煤炭清洁高效利用是什么意思
煤炭清洁高效利用指煤炭洗选、燃料发电、清洁转化、分散燃烧等环节清洁和高效利用,关注效率提升和传统污染物控制。
在科技部“高效灵活二次再热发电机组研制及工程示范”项目中,包含两台660兆瓦超超临界二次再热机组。传统超超临界一次再热机组的发电效率一般为46%左右,而应用了二次再热技术后,发电效率可提升到48%以上。
在此基础上,2021年两台超超临界二次再热机组全年烟尘排放、二氧化硫、氮氧化物浓度均值比国家大气污染物超低排放标准低了一半左右,实现大气污染物超低排放。
新时代煤炭清洁高效利用,还要遵循“三高三低”特征,即:高效率、高安全度、高水平人才
首先,煤炭生产、运输和消费各环节应充分利用先进技术,做到节约高效;其次,要保证生产安全,使煤炭行业成为高安全度的行业;还要造就一支符合行业发展需求、能够引领行业进步的高水平人才队伍。三低是指低损害、低排放、低伤害。
最大程度降低煤炭开采对生态环境的影响;实现污染物、温室气体近零排放;改善矿井工作环境,保障煤炭行业从业者的身心健康。
清洁煤利用技术是指在煤炭从开发到利用全过程中,旨在减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。
煤炭清洁利用技术是指以煤炭洗选为源头,以煤炭高效洁净燃烧为先导,以煤炭气化为核心,以煤炭转化和污染控制为重要内容的技术体系,主要包括煤炭加工、煤炭高效等。
煤炭清洁利用专业主要面向煤炭加工转化企业,掌握必须的文化基础知识和专业知识,具有较高素质和较强的生产实践能力,适应煤炭深加工生产、技术管理第一线需要的,德、智、体、美等方面全面发展的高素质技能型专门人才。
煤炭清洁与利用专业就业方向
本专业的毕业生,主要是为企业培养从事煤质分析、工业分析、洗选、炼焦、煤气化、煤液化、煤化工安全及环保等工艺操作与技术管理的高等技术应用性专门人才。煤炭深加工与利用专业的毕业生还可以在冶金、食品、日化及建筑类企业环境监测及分析化验人员、乡镇环保员、各级污水处理厂的水质分析人员;防疫站(疾病控制中心)、卫生检验、各类商品检验及质量控制机构从事监测与分析化验工作。
煤炭清洁与利用专业就业前景怎么样目前,国家正在大力加强煤炭工业的发展,另外,很多煤炭企业存在很多的问题,深加工这个行业还是不错的选择。煤炭深加工与利用专业毕业生,无论是在现场工作还是在设计院上班都是很不错的,毕竟现在要追求资源的合理利用。
能源永远都是热门职业。煤炭深加工是指将地下开采出来的原煤经过工艺加工,增加其使用价值、提高附加价值的加工过程。煤炭深加工主要有煤炭洗选、煤炭煤气化、煤变电等。煤炭经过深加工,大大提高了煤炭及附属产品的价值,提高了煤炭的综合利用率。由于煤炭资源的需求量大,煤炭深加工与利用专业的就业前景会非常不错的。
首先需要从统筹推进煤炭清洁低碳发展、多元化利用和综合储运。应尽最大努力保障国家能源安全。要坚定肩负保障国家能源安全重大使命,夯实煤炭和燃煤发电基础保障,进入夏峰关键时期,我省保障能源供应任务艰巨,要全力保障煤炭生产。紧紧围绕保供目标,加强统筹规划,全力挖潜增效。
其次需要推广煤炭清洁利用的障碍等方面入手。主要来自技术和资金问题。煤炭清洁利用技术取得了长足进步,但仍有许多问题没有突破。特别是一些煤炭加工核心技术尚未掌握,仍需引进,增加了研发和推广成本。一些技术虽然达到了世界先进水平,但没有国家政策的支持是无法大力推广的,对提高煤炭清洁利用水平的作用有限。
再者需要推进节能减排重点工作,推动能源利用效率大幅提升。主要污染物排放总量持续减少,实现节能减碳减排协同,质量持续提升生态环境,目标是为尽快实现从能源消费“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变创造条件,为实现碳达峰和碳中和目标奠定坚实基础。推动新型基础设施能效提升,加快数据中心和基站绿色改造,促进电子信息制造绿色利用。
要知道的是煤炭在我国能源体系中发挥着基础性和基础性作用,煤炭上下游产业是我国国民经济的重要组成部分。煤炭价格过高或过低都会对煤炭上下游产业平稳健康发展有影响和我国能源安全稳定供应产生不利影响。因此,建立煤炭上下游合作共赢的长效机制,将煤炭价格稳定在合理区间内,对于认真贯彻落实中央经济工作会议精神,促进煤炭上下游产业高质量发展。
点燃:1.清空炉膛,在炉排上均匀布一层小块煤铺底。2.加入木柴到2/3处,点燃木柴,盖上炉盖,打开炉底风门。3.当旺火时,逐渐添加洁净型煤。4.待第一次加入的洁净型煤点着后,进行二次加料,填煤量为炉膛的60-70%最佳。
正常燃烧:盖严炉盖,下方的清灰门打开,清灰门开启越大,煤燃烧越旺,反之越小(根据要求调整)。
加煤:1.将炉内煤灰清理干净。2.添加洁净型煤,填入量为炉膛容积的60-70%。3.根据燃烧情况转入中火。
封炉:1.封炉前将炉内煤灰清理干净。2.加入煤球燃烧一段时间封炉。3.关闭上加煤门和进风调节孔,关闭下除灰门。4.根据具体情况调节除灰门上的进门孔大小。
清灰:1.翻转炉排的采暖炉,轻轻晃动炉排,防止用力过猛使没有燃透的型煤掉下。2.整体炉排的采暖炉,快速晃动炉排,将烧透后的型煤震碎掉下。3.如果清灰不畅,可使用火钩从底部反复勾通,直到煤灰中出现火渣落下为止。4.从炉口观察,将炉内四周清理干净的炉灰用火钩清理干净。
洁净型煤使用时应注意的问题
1.清灰尽可能清理干净,保证炉内良好的通风效果。2.加煤要一次性加足,即在燃烧中后期时段加煤,防止因炉内温度过低,熄灭炉火。3.加煤时防止将煤末加入炉膛影响炉内通风,影响正常燃烧。4.一定要保证烟囱高度和直径,烟囱接口及烟囱本身不能漏气(烟囱过低或过细会导致采暖炉不能正常燃烧、封火灭火、炉火不旺等情况)。5.封炉时根据情况调节除灰门上的进风大小,防止封炉时出现封不住火、灭火等情况。6.若加装烟筒帽子,帽子需距离烟筒口50公分以上。 (来自网络)
在我国陕西榆林正式投入运行的是全球最大煤制氢变压吸附装置项目,这一个项目的顺利进行,可以很好地帮助我国实现煤炭清洁高效转化。这一个项目是使用我国自主研发的大型化变压吸附专利技术,这一项由我国拥有的专利技术是大型煤制氢装置在工艺技术、设计制造的难题,将煤炭向石油化工产品进行高效转化,还有利于实现高效利用煤炭资源,兼具环境保护。
煤制氢是用煤炭还原剂,用水蒸气作为氧化剂,利用高温条件下的反应,生成的一氧化碳和氢气可以在进一步经过转化,成为氢气和合成气,经过一系列装置的转化,生成高质量的清洁油品和化工品。在转化的过程中所使用的的E-Gas 煤制氢联合装置,碳转化率高、热利用效率高、耗氧少,可以降低成本实现高效转化和绿色环保兼具。
值得注意的是,在陕西榆林正式投入运行的煤制氢变压吸附装置项目是全球之最,每年产氢的产量可以达到35 万吨。这一个装置可以很好地达到了氮氧化物、二氧化硫、污水等污染物都一样实现了达标排放,达到行业先进水平,这一个进步对我国经济发展有着重要意义。
煤炭现在还是一项重要能源,我们要使用煤炭,也有符合现在绿色环保的要求,所以,使用这个煤制氢变压吸附装置项目可以达到煤炭资源高效清洁利用,保障我国的能源安全,有利于我国环境保护事业的发展,也有助于我国经济的进步。从长远上来看,在能源安全和实现可持续发展这方面来看,使用煤制氢变压吸附装置也有很重大的意义。
“在现有资源禀赋下,中国国情决定了一个‘非常之局’,在可预见的相当长一段时间里,中国基础能源供给以煤为主的现状无法改变,这是业界和学术界的基本共识。”在7月13日于上海举行的中国煤炭绿色生态发展论坛上,华夏新供给经济学研究院院长、全国政协委员贾康如是说道。
未来20年,中国的能源结构依然离不开煤。煤炭长期占一次能源消费总量的70%左右,预计到2030年,中国煤炭消费量仍占一次能源消费总量的55%左右。在前述论坛上,中国煤炭加工利用协会理事长张绍强称,与石油天然气相比,煤炭是目前中国自然能源资源中消费价格最低廉、使用最便捷、运输储存最方便安全、生产成本最低、勘探基建投入最少、资源最丰富最有保障的能源品种。
但长期以来对煤炭的粗放式开发利用的确滋生了大气污染等很多问题,引发地下水和地表生态损伤。当天参加论坛的煤炭行业、金融行业人士都认为,这并非煤炭本身的问题,而是用煤的人没有把煤炭利用好。在中国的资源条件和现实需求下,煤炭行业正在探索清洁化高效利用之路。
天然气无法完全替代煤炭成为主力能源
张绍强说,很多人把中国能源转型的希望寄托在天然气身上,但“我们现在已经在用美国的液化气、澳大利亚的液化气、北极的液化气……如果要全部替代,那全世界的天然气都不够一个中国用。”他还算了这么一笔账:1标方天然气相当于1.89千克商品煤,以全国年消耗38亿吨煤炭的体量计算,如果天然气完全替代煤炭,则需要2.1万亿标方天然气。2017年,中国自产天然气为1426亿标方,仅相当于2.7亿吨商品煤;进口天然气926亿标方,仅相当1.75亿吨商品煤。2017年,由于中国的液化天然气进口量大增,已经使得全球天然气价格暴涨。
因此,张绍强认为,煤和天然气的禀赋差异,使得天然气在中国完全替代煤炭的可能性极小。
目前,中国煤炭的使用方式和消费领域可分为六大构成,分别为燃煤发电、炼焦和喷吹、煤化工转化、建材耗煤、民用煤和其他零散用煤。据张绍强介绍,其中电煤占比最高,以19.6亿吨占到煤炭消费总量的一半以上。
燃煤产生的主要排放物有粉尘、灰渣、二氧化硫、氮氧化合物、和二氧化碳。
张绍强称,中国目前已经突破了大型燃煤的超低排放发电技术。其中电袋联合和干湿法联合除尘技术对粉尘的清除效率可以达到99.9%以上;二氧化硫的排放可以降低至每标方5毫克以下;但由于民用散煤的煤炉大多结构简陋,没有除尘和气体脱硫脱汞装置,因此排放气体污染较为严重,但民用散煤在有机挥发物上难以控制的顽疾也可以通过煤炉改造解决。
所谓燃煤超低排放,指的是以天然气发电允许排放的标准成为煤炭发电的排放标准,即烟尘≤5mg/Nm3、SO2≤35mg/Nm3、NOx≤50mg/Nm3 (GB13223-2011)。
“目前真正处于(环保)失控状态的,主要是散煤,消费总量约为7.5到8亿吨的水平。”张绍强指出,“这也是近期清洁供暖和蓝天保卫战的关注重点。对于环保上难以控制的民用散煤,我们还是主张煤改气、煤改电。”
但对于煤改电的能效,张绍强仍持有质疑:“中国现有电力生产中66.7%是由燃煤发电,但全国平均供电能效不足40%,输电平均线损6.8%,农电线损更大达到8%,如果采用直热式电采暖,能效按90%计算,实际终端供暖能效只有28.8%。”
煤炭清洁利用:技术已实现,推广阻碍大
张绍强介绍说,目前煤炭行业的节能升级和超低排放改造已完成5.8亿千瓦,占比近60%。剩下的40%超低排放改造,难点在于工业锅炉和焦炭等领域。中国工业锅炉过去锅炉均是层燃炉型原煤散烧,大多数没有烟尘及有害气体排放的净化装置或装置过于简陋,导致污染严重。目前已有新的工业锅炉技术,可以实现和天然气同样的排放标准。
技术是实现了,但要推广改造并不容易。张绍强称,近两年来工业锅炉“一刀切”地煤改气,后果之一是工业窑炉和锅炉的超低排放改造进程被随之打断了。
让张绍强头疼的还包括,2017年4月环保部发布《高污染燃料目录》,将所有涉煤制品全部列入高污染燃料目录中,并提出禁燃区要求。“这一定程度上会压缩煤炭行业进一步清洁利用的空间。”
环保部高污染燃料目录
此外,张绍强提出,在焦炭领域,虽然中国目前已有焦化厂能基本实现零排放,但暂时只停留于行业内示范项目,一般的焦化企业尚缺乏经济能力和环保理念完成改造。
“在中国,绿色金融并不排斥煤炭。”复旦大学绿色金融研究中心副主任李志青说。对于金融层面如何支持传统能源领域的绿色发展,李志青在会上表示,燃煤锅炉节能环保提升改造、余热暖民、燃煤电厂超低排放改造等煤炭高效清洁化利用的项目,都明确地列在国内绿色债券发行指引中。
“清洁能源和可再生能源撑大梁,还需要很长时间的努力才能达到。而煤炭的清洁利用的难度和成本又是最高的。”贾康在会前接受澎湃新闻的采访时表示,“在这样的制约之下,必须要由有效的市场加上有为和理性有限的政府,针对中国的‘非常之局’,形成‘非常之策’的解决方案。”
能源高度依赖进口导致日本在工业化过程中能源供应保障十分脆弱。2011年,福岛“核泄漏事故”后,日本各地掀起了燃煤电站建设的浪潮,导致煤炭消费和燃煤发电装机容量迅速增长。为减少燃煤造成的污染物和温室气体排放,日本高度重视发展洁净煤技术,一方面长期支持煤炭清洁高效利用技术的开发和推广,通过环境税等市场手段引导企业进行节能环保技术改造升级,另一方面通过制定严格的环保法规标准和集中统一的监管抑制过度的能源消费和环境污染。
反观我国,目前仍处在工业化加速推进阶段,较长时期内煤炭仍然是我国重要的一次能源,发展煤炭清洁高效利用技术是基于能源安全、经济发展和环境保护的均衡决策下的根本能源策略,总结日本在“环境立国”和能源“技术立国”战略背景下推进煤炭清洁高效利用的做法和经验,对我国具有借鉴意义。
一、煤炭清洁高效利用对日本的重要意义
(一)受能源禀赋约束和工业发展需求影响,煤炭成为日本“后福岛时代”的战略选择。
和美国、英国等发达国家80%以上煤炭需求流向电力部门不同,日本保留了一部分工业,2013年,日本的电力、钢铁行业消费分别占煤炭总消费量的43.1%和37.5%,燃煤发电约占总发电量的28%,钢铁工业对日本煤炭将保持稳定的需求量。2 0 1 4年日本政府发布第四次《能源发展战略》,确定了将煤炭作为满足日本基荷电力需求的最经济的能源。煤炭在日本的能源结构中将长期处于重要的战略地位,煤炭成为日本风险最低、经济性最强的长期可依赖的重要能源。
(二)煤炭清洁高效利用是日本实现低碳社会和可持续发展战略的必然选择。
福岛核事故后,日本重启大量火力发电站,以弥补电力供应不足。当时,约两成的火电设备服务年限超过40年,老旧设备重新启用导致故障频发,二氧化碳排放也在2013年达到历史最高。煤炭清洁高效利用成为日本实现低碳和可持续发展战略的必然选择。日本通过开发流化床燃烧技术、煤气化联合循环发电等技术,提高煤炭利用效率通过引导企业采用先进的煤炭洗选、低氮燃烧、废烟气处理等脱硫脱氮技术,减少污染物排放。火电厂发电煤耗从1990年的317克标准煤/千瓦时降低到2013年的292克标准煤/千瓦时,供电煤耗从332克标准煤/千瓦时降低到302克标准煤/千瓦时,分别比我国2014年的煤耗低8克标准煤/千瓦时和17克标准煤/千瓦时。根据IEA统计数据,日本煤电机组平均热效率为41.5%,居世界第一。此外,日本将进一步发展碳捕获封存利用技术,减少煤电的环境和气候影响。
另一方面, 日本通过制造业技术升级、设备大型化、生态型产品研发等途径,使钢铁、化工等行业的节能环保技术达到世界先进水平,生产效率和能源利用率大幅提升。其中钢可比能耗从1995年的656千克标准煤/吨降至2011年的614千克标准煤/吨,比我国2014年的钢可比能耗低约40千克标准煤/吨。