1 水煤漿的背景
1.1 我國富煤貧油的能源結構
我國煤炭儲量約占石化能源總儲量的90%,而石油和天然氣儲量約占10%,煤炭的消耗約占能源消耗的72%左右,因此說,煤炭是我國最可靠、最有保障的能源。專家預言,人類將面臨一個能源時代的變革,未來的能源是一個以太陽能、核能、生物質(zhì)能等可再生能源為主。但進入下一個能源時代之前,能源消耗需經(jīng)過一個過渡時期,由于煤的蘊藏量超過石油甚多,這個過渡時期應是一個以煤為主的混合型能源結構階段。但該階段不是直接燃燒煤炭的用煤方式的重復,而是在高效、潔凈、優(yōu)質(zhì)化基礎上的高層次利用。
1.2環(huán)保對燃料的約束
一方面隨著人們生活水平的提高,人們對自己生活質(zhì)量的要求越來越高;另一方面隨著社會的發(fā)展,人們生活的環(huán)境卻不斷的惡化,其中由散煤低層次利用造成的環(huán)境污染是其中重要的原因。這主要表現(xiàn)為由原煤直接燃燒造成的煙塵污染和高硫煤直接燃燒造成的S02污染。因此,潔凈度成為人們選擇燃料主要指標之一。山西煤正是由于硫份過高,而被請出北京市場。
1.3 國家能源供應安全
隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,我國對石油進口的需求急劇增加。我國1994年成為石油純進口國。2000年進口石油達7 000多萬“隨著轎車進入家庭步伐的加快,我國石油需求將進一步加大,據(jù)估計,2010年供需缺口將達到1.3-1.5億t。長期依賴國際市場補充國內(nèi)燃料的不足,必將對國家液體燃料供應的安全形成問題。
2 水煤漿發(fā)展現(xiàn)狀
2.1 生產(chǎn)能力
我國從80年代初開始水煤漿技術的研究工作。在制漿工藝與裝備、添加劑、貯存、運輸、燃燒技術等方面均取得了多項成果。目前已建成能力從3萬~25萬t/a的制漿廠8座,總生產(chǎn)能力為1.5 mt/a,我國近20年來,針對煤質(zhì)的特點,開發(fā)了價格低廉、效果好的添加劑,已形成了一定的生產(chǎn)能力,可以替代進口并能滿足制漿和燃燒的需要。在工業(yè)鍋爐、窯爐加熱爐和電站鍋爐進行了燃燒試驗,一些廠投入正式的應用。我國的制漿和燃燒技術等方面已達到了國際先進水平。
2.2 應用情況
水煤漿的用途主要有兩個方面:①燃料。多年來,水煤漿已先后成功地在電廠鍋爐、工業(yè)窯爐和鍋爐上進行燃燒取得了成功。如:山東的白楊河電廠鍋爐(320t/h)是燃煤改燃油后又改燒水煤漿的鍋爐,已穩(wěn)定燃燒4年多,燃燒效率達到98%以上。②化工原料。我國80年代引進了德士古氣化技術,該技術屬第2代氣化技術已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)化,目前在國際上是先進的技術。德士古氣化爐是以水煤漿為進料的。采用該技術生產(chǎn)的煤氣CO+H2含量高,CH4為0.1%左右,無焦油等高級煙類,是比較理想的合成氣。該技術最先在山東魯南化肥廠得到應用,以后又在上海焦化廠、首鋼等單位得到應用。目前我國自主開發(fā)的新型水煤漿氣化爐已完成日處理煤15t的中試考核。
3 應用狀況分析
從前面的情況可以看出,水煤漿生存環(huán)境比較良好,技術水平國際先進,但生產(chǎn)能力卻僅為1.5mt/a。
水煤漿技術是一個包括制備、運輸、應用、環(huán)境處理等技術的跨行業(yè)多學科的系統(tǒng)工程技術。啟用水煤漿這一技術,僅僅掌握水煤漿的制備技術,生產(chǎn)出合格的水煤漿,是遠遠不夠的,必須是生產(chǎn)者和用戶共同啟用這一新技術,并且雙方都有利可圖,才能把這一技術付諸實施。
從水煤漿的性能來看,水煤漿是適合長途運輸?shù)?,但是,由于水煤漿中含30%左右的水份,因此長途運輸會給用戶增加很大的經(jīng)濟負擔。
從長遠來看,隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,我國液體燃料供需矛盾的進一步加大;隨著環(huán)境對燃料的約束進一步加強;隨著水煤漿技術的進一步提高,成本的下降,水煤漿的應用將突破這些障礙。特別是將水煤漿同治理工業(yè)廢水結合起來,將會使水煤漿的社會效益更加明顯,經(jīng)濟效益得到改善。因此,水煤漿的應用前景是廣闊的,只是有待時日而已。