濟南東新熱電廠水煤漿環(huán)保鍋爐房內(nèi)景
神馳集團水煤漿環(huán)保鍋爐外景
近年來，從京津冀到長三角、珠三角，全國多地都出現(xiàn)了驚人的霧霾現(xiàn)象。毫不夸張地說，霧霾時下已成為國人心頭揮之不去的隱痛。如何減少PM2.5排放、重回碧水藍(lán)天？坐而論道者有之，起而行之者亦有之。青島特利爾集團顯然屬于后者。
據(jù)介紹，該公司研發(fā)成功的清潔煤鍋爐（又稱環(huán)保鍋爐）技術(shù)，在水煤漿行業(yè)發(fā)展史上具有里程碑的意義，能夠有效減少PM2.5排放。一項來自山東省分析測試中心的權(quán)威檢測表明，特利爾的環(huán)保鍋爐產(chǎn)生的燃煤排放已優(yōu)于國標(biāo)，和天然氣的潔凈排放非常接近，一些指標(biāo)甚至優(yōu)于天然氣排放。
“之所以能夠達(dá)到比肩天然氣的微零排放水平，是因為我們創(chuàng)造性地研發(fā)了復(fù)合碳漿清潔應(yīng)用技術(shù)。該技術(shù)包含煤基清潔應(yīng)用的全過程技術(shù)：燃料清潔加工技術(shù)、燃料清潔燃燒技術(shù)、燃燒后清潔處理技術(shù)，形成了特利爾從事節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的三大核心技術(shù)。”青島特利爾集團董事長李瑞國說。
李瑞國口中的復(fù)合碳漿，其實就是煤炭清潔利用形式之一的水煤漿的升級產(chǎn)品。獨特之處在于，復(fù)合碳漿是通過科技創(chuàng)新，在水煤漿基礎(chǔ)上研發(fā)改變了水煤漿成分，拓展了水煤漿單一的燃料功能，具有減少污染物產(chǎn)生的環(huán)保功能。
雖然關(guān)于霧霾形成的根本原因，目前還是眾說紛紜、莫衷一是。但毫無疑問，不清潔用煤排放出的大氣污染物難辭其咎。在這種情況下，水煤漿技術(shù)的升級，或者說復(fù)合碳漿研發(fā)的成功，自然是一大利好信息。鑒于我國“富煤、貧油、少氣”的能源國情，有專家認(rèn)為，以復(fù)合碳漿技術(shù)為代表的水煤漿行業(yè)正迎來黃金發(fā)展機遇，其市場規(guī)模及前景相當(dāng)可觀。
行業(yè)發(fā)展史已超40年
青島特利爾進(jìn)入水煤漿行業(yè)不滿十年，但水煤漿行業(yè)至少已有40多年的發(fā)展史。有關(guān)資料顯示，早在1891年，英國就已公布了用泵輸送水和煤的專利，但直到1971年美國亞利桑那州投入建設(shè)了一條名為Black mesa管道系統(tǒng)后，水煤漿輸送才獲得真正商業(yè)上的應(yīng)用。據(jù)悉， 20世紀(jì)70年代為應(yīng)對石油危機，美國、日本、瑞典等國家大力開發(fā)以煤代油技術(shù)，水煤漿技術(shù)由此應(yīng)運而生。
改革開放后，水煤漿技術(shù)正式進(jìn)入中國。1984年，《紡織導(dǎo)報》刊登了一篇《北京印染廠水煤漿試驗概況》。該文明確指出，“用水煤漿代替石油燃燒的經(jīng)濟效益將會越來越顯著”。1985年，我國第一條水煤漿小型工業(yè)生產(chǎn)線在遼寧撫順礦務(wù)局勝利煤礦建成，每年可制備出高濃度的水煤漿2萬噸。
總體來說，全球水煤漿行業(yè)一直發(fā)展得不溫不火，但在中國卻是一枝獨秀。據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，經(jīng)過數(shù)十年的科技攻關(guān)和生產(chǎn)實踐，中國水煤漿技術(shù)已達(dá)到國際先進(jìn)水平，水煤漿廠數(shù)量和總生產(chǎn)能力均居世界第一，而且已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)推廣應(yīng)用階段。據(jù)不完全統(tǒng)計，僅山東一省，水煤漿生產(chǎn)廠家就有青島特利爾、棗莊八一燎原、東營勝利電廠等12家，年產(chǎn)量超過290萬噸。而研究也表明，中國擁有豐富的制漿原料煤，這也奠定了水煤漿行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。
“水煤漿和煤不能劃等號。”李瑞國強調(diào)，“它是一種新型、高效、清潔的煤基燃料，是當(dāng)今煤炭清潔利用技術(shù)的重要組成部分。”那么，水煤漿到底是什么模樣呢？是在煤炭中加水打成的漿狀物嗎？面對這樣的疑問，特利爾公司工作人員取來一小瓶水煤漿樣品。從外表看，水煤漿有點像石油，烏黑發(fā)亮。用鉛筆攪一攪，感覺很黏稠。據(jù)介紹，水煤漿含有約70％左右的煤炭，1％左右的化學(xué)添加劑，剩下的都是水。水煤漿添加劑有多種，不可缺少的是降粘分散劑與常規(guī)穩(wěn)定劑。其中分散劑最為重要，它直接影響著水煤漿的質(zhì)量和制備成本。
作為潔凈煤技術(shù)之一，水煤漿在制備、運輸、存儲上比煤粉和原煤要便捷、安全、環(huán)保。據(jù)中國礦業(yè)大學(xué)教授徐志強介紹，水煤漿的特性主要表現(xiàn)為：第一，水煤漿制備、儲運全封閉，避免了傳統(tǒng)煤炭裝、儲、運中帶來的環(huán)境污染；第二，水煤漿可經(jīng)長管道距離輸送，減少了運輸過程中的損失，是解決煤炭運輸問題的方法之一；第三，水煤漿的燃燒效率可達(dá)99%，中小燃煤鍋爐熱效率在60%左右，而燃用水煤漿可達(dá)85%以上，因此中小燃煤鍋爐燃燒水煤漿可節(jié)煤1/3以上，在提高煤炭利用效率的同時也減少污染物的排放；第四，燃燒水煤漿火焰中心溫度比燃油、燃?xì)獾图s100℃，且水蒸汽具有還原作用，因此燃燒水煤漿可顯著減少NOx的排放。
國內(nèi)水煤漿應(yīng)用目前主要集中在電站鍋爐，中小燃油、燃?xì)狻⑷济汗I(yè)鍋爐，陶瓷等建材領(lǐng)域和煤化工領(lǐng)域。其中，煤化工領(lǐng)域使用的水煤漿量已超過燃料水煤漿的使用量。而燃料水煤漿主要應(yīng)用將是中小工業(yè)鍋爐。鑒于水煤漿的諸多優(yōu)勢，越來越多的有識之士呼吁加大其在國內(nèi)的推廣力度。
復(fù)合碳漿引發(fā)行業(yè)革命
成立于2007年的青島特利爾環(huán)保鍋爐工程有限公司，是水煤漿行業(yè)的新秀。雖說是新秀，卻有股初生牛犢不怕虎的銳氣，目前已呈現(xiàn)后來者居上的發(fā)展態(tài)勢。據(jù)了解，自創(chuàng)業(yè)至今，特利爾在技術(shù)研發(fā)上不斷創(chuàng)新，目前已經(jīng)獲得國家認(rèn)可的20余項專利技術(shù)認(rèn)證。備受關(guān)注的水煤漿升級產(chǎn)品——復(fù)合碳漿，就是由特利爾研發(fā)成功的。
李瑞國說，“我們通過科技創(chuàng)新，技術(shù)升級，在水煤漿技術(shù)基礎(chǔ)上，將產(chǎn)品升級為復(fù)合碳漿。”據(jù)他介紹，復(fù)合碳漿是一種由65%的煤基、29%的水、6%的功能劑組成的，能夠高效潔凈燃燒，減少污染物排放的復(fù)合流體燃料。
與普通水煤漿比，復(fù)合碳漿主要多了5%的功能劑，如脫硫劑、脫硝劑。“打個比方，就像給煤炭里面加了一服中藥，給高排放高污染的煤炭治治病。”李瑞國解釋。
在復(fù)合碳漿制備技術(shù)方面，特利爾經(jīng)過多年的研究和實踐，積累了相當(dāng)豐富的經(jīng)驗，無論在技術(shù)上還是在服務(wù)流程上，均達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先，從年產(chǎn)5萬噸到50萬噸復(fù)合碳漿生產(chǎn)線，都取得了較好的業(yè)績。
值得一提的是，特利爾目前已經(jīng)形成水煤漿技術(shù)的完整產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈，涵蓋燃燒前的復(fù)合碳漿技術(shù)、燃燒過程中的復(fù)合碳漿高效懸浮流化燃燒技術(shù)和燃燒后的煙氣再凈化處理技術(shù)。
李瑞國介紹，2008年特利爾聯(lián)合上海交通大學(xué)教授、博導(dǎo)姜秀民帶領(lǐng)的課題組共同研發(fā)出新一代環(huán)保鍋爐——復(fù)合碳漿懸浮流化鍋爐，解決了第一代鍋爐出現(xiàn)的燃燒不穩(wěn)定、爐內(nèi)結(jié)焦等世界難題，并大大提高了燃料的燃燒效率及燃燼率，被業(yè)界稱為第二代復(fù)合碳漿鍋爐，并以此申請了國家專利技術(shù)。
一談到第二代復(fù)合碳漿鍋爐的優(yōu)點，李瑞國就抑制不住自己的興奮：“復(fù)合碳漿中添加脫硫劑，輔之以懸浮流化低溫燃燒技術(shù)，可在燃燒過程中直接脫硫，脫硫效率可達(dá)到60%，二氧化硫初始排放濃度小于500mg/Nm3，輔以尾部脫硫設(shè)備皆可輕松達(dá)到新國標(biāo)的排放要求。”
這一技術(shù)還可以將有害氣體NOx還原為氮氣，沒有副產(chǎn)物生產(chǎn)，無二次污染。原來懸浮流化燃燒技術(shù)的特點——低溫燃燒（850—950℃），可有效抑制熱力型NOx的生成；再通過在復(fù)合碳漿中添加脫硝劑，可實現(xiàn)燃燒過程脫硝，而無須專用脫硝設(shè)備，這是目前國內(nèi)脫硝技術(shù)中最新技術(shù)。爐內(nèi)脫硝率達(dá)到50%。
最后一關(guān)便是煙氣再凈化裝置，可有效收集水蒸汽中含帶的超細(xì)粉塵、硫化物、氮氧化物，降低PM2.5排放50%以上，回收余熱增效1%以上，消除白霧視覺污染，最終實現(xiàn)燃?xì)馀欧艠?biāo)準(zhǔn)。
據(jù)特利爾方面介紹，以燃燒1000萬噸復(fù)合碳漿與煤炭排放為例，二氧化硫排放減排比率為70%，氮氧化物排放減排比率為69%，煙塵排放減排比率為70%。
如果使用復(fù)合碳漿技術(shù)，企業(yè)成本會不會相應(yīng)上升？對于這個問題，李瑞國表示，“復(fù)合碳漿的成本價格和燃煤比是相當(dāng)?shù)模绻y(tǒng)一排放標(biāo)準(zhǔn)之后，我們的成本更低，不管是總投資，還是整個燃燒設(shè)備和運行都是低的，綜合來算，成本大概低5%。”
據(jù)特利爾客戶正和集團反映，以35t/h燃煤鍋爐和35t/h水煤漿鍋爐為例，從燃燒介質(zhì)、鍋爐效率、燃燼率、運行費用等方面進(jìn)行對比分析，能夠看出水煤漿鍋爐運行的經(jīng)濟性遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于燃煤鍋爐。首先，建設(shè)水煤漿鍋爐系統(tǒng)，能夠徹底改變該廠生產(chǎn)裝置動力系統(tǒng)運行問題，同時取消渣場和煤場，節(jié)約了大量的土地，為今后的項目規(guī)劃騰出可用空間。其次，若按照鍋爐每年運行8000小時計算，鍋爐運行工況為兩開一備，平均出力為30噸/小時，則使用水煤漿鍋爐每年將節(jié)省費用1180萬元。
市場規(guī)模相當(dāng)可觀
山東威海南海新區(qū)于2007年3月啟動開發(fā)，是國家戰(zhàn)略山東半島藍(lán)色經(jīng)濟區(qū)重點建設(shè)的海洋經(jīng)濟新區(qū)之一。特利爾下屬青島世潔熱力集團是該新區(qū)“分布式能源站”的供應(yīng)商，將為新區(qū)居民區(qū)、工業(yè)園區(qū)供熱、供汽。根據(jù)規(guī)劃，到2020年青島世潔熱力集團總投資20億元建設(shè)南海新區(qū)熱力項目，包括一個工業(yè)用汽供熱站，三個居民供暖供熱站，一個清潔燃料生產(chǎn)基地，一個總部基地。
而這只是特利爾公司擴張版圖的一角。據(jù)了解，特利爾已先后與濟南、東營、廈門、西安、廣州、杭州等多個地市企事業(yè)單位進(jìn)行合作，在城市供熱、煉化、化工、印染、紡織等行業(yè)建設(shè)了一批典范用戶示范工程，并得到了廣泛認(rèn)可。
2014年底，筆者來到已應(yīng)用特利爾技術(shù)的濟南東新熱電有限公司。據(jù)介紹，該廠建有2臺70MW懸浮流化水煤漿熱水鍋爐，并于2013年底順利完工投產(chǎn)。
在廠區(qū)內(nèi)，靠近鍋爐房的位置建有兩個圓柱形大型儲存罐。該廠負(fù)責(zé)人介紹，這是儲存水煤漿用的，漿罐占地只占煤場的五分之一，非常節(jié)約空間。
進(jìn)入鍋爐房，機器轟鳴，但鍋爐房內(nèi)比較干凈，沒有煤灰飛揚的景象。該廠負(fù)責(zé)人介紹，水煤漿是由管道直接送入鍋爐的。由于水煤漿燃燼率比較高，不會產(chǎn)生煤渣。燃燒產(chǎn)生的煤灰，則從管道進(jìn)入灰罐，可再次利用，如用于生產(chǎn)混凝土。
據(jù)不完全統(tǒng)計，像濟南東新這樣采用特利爾環(huán)保水煤漿鍋爐的用戶已超37家，遍布山東、福建、廣東、貴州、四川等地，主要用途為生產(chǎn)、供熱、采暖和熱電。此外，特利爾水煤漿制備工程用戶目前也有14家企業(yè)，遍布長沙、杭州、蘭州、石家莊等地，年產(chǎn)量超過100萬噸。
種種跡象顯示，水煤漿行業(yè)商業(yè)化正在加速。青島特利爾副總經(jīng)理周鵬透露，“從山東一省情況來看，2015年至少新上15臺鍋爐，主要是城市供暖和工業(yè)園區(qū)供熱。”
此前，國家水煤漿工程技術(shù)研究中心原主任在接受媒體采訪時曾表示，“水煤漿作為重要的工業(yè)燃料和氣化原料，在國內(nèi)30多億噸的煤炭消耗總量中，分別僅為3000萬噸和1億噸，未來有巨大的市場替代空間。”
有文章指出，目前我國有一半以上的非電燃煤是被60萬臺工業(yè)鍋爐和20萬臺工業(yè)窯爐燒掉的，這些散燒原煤利用效率低、污染物排放嚴(yán)重，如果逐步用水煤漿燃料替代能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟和環(huán)境效益。
談起行業(yè)發(fā)展前景，李瑞國有著自己的判斷。他說：“目前我國約有55萬臺75噸以下工業(yè)鍋爐，其熱效率平均為60%，既浪費了能源，又導(dǎo)致燃料成本巨大，且產(chǎn)生過量的SO2污染環(huán)境。對于整個行業(yè)來說，這些都是潛在的發(fā)展市場。”他同時表示，這些鍋爐由于缺少環(huán)保設(shè)施，因此污染物排放多，是目前大氣污染的主要來源之一。治理好這些污染物排放，對我國環(huán)境的改善具有決定性作用。
“一刀切”限煤政策要不得
目前有一種觀點很流行，認(rèn)為去煤化是治理霧霾的關(guān)鍵。這種籠而統(tǒng)之的觀點讓不少與煤炭相關(guān)的行業(yè)，如水煤漿、煤氣化等等，都感到了有些無所適從，又有點無可奈何。有業(yè)內(nèi)人士反映，目前潔凈煤技術(shù)推廣仍缺乏社會的普遍認(rèn)同，人們對燃煤導(dǎo)致污染、導(dǎo)致霧霾的觀念根深蒂固，對不清潔用煤和清潔用煤幾乎不予區(qū)分，部分省份甚至出臺了淘汰煤炭使用的一刀切政策，致使?jié)崈裘杭夹g(shù)的推廣、應(yīng)用遭遇到不少障礙。
李瑞國深有同感，他說，“一些地方談煤色變，紛紛出臺各種禁煤措施，大有一夜之間讓煤炭從人們生活中徹底消失之勢，在許多地方環(huán)保部門對涉煤項目一律否定，以及各地的煤炭總量的限制對工業(yè)鍋爐的大規(guī)模推廣應(yīng)用帶來極大的限制。”
2013年9月12日，國務(wù)院發(fā)布了《大氣污染防治行動計劃》。其中最為引人矚目的提法當(dāng)屬“加快調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，增加清潔能源供應(yīng)。到2017年，煤炭占能源消費總量比重降到65%以下”。2014年5月，環(huán)保部頒布了新的《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13271-2014）。據(jù)了解，新標(biāo)準(zhǔn)出臺后，有些地區(qū)為了貫徹新標(biāo)準(zhǔn)要求中小鍋爐只能燃用天然氣，不少企業(yè)對此反映強烈。
不少專家認(rèn)為，在我國石油資源相對比較短缺的情況下，以煤代油適合我國國情。比如，中國礦業(yè)大學(xué)教授王立杰就曾表示，我國目前的能源結(jié)構(gòu)想快速改變是不現(xiàn)實的，只能逐步減少化石能源，特別是減少煤炭，同時發(fā)展新能源，這個過程至少需要20年。現(xiàn)階段，要在發(fā)展新能源的同時，緊緊抓住煤炭的清潔高效利用，在高效發(fā)電和煤化工方面做文章。
在霧霾肆虐的當(dāng)下，水煤漿行業(yè)一方面迎來了發(fā)展的春天，同時又面臨著因誤解帶來的發(fā)展瓶頸。未來水煤漿行業(yè)將何去何從？有專家建議，第一，從清潔用煤層面上講，當(dāng)前應(yīng)盡快出臺清潔煤技術(shù)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)，大力推廣潔凈煤技術(shù)，改變目前各地“一刀切”的限煤政策，并加大對潔凈煤技術(shù)、專有裝備、產(chǎn)業(yè)化示范項目的政策扶持。第二，具體到水煤漿行業(yè)，應(yīng)該鼓勵、支持建立行業(yè)協(xié)會，引導(dǎo)行業(yè)自律，打造品牌，協(xié)作互助，規(guī)范市場秩序，防止惡性競爭，建立良好的市場運作機制，是開拓水煤漿市場、擴大水煤漿銷量的有效手段，進(jìn)而促進(jìn)制漿和用漿兩個市場的平衡、協(xié)調(diào)發(fā)展。
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