循環硫化床鍋爐(CFB)技術適于劣質煤和其它低熱值燃料燃燒,并可進行爐內脫硫,在國內外得到推廣應用。CFB燃燒效率一般可達97%~98%,鍋爐效率與煤粉鍋爐的相當,脫硫效率可達90%以上。
我國是世界上亞臨界循環流化床鍋爐裝機容量最多的國家,哈爾濱鍋爐有限公司和東方鍋爐有限公司已能自主開發300MW級電廠。600MW以上大型超臨界循環流化床發電技術處于研發階段。
我國循環硫化床鍋爐存在可用率較低、供電效率低、國產大型化裝備研發制造不足、部分企業并未發揮循環流化床機組的技術特點等問題。
整體煤氣化聯合循環(IGCC)發電技術處于工業示范階段,具有熱效率高、環保性能好、原料適應性廣、節水和調峰能力強等特點。目前,全世界約有18座IGCC電站運行,包括在建項目共有近30座IGCC示范電站,總裝機容量約8000MW。目前,我國也在籌建多座IGCC示范電站。
煙氣脫硫技術也是清潔煤發電的重要技術之一,該技術成熟,分為濕法、半干法和干法。濕法技術最為成熟,脫硫率最高可達90%以上,但投資較高、占地面積大,其中石灰石-石膏法(脫硫率>95%)應用最為廣泛,占世界市場份額的90%。半干法技術脫硫率80%以上,我國也引進了多套裝置。干法技術在我國已完成工業示范,進入推廣階段。2009年我國脫硫機組容量占火電裝機容量的71%~72%(美國僅為47%),其中91%安裝的是世界上應用最為廣泛的石灰石-石膏法。
我國正處于選擇性催化還原法(SCR)煙氣脫銷項目示范階段,新建脫硝裝置中SCR工藝占70%以上。選擇性非催化還原法(SNCR)在國內處于工業示范階段,規模可配600MW級機組。
未來求解
以綠色煤炭為導向的高效潔凈利用在中國有非常好的發展前景,不僅能夠實現節能和保護環境,而且未來市場潛力巨大,其途徑主要有以下幾個方面。
首先,發展煤炭提質加工,提高用煤質量。通過煤炭提質加工,為用戶提供質量合格、穩定的商品煤,可提高煤炭后續利用的效率、有效節約煤炭資源、減少無效運輸、降低污染。
今后將逐步提高煤炭洗選加工比例,2020年將達到70%,使低質煤及褐煤提質加工技術得到規模化應用,長遠發展目標是煤炭提質加工比例達到90%以上,大幅度提高煤炭質量。
其次,推進燃煤發電和工業鍋爐清潔化發展。在燃煤發電方面,積極發展超(超)臨界發電技術和先進的煙氣脫硫脫氮技術。今后新增裝機容量中均為超(超)臨界發電技術;現有落后的燃煤發電技術由先進的超臨界技術和煙氣凈化技術替代。到2020年末,超(超)臨界機組占燃煤發電機組的40%以上,循環流化床占8%左右。
在燃煤工業鍋爐方面,小型燃煤鍋爐可采用清潔燃料替代,積極推行熱電聯產和集中供熱,同時要加強先進燃煤工業鍋爐技術的應用和鍋爐改造工作。到2020年,鍋爐總體熱效率提高到70%以上。
再次,科學有序、多元化發展煤制清潔燃料及化工。煤炭化工轉化產業發展過程中要以資源合理利用、技術進步、環境保護為原則;同時注重下游產品的開發和示范。
對于煤制醇醚等成熟煤化工技術,繼續加大結構調整,淘汰落后裝置,在路線、技術方面提升改造力度,加強市場協調和監管,促進能源綜合利用效率和污染物治理水平有較大提高。煤制烯烴、煤制油、煤制天然氣等現代煤化工項目處于產業化示范工程建設和試運行階段,由于投資高,風險大,需要在示范工程投產后,穩定運行一個時期,進行全面總結,評價技術的先進性、可靠性、確定資源消耗指標、考核經濟效益。綜合來看,由于市場需求的多元化、技術成熟程度不同、能源效率不同、替代油氣效果不同,煤制清潔燃料和化工品應多元化、階段化發展。
最后,加強IGCC、CCS和煤基多聯產的研發、示范和應用。IGCC、CCS和煤基多聯產是未來解決我國能源、環境、液體燃料短缺等問題的重點戰略方向,能使煤炭利用過程對環境更加友好,將對環境的不良影響降到最低,有效應對日益嚴格的碳減排壓力和環境保護壓力,實現可持續發展。但目前技術還處于研究和示范階段,應積極加強相關研發、示范和推廣應用工作,做好技術和市場培育。
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