超临界水蒸煤:从源头杜绝烧煤污染

科技日报 节能环保 2019-10-15 16:30:47
     

煤炭是当前我国主要能源,大量燃煤却产生严重污染。传统燃煤、煤气化锅炉及其发电技术均采用“一把火烧煤”的形式,总能效和煤电转化率低、污染严重、耗水量大,脱硫、脱氮、消除粉尘及二氧化碳代价高昂。


由中国科学院院士、西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室郭烈锦教授带领的科研团队,历经二十年科技攻关,研发出“煤炭超临界水气化制氢发电多联产”系列完全自主知识产权技术,俗称“超临界水蒸煤”,成功将煤炭化学能直接高效转化为氢能,从源头上根除了硫化物、氮化物等气体污染物以及PM2.5等粉尘颗粒物的生成和排放。


作价1.5亿的重大成果产业化项目


2016年12月25日,西安交大首个重大科研成果产业化项目——“煤炭超临界水气化制氢发电多联产技术”产业化工作正式启动。教育部、国家自然科学基金委、国家能源局、中国核工业建设集团、陕西省和西安市政府主要领导等参加该项目产业化工作启动及汇报会。


当日,西安交大将该项技术成果知识产权及相关技术以1.5亿元的价格,转让给了由中核全联投资基金管理(北京)有限公司、香港日富投资有限公司和西安北奇能源科技发展有限公司三家公司共同发起成立的混合所有制技术产业化投资公司——陕西中核交大超洁能源技术有限公司。该公司筹资10亿元进行该技术产业化的示范,以50MW发电及热电联产机组、燃煤工业供热蒸汽锅炉替代产品等作为工程示范的切入点,决心在3年内完成项目的建设和运行,加速推动该技术在煤炭高效清洁利用、环境保护等方面的推广示范。


“这项技术国外也有人在做研究,但都是走在我们后面。他们没有形成大规模的连续生产装置,我们的大规模中试装置,已经连续运行了几千个小时都没有问题。”郭烈锦指出,“现在各种煤化工企业也产生氢和蒸汽,所以只要更换掉部分单元,就可以使用。所有以煤为原料的工业企业都可以用这项技术。”


新技术终结“一把火烧煤”


西安交大这项“超临界水蒸煤”技术刚一面世,便引发了行业震动,引起社会广泛关注。


“‘超临界水蒸煤’作为一项变革性的技术,与传统的燃煤发电以及煤气化发电等技术存在着根本性的区别。传统燃煤发电,包括煤气化发电,都是把煤放在空气中,利用火燃烧,跟氧气产生氧化反应,这就是一个放热的过程。这种热能是可以利用的,热气流在燃煤锅炉里,被锅炉里的水吸收,然后再变成水蒸气,再去推动汽轮机做功。这就是常说的蒸汽轮机发电。较蒸汽轮机发电利用效率更高的,还有一种叫燃气轮机发电。由于该装置的材料要更加的耐高温,性能要求更高,所以加工工艺特别难。”郭烈锦向科技日报记者介绍说:“氧化反应自然会产生二氧化硫和氮氧化物,加上煤燃烧时扬起的颗粒物质,PM2.5就是这么来的!企业后续要脱硫脱硝除尘,就要安装除尘装置。这个成本对于企业来说很高。同时运行这些装置还得消耗能量。如此一来,总的效率不高,平均下来就百分之四十几。”


超临界水是指当气压和温度达到一定值时(近乎22MPa,374℃),因高温而膨胀的水的密度和因高压而被压缩的水蒸气的密度正好相同时的水。此时,水的液体和气体便没有区别,完全交融在一起,成为一种新的呈现高压高温状态的液体。郭烈锦用通俗的语言描述“超临界水蒸煤”技术的先进性:“我们这个技术不用空气进去,只是把煤和水混到一起,让它们去反应。整个过程不是氧化反应,没有传统的燃烧过程,而是还原反应,烧的是氢气,得到的是水,产品是干干净净,得到高温高压的超临界水蒸气,同样可以使汽轮机做功。得到的效率比传统的更高,又没有污染。”


郭烈锦团队已经成功研制出了包括超临界水流化床等系列实验设施,能够完成煤的完全汽化。在700℃以上,国内各种煤型的碳气化率均达到100%。超临界水煤气化制氢的热力学以及化学反应动力学模型和反应系统的整合优化已经完成,成功完成处理煤量为1t/h的中试规模演示系统,通过技术经济分析,在系统处理煤量达83.3t/h时,氢气的价格能降低至0.7元。基于超临界水煤气化和多级燃氢补热汽轮机的新型热力循环发电系统已经提出,煤炭发电效率高、二氧化碳富集和环境友好无污染是其主要特色。这项技术已全面完成原理性创新、实验室规律性试验研究和中试试验,为了彻底解决传统煤电转化率低、污染严重、高耗水等问题找到了出路。


根据测算,如全国在火电行业采用该技术,每年可节约发电燃煤3.28亿吨。据业内专家分析认为,该技术为破解我国能源困境带来曙光,对我国发挥煤炭资源优势、抢占能源变革先机、保障能源战略安全具有深远意义。


(编辑:张艳  审校:寇建仁)
如有任何疑问,请联系我们news@fwenergy.com或致电0351-4728541。

特别推荐

1 截至10月末湖北电煤库存505.67万吨 可满足46天耗用 2019-11-13

湖北省发改委消息,10月份是迎峰度冬储煤期,因第七届军运会在武汉举办,武汉周边地区部分火电厂受到一定影响,但湖北全省电煤调运总体有序、供应稳定。 截至10月末,全省统调电厂电煤库存505.67万吨,同比增加166.28万吨,按上年同期日均耗煤测算,可满足46天耗用。可用天数较9月末增加8天。 10月份,湖北全省统调电厂调入电煤431.39万吨,同

2 每日煤焦要闻精选(2019/11/13) 2019-11-13

澳洲猎人谷煤炭铁路网停运!能源局印发小水电征求意见稿! 要闻回顾:1、中国煤炭资源网消息,越南海关发布初步统计数据显示,10月份,越南(包括外商投资企业)煤炭进口量为422.48万吨,较上年同期大增68.46%,环比9月份增长39.29%,9月份进口量曾降至今年2月份以来最低。越南是传统的煤炭出口国,为满足不断增长的国内... 山东省煤炭资源税适

3 2019-20财年印度煤炭消费量或十年来首次下降 2019-11-13

随着其他能源发电量不断增加,加之国内经济发展总体放缓,预计2019-20财年(2019年4月-2020年3月),印度电厂(其中大部分是燃煤电厂)化石燃料消费量预计十年来首次下降。 能源经济与金融分析研究所(IEEFA)研究员查尔斯•沃林厄姆(Charles Worringham)对官方数据分析后表示,今年4-10月份,印度火电厂煤炭消费量较上年同期减少了230万吨。该研究

4 山东省煤炭资源税适用税率仍为4% 2019-11-13

山东省财政厅日前印发的《山东省煤炭资源税从价计征暂行办法》指出,自2019年12月1日至2020年11月30日山东省煤炭资源税适用税率仍为4%。 《办法》规定,煤炭资源税实行从价定率计征,计税依据为应税煤炭销售额。纳税人将其开采的原煤,自用于连续生产洗选煤的,在原煤移送使用环节不缴纳资源税;自用于其他方面的,视同销售原煤,应缴纳资源税。 纳税人将

5 内蒙古自治区煤炭资源税适用税率由9%提高到10% 2019-11-13

根据《财政部税务总局关于调整内蒙古自治区煤炭资源税适用税率的批复》(财税〔2019〕73号)规定,财政部、税务总局同意内蒙古自治区煤炭资源税适用税率由9%提高到10%,调整期限自2019年10月1日至2021年12月31日。自治区原油、天然气资源税仍维持现行6%适用税率不变。 根据《中华人民共和国资源税法》第二条授权,2020年9月1日起,内蒙古自治区煤炭资源税具体适用税

6 澳洲猎人谷煤炭铁路网停运!能源局印发小水电征求意见稿! 2019-11-13

要闻回顾:1、中国煤炭资源网消息,越南海关发布初步统计数据显示,10月份,越南(包括外商投资企业)煤炭进口量为422.48万吨,较上年同期大增68.46%,环比9月份增长39.29%,9月份进口量曾降至今年2月份以来最低。越南是传统的煤炭出口国,为满足不断增长的国内需求,尤其是电力部门的需求,越南正在积极向煤炭进口国转变。更多精彩详情点这里 2、为进一步促进小水电持续健康

7 商务部:上周(10月28日至11月3日)全国煤炭价格小幅回落 2019-11-13

据商务部监测,上周(10月28日至11月3日)全国生产资料市场价格比前一周下降0.2%。 其中,煤炭价格小幅回落,炼焦煤、无烟煤、动力煤价格分别为每吨768元、887元和583元,分别下降1.4%、1.1%和0.9%。 钢材价格略有上涨,其中螺纹钢、高速线材价格分别为每吨3970元和4075元,分别上涨0.2%和0.1%,槽钢价格为每吨4067元

8 越南10月煤炭进口量同比大增68.46% 2019-11-13

越南海关发布初步统计数据显示,10月份,越南(包括外商投资企业)煤炭进口量为422.48万吨,较上年同期的250.5万吨大增68.46%,环比9月份的303.3万吨增长39.29%,9月份进口量曾降至今年2月份以来最低。 当月,越南煤炭进口额为3.25亿美元,同环比分别增长21.11%和37.03%。 越南是传统的煤炭出口国,为满足

9 六大电日耗重回60万吨以上!清徐要实现独立洗煤企业整体退出 2019-11-13

1、山西晚报消息,11月12日,山西晚报记者从太原市生态环境局了解到,清徐县今年关停的设计产能年入洗原煤60万吨的21家洗煤企业,已全部完成“两断三清”(即断电、断水,清生产设备、原料、产品)工作,淘汰煤炭洗选产能1260万吨。至2019年10月,清徐县独立洗煤企业已压缩产能4510万吨,明年将实现独立洗煤企业整体退出。更多精彩详情点这里 2、下游方面看,截止11月13日

10 动力煤:需求牵制 是涨是跌左右为难 2019-11-13

12日港口询货略增,新增询货以优质中低热值煤居多,上游部分供应商基于成本等因素持惜售情绪,报价小幅探涨,而下游部分电厂虽有提升库存需求,但耗煤尚未提升,短期持观望态度,市场供需心态分歧,观望升温。 分析人士指出,当前电厂有意识的增加进口煤拉运比例,降低采购成本,争取煤电长协谈判主动权。今年最后一个半月时间里,电厂仍会将库存打到高位,千方百计压低煤价。今年冬季,预计电厂继续

综合排行

1 下游需求疲软 沿海煤炭运价受运力偏紧而小幅上涨 2019-11-08

本周,沿海煤炭运价前降后升,不过整体来看,与上周相较呈跌势。截至11月7日沿海煤炭运价指数为752,较前一日上涨15点,涨幅为2.04%;较上周同期下跌69点,跌幅为8.40%;较去年同期下跌221点,跌幅22.71%。 周初,各大电厂均处于低日耗、高库存状态,煤炭可用天数达30天左右,需求不力。 加之进口煤的补充,

2 孟加拉国煤电项目遭多方反对 2019-11-08

一份由美澳研究机构联合发布的报告称,到2031年,孟加拉国国内火电厂新投产数量将达到30座,届时或将遭遇“碳炸弹”袭击。 11月6日,该报告的联合出版商—孟加拉BAPA、 孟加拉透明国际(TIB) 以及孟加拉水资源保护联盟(WKB)在首都达卡召开的一次新闻发布会上向媒体分享了这份报告。 报告建议,投资者应暂停煤电项目的建设,转而大力发展可再生能源

3 7-9月澳格兰奇资源公司球团矿销量环比大增68% 2019-11-08

据外媒报道,澳大利亚球团矿生产商格兰奇资源公司(Grange Resources)在澳洲东南部塔斯马尼亚岛的Savage River煤矿使用高品位原料后, 其7-9份的球团矿销量较上一季度大增68%。 7-9月份,格兰奇资源公司球团矿销量增至55万吨,而上一季度和上年同期的销量分别为32.7万吨和49.9万吨。 不过,格兰奇资源公司第三季度销量的

4 一周天然气要闻回顾(10.04-11.08) 2019-11-08

【国际】 到2022年液化天然气终端市场将增长3% 据海事新闻消息称,根据Technavio最新的市场研究报告,在2018年至2022年期间,大型液化天然气终端市场规模的复合年增长率预计将接近3%。 清洁燃料需求的增长是大型液化天然气终端市场增长的主要原因之一。化石燃料是满足住宅、商业和工业部门需求的主要能源。然而,它们

5 国内煤市要闻回顾(11.4-11.8) 2019-11-08

10月全国进口煤炭2568.5万吨 同比增长11.29% 海关总署11月8日公布的数据显示,中国10月份进口煤炭2568.5万吨,同比增加260.6万吨,增长11.29%;环比减少460.3万吨,下降15.20%。 2019年1-10月份,全国共进口煤炭27624.4万吨,同比增长9.6%。 10月全国出口煤炭34万吨

6 每日煤焦要闻精选(2019/11/8) 2019-11-08

南非9月动力煤出口量同比降13.05% 南非海关最新数据显示,9月份,南非出口动力煤(烟煤)607.19万吨,较上年同期的698.34万吨减少13.05%,较8月份的553.73万吨增加9.65%。 更多详细数据,请点击这里:http://www.sxcoal.c... 澳北昆士兰10月煤炭出口量环比增4.14% 近日,北昆士兰散货

7 首钢股份:首钢集团所持15%股份拟无偿划转至宝武集团 2019-11-08

首钢股份(北京首钢股份有限公司)公布,公司收到公司控股股东首钢集团有限公司(“首钢集团”)通知,首钢集团与中国宝武钢铁集团有限公司(“宝武集团”)已于2019年11月7日签署《关于北京首钢股份有限公司之股份无偿划转协议》,根据该协议的约定,首钢集团拟将其持有的公司无限售条件流通股约7.93亿股股份(占公司总股本的15%)无偿划转至宝武集团。 此次股份无偿划转前,公司总股本

8 11月8日钢厂调价:数量不多 均为上调 2019-11-08

据不完全统计,11月8日,全国共有5家钢厂调整出厂价格,从统计的数据看,11月8日调价钢厂数量不多,均为上调。具体调整如下: 华东 1、马钢:高线上调20元/吨,螺纹、盘螺上调40元/吨; 2、南钢:螺纹上调10元/吨; 3、长江:(合肥、马鞍山)螺纹、盘螺上调20元/吨;

9 一周钢铁业要闻回顾(11.04-11.08) 2019-11-08

【国际】 2019年土耳其钢材消费量预计下降20% 11月7日,土耳其钢铁生产商协会秘书长表示,土耳其2019年的钢材消费量仍然远远落后于2018年。此外,受保护主义措施的影响,短期内土耳其的钢材出口也面临放缓的风险。 该协会预计,由于2019年下半年出现一定程度的复苏,到今年年底,土耳其钢材消费量的降幅预计将低于20%

10 商务部:10月28日至11月3日钢材价格略有回升 2019-11-08

商务部最新消息:上周(10月28日至11月3日)钢材价格环比上涨0.1%,其中螺纹钢和高速线材价格分别为3970元/吨、4075元/吨,环比分别上涨0.2%和0.1%。 商务部认为,钢材市场供需保持平衡,预计后期钢材价格小幅波动。 商务部数据同时显示,上周普通水泥(42.5)价格为439元/吨,周环比上涨3元/吨。复合水泥(42.5)价格为429

扫一扫下载中国煤炭资源网APP

X