中国洁净煤技术发展现状

中国洁净煤技术发展现状陈贵锋俞珠峰煤炭工业洁净煤工程技术研究中心主要内容中国的洁净煤技术总体情况分领域技术发展状况问题和障碍结论和建议中国洁净煤技术1995年成立国家洁净煤技术领导小组1997年国务院批准洁净煤技术九五计划纲要煤炭开采煤炭加工化工转化燃烧发电燃烧供热阶段1阶段2阶段3污染物处理阶段4原煤煤炭转化直接液化间接液化气化多联产污染物处理电除尘干法脱硫湿法脱硫电除尘终端利用煤炭加工配煤洗选型煤水煤浆燃烧利用脱硫除尘清洁燃料利用烟气净化超临界循环流化床常规亚临界发电民用工业窑炉工业锅炉煤碳开采各种洁净煤技术的相互影响○洁净煤技术有了长足的发展◎商业应用：煤炭洗选、配煤、水煤浆、循环流化床◎自主知识产权开发：超临界机组、烟气脱硫、大型煤气化技术◎工业性示范：煤层气开发、IGCC、煤炭液化等进口技术◎提高和完善：型煤、中小型工业锅炉改造、煤矸石及粉煤灰综合利用、矿井水资源化利○相关政策逐步完善◎技术政策：产业政策以鼓励和淘汰相结合，目标更具体，执行更有效，实施效果好于科技政策。◎环保政策和措施：排放总量控制、排污收费、重点污染源治理、环境连续监测等环境手段和不断严格的排放标准，促进企业和地方采用先进技术。○发展不平衡，不能市场的需求、环境的需求1煤炭加工提质技术及系统煤炭综合加工：洗选（脱硫、排矸）配煤（均质化）筛分（分粒级产品）成型（工业、民用型煤）破碎、粉碎（粒度调整）添加助燃剂、脱硫剂营销管理：营销策略用户调查市场分析营销计划煤炭配送与服务：产品配送用户服务煤炭洁净开采可靠的安全系统高效资源利用系统污染物处理系统配采系统煤矿技术升级改造煤矿装备水平提高原材料用户需求：洗选煤优质发电用煤优质锅炉用煤各种专用煤型煤信息流物流外部信息选煤技术炼焦煤选煤厂：供冶金用动力煤选煤厂：电厂、工业锅炉洗选33%未洗选67%水煤浆技术动力用水煤浆化工造气用水煤浆全国14座水煤浆厂（生产线）生产能力：4mt/a2先进燃烧发电技术○行业发展需求◎中国电力将以每年8.7%-6.3%的速度发展◎2002年电力用煤7.2亿吨；2020年14亿吨，年均增长3.76%，占到一次能源消费70%左右全国煤电装机预测表年度2000200520102020全国总装机容量（亿千瓦）3.194.376.299.28煤电装机容量（亿千瓦）2.323.074.195.77发电用煤量（亿吨）5.808.309.8014.00○循环流化床锅炉机组循环流化床锅炉污染物排放值（标态干烟气，O2=6%）单位：mg/Nm3CFBC容量大小技术提供燃烧效率%SO2NOxCO粉尘设计值验收值设计值验收值设计值验收值100MW中国内江高坝电厂目前中国最大芬兰FW97.2%70068420078250211198250MW法国加尔达呐电厂目前世界最大德国鲁奇4001032502308.44已实现420t/h（100MW）CFB国产化，300MW示范○已引进2800MW超临界机组○规划建设二套300MW或400MWIGCC机组。○引进2台P200机组，总容量为207.5MW。工程总投资13.67亿人民币，单位投资为6588元/kW。超临界机组○已引进2800MW超（超）临界机组不同蒸汽参数的供电煤耗比较不同参数600MW机组造价的比较参数16.7MPa/538/538℃24.2MPa/538/538℃24.2MPa/538/566℃相对造价%0+2.0+2.6机组超临界超超临界超超临界超超临界参数24.1MPa/538℃/566℃31.0MPa/566℃/566℃/566℃31.0MPa/593℃/593℃/593℃34.5MPa/649℃/593℃/593℃供电端效率（%）40.9442.843.1—43.343.7—44.0供电煤耗（g/kWh）300287284—285279--291未来20年不同时段洁净煤发电技术发展方案年度装机容量（万kW）低方案（万kW）中方案（万kW）高方案（万kW）2005新增7500亚临界6465超临界7500超临界5775超临界1035超超临界1725现有机组装FGD5005005002010新增11200亚临界9475亚临界CFB1035超临界6025超临界1725超临界9130超超临界5175超超临界1035现有机组装FGD45736859.591462020新增15800亚临界11660亚临界CFB2415超临界5450超临界4140超临界10970超超临界6900超超临界2415IGCC1725PFBC1725现有机组装FGD6859.5914611432.5○各地方在用的主要工业锅炉改造技术◎循环流化床锅炉◎分层燃烧、炉拱改造及配风等改进技术◎燃用工业型煤◎燃用低硫煤或洗选煤◎燃烧水煤浆◎天然气、油与电锅炉替代◎集中供热和热电联产，向大型化发展○未来需求2010年共需11-13万蒸t。20t/h中小型燃煤工业锅炉仍将是主流工业锅炉。至2020年仍将有大量的燃煤工业锅炉存在。□中小工业锅炉（75t/h）○国内有关技术发展现状◎工业锅炉现状1、现有50.1万台，总装机量125.7万蒸吨，平均容量2.5t/h2、容量分布：≥10t/h不到20%；2-10t/h占75%；≤1t/h的＜5%3、燃煤锅炉占90%以上；燃煤3.5-3.8亿t/a4、年生产10-12万蒸吨，总台数约4万台5、排放SO2和烟尘占全国排放总量的1/3以上3煤炭转化技术□煤炭气化○各种气化炉大约有9000多台，其中以固定床气化炉为主。○近20年来，引进Lurgi、Texaco、U-Gas、Shell等技术，主要用于生产合成氨、甲醇或城市煤气。○煤气化合成氨◎800多家中小型化肥厂采用水煤气工艺，约4000台气化炉，年消费原料煤（或焦炭）4000多万t，合成氨产量约占全国产量的60%。主要气化技术的比较煤气发生炉水煤气炉发生炉两段炉水煤气两段炉LurgiTexacoShellGSP床层类型固定床固定床固定床固定床固定床气流床气流床气流床适宜煤种焦炭无烟煤焦炭无烟煤长焰煤不粘煤长焰煤不粘煤褐煤长焰煤多种煤多种煤多种煤原料煤形态块煤块煤块煤块煤块煤水煤浆干煤粉干煤粉操作压力常压常压常压常压加压加压加压加压气化温度，℃1100900-11001100900-11001050140016001500生产能力较小较小较小较小较大大大大煤气产率,Nm3/kg31.22.61.11.01.61.61.6煤气热值,MJ/Nm34.6105.410.814.69.51010气化效率,％7060706075758078比投资,元/MJ.d202525306090——煤气成本,元/GJ4060507080100——粉尘排放少少少少少很少很少很少SO2排放少多少多少很少很少很少NOx排放少多少多少很少很少很少煤炭液化间接液化气化煤气化合成气制氢合成气合成精制优质燃料直接液化加氢液化炼油厂动力燃料□煤炭直接液化○直接液化已完成中德、中美、中日合作三个示范厂可行性研究，结果显示当国际石油价格高于20美元/桶，直接液化有经济效益○建厂投资：6000~10000元/吨。○示范项目建设规模为年产油品500万吨，分两期建设。一期250万吨，由三条生产线组成。○一期工程建成后，年产商品汽油19.54万吨、柴油177.56万吨、液化气21.17万吨、其他化学品34.99万吨。○液化煤处理量(干基)12000吨/天□间接液化年产160万吨产品间接液化项目财务评价主要指标主要产品有：石脑油62.3万t/a、丙烯39.1万t/a、烃类32.5万t/a、软蜡8.3万t/a、LPG5.7万t/a、含氧化合物10.6万t/a，油品生产成本约1800元/t煤直接液化的投入低于间接液化，165万t/a规模煤直接液化项目的总投资估算值为90亿元，内部收益率10.89%，项目投资回收期12.6年国家计划在2010年之前建成一套煤炭液化示范装置，2020年使煤炭液化技术达到商业化水平名称单位估测值备注项目总投资万元1452024年均利润总额万元131458正常年平均值年均税后利润万元118209正常年平均值全投资回收期（所得税后）年10.36含建设期煤基多联产○所谓“多联产”系统是指利用从单一的设备(气化炉)中产生的“合成气”，来进行跨行业、跨部门的联合生产，以得到多种具有高附加值的化工产品及洁净的二次能源(甲酵，F—T合成燃料，二甲醚，城市煤气，氢气)，以及用于工艺过程产生的有效能量和进行高效率的发电;○初步估算表明，IGCC热、电、甲醇三联供与IGCC热、电、甲醇分供的情况相比，产品的综合价格有可能降低40％；○热、电、甲醇、合成气四联供与热、电、甲醇、合成气分供的情况相比，工程投资有可能降低38％产品的综合价格有可能晓低31％。4污染物处理和资源化再利用□脱硫技术○国家采用脱硫技术原则◎新建燃煤含硫1%电站必须安装FGD◎300MW新建机组，以湿法FGD为300MW新建机组，可采用较便宜的技◎对前几年上的燃煤S1%的机组，要求补装FGD◎投运和在建的脱硫工程装机容量已超过2000万kW○试验示范项目主要有：◇中日合作山东黄岛电厂实施高硫煤烟气脱硫实证试验◇中日合作山西太原一热高硫煤烟气脱硫实证试验◇中日合作四川成都热电厂电子束脱硫脱硝试验◇深圳西部电力公司300MW机组海水脱硫试验示范○商业运行脱硫项目1、华能珞璜电厂烟气脱硫工程2、四川内江电厂循环流化床锅炉3、南京下关电厂脱硫工程4、重庆、半山、北京一热三个脱硫技术改造项目5、广东粤连电厂烟气脱硫工程6、浙江钱清电厂烟气脱硫工程7、云南小龙潭电厂烟气脱硫工程○煤层气◎年排入大气的煤层甲烷达80～100亿m3◎资源量30~35万亿m3，已在35个地区施工156口煤层气评价井和采气试验井,最高产量1000m3/a，利用量近4亿m3/a。◎中国煤层气主要分布在沁水、河东、六盘水、淮北、铁法、韩城等煤田，适合于常规垂直裂井开发煤层气资源不足25％◎地面开发与井下抽放并重，建立1－2个煤层气开发示范基地。煤矸石综合利用：煤矸石积存40亿吨○粉煤灰综合利用：累积堆放总量10亿吨以上○矿井水资源化：年排放矿井水22亿m3结论与建议○洁净煤技术发展建议◎近期工作建议1、用经济激励政策鼓励推广应用煤炭加工技术、循环流化床技术2、对于电力行业和非电力行业大的煤炭用户，全面推广应用烟气脱硫技术3、电力生产大力推广超临界和超超临界机组（配套FGD），作为今后新发展的主力机组4、加强大型循环流化床、国产烟气脱硫技术、大型超（超）临界发电技术的工程示范，使之尽快国产化。5、加强对于工业锅炉的改造和治理，允许各地区结合实际，发展不同档次的工业锅炉。进行锅炉的技术改造，逐步实现工业区的集中供热6、加强大型气化、煤炭液化技术的自主知识产权技术研究开发结论与建议○远期发展建议◎各种自主知识产权的烟气净化技术（脱硫、除尘）◎大型煤气化技术（水煤浆气化、干粉煤气流床煤气化）◎替代燃料技术：煤液化技术、煤制甲醇、二甲醚技术等◎多联产技术，以IGCC和煤气化为源头，生产电力、热力及多种化工产品○发展洁净煤技术相关产业建议◎煤炭综合加工、配送及售后服务一体化产业◎洁净煤技术—脱硫环保产业◎城市供热—能源合同服务产业◎煤炭液化、煤基合成替代燃料共同形成的煤转化产业◎洁净煤技术工程服务及咨询产业等