中国水煤浆技术应用现状与发展前景.pdf

第 4 3 卷第 1 期 2 0 1 5年 1 月 煤 炭 科 学 技 术 Co a l S c i e n c e a nd Te c hn o l o g y Vo 1 ． 4 3 No．1 J a n ． 2 0 1 5 中国水煤 浆技术应 用现 状与发展前景 段 清 兵 1 ． 煤炭科学技术研究 院有限公司 节能工程技术研究分 院， 北京 1 0 0 0 1 3 ； 2 ． 国家水煤浆工程技术研究 中心 ， 北京 1 0 0 0 1 3 ； 3 ． 煤炭资源开采与环境保护国家重点实验室 ， 北京1 0 0 0 1 3 ； 4 ． 国家能源煤炭高效利用 与节能减排技术装备重点实验室 ， 北京1 0 0 0 1 3 摘要 介绍 了近年来 国内水煤浆制备 ．Y - 艺、 添加剂研 究及 燃烧 、 气化应 用等领域取得 的最新成果。 根据我 国水煤浆应用的发展格局 南方及沿海地 区以燃料水煤浆应 用为主 ， 北方及主要 产煤 区以气 化水煤浆为主 ， 指 出燃料水煤浆生产将向大型化浆厂及煤炭资源短缺的区域发展 ； 水煤浆生产工艺 设备 将 向洁净化、 高效率、 低能耗发展 ； 制浆用煤选择向低阶煤、 配煤和工业、 生活废弃物发展。基 于燃料水煤浆在节能、 减排方面的重要作用， 其在作为燃料代油、 在城镇 供暖 炉窑上燃烧以及在水 煤浆气化等领域具有广阔的发展前景， 水煤浆管道输送技术也是今后水煤浆的发展 方向。 关键词 水煤浆 ； 洁净煤燃料 ； 气化原料 ； 添加剂； 节能减排 中图分类号 T Q 5 3 6 文献标志码 A 文章编号 0 2 5 3 2 3 3 6 2 0 1 5 0 1 0 1 2 9 0 5 App l i c a t i o n s t a t u s a nd de v e l o pme nt pr o s p e c t o f c o a l wa t e r mi x t ur e t e c h no l o g y i n c h i na D U A N Q i n g b i n g 1 ． E n e r g y S a v i n g E n g i n e e r i n g a n d T e c h n o l o g y B r a n c h ， C h i n a C o a l R e s e a r c h I n s t i t u t e C o m p a n y L i mi t e d ， B e ij i n g 1 0 0 0 1 3 ， C h i n a ； 2 ． N a t i o n a l R e s e a r c h C e n t e r o fC o a l a n d W a t e r Mix t u r e E n g i nee ri n g a n d T e c h n o l o g y ， B e l l i n g 1 0 0 0 1 3 ， C h i n a ； 3 ． N a t io n a l K e y L a b of C o a l R e s o u r c e Mi n i n g a n d E n v i r o n m e n t P r o t e c t i o n ， B e ij i n g 1 0 0 0 1 3 ， C h i n a； 4 ． N a t i o n a l E n e r g y Key L a b o fC o a l Hig h E f fic i e n t U t i l i z a t io n ， E ner g y S a v i n g a n d E mis s i o n R e d u c t i o n T e c h n o l o g y a n d E q u ip men t ， B e ij i n g 1 0 0 0 1 3 ， C h in a Ab s t r a c t T h e p a p e r i n t r o d u c e d n e w a c h i e v e me n t s o f t h e d o me s t i c c o a l wa t e r mi x t u r e p r e p a r a t i o n t e c h n i q u e ， a d d i t i v e r e s e a r c h， c o mb u s t i o n， g a s i fi c a t i o n a p p l i c a t i o n a n d o t h e r a r e a s i n r e c e n t y e a r s ． A c c o r d i n g t o t h e d e v e l o p me n t s i t u a t i o n o f t h e c o a l w a t e r m i x t u r e a p p l i c a t i o n f u e l c o a l wa t e r mi x t u r e ma i n l y i n S o u t h Ch i n a a n d C o a s t Ar e a a n d g a s i fi e d c o a l wa t e r mi x t u r e ma i n l y i n No r t h C h i n a a n d ma i n c o a l p r o d u c i n g a r e a ， t h e p a p e r p o i n t e d o u t t h a t t h e p r o d u c t i o n o f f u e l c o a l w a t e r m i x t u r e w o u l d b e d e v e l o p e d f o r w a r d t o a l a r g e s c a l e a n d c o a l r e s o u r c e s s h o a g e a r e a s ． T h e p r o d u c t i o n t e c h n o l o g y e q u i p me n t o f t h e c o a l w a t e r m i x t u r e w o u l d b e d e v e l o p e d f o rwa r d t o c l e a n ， h i g h e f f i c i e n t a n d l o w e n e r gy c o n s u mp t i on ． Th e c o a l s e l e c t e d f o r t h e c o a l wa t e r mi x t ur e pr e pa r a t i o n wo u l d b e d e v e l o pe d f o rw a r d t o t h e l o w r a nk c o a l ， b l e nd e d c o al a n d t he i nd u s t a n d d o me s t i c wa s t e ma t e r i a1． Ba s e d o n t h e i mpo r t a n t r o l e o f t h e f ue l c o a l wa t e r mi x t u r e i n t h e e n e r g y s a v i ng a n d e mi s s i o n r e d uc t i o n， t h e c o a l wa t e r mi x t ur e a s t h e f ue l t o r e p l a c e t h e o i l wo ul d h a v e a wi d e de v e l o pme n t p r o s p e c t i n t h e c o mbu s t i o n o f t h e t o wn s hi p h e a t i n g s u p p l y o v e n s ， c o al w a t e r mi x t u r e g a s i fi c a t i o n a n d o t h e r a r e a s ． A p i p e l i n e t r a n s p o rt a t i o n t e c h n o l o g y o f t h e c o a l w a t e r m i x t u r e a l s o wo u l d b e t h e d e v e l o p me n t o ri e n t a t i o n o f c o al wa t e r mi x t u r e i n l a t e r ． Ke y wo r ds c o a l wa t e r mi x t u r e； c l e a n c o a l f ue l ； r a w ma t e r i a l o f g a s i fic a t i o n； a d d i t i v e； e n e r g y s a v i n g a n d e mi s s i o n r e d uc t i o n 0 引 言 水煤浆是 国家洁净煤计划发展 中的一项重要技 术 ， 其作为洁净煤燃料和气化原料 ， 一直受到国家及 地方政府部 门的重视 ， 自 2 0世纪 8 0年代初研发以 来 ， 历经 3 O 余年 的科技攻关 与生产实践 ， 形成 了多 个科研试验基地 和生产应用示 范基地 ， 水煤浆技术 也不断取得创新发展⋯ ， 现 已进入工业化推广应用 收稿 日期 2 0 1 4 0 7 2 2 ； 责任编辑 代艳玲DOI 1 0 ． 1 3 1 9 9 ／ j ． c n k i ． e s t ． 2 0 1 5 ． 0 1 ． 0 3 1 基金项目 国家高技术研究发展计划 8 6 3 计划 资助项目 2 0 1 2 A A 0 6 3 5 0 6 ； 中国煤炭科工集团科技创新基金面上资助项目 2 0 1 2 M S 0 1 9 作者简介 段清兵 1 9 7 8 一 ， 男 ， 山东新泰人 ， 副研究员 ， 硕士。T e l 0 1 0 8 4 2 6 4 9 3 1 ， E m a i l d u a n q b i n g s i n a ． e o m 引用格式 段清兵． 中国水煤浆技术应用现状与发展 前景 [ J ] ． 煤炭科学技术 ， 2 0 1 5， 4 3 1 1 2 9 - 1 3 3 ． D U A N Q i n g b i n g ． A p p l i c a t i o n s t a t u s a n d d e v e l o p me n t p r o s p e c t o f c o a l wa t e r mi x t u r et e c h n o l o g yi n c h i n a [ J ] ． C o a l S c i e n c e a n dT e c h n o l o gy， 2 0 1 5 4 3 1 1 2 9 1 3 3 ． 1 2 9 2 0 1 5 年第1 期 煤 炭 科 学 技 术 第4 3 卷 阶段。据不完全统计 ， 截止到 2 0 1 3年底 ， 全国燃 料 水煤浆的设计产能已突破 5 0 0 0万 t ／ a ， 生产和使用 量已达 3 0 0 0万 t ／ a ； 在气化水煤浆领域 ， 含多喷嘴 、 G E、 多元料浆等以水煤浆进料的气化炉投产数量近 3 0 0台， 年耗浆量 l 亿 t 以上。 目前水煤浆应用范围 涵盖了电力 、 石油 、 冶金 、 化工 、 建材 、 轻工等多个行 业 ， 随着煤制甲醇 、 煤制油 、 煤制烯烃等多个大型煤 化工项 目的开工建设 ， 气头多采用水煤浆加压气化 技术 ， 预计未来几年水煤浆气化 的用煤量将突破 2 亿 t ， 我国也将成为世界上水煤浆产能最大 、 应用行 业最广泛 、 制备技术最为先进的国家。 1 水煤浆技术发展与应用现状 1 ． 1 制浆用煤种类和水煤浆品种更加丰富 近年来 ， 随着中等变质炼焦煤种资源的紧张和 煤价的不断攀升 ， 开拓新 的制浆原料煤源、 研发新 的 制浆工艺技术 ， 以满足水煤浆产业化发展需求成为 重中之重 。为此 ， 科技工作者通过反复试验研究各 种煤炭资源性质及其成浆性能 ， 分析 、 化验各类废弃 物资 的成分组成及其可利用物的价值 ， 并针对可供 选择 的制浆用原料 ， 以粒度级配模型为指导 ， 提 出选 择性粗磨和超细磨组合 的循环制浆工艺理念 ， 开发 出“ 多破少磨 、 分级研磨 、 超细浆返流 、 优化级配” 等 制浆新工艺 ， 并通过大量的试验研究确定最佳的细 浆返流 比， 实现不 同粒级的分级研磨 ， 解决水煤浆粒 度分布不可控的技术难题 ， 使利用低 阶煤制备的气 化煤浆浓度提高 3 ％～ 5 ％L 2 - 3 j 。 新 的制浆工艺选用过去认为不能制备高浓度水 煤浆的低阶煤 ， 或者配入了除煤 以外 的其他原料 ， 如 造纸黑液 、 工业废水 污水 及城市污泥 、 废弃物等 制浆 ， 不仅拓宽 了制浆 原料种类 ， 降低制浆生 产成 本 ， 也增加了水煤浆 品种。例如 ， 配入污泥 、 污水可 制备生物质煤浆 ， 配人煤焦油等可制备多元料浆 ， 用 低挥发分 石油焦 可制备超细煤浆 ， 用超低灰煤可 制备精细煤浆 ， 用低阶煤可制备神华环保型水煤浆 、 褐煤 煤 浆 、 煤 泥 煤 浆 、 气 化 用 煤 浆 及 速 溶 煤 粉 等 J 。 目前 ， 这些新 的水煤浆品种 已在市场上逐 步得到应用 ， 具有 良好的市场发展潜力。 1 ． 2 水煤浆添加剂更加适应煤种和制浆工艺要求 水煤浆分散剂主要是 以阴离子型为主 ， 新型多 功能的非离子型添加剂的研发 ， 也取得了很大进展 。 近年来 ， 国内水煤浆添加剂的研究重点是 以提高添 加剂的效率 ， 降低生产成本为核心 ， 主要 围绕添加剂 1 3 0 原料的选择及其结构特性对煤成浆性的影 响 J ， 添 加剂性能与制浆工艺的结合 ， 添加剂之 问的相关性 及匹配性的影响因素等方面开展技术攻关。通过对 添加剂进行分子结构设计 、 原料改性 、 复配合成以及 改善工艺条件 反应 温度 、 反应时间 、 原料 的配 比 等手段 ， 研发出了多个系列 、 多种性价 比更高的添加 剂新品种。如某大学研发的 N D F系列添加剂 ， 对不 同制浆工艺和制浆煤种 的适应性 较强； 江苏某精 细 化工公司研发 的有机酸羧酸为主体的共聚物合成制 取的添加剂成本较低廉 ； 淮南某合成材料厂生产 的 H N F型添加剂具有 良好 的分散性和稳定性作用 ； 北 京某大学研发的聚丙烯酸系列添加剂 比萘系添加剂 更能提高制浆浓度 ， 且添加剂用量少 ； 国家水煤浆工 程技术研究中心针对以神华为代表的低阶煤种的煤 质特征 ， 通过优选添加剂分子主体结构 ， 调节其疏水 和亲水基团的组成 比例 ， 制备生产 出了性价 比很高 的 S H P F系列添加剂 ， 并在水煤 浆生产中得 到成功 应 用 。 1 ． 3 水煤浆燃烧技术更趋完善和多样化 随着水煤浆品种 的增 多， 根据各类水煤浆的燃 烧特性 ， 水煤浆 的燃烧方式也 由单一的喷雾一悬浮 燃烧发展成为流化一悬浮燃烧 、 多重配风旋风燃烧 、 催化燃烧及水煤浆低温 、 低氧 、 低灰熔点 、 低挥发分 煤浆燃烧等 。在燃烧装置方面 ， 水煤浆的雾化喷嘴 和煤浆 的燃烧器都呈现出多样化 ， 不仅类型多 、 适用 范围广 ， 而且在结构设计 、 材质选择及雾化质量和配 风量的合理性方面都有了很大的改善和提高。燃烧 技术 的提高 ， 使得各类煤浆作为清洁燃料在我国多 个行业的多种 改造 炉窑和 专用锅炉上得 到长期应 用 ， 节能和环境效益显著。 1 水煤浆在热 电锅炉上 的应 用。北京燕 山石 化第三热电站 、 茂名热电厂 、 佛 山南 海热 电厂 、 汕 头 万丰热电厂 2 2 0 、 4 1 0 、 6 7 0 t ／ h级 的热 电锅炉以水 煤 浆代油长期稳定运行的实践表明 ， 2 2 0 t ／ h以上大型 锅炉热效率为 9 0 ％～ 9 1 ％， 可在 4 0 ％～1 0 0 ％负荷范 围内运行 ， 锅炉燃烧效率均在 9 8 ％以上 ， 与燃油 相 比， 经济效益显著。 2 水煤浆在工业 供暖 锅炉上的应用。 目前 我国有千台以上容量从 7 5 t ／ h以下不等 的各类蒸 汽锅炉 、 热水锅炉和热载体锅炉在 以水煤浆为燃料 ， 采用雾化燃烧方式或流化燃烧方式稳定 、 安全 、 清洁 运行 ， 燃烧效率 ≥9 8 ％， 锅炉热效率 ≥8 5 ％， 与 同容 量烧散煤 锅炉 相 比， 效率 提 高 1 5 ％以上 节 煤率 段清兵 中国水煤浆技术应用现状与发展前景 2 0 1 5年第 1 期 l 5 ％ ， 烟尘 污染物排放质量浓度 ≤5 0 m g ／ m ， S O 排放质 量浓度 ≤1 0 0 m g ／ 1 T I ， N O 排放质 量浓度 ≤ 2 5 0 m g ／ m ， 节能与环保效果非常明显。 3 水煤浆在工业窑炉上 的应用 。工业窑炉 门 类很多， 水煤浆代替燃油或天然气、 焦炉气， 在陶瓷 行业 的隧道窑 、 喷雾干燥塔 ， 耐火 、 保温及冶金行业 的倒焰窑 、 膨化窑、 锻造加热炉 、 烧结矿加热炉等炉 型上应用 ， 不仅可满足这些炉窑加热工艺的要求 ， 优 化加热件产品质量 ， 还可获得较好 的经济效益 ， 同时 减排效果也十分明显。 1 ． 4 气化用高浓度水煤浆成套制备技术取得突破 以湿法煤浆进料的德士古水煤浆气 化 、 多喷嘴 对置式水煤浆气化 、 多原料浆气化及分级气化工艺 等近些年来在我 国发展很快 ， 目前商业化运行 的工 艺有数十台 套 ， 年用水煤浆量达到 1 亿 t ， 但 由于 制浆工艺不合理 ， 很难制出高浓度水煤浆 ， 难 以满足 水煤浆气化用料要求 。 近年来 ， 国家水煤浆工程技术研究 中心根据低 阶煤种 的成浆 特性和堆积效率理论 ， 研发 出“ 分级 研磨 、 超细浆返磨 、 优化粒度级配” 的制浆工艺及关 键成套设备 ， 可将低 阶煤 含褐煤 气化水煤浆 的制 浆浓度提高 3 ％～ 5 ％l 8 J 。分级研磨气化水煤浆提浓 技术以其制浆浓度高 、 气化效率高 、 经济效益显著等 特性 ， 将成为我 国煤化工企业利用低阶煤制备高浓 度气化煤浆的首选技术 ， 填补 了国内气化水煤浆提 浓技术领域的市场空 白， 形成 以新型制浆工艺技术 转让 、 关键设备制造与销售 、 工程运行与承包等为主 营方式的相关产业链条 。该项成套工艺技术选用神 木 、 鄂尔多斯等低 阶煤 ， 先后在兖矿鲁南化肥厂 、 内 蒙古伊泰 、 荣信化工 、 呼伦贝尔 、 榆林能化 等多家煤 化工企业推广已达 1 5 0 0万 t ／ a 。以兖矿鲁南化肥 厂 年产 8 0万 t 尿素 、 2 0万 t甲醇 工业化应用为 例， 原制浆工艺流程经改造后， 水煤浆制备浓度提高 3 ． 1 ％； 磨机 系统产能 由 5 1 ． 9 t ／ h提高至 7 8 ． 4 t ／ h ； 气化 炉 产 出 的有 效 气 体 C OH 体 积 分 数 由 8 0 ． 2 ％提高至 8 1 ． 4 ％； 比氧耗 降低 2 8 ． 1 N m ／ 1 0 0 0 N m 标况 ， 比煤耗 降低 2 9 ． 7 8 k g ； 灰渣残碳 降低 1 ． 4 4 ％， 气化用水煤浆浓度提高改善了气化炉运行 技术指标 ， 扣 除生产 运 营成本后 ， 每年 为企业带来 4 5 7 8 万元的净利润 ， 经济效益非常 明显。因此 ， 分 级研磨高浓度水煤浆制备技术及装备在煤气化领域 推广应用前景将十分广阔。 2水煤浆技术发展趋势 目前 ， 我 国水煤浆应用发展格局是 南方及沿海 地区以燃料水煤浆应用为主 ， 北方及主要产煤 区以 气化水煤浆为主 ， 水煤浆技术发展趋势表现如下 。 1 燃料水煤 浆生产 向大型化浆厂及煤炭资源 短缺的区域发展 。国家发改委 明确要求 “ 水煤浆生 产厂要大型化 ， 单机系统生产能力应为 5 0万 t ／ a ” ； 国内外专家也普遍认为 “ 建设 百万吨级水煤 浆厂” 才为经济规模。因此 ， 我 国的燃料水煤浆厂正在 由 单机生产能力为 2 5万 t ／ a的小型生产 向大 型水煤 浆厂发展。这对于制浆 用原料煤定点供应 、 水煤浆 制浆厂的生产 、 储存 、 运输及用户供浆 ， 保证水煤浆 的数量和质量 以及 降低用浆成 本提 出了更高 的要 求 。珠三角 、 长三角及环勃海湾地区经济发展较快 ， 对能源的需求 和对水煤浆燃料 原料 的应用 消耗 数量增长很快 ， 目前在广东东莞、 佛 山、 福建 、 江浙一 带建设百万吨级及 以上用户 型 区域性 大型浆厂 的速度正在加快 ， 如东莞 市拟在 目前 1 0 0万 t ／ a浆 厂规模基础上 ， 扩建到 5 0 0万 t ／ a ， 以满足东莞市周 边地 区用户年 7 0 0万 t 的用浆供应。 2 水煤浆生产工艺 设备 向洁净化 、 高效率 、 低能耗发展 。随着我国大气中 P M2 ． 5严重超标 ， 导 致雾霾天气的增多， 水煤浆生产必须要洁净化。目 前 ， 国内现有多种制浆工艺 ， 其共同流程都是需要把 煤破碎 、 研磨至一定 的粒度并达到较好的级配 ， 这个 环节控制不好就会对环境造成粉尘污染 。同时生产 优质水煤浆也必须有完善 的工艺和高效 的设备 ， 工 艺和设备 的不 同影响着水煤浆产品的质量 、 加工成 本 、 耗能和生产环境。因此 ， 只有优化和完善制浆生 产工艺 ， 力求生产工序之间衔接 紧凑 ， 无飞尘 、 无液 漏 、 不跑煤 ， 才能使水煤浆厂区达到洁净化生产。水 煤浆生产工艺核心是破碎和磨矿 ， 其动力消耗 占整 个制浆工艺 的 7 0 ％以上。因此 ， 开发高效 、 低能耗 制浆设备 ， 是降低水煤浆生产成本 的主要途径。近 年来 ， 我国开发出多种高效 、 低能耗破 、 磨设备 ， 已经 在水煤浆生产 中得 到逐步应用 ， 真正起到了降低制 浆电耗的作用 。其 中国家水煤浆工程技术研究中心 采用 自行研发 的选择性粗磨和超细磨有机组合的方 式制浆 ， 超细煤浆 的加入 可大幅提高粗磨 机的研磨 效率 ， 使制浆能耗降低 3 0 ％以上。 3 制浆用煤选 择 向低阶煤 、 配煤 和工业 、 生活 废弃物发展。我国水煤浆生产一直存在用煤选择范 1 31 2 0 1 5 年 第1 期 煤 炭 科 学 技 术 第4 3 卷 围窄的问题 ， 国内燃料水煤浆 的制浆用煤多以中等 变质程度 的炼焦煤 为主， 但炼焦煤 的储量已十分 匮 乏且价格昂贵， 因此拓展制浆用煤范围， 是水煤浆大 规模工业应用 的前提。 目前燃料水煤浆制浆煤种的 选择已向变质程度较低的煤种过渡， 但低阶煤种的 成浆性较差 ， 采用传统工艺无法制备 出高质量的水 煤浆产品 ， 这 已成为制约水煤浆产业进一步发展的 决定性因素。因此 ， 需大力开发低 阶煤种 弱黏煤 、 不黏煤 、 长焰煤和褐煤 制浆新工艺 ， 解决制浆用煤 紧张及价格 昂贵的问题。 拓展制浆用煤意味着采用过去认 为不能制浆的 煤种制浆 ， 但这些煤 的煤质特征导致采用单一煤种 制 出的水煤浆不能满足锅炉燃烧用燃料要求 ， 因此 可采用配煤制浆使煤种间特性互补 ， 达到制备优质 水煤浆的 目的。如高挥发分煤特点是 内水含量高、 灰熔点低 、 化学活性好 ， 但成浆浓度低 ， 燃烧易结渣 ； 而低挥发分煤内水含量低 、 化学活性差 ， 不易点燃和 燃烬 。将两者按照一定 比例混合 制浆 ， 不仅可 以解 决高挥发分煤燃烧时易结渣 、 成浆性差 的问题 ， 还可 以解决低挥发分煤在锅炉 中不易燃烬 的问题 ， 从而 达到拓展制浆用煤 范围和降低制浆用煤 成本 的 目 的。随着我国工业 和城镇化 的迅速发展 ， 市政 污水 处理厂排出的污泥、 工业 生产 中排 出的各种废弃物 如造纸黑液 、 工业废水 、 分选煤泥产量等 日益增多 ， 这些废弃物成分复杂， 含有病菌 ， 难以处 置， 对环境 造成严重污染 。但 由于含有一定量有机物质并具有 热值 ， 因此可将它们适量地与煤配合制备成水煤浆 ， 不仅可 以降低制浆成本 、 节省用煤量和用水量 ， 还可 以实现废弃物资源再利用 ， 应用前景广阔。 3 水煤 浆市场应 用前 景 水煤浆作为一种煤基洁净燃料 和气化原料 ， 所 具有的高效 、 节能 、 污染少 、 运行成本相对较低及可 保证安全供应的优势 ， 受到了包括长三角、 珠三角等 经济发达地 区政府及环保部门的高度重视 ， 也受到 越来越多企业 的认可与应用。水煤浆技术有着较大 的发展空间和市场前景。 3 ． 1 水煤浆燃料代油仍具有市场发展潜力 我国以煤为主的能源结构及 国家一直倡导 “ 以 煤制油和以煤代油” 的能源政策使得水煤浆这一种 外观类似重油， 可以泵送的流体燃料仍会有一定的 市场空间 ， 目前在珠三角 、 长三角地 区仍有大量燃油 用户 ， 如石化行业的燃油 自备锅炉 ， 轻纺 、 印染 、 皮革 1 3 2 等行业的大量导热油炉等 ， 国内的这些燃油 窑 炉 用户 由于油 气 供应紧张和价格 的不断上扬， 经济 压力大 ， 燃用进口高硫油的炉 窑 用户也 由于油 中 的硫含量高而造成较严重环境污染 ， 因此 ， 水煤浆作 为当前最现实的代油燃烧 的清洁燃料 ， 仍将具有较 大的市场潜力。 3 ． 2 水煤浆在工业 供暖 炉窑上的应用具有优势 我 国是燃煤大 国， 每年近 6 0万 台工业锅炉 、 2 0 万 台工业窑炉及数以千万计的城乡居民的生活炉灶 在直接燃煤 ， 且绝大多数为层燃式工业锅炉 ， 其中又 以小型锅炉为主体 ， 造成煤炭利用效率低 ， 污染物排 放严重 J 。随着 国家对环境要求 的 日益严格 及城 镇化的快速发展 ， 城市 的工业园区及居 民社 区实施 集中供热或热电联产 ， 燃用清洁燃料 ， 发展水煤浆清 洁流体燃料 ， 采用较为先进的喷雾一悬浮燃烧 和流 化一悬浮燃烧的方式， 提高煤炭燃烧效率 ， 减少烟尘 的污染物排放 ， 将是政府和企业完成国家 提出的节 能减排指标任务的最好选择 。 3 ． 3 转 向水煤浆气化应用市场更加宽广 我国是 目前世 界上使用煤气化装 置最多 的国 家 ， 以水煤浆进料 的煤气化技术为例 ， 有美 国德士古 气化工艺 ， 国内自主研发的四喷嘴对置气化工艺 、 气 流床氧气分级气化工艺及多元料浆气化工 艺等 ， 这 些 以水煤浆作原料的煤气化工艺 ， 采用成熟的生产 燃料煤浆的工艺技术转 向生产气化用煤浆 ， 使气化 煤浆的浓度提高 6 5 ％以上， 这对于发展水煤浆气化 有着重要意义。 我国投产和在建的合成氨、 煤制甲醇 、 煤制二甲 醚、 煤制烯烃 、 煤制油和煤制天然气等诸多煤化工项 目， 气头多采用水煤浆加压气化 。但煤化工项 目多 采用内水高、 氧碳比大， 可磨性差、 变质程度较低的 难成浆煤种 ， 制浆 工艺多为常规单磨机 棒磨或球 磨 ， 存在煤浆粒度级 配不合理 ， 浓度偏低 、 流变性 和稳定性较差等问题 ， 严重影响水煤浆气化 的气化 效率和有效气体产量。因此 ， 采用先进的制浆工艺 和设备， 提高气化水煤浆的成浆浓度， 进而提高水煤 浆的气化效率和有效气体产量 ， 是 当前 国内外水煤 浆气化技术领域最为迫切的需求。 3 ． 4 水煤浆管道输送市场具有发展前景 水煤浆是像石油一样可以流动的浆体， 适合管 道运输 。随着水煤浆用量 增加及我 国煤 炭运力 紧 张 ， 用管道输送水煤 浆将成 为水煤浆输送 的主要方 式。 目前 ， 水煤浆 由制浆厂到用户 的运输方式 主要 段清兵 中国水煤浆技术应用现状与发展前景 2 0 1 5 年第 1 期 是短距离罐车 ， 制浆 厂内部和炉前供浆 的制浆生产 企业与锅炉之间均采用管道输浆 ， 这在水煤浆制浆 和燃烧中发挥 了重要作用 。但这些管道较短 ， 长距 离 、 大范围运输水煤浆尚存在问题 ， 极大地限制了华 南等经济发达地区对水煤浆的应用 ， 也造成 了这些 地区对其他能源产品 如石油 的依赖 ， 这在一定程 度上增加了我 国进 口石油的压力。如果实现了水煤 浆管道运输， 其成本仅为火车的 3 0 ％， 汽车运输的 1 5 ％。因此 ， 根据 市场需求适时开发经济可行 的管 道输送水煤浆 的技术和相关设备 ， 将为建设集中型 、 大型水煤浆制备厂创造有利机会 ， 也使缺煤地 区燃 用清洁燃料水煤浆成为可能 。 4 结 语 水煤浆以其高效 、 节能、 环保 等优势 ， 近年来在 国内得到快速发展 。随着国内雾霾天数的 日益增多 以及大型煤化工项 目的建设 ， 水煤浆产业化规模将 不断扩大。因此 ， 水煤浆技术还有很大的发展空 间。 燃料水煤浆需要建设大型 、 集中型、 环保型水煤浆生 产厂 ， 同时也需开发长距离管道输送水煤浆 的技术 及其设备 ； 气化水煤浆需要进一步拓宽制浆煤种， 开 发高效节能制浆新工艺和设备 ， 使气化煤浆的浓度 进一步得到提高， 制浆成本进一步降低 ； 技术应用方 面应偏重开发气化水煤浆市场 ， 以使清洁燃料 、 原料 水煤浆技术得到持续稳定 的发展。 参考文献 [ 1 ] 何 国锋 ， 詹隆 ， 王燕芳 ． 水煤浆技术发展与应用 [ M] ． 北京 化 学工业出版社 ， 2 0 1 2 ． [ 2 ] 贾传凯， 王燕芳， 王秀月， 等． 水煤浆技术的应用与发展趋势 [ J ] ． 煤炭加工与综合利用 ， 2 0 1 1 4 5 5 5 7 ． [ 3 ] 段清兵 ， 梁兴 ， 张胜局 ， 等． 提高 神华煤气化 水煤浆粘 度的可 行性研究[ J ] ． 洁净煤技术 ， 2 0 0 9 ， 1 5 2 4 9 5 1 ． [ 4 ] 周志军， 李想， 周俊虎， 等． 生物质水煤浆及添加剂 的研究 [ J ] ． 煤炭学报 ， 2 0 1 0 ， 1 6 3 8 7 8 9 ． [ 5 ] 陈佩仪． 焦化废水制备水煤浆的研究及工业应用[ D ] ． 广州 广 东工业大学 ， 2 0 0 6 ． [ 6 ] 何 国锋 ， 段清兵 ， 杜丽伟 ， 等． 流体 激波污泥改 性工艺提 高污泥 水煤浆浓度的研究 [ J ] ． 洁净煤技术 ， 2 0 1 4 ， 2 0 1 4 5 - 4 8 ． [ 7 ] 朱 书全 ， 邹立壮 ， 黄波 ， 等． 水煤 浆添加剂 与煤之 间的相互作 用规律研究[ J ] 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0 7 1 0 0 6 1 5 7 1 6 『 P] ． 2 0 1 0一O l O6 ． [ 4 ] 安标 国家矿用产 品安全标志 中心． 关于发 布 矿 用防爆锂离 子 蓄电池无轨胶轮车安全技术要求、 矿 用防爆锂离 子蓄 电池 无 轨胶轮 车安全标志管理方案的通 知[ E B ／ O L] ． [ 2 0 1 4 - 0 5 - 1 4] ． h t t p ／ ／ w w w． a q b z ． o r g ． [ 5 ] 袁晓明． 煤矿电动无轨运输车辆的关键技术研究[ J ] ． 煤炭科学 技术 ， 2 0 1 1 ， 3 9 5 8 0 - 8 2 ． [ 6 ] T h o ma s H， D u b a n i e w i c z J r ， J o s e p h P D u C a r me