1、水煤浆在我国能源机构与环境发展中的地位摘要：本文从我国水煤浆的发展历程入手，着重论述了在我国能源结构及环境发展中，水煤浆所起的重要作用及地位，并提出了水煤浆的应用前景十分广阔。 关键词：水煤浆、煤炭液化、能源结构、环境、社会效应、地位 中图分类号： F407.21 文献标识码： A 一、煤炭是我国的基础能源 能源是人类社会和经济发展的重要物质基础。当今世界，特别是我国，使用的一次能源主要是化石能源，它们在一次能源中所占的比例分别是 90与 97.5% 世界与中国一次能源消费结构 我国煤多油少。十五计划纲要中指出：能源建设要发挥资源优势，以煤炭为基础能源” 。 1999 年中国化石能源储量结构
2、大量使用化石能源给人类赖以生存的环境带来了许多负面影响。但是，在未来 3050 年内，其它洁净的新能源、可再生能源、水电和核电的发展在世界范围还不可能普遍取代化石燃料。所以，能源与环境必须协调发展。 据 UNDP 推测，世界范围内，石油天然气可供应 50 年以上，煤炭则可稳定供应 200 年以上。我国更是如此，煤占化石能源储量的 92.94。我国一次能源以煤为主的格局在相当长时期内尚难以改变。到本世纪中，煤炭在我国一次能源消费结构中的比重还难以降至 50以下。 石油是重要的战略物资，但是我国石油储量只占化石能源总量的5.35。国内石油产量的增加远远不能满足消费需求的增长。2001 年我国进口原
3、油 7000 万吨。预测到 2010 年，我国原油将缺口 1.2 亿吨，国产原油只能满足需求量的 58。 对境外石油的依赖程度不断加大，对我国安全构成了严重威胁。所以，以煤代油是我国既定的能源政策。 解决我国石油资源短缺的根本出路是煤炭液化。煤炭液化可直接制得成品油。但是建设大型煤炭液化工厂的技术与装备还需进口。 煤炭液化投资大、制得的燃料成本高。据中新社报道，年产油 100万吨需投资 100 亿元, 相当吨油/年投资 10000 元，每吨油耗煤 34 吨。按此初略估计，产品价格不会低于每桶 25 美元，或每吨 1500 元。所以，我认为作为技术储备，建设煤炭液化示范厂是非常必要的，但是目前很
4、难商业化作。 我国每年当燃料烧掉的油（原油或重油）有 4000 万吨。约占我国石油产量 1/4。所以替代燃料油也是重要的途径。替代下的燃料油，经深加工后可得 45左右的汽、柴油，6的燃料气，及 2535的重质馏分。 国家经贸委20011019 号文节约替代燃料油十五规划中，计划年减少烧油 1600 万吨，水煤浆列为代油燃料的首选。 国家计委20021990 号文煤炭工业十五基本建设指导意见发展重点中指出：要积极推进水煤浆厂的建设，以替代燃料油消耗。 二、水煤浆的性质与用途 水煤浆的储、运与燃烧方式与油类似，可替代燃料油。代煤，有节煤与减少环境污染的优点。水煤浆燃料分间接用燃料与直接燃料两种。
5、1、间接用燃料是指先用水煤浆造气，以煤制气作燃料。国家经贸委制定的“十五”规划中，推荐以水煤浆为原料的德士古炉造气，用以替代燃料油。 水煤浆造气后可合成汽油，属煤炭间接液化的中间环节。 水煤浆造气可作为煤气化联合循环发电（IGCC）的燃料。IGCC 比现有汽轮机电站供电效率高 410 个百分点，CO2 排放可下降 30左右，脱硫效率达 99，SO2 和灰尘排放可降一个数量级，Nox 排放为常规电厂的 1530，耗水减少 2030。是 21 世纪火电动力的主要发展方向。 水煤浆造气还可用以生产合成氨、甲醇等化工产品。 水煤浆作为气化原料，其中的煤与水都是造气的原料。所以气化用水煤浆并不追求很高浓
6、度，粒度也可以比较粗，上限可达 1410m，小于200 网目含量为 3260。此外，气化炉与制浆车间相邻，无需远距输送与长期贮存，因而对煤浆的稳定性要求也不高。 2、水煤浆作为直接用燃料，其中的水对燃烧不利，在燃烧中它要消耗热量。含煤 70的水煤浆，每公斤水煤浆按煤的热值每公斤 7200 大卡，水煤浆的热值约 5000 大卡；1 公斤水消耗的汽化潜热为 539 大卡，1 公斤煤浆中只含水 0.3 公斤，消耗热量约 162 大卡，损失不到煤浆热值的4。但这点水却使固体煤炭转化为一种流体燃料，从而带来一系列优点。直接燃料用水煤浆，应具备下列性质： 2.1.含煤浓度要高，通常为 6270； 2.2.
7、煤粒应达到一定的细度。一般要求粒度上限为 300 微米，其中75； 2.3.有良好的稳定性。储运中不产生不可恢复的硬沉淀，一般要求存放期超过一个月； 2.4.流动性要好，并应具有良好的流变特性。通常流动时要求表观黏度 1200mPaS(100S-1 );存放时黏度要高，即具有剪切变稀的流变特性，称“触变型流体” 。 三、我国水煤浆发展的历程 水煤浆是七十年代末出现的一种新型煤基流体燃料，当初只有瑞典和美国掌握。1986 年国际油价大跌，西方国家停止了商业化步伐，转为技术储备继续开发。 我国立足国内，从“六五”期间将“水煤浆制备与燃烧技术”列为国家重点攻关项目。 “六五”属实验室研究， “七五”
8、进入小规模工业试验。 “八五”以电厂为对象，进行制浆与燃烧的工业示范。由于技术与经济条件的限制，当时尚未推广应用。 1999 年， “八五”攻关项目“白杨河电厂油炉改烧水煤浆”与“枣庄25 万吨/年制浆厂” 先后通过鉴定，评为国际先进水平，表明我国水煤浆制备与燃烧技术已经成熟，为推广应用奠定了基础。 水煤浆技术已列为国家科技成果重点推广计划、国家重点新产品、国家级火炬计划。 2000 年以来，先后有八一、白杨河、汇海、东庞、胜利油田、茂名等 7 个 1550 万吨的大浆厂相继投产，已形成 280 万吨/年的制浆能力。我国水煤浆浆厂与产业化规模已跃居世界前列。 由南京设计院设计的南海水煤浆厂，设
9、计能力 150 万吨/年，是目前我国最大的一座水煤浆厂，现正在建设中。预计今年年底将投入运行。 四、经济效益 1、代油有显著的节油与社会效益 以水煤浆代油，燃烧效率超过 99，可节省燃料费 1/31/2。例如：燕化燃用 46.8 万吨水煤浆，节省燃料费 1.27 亿；汕头电厂燃用水煤浆29 万吨，节省燃料费 8700 万元。 SO2 排放量相当低硫油，白杨河电厂为 627.4mg/m3，燕化为209mg/m3，汕头万丰热电厂 1 台 50MW 油炉改烧水煤浆后，每年减排 SO2 3000 吨。 火焰中心温度低，水蒸汽有还原作用，可显著减少 Nox 排放。白杨河电厂为 495.1mg/m3，燕化
10、为 544mg/m3。 与改煤粉相比，占地少、投资低、工期短。一台 10 万千瓦燃油锅炉改烧煤粉投资 1.2 亿元，工期 8 个月；改烧水煤浆只需 0.50.6 亿元，工期 2 个月。有些燃油电站由于工业广场的限制，已无法改为烧煤，但可改烧水煤浆。中、小油炉分布很分散，煤粉又不便集中制备和储运，改煤困难很大，改烧水煤浆则方便可行。 随着工业示范取得成功、油价攀升和国内对控制燃煤污染的力度加大，近几年水煤浆得到很快的发展。 2、代煤有节煤与环境效益 水煤浆制备、储运全封闭，避免了煤炭装、储、运中损失的 5带来的环境污染。 热效率高，节煤 1/3，因而也减少了对环境的污染。中小燃煤锅炉热效率60，
11、燃用水煤浆可达 83。 水煤浆制备过程中，磨细后还可进行再次洗选脱硫，细磨后，黄铁矿已充分解离，脱硫率可达 67.9070.30。煤粉则不可能。 白杨河电厂烧枣庄浆厂的浆，添加 35脱硫剂后，排放的 SO2 降至 255.37mg/m3，无需采用投资大、成本高的烟气脱硫。除尘后，烟尘排放可满足二类地区环保的要求。 五、结论 近几年，油价不断攀升，水煤浆又有着如此多的优势，无论是社会效益还是环境效益，都十分显著。因此，水煤浆在我国能源与环境协调发展中就显露出非常重要的地位。 参考文献 1、张荣曾;水煤浆在中国能源与环境协调发展中的地位A;发展洁净煤技术，提高煤炭企业竞争力学术研讨会论文集C;2001 年 2、曹大东;曹欣玉;周俊虎;赵翔;刘建忠;黄镇宇;岑可法;我国水煤浆燃烧技术的现状和发展A;发展洁净煤技术，提高煤炭企业竞争力学术研讨会论文集C;2001 年 3、本报记者 屈金星;国际水煤浆开发现状N;中国矿业报;2000 年 4、牛志刚;煤、水煤浆燃料氮析出特性和燃料型 NOx 生成特性研究D;浙江大学;2004 年 5、周明松,邱学青,王卫星;水煤浆分散剂的研究进展J;化工进展;2004 年 08 期 6、付华,赵继荣;洁净的代油燃料水煤浆J;能源工程;2000年 04 期
