成 立 了 专 业 的 水 煤 浆 推 广 办 公 室, 并 出 台 了 南 宁 市 燃 煤 锅 炉 二 氧 化 硫 污 染 防 治 办 法 南 宁 市 人 民 政 府 关 于 推 广 应 用 水 煤 浆 实 施 意 见 南 宁 市 推 广 应 用 水 煤 浆 专 项 资 金 管 理 办 法 等 蓝 宇 科 技 公 司 在 2012 年 起 全 面 管 理 原 战 略 投 资 者 建 成 的 水 煤 浆 厂, 实 现 了 对 南 宁 水 煤 浆 推 广 应 用 的 全 产 业 链 服 务 同 时, 在 规 模 化 的 工 业 园 集 中 供 热 站, 实 现 能 源 托 管 服 务, 提 高 了 系 统 能 源 效 率 与 经 济 效 益 3) 株 洲 市 财 政 局 水 煤 浆 锅 炉 房 的 能 源 托 管 运 行 服 务 株 洲 财 政 局 位 于 株 洲 市 河 西 国 家 高 新 技 术 开 发 区, 环 境 要 求 高 ; 于 21 世 纪 初 建 成 2 2 t / h 的 水 煤 浆 锅 炉, 供 办 公 楼 及 生 活 区 用 汽 与 热 水 自 2007 年 以 后, 公 司 负 责 系 统 运 行 维 修 及 管 理 ( 包 括 提 供 水 煤 浆 燃 料 ), 按 蒸 汽 热 水 使 用 量, 与 居 民 及 财 政 局 结 算 4) 长 株 潭 及 周 边 地 区 水 煤 浆 的 推 广 蓝 宇 科 38 技 公 司 承 担 了 该 地 区 水 煤 浆 锅 炉 炉 窑 改 造 及 建 设 项 目 的 90% 以 上 业 务, 并 提 供 与 锅 炉 炉 窑 相 匹 配 的 水 煤 浆 产 品 和 其 他 优 质 配 套 服 务 用 户 改 用 水 煤 浆 技 术 及 产 品 后, 无 论 是 工 业 生 产 用 能 还 是 生 活 用 能, 都 取 得 显 著 的 节 能 环 保 效 益 5) 株 洲 福 尔 程 化 工 有 限 公 司 6 t / h 水 煤 浆 集 中 供 热 株 洲 福 尔 程 化 工 有 限 公 司 生 产 的 产 品 主 要 有 福 美 钠 ( 二 甲 基 二 硫 代 氨 基 甲 酸 钠 ) 福 美 钾 ( 二 甲 基 二 硫 代 氨 基 甲 酸 钾 ) 威 百 亩 ( 甲 基 二 硫 代 氨 基 甲 酸 钠 ) 橡 胶 促 进 剂 TMTD( 四 甲 基 二 硫 化 秋 兰 姆 ) NOBS( 次 磺 酰 胺 类 ) TMTM ( 一 硫 化 四 甲 基 秋 兰 姆 ), 新 型 浮 选 剂 选 矿 药 剂 松 醇 油 等 公 司 产 品 在 国 内 市 场 享 有 一 定 的 知 名 度, 其 中 福 美 钠 为 公 司 产 品 里 面 的 佼 佼 者 2007 年 建 有 1 台 2 t / h 的 水 煤 浆 锅 炉, 对 化 工 生 产 工 艺 进 行 集 中 供 热 2010 年 因 扩 建, 配 套 建 设 6 t / h 的 水 煤 浆 锅 炉, 蓝 宇 科 技 公 司 投 资 建 设 和 运 行 管 理, 按 每 年 5 万 t 蒸 汽 的 基 准 量, 进 行 商 务 结 算

刘 建 文 等 : 高 效 水 煤 浆 制 浆 燃 烧 集 成 技 术 研 制 与 应 用 6) 株 洲 市 霞 湾 建 材 有 限 责 任 公 司 加 气 混 泥 土 砌 块 生 产 工 艺 集 中 供 热 株 洲 市 霞 湾 建 材 有 限 责 任 公 司 年 产 100 万 m 3 加 气 混 泥 土 砌 块 生 产 线, 原 蒸 压 工 艺 采 用 燃 煤 锅 炉 提 供 蒸 汽, 煤 低 位 发 热 量 23. 01 MJ / kg, 加 气 混 泥 土 砌 块 煤 耗 30 kg / m 3 考 虑 到 该 公 司 年 产 百 万 立 方 米 环 保 砖 的 用 汽 量, 采 用 2 台 15 t / h 水 煤 浆 锅 炉 取 代 原 燃 煤 锅 炉 本 体 采 用 SZS 型 双 锅 筒 全 水 管 纵 置 式 D 型 布 置, 内 设 主 副 燃 烧 室, 炉 底 配 置 活 动 炉 排, 具 有 点 火 迅 速, 热 效 率 高, 适 用 水 煤 浆 品 种 广, 负 荷 调 节 范 围 大 (20% ~ 100% ) 等 特 点 项 目 投 入 运 行 后, 选 用 水 煤 浆 作 燃 料 与 煤 进 行 对 比, 运 行 成 本 节 约 10% 左 右, 具 有 显 著 的 节 能 减 排 效 益 ; 与 天 然 气 油 进 行 对 比, 经 济 效 益 显 著 该 项 目 是 水 煤 浆 技 术 取 代 燃 煤 在 经 济 效 益 上 具 有 明 显 效 果 的 典 型 案 例 7) 贵 州 茅 台 镇 水 煤 浆 集 中 供 热 水 煤 浆 在 贵 州 的 推 广 使 用 最 早 是 中 烟 公 司 贵 定 卷 烟 厂 锅 炉 改 造 项 目, 将 10 t 链 条 燃 煤 锅 炉 改 为 燃 水 煤 浆 锅 炉, 由 蓝 宇 科 技 公 司 提 供 设 计 燃 烧 技 术 2010 年 5 月 完 成 锅 炉 的 改 造 并 开 始 运 行, 目 前 运 行 状 况 一 切 正 常, 热 效 率 和 燃 烬 率 都 有 很 大 提 高, 而 SO 2 排 放 量 大 大 减 少, 同 时 也 节 省 了 不 少 燃 料 3 高 效 水 煤 浆 制 浆 燃 烧 集 成 技 术 发 展 展 望 1) 依 托 高 效 水 煤 浆 制 浆 燃 烧 集 成 技 术 的 能 源 合 同 管 理 服 务 充 分 利 用 高 效 水 煤 浆 制 浆 燃 烧 集 成 技 术 的 技 术 可 靠 性 节 能 环 保 性, 开 展 能 源 合 同 管 理 服 务 2) 多 能 互 补 的 热 电 冷 分 布 式 能 源 联 供 系 统 水 煤 浆 作 为 主 导 洁 净 能 源, 太 阳 能 风 能 地 热 等 可 再 生 能 源 作 为 补 充 能 源 运 作 方 式 上, 最 大 限 度 使 用 可 再 生 能 源, 达 到 节 能 碳 减 排 的 最 大 效 益 3) 污 水 污 泥 能 源 化 资 源 化 利 用 热 电 系 统 利 用 水 煤 浆 制 浆 用 水 的 特 点, 污 水 制 浆, 污 泥 与 生 物 质 水 煤 浆 共 燃, 实 现 污 水 污 泥 的 能 源 化 资 源 化 利 用, 达 到 能 源 环 境 目 标 的 统 一 协 调 4) 生 活 垃 圾 等 可 燃 固 体 废 物 处 置 热 电 系 统 水 煤 浆 作 为 垃 圾 生 态 化 处 置 的 辅 助 能 源, 实 现 生 活 垃 圾 的 能 源 化 资 源 化 无 害 化 利 用 5) 无 机 矿 物 焙 烧 的 点 火 系 统 采 用 水 煤 浆 取 代 重 油 天 然 气, 进 行 烧 结 点 火, 目 的 是 在 保 证 环 保 效 益 的 前 提 下 降 低 生 产 成 本 6) 工 业 园 区 生 态 化 建 设 能 源 环 境 一 体 化 系 统 2015 年 第 2 期 针 对 食 品 加 工 生 物 医 药 等 工 业 园 区, 采 用 高 效 生 物 质 水 煤 浆 制 浆 燃 烧 集 成 技 术, 把 工 业 园 区 各 生 产 企 业 产 生 的 高 浓 度 有 机 废 液 生 物 质 固 体 废 物 与 水 煤 浆 制 浆 燃 烧 工 艺 集 成, 实 现 工 业 园 区 能 源 环 境 一 体 化 处 置, 达 到 资 源 的 循 环 利 用, 构 建 生 态 循 环 产 业 链 参 考 文 献 : [1] 联 合 国 开 发 计 划 署 驻 华 代 表 处. 中 国 人 类 发 展 报 告 : 迈 向 低 碳 经 济 和 社 会 的 可 持 续 未 来 [R]. 北 京 : 中 国 人 民 大 学,2010. [2] 贾 传 凯, 王 燕 芳, 王 秀 月, 等. 水 煤 浆 技 术 的 应 用 与 发 展 趋 势 [J]. 煤 炭 加 工 与 综 合 利 用,2011(4):55-57. [3] 张 传 忠, 刘 宏 亮, 方 铭. 一 种 用 低 阶 煤 制 备 高 浓 度 水 煤 浆 的 方 法 : 中 国,102604698A[P]. 2012-07-25. [4] 何 国 锋, 段 清 兵, 王 国 房, 等. 一 种 利 用 低 阶 煤 制 备 高 浓 度 水 煤 浆 的 方 法 : 中 国,101173765B[P]. 2008-05-07. [5] 何 国 锋, 段 清 兵, 王 国 房, 等. 一 种 生 物 质 煤 浆 的 生 产 系 统 : 中 国,202576370U[P]. 2012-12-05. [6] 林 荣 英, 邓 晖, 罗 祖 云. 以 水 葫 芦 与 无 烟 煤 制 备 生 物 质 煤 浆 : 中 国,101760268A[P]. 2010-06-30. [7] 吴 荣 标, 龙 淼. 一 种 污 泥 生 物 质 煤 浆 及 其 制 作 工 艺 : 中 国, 101492621A[ P]. 2009-07-29. [8] 刘 建 文, 陈 楠, 黄 敦 辉. 生 物 质 水 煤 浆 制 浆 燃 烧 方 法 及 集 成 系 统 : 中 国,101639225B[P]. 2010-02-03. [9] 王 云 刚. 水 煤 浆 的 制 浆 系 统 和 多 元 料 浆 气 化 系 统 : 中 国, 203487116U[ P]. 2014-03-19. [10] 匿 名. 神 华 环 保 水 煤 浆 简 介 [ EB / OL]. [2011-12 - 14 ]. www. docin. com / p-307107980. html. [11] 虞 育 杰, 刘 建 忠, 张 传 名, 等. 低 挥 发 分 煤 的 成 浆 特 性 和 水 煤 浆 流 变 特 性 [J]. 浙 江 大 学 学 报 : 工 学 版,2011,45 (2):335-340. [12] 贺 峰, 李 保 庆. 微 细 干 粉 级 配 制 取 低 阶 煤 和 褐 煤 高 浓 度 水 煤 浆 技 术 [J]. 化 工 进 展,2010,29(S1):374-377. [13] 解 永 刚. 有 机 废 液 水 煤 浆 燃 烧 试 验 研 究 [ D]. 杭 州 : 浙 江 大 学,2004. [14] 饶 甦. 黑 液 水 煤 浆 的 燃 烧 沾 污 结 渣 及 其 污 染 物 排 放 特 性 研 究 [D]. 杭 州 : 浙 江 大 学,2004. [15] 邓 晖, 林 荣 英, 罗 祖 云. 生 物 质 水 煤 浆 燃 烧 特 性 及 动 力 学 分 析 [J]. 可 再 生 能 源,2011,29(2):81-84. [16] 李 艳 昌, 程 军, 刘 剑. 配 煤 提 高 煤 种 成 浆 性 能 的 研 究 [ J]. 煤 炭 转 化,2010,33(3):41-44. [17] 胡 亚 轩, 刘 建 忠, 王 睿 坤, 等. 配 煤 对 水 煤 浆 性 质 的 影 响 [ J]. 中 国 机 电 工 程 学 报,2012,32(2):31-38. [18] 龚 欣, 于 遵 宏, 王 辅 臣. 水 煤 浆 气 化 技 术 在 中 国 的 应 用 及 其 进 展 [J]. 节 能 与 环 保,2001(5):21-23. [19] 罗 进 成, 贺 根 良, 郑 亚 兰, 等. 多 元 料 浆 气 化 技 术 在 石 油 炼 制 行 业 中 的 应 用 分 析 [ J]. 石 油 炼 制 与 化 工,2010,41 (1):16-20. ( 下 转 第 44 页 ) 39

2015 年 第 2 期 洁 净 煤 技 术 第 21 卷 增 加 活 性 焦 表 面 与 汞 的 接 触 机 会, 有 利 于 提 高 活 性 焦 的 汞 吸 附 量 在 实 际 应 用 中, 应 根 据 入 口 汞 浓 度, 选 择 活 性 焦 吸 附 层 参 数, 以 达 到 最 优 脱 汞 效 果 [5] 滕 济 林, 张 萌, 李 若 征, 等. 褐 煤 活 性 炭 吸 附 焦 化 废 水 [ J]. 环 境 工 程 学 报,2011,7(10):3827-3832. [6] 苗 文 华, 吴 鹏. 低 阶 煤 制 备 活 性 焦 及 其 吸 附 性 能 研 究 [ J]. 洁 净 煤 技 术,2014,20(6):32-35,41. [7] 熊 银 伍, 杜 铭 华, 步 学 朋, 等. 改 性 活 性 焦 脱 除 烟 气 中 汞 的 试 验 研 究 [J]. 中 国 电 机 工 程 学 报,2007,27(35):17-22. [8] 任 建 莉, 周 劲 松, 骆 仲 泱, 等. 汞 吸 附 过 程 的 试 验 研 究 和 数 学 模 型 [J]. 中 国 电 机 工 程 学 报,2006,26(11):1-6. [9] 陈 俊 杰, 任 建 莉, 钟 英 杰, 等. 活 性 炭 纤 维 吸 附 汞 的 量 子 化 学 研 究 [J]. 动 力 工 程 学 报,2010,30(12):960-965. [10] 颜 甜, 左 宁 林, 赵 昕, 等. 高 温 载 硫 活 性 炭 的 制 备 及 脱 汞 能 力 研 究 [J]. 环 境 污 染 与 防 治,2012,34(4):1-4,10. [11] 鹿 存 房, 刘 清 才, 高 威, 等. 载 硫 活 性 炭 微 观 结 构 和 表 面 形 态 研 究 [J]. 环 境 工 程 学 报,2009,3(8):1521-1523. [12] 张 鹏 宇, 曾 汉 才, 张 柳. 活 化 处 理 的 活 性 炭 吸 附 汞 的 试 验 研 究 [J]. 电 力 科 学 与 工 程,2004(2):1-3. [13] 刘 慷, 柴 小 康, 于 洪, 等. 燃 煤 电 厂 脱 汞 吸 附 剂 的 研 究 和 应 用 [J]. 广 东 电 力,2010,23(11):28-30,80. [14] 孙 巍, 晏 乃 强, 贾 金 平. 载 溴 活 性 炭 去 除 烟 气 中 的 单 质 汞 [J]. 中 国 环 境 科 学,2006,26(3):257-261. 图 4 汞 渗 透 量 对 活 性 焦 脱 汞 的 影 响 3 结 论 1) 与 原 始 活 性 焦 AC 相 比, 通 过 化 学 改 性 得 到 的 活 性 焦 AC-Na 2 S AC-S AC-ZnCl 2 比 表 面 积 和 孔 容 积 有 所 降 低, 活 性 焦 对 汞 的 吸 附 量 分 别 增 加 60% 113% 和 140% ; 2) 随 着 吸 附 温 度 的 升 高, 化 学 反 应 变 快, 活 性 焦 的 初 始 脱 汞 效 率 提 高, 对 Hg 0 的 总 吸 附 量 升 高, 但 增 加 率 呈 减 缓 趋 势,120 和 140 吸 附 量 接 近 当 ZnCl 2 负 载 量 由 5% 提 高 至 15% 时,50% 穿 透 率 对 应 时 间 由 75 min 延 长 至 120 min, 活 性 焦 吸 附 量 增 至 17. 5μg / g; 入 口 烟 气 中 Hg 0 渗 透 量 由 20 ng / min 增 至 40 ng / min 时, 活 性 焦 吸 附 量 由 14. 4 μg / g 增 至 16. 2 μg / g, 但 穿 透 时 间 缩 短 参 考 文 献 : [1] 高 洪 亮, 周 劲 松, 骆 仲 泱, 等. 改 性 活 性 炭 对 模 拟 燃 煤 烟 气 中 汞 吸 附 的 实 验 研 究 [J]. 中 国 电 机 工 程 学 报,2007,27(8):26-30. [2] 吴 鹏, 苗 文 华, 姜 军 清, 等. 煤 基 吸 附 剂 脱 除 燃 煤 电 厂 烟 气 中 汞 的 研 究 进 展 [J]. 洁 净 煤 技 术,2012,18(6):102-105,119. [3] 何 伯 述, 王 欣, 朱 玲, 等. 燃 煤 电 厂 活 性 炭 喷 射 脱 汞 的 试 验 研 究 [J]. 应 用 科 学 与 工 程 学 报,2010,18(5):823-831. [4] 苗 文 华, 白 中 华, 史 亚 微, 等. 活 性 焦 烟 气 脱 汞 的 试 验 研 究 与 数 值 模 拟 [J]. 电 力 科 技 与 环 保,2014,30(1):16-19. 44 ( 上 接 第 39 页 ) [20] 薛 弘 晔, 暴 杰. 干 法 速 溶 型 水 煤 浆 粉 生 产 线 PLC 控 制 系 统 实 现 [J]. 能 源 技 术 与 管 理,2007(2):77-79. [21] 米 小 慧, 李 小 瑞, 沈 一 丁, 等. IA / AA / AMPS 水 煤 浆 分 散 剂 的 制 备 及 性 能 [J]. 精 细 化 工,2012,29(10):1001-1004. [22] 赵 方, 张 光 华, 韩 文 静, 等. 淀 粉 接 枝 共 聚 物 水 煤 浆 分 散 剂 制 浆 性 能 的 研 究 [J]. 煤 炭 转 化,2012,35(2):51-55. [23] 戴 财 胜, 杨 红 波. 复 合 型 水 煤 浆 添 加 剂 的 合 成 与 性 能 研 究 [J]. 煤 化 工,2008(1):41-43. [24] 熊 伟, 张 光 华, 朱 军 峰. 磺 化 萘 酚 甲 醛 / 萘 系 复 合 水 煤 浆 分 散 剂 的 性 能 [J]. 煤 炭 转 化,2013,36(2):40-43. [25] 潘 晓 懿, 朱 书 全, 杨 玉 立, 等. 聚 羧 酸 系 水 煤 浆 分 散 剂 合 成 的 影 响 因 素 [J]. 洁 净 煤 技 术,2013,19(2):85-87. [26] 苏 毅, 朱 书 全. 烷 基 酚 聚 氧 乙 烯 醚 水 煤 浆 分 散 剂 的 成 浆 性 能 [J]. 煤 炭 学 报,2011,36(8):1396-1400. [27] 顾 利 平. 水 煤 浆 锅 炉 炉 膛 底 部 的 防 结 焦 结 构 : 中 国,200993375Y [P]. 2007-12-19. [28] 陈 楠, 许 浦 舟. 水 煤 浆 锅 炉 在 线 吹 灰 方 法 及 装 置 : 中 国, 101737790A[ P]. 2010-06-16. [29] 陈 楠, 许 浦 舟, 朱 恒 辉. 水 煤 浆 悬 浮 层 状 复 合 燃 烧 锅 炉 : 中 国,201568954U[P]. 2010-09-01. [30] 贺 新 文. 浅 谈 双 炉 膛 水 煤 浆 锅 炉 的 应 用 [ J]. 科 学 之 友,2011 (18):58-59. [31] 陈 楠, 朱 恒 辉. 水 煤 浆 锅 炉 稳 定 燃 烧 方 法 及 装 置 : 中 国, 101639216B[ P]. 2010-02-03. [32] 陈 楠, 黄 敦 辉. 水 煤 浆 锅 炉 无 油 点 火 装 置 : 中 国, 201487940U[ P]. 2010-05-26. [33] 刘 建 文, 袁 瑞 佳, 陈 楠. 生 物 质 水 煤 浆 制 浆 燃 烧 集 成 系 统 技 术 经 济 分 析 [J]. 洁 净 煤 技 术,2014,20(1):88-92.