当前位置:大奖娱乐APP|大奖 > 社会科学 >

如何将煤炭吃干榨净?中科院突破关键技术—新

发布时间:2017-12-04 阅读:

  如何吃煤干榨网?中科院在关键技术上的突破 - 新闻 - 科学网

  煤炭被称为中国的能源生命之门,尽管中国的煤炭储量丰富,但煤化程度低的低级煤约占总量的一半。近年来,随着能源和环境双重压力的不断升级,已成为中国煤炭科技人员干榨煤的最迫切任务之一。

  中国科学院工程热物理研究所循环流化床实验室,是中国煤炭科学技术的一颗核心,集中燃煤30多年,最近他们终于开了一个大型的大厅。

  近期,该团队开发了预热燃烧技术,实现了半焦,碳渣,低NOx排放的高效燃烧,成功打破了制约中国低品位煤转化的关键技术瓶颈。

  吃干压净的趋势

  中国低阶煤储量接近5000亿吨,约占煤炭探明储量的42%,这种煤化程度较低的煤,挥发分含量高,含水量高,开发利用有限,相对较少能源利用效率低,经济性好。

  低阶煤的油气成分丰富,直燃不能充分利用其资源价值,这是国家能源形势严峻的一个巨大浪费。

  事实上,这个国家已经认识到了这一点。 2016年,国家发展和改革委员会和中华人民共和国能源局联合发布的“国家发改委2016 - 2030年能源技术革命行动计划”将煤炭分类和转换作为技术创新的战略方向在清洁高效利用煤炭的同时,将科技部纳入国家重点清洁煤发电方案,高效利用新型节能技术和专项实施方案。

  分级使用低品位煤是必要的。中国科学院工程物理研究所副所长吕青刚告诉中国“科学日报”记者,分形转化技术是从低品位煤中提取高价值的油气,并保留剩余的焦炭或残余碳为燃料继续发电。最大限度地利用煤炭价值。

  似乎遵循这样的思路,可以吃干净的煤网。但是,从操作层面来说,一切都不如想象的那么简单。

  低品位煤热解或气化的副产品半焦是一种挥发性极低的碳基燃料,其挥发分含量远低于传统煤。使用传统技术燃烧时,会遇到燃烧平稳,燃尽率低的问题。

  为了克服这些问题,业界通常采用提高燃烧温度的方法,但这样做也带来了高污染物排放的问题。

  陆青说,污染物主要是指氮氧化物。现有的研究已经证实,氮氧化物是造成烟雾天气的重要因素之一,不容易处理。

  无论是烧坏,还是不干净,高效清洁,已成为谜题之间的矛盾。

  如何吃鱼和熊掌?

  从图中可以看出,低阶煤热解半焦的产率约为原煤的50-70%,气化残炭的产量约为原煤的20-30%。随着中国低品位煤炭转化产业的发展,煤气化,焦炭等行业每年将产生数亿吨半焦炭和残炭。

  如果我们不能很好地利用这些超低挥发性的燃料,将严重制约中国低品位煤炭转化产业的发展。中国工程院循环流化床工程热物理实验室副主任李源说。

  由于传统的燃烧技术无法打通,从2004年起,R团队重新开始,探索新的燃烧模式。对于超低挥发性的碳基燃料,他们最初提出了一种预燃技术来形成新的预热燃烧器,而不像传统的直流和旋流燃烧器。

  我们发现当燃料被预热到可燃温度时,反应性显着增加,而通过分级控制在燃烧室内的温度分布来有效地降低氮氧化物转化率。中国科学院工程热物理研究所副研究员朱建国说,这为稳定,高效,快速,清洁的燃烧提供了保证。

  从2013年到2016年,团队将预热燃烧技术与半焦和残炭等超低挥发性燃料的燃烧和利用相结合,在低阶煤洁净高效梯级利用的关键技术和示范示范项目受中国科学院战略试点项目的重大影响。

  2017年3月,经过36个小时的连续测试,在2MW预热燃烧中试装置上,燃烧效率达到98.65%,氮氧化物初始排放浓度达到63mg / Nm3,燃烧效率达到87.6%。氮氧化物原始排放浓度为83mg / Nm3。这些数字意味着这两种燃料的原始NO x排放量都远远低于国家火电空气污染物排放标准,而不降低燃烧效率,而这两种燃料的干燥和无灰VOC仅为8%和0.7%。

  迄今为止,该团队历时13年,完成了预热燃烧技术的机理研究,关键技术研究和中试研究。通过燃料自热,高温改质,无燃烧直燃,燃料氮沉淀调节的创新与整合,一系列关键技术终于克服了超低挥发碳燃烧稳定点火,燃尽与排放三大难题基燃料。

  未来的工业应用

  预热燃烧技术的成功开发,打破了低阶煤质量分数转化的关键技术瓶颈,为该链条末级循环超低挥发分碳基燃料的高效清洁燃烧提供了有力的技术支撑。

  目前,该团队正在加紧对工业示范应用的技术。以实验研究成果和实际的锅炉工程经验为依托,汽化预热燃烧研发队伍接近于零,燃料设计的气化残渣热值不超过3200kcal / kg,正在广西实施河池100吨/日气化余热锅炉工程示范工程。示范工程已经竣工,预计2017年下半年投入使用。

  事实上,这项技术可以走得更远。 “一带一路”战略下的能源型煤炭主导国家有很多。他们也渴望清洁和高效的煤炭的技术和设备。

  吕青钢呼吁采用预热燃烧技术,实现超低挥发分碳基燃料高效燃烧的清洁利用,将带来巨大的经济和环境效益,我们认为其应用前景非常广阔,建议国家增加技术研发和产业化的支持力度。

关键词: 社会科学