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洁净煤技术发展重点提高煤质、污染物脱除

来源:新闻网

随着经济发展,未来煤炭在能源生产和消费结构中的主导作用不会改变,发展洁净煤技术也就成为先进能源领域的重要技术方向。近日,科技部发布的《洁净煤技术科技发展“十二五”专项规划》(下称《规划》),明确了电力行业应用洁净煤技术发展的重点攻关领域。从规划内容上看,不仅提出了提高煤质、污染物脱除等源头技术攻关,并且对燃煤发电技术、污染物治理等应用技术提出了更高要求,以此进行全方位部署,推动能源生产和利用方式的转变,构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系。

  褐煤提质成技术攻关重点

  提高煤质是洁净煤技术的源头,“十一五”期间,国家对提升低品质煤质量、提高稀缺煤种利用效率、发展资源综合利用等技术进行了重点研究,目前,国内已有众多企业进行这方面的技术开发。但是由于褐煤粉尘分离、污水净化等关键技术没有得到突破,仍具技术障碍。“褐煤和低变质烟煤具有水分大、灰分高的特点,部分煤种硫含量也较高,直接利用有一定困难。”中电联研究室主任潘荔告诉记者,近年来,电力行业对褐煤的利用逐步重视起来,发电企业积极开展褐煤掺烧和提质技术的开发和应用工作。这一方面有利于克服高煤价给企业经营带来的困难,改善经营状况。另一方面,也推动了褐煤等低变质煤提质技术的进步。但目前,褐煤提质技术存在投资和占地面积大、成本高、提质后运输困难等问题。据有关资料显示,褐煤占我国煤炭储量的13.12%,占全国动力煤储量的17.63%,因此,对煤提质及转化开展基础研究具有重要的意义。《规划》中提到,未来将针对褐煤、低变质烟煤分级转化、综合利用开展煤质与转化基础研究,如热冲击下褐煤粉化机理研究,毛细水分蒸发条件研究;多煤种复杂煤质热解、气化、加氢、燃烧转化等。

  煤电以大型、高参数、洁净为发展方向

  “我国每年50%的煤炭用于发电,煤电占发电总量的80%以上。燃煤发电技术进步始终是先进能源技术的重点。”中国电力发展促进会副秘书长余琛说,目前和今后若干年,国内煤电装机容量仍将处于较高发展速度,技术发展趋势也将以大型、高参数、洁净为主。《规划》中指出,我国目前“超超临界发电”方面,已经具备了制造1000兆瓦、25兆帕、600摄氏度等级发电机组的基础和能力,预计到2020年,新建机组市场容量高达500吉瓦。但是,目前高参数大容量机组的设计及制造、系统优化、高温部件材料等方面与发达国家仍有较大差距,建设超600摄氏度大容量等级超临界发电机组系统集成示范、研发超700摄氏度关键材料和技术仍是今后几年的重要任务。在IGCC技术方面,“十一五”863计划重大项目所依托的华能天津250兆瓦级整体煤气联合循环示范工程主要研发内容已基本完成,将逐步进入试运行阶段。据了解,华能集团于2004年提出“绿色煤电”计划,计划用10年左右时间开发出可推广的绿色煤电示范电站,并规划于2015年左右建成40万千瓦级绿色煤电示范工程。“通过建设IGCC示范工程,可以为实现煤炭发电的近零排放进行技术储备,促进应对气候变化能力建设,对实现煤炭发电的可持续发展具有重大意义。”华能集团该项目相关负责人介绍说,IGCC还可以进一步促进煤的高效清洁利用,实现电能和清洁燃料、氢、化工品、钢铁等能源及材料产品的联合生产,带动煤炭、电力、化工、材料、重大装备制造业的升级,形成新的产业链。

  三个方向控制燃烧污染物

  以煤为主的能源结构和消费总量持续增长,使我国污染控制和环境保护面临巨大压力。据测算,到2020年,如不采取有效措施,即使按照污染物产生量最少的情景预计,二氧化硫、氮氧化物年排放量将分别达到4000万吨和3500万吨。燃煤污染作为能源环境问题,将对经济和社会发展产生重大影响和制约。“煤燃烧过程中会产生多种污染物,例如烟尘、二氧化硫、氮氧化物,还有一些微量的重金属,如汞等,现在对燃烧污染物的控制方法,主要还是采用末端治理的方法。”潘荔介绍说,“即在燃烧设备的尾部串联安装脱硝、除尘和脱硫设施,随着串联设施的增多,烟道阻力随之增大,烟道通风能耗也随之增大,另外设备投资、占地面积和运行费用也都随之大幅增加。”从技术上看,未来燃烧污染物控制和治理技术的发展方向可以归结为三个方面:一是燃烧前、燃烧中和燃烧后治理相结合;二是多种污染物联合脱除,目前正在开发的技术有物理方法,也有化学方法;三是可资源化的污染物脱除技术,例如采用吸附的方法,将烟气中的二氧化硫吸附起来,再用脱附出来的高浓度二氧化硫制硫酸或硫磺。潘荔同时表示,电力行业在快速发展的同时,认真贯彻国家能源政策和应对气候变化的各项要求,通过优化结构,强化节能减排等系列措施,碳排放强度不断下降,应对气候变化能力持续提高,取得了一定的成绩。同时也面临着巨大的压力和严峻的挑战,“十二五”期间,电力行业将主要通过调整电力结构、提高发电效率以及节能管理等措施进一步减排二氧化碳,并探索建立符合我国国情的电力行业碳排放交易市场。

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