2月26日傍晚,一場(chǎng)春雨終于蕩滌了籠罩北京城多日的霧霾。此前的2月20日,環(huán)保部發(fā)布的2014年1月空氣質(zhì)量狀況報告顯示,京津冀地區空氣質(zhì)量達標天數比例不足三成,僅為25.4%。與此同時(shí),南方地區空氣污染程度也有惡化之勢。
“隨著(zhù)工業(yè)化、城鎮化的飛速發(fā)展,受燃煤在能源消費結構中比重較大等多種因素影響,節能減排的任務(wù)越來(lái)越緊迫。尤其是2013年以來(lái),全國各地先后多次出現大面積霧霾天氣,大氣污染愈加嚴重,實(shí)現煤炭的清潔高效利用迫在眉睫?!睒I(yè)內人士認為。
遏制霧霾政策頻出
針對霧霾肆虐的當下,國家部委及各地政府出臺了不少堪稱(chēng)史上最強的措施,實(shí)施煤炭總量控制、在特大型城市核心區實(shí)行能源無(wú)煤化、對煤炭產(chǎn)銷(xiāo)量實(shí)行“雙控”等措施紛紛亮相。
從去年6月國務(wù)院總理李克強親自部署大氣污染防治十條措施,到9月《大氣污染防治行動(dòng)計劃》提出,力爭10年或更長(cháng)時(shí)間,逐步消除重污染天氣,全國空氣質(zhì)量明顯改善。中央政府多次提及大氣污染治理問(wèn)題,也讓人們對大氣治理的效果保持了較高的預期。
與此同時(shí),《鍋爐大氣污染物排放標準》新標準修訂工作也正在抓緊推進(jìn)。據相關(guān)人士透露,該標準增加了燃煤鍋爐氮氧化物排放限值、汞及其化合物排放限值。同時(shí),明確控制的大氣污染物為顆粒物、二氧化硫、氮氧化物和汞及其化合物,控制指標為顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、汞及其化合物的排放濃度限值和煙氣黑度。
污染是不清潔利用導致
是什么原因讓霧霾如此橫行?國內不少知名專(zhuān)家在公開(kāi)場(chǎng)合多次表示:大范圍霧霾天氣的“禍首”——PM2.5與工業(yè)企業(yè)、發(fā)電站和供熱廠(chǎng)的燃煤關(guān)系密切。
業(yè)內人士告訴記者,煤炭污染是現實(shí)問(wèn)題,但這并非煤炭自身的問(wèn)題,而是不清潔用煤導致了大量二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物的排放。因此,就霧霾解決之道而言,推動(dòng)煤炭清潔高效利用應該成為當務(wù)之急。
目前,我國煤炭消費量占一次能源消費總量的70%左右,且煤炭消費量呈逐年快速上升趨勢。2012年我國煤炭消費總量約37億噸,已占到全球消費量的50%。在可預見(jiàn)的未來(lái),我國以煤炭為主的能源消費結構還難以發(fā)生根本性改變。如何在實(shí)行煤炭消費總量控制的前提下,高效、清潔地利用煤炭資源,做好煤炭如何使用的文章,將是有效改善大氣污染狀況的關(guān)鍵所在。
中國工程院院士倪維斗指出,中國面臨較大的節能減排壓力,有必要積極開(kāi)發(fā)核能和可再生能源等清潔能源。不過(guò)鑒于中國的能源稟賦,在未來(lái)二三十年煤電仍不可避免地為主力電源,核能和可再生能源短時(shí)間內不可能大規模替代煤電的主體地位。為了保護環(huán)境,必須在煤炭清潔高效利用上下功夫。
業(yè)內普遍的觀(guān)點(diǎn)是,與各地為確保實(shí)現環(huán)保目標而紛紛上馬“煤改氣”項目相比,加快推進(jìn)煤炭清潔化利用對我國這一全球第一大煤炭生產(chǎn)與消費國而言,更具現實(shí)性和緊迫性。
清潔高效煤粉技術(shù)已成熟
據了解,清潔煤技術(shù)真正受到重視是最近幾十年的事情,目前在國際范圍內尚未出現一種“一統天下”的技術(shù),西門(mén)子、殼牌、通用電氣、魯奇等工業(yè)巨頭紛紛推出各自獨立的技術(shù)路線(xiàn)。從工藝流程看,主要包括三類(lèi)技術(shù),第一類(lèi)是在燃燒前的煤炭加工和轉化技術(shù)。包括煤炭的洗選和加工轉化技術(shù),其中較為前沿的是煤氣化技術(shù);第二類(lèi)是煤炭燃燒技術(shù)。主要是清潔煤發(fā)電技術(shù),包括循環(huán)流化床燃燒、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)等。第三類(lèi)是燃燒后的煙氣脫硫技術(shù)。
“清潔煤技術(shù),是指煤炭從開(kāi)發(fā)到利用的整個(gè)過(guò)程中,旨在減少污染排放與提高利用效率的一整套相關(guān)技術(shù),包括煤炭的氣化(氣化爐)、燃燒(電站鍋爐)、循環(huán)利用(余熱鍋爐)等一系列工藝,” 中國神華煤制油化工有限公司研究員杜銘華表示,“新型高效煤粉工業(yè)鍋爐系統技術(shù)涉及機械、熱能、環(huán)保等多個(gè)領(lǐng)域,容納了煤的高效燃燒、污染物控制、煙氣凈化等多種技術(shù),屬于煤的清潔高效利用技術(shù)之一?!?/p>
據了解,煤粉燃燒技術(shù)作為一種先進(jìn)的燃煤技術(shù),具有燃燒速度快、燃盡率高、煙氣熱損失低等很多顯著(zhù)地優(yōu)點(diǎn),已廣泛應用于大型電站鍋爐。將煤粉燃燒技術(shù)應用到工業(yè)鍋爐中,存在諸多技術(shù)難題,如煤種選擇、煤粉制備、小空間燃燒、高效除塵、自動(dòng)化控制等。
資料顯示,我國在上世紀七十年代曾開(kāi)發(fā)過(guò)煤粉工業(yè)鍋爐應用技術(shù),但因煤粉制備、鍋爐自動(dòng)控制、布袋除塵等配套技術(shù)不成熟或價(jià)格昂貴,專(zhuān)用裝備加工工藝落后等原因,最終放棄對該技術(shù)的研發(fā)和應用。上世紀九十年代,隨著(zhù)工業(yè)鍋爐技術(shù)進(jìn)步,煤粉工業(yè)鍋爐的應用得到初步發(fā)展。如哈爾濱普華煤燃燒技術(shù)開(kāi)發(fā)中心開(kāi)發(fā)的PW型旋流式小型煤粉燃燒器,具有著(zhù)火穩定性好、燃燒效率高、煤種適應性廣、本體不結渣、低負荷特性好等特點(diǎn),但仍存在排煙溫度高,空氣過(guò)剩系數大,排煙熱損失高,固體燃燒不完全熱損失高,SO2排放不達標等問(wèn)題。
2002年,國內借鑒德國煤粉工業(yè)鍋爐的技術(shù)經(jīng)驗,開(kāi)始研究開(kāi)發(fā)“高效煤粉工業(yè)鍋爐”系統技術(shù)。2006年,山西藍天環(huán)保設備有限公司完成國內第一臺新型高效煤粉熱水工業(yè)鍋爐和第一臺新型高效煤粉蒸汽工業(yè)鍋爐的工業(yè)設計和裝備試制,形成了“新型高效煤粉工業(yè)鍋爐系統技術(shù)”。
高效煤粉鍋爐節能減排效果顯著(zhù)
杜銘華表示,我國煤粉鍋爐的污染物排放水平已能做到與燃油、燃氣的鍋爐差不多,而分別采用石油、天然氣、煤粉作為燃料的鍋爐,其運營(yíng)成本之比大致為10∶3∶1。顯然,面對大范圍大規模的老舊鍋爐改造,采用清潔煤技術(shù)改造,最現實(shí)也最經(jīng)濟。
據測算,相比鏈條爐等傳統的工業(yè)鍋爐,一臺7MW的新型高效煤粉工業(yè)鍋爐運行一年可節約897.14噸標煤,同時(shí)可減少二氧化碳排放量2141.8噸,減少二氧化硫排放量26.04噸,減少氮氧化物排放量3.93噸,節能減排效果顯著(zhù)。
若將現有燃煤工業(yè)鍋爐的10%(約40萬(wàn)蒸噸)改造為新型高效煤粉工業(yè)鍋爐,則每年可節約3588萬(wàn)噸標煤,減碳8567萬(wàn)噸,同時(shí)可減少二氧化硫排放量約104萬(wàn)噸,減少氮氧化物排放量約16萬(wàn)噸,節能減排潛力巨大。
2013年,山西藍天環(huán)保設備有限公司與國內最大的熱力公司沈陽(yáng)惠天熱電股份有限公司達成戰略合作協(xié)議,在未來(lái)3年內,合作雙方將投資40個(gè)億,完成近億平方米的集中供熱改造項目;與甘肅最大的熱力公司蘭州熱力總公司達成協(xié)議,將為甘肅省蘭州市及其所屬縣市區4000萬(wàn)平米的供熱熱源進(jìn)行改造。
業(yè)內人士介紹說(shuō),2000年以來(lái),新型高效煤粉工業(yè)鍋爐系統技術(shù)的發(fā)展與應用取得了較為顯著(zhù)的節能減排效果,在我國市場(chǎng)上已投運了上千臺套,但整體仍處于市場(chǎng)發(fā)展期,推廣應用方面仍存在一定的障礙。
“主要表現在,市場(chǎng)對新型高效煤粉工業(yè)鍋爐系統技術(shù)的認知度不夠,直接影響用戶(hù)對該系統技術(shù)的認可;現行鍋爐技術(shù)規范及排放指標參數較低,用戶(hù)缺乏選擇環(huán)保產(chǎn)品的積極性;鍋爐改造需要較高的一次性投入,用戶(hù)缺乏選擇該產(chǎn)品的主動(dòng)性?!?山西藍天環(huán)保設備有限公司相關(guān)技術(shù)人士告訴記者。
據介紹,新型高效煤粉工業(yè)鍋爐系統技術(shù)雖然已經(jīng)得到了較大的發(fā)展,但整體技術(shù)水平存在上升空間,尤其是煤粉配送技術(shù)、高效燃燒技術(shù)、污染物凈化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )化智能監控技術(shù)等,可做進(jìn)一步深入研究,爭取有突破性進(jìn)展。同時(shí)還應加大對鍋爐系統的各環(huán)節設備的開(kāi)發(fā)力度,努力使新型高效煤粉工業(yè)鍋爐系統技術(shù)全面達到國際領(lǐng)先水平。
山西藍天環(huán)保設備有限公司相關(guān)人士對記者說(shuō),在高效煤粉工業(yè)鍋爐技術(shù)的基礎上,他們還研發(fā)出新型高效節能氣固雙燃環(huán)保鍋爐系統,該系統以天然氣、液化氣等氣體和煤、生物質(zhì)等固體為燃料,既可氣、固燃料單獨燃燒,也可氣、固燃料以一定比例混合燃燒。該鍋爐系統采用了分級低氮燃燒、爐內脫硫、尾部煙氣凈化、全程自動(dòng)控制等技術(shù),實(shí)現了節能高效、即開(kāi)即停、自動(dòng)運行和清潔排放的目的。
清潔煤利用法規標準亟需完善
記者了解到,我國目前并沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對煤炭清潔利用的法律法規,盡管有《煤炭法》、《節能法》、《煤炭產(chǎn)業(yè)政策》、《中國潔凈煤技術(shù)“九五”計劃和2010年發(fā)展綱要》、《煤炭工業(yè)發(fā)展“十二五”規劃》等政策法規,但是這些法規體系涉及面廣,卻廣而不精,大多法規政策內容比較籠統,可操作性較差。
南開(kāi)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院教授馮銀廠(chǎng)認為,清潔煤的利用缺少強制性用煤標準,同時(shí)科學(xué)、有效的電力分配不力,造成煤炭資源的浪費。亟需制定不同行業(yè)的強制性用煤標準,并出臺針對煤炭洗選業(yè)或清潔煤使用行業(yè)的經(jīng)濟鼓勵政策,提高洗選煤的利用比例。
節能是我國能源戰略的重要任務(wù),節能減排是我國經(jīng)濟社會(huì )可持續發(fā)展及應對氣候變化的基本策略?!案咝?、潔凈燃煤技術(shù)適應了燃煤工業(yè)鍋爐市場(chǎng)發(fā)展的需要。新型高效煤粉工業(yè)鍋爐系統技術(shù)具有廣闊的市場(chǎng)推廣前景,如果清潔煤利用方面的法規政策措施進(jìn)一步完善,必將大力促進(jìn)高效煤粉工業(yè)鍋爐的推廣應用?!睒I(yè)內人士稱(chēng)。
(來(lái)源: 中國能源報)
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