水煤漿——大有前途的清潔煤炭技術

摘要：我國持續較大的能源需求與以煤為主的能源結構決定了我們進行可持續發展與節能減排的出路在于清潔高效的使用煤炭資源。水煤漿作為一種高效清潔的流態優質燃料，不僅可以將煤炭的使用提升到清潔高效的層次，還有助于緩解我國的石油缺口壓力，值得大力提倡。

關鍵詞：節能減排 煤炭 水煤漿 清潔 高效

1、前言

當前全球約有74%的能源來自于化石能源，這也導致了嚴重的環境污染與氣候災害。我國能源的基本結構是“富煤、貧油、少氣”，中國常規一次能源探明和剩余可采資源量(包括煤、石油、天然氣和水能)中，煤炭占73.2%，石油占1.3%，天然氣占1.3%，水能占24.2%。我國的能源結構決定了我國相當長的一段時間內，煤炭仍是我國的主體能源。由于煤基燃料沿襲了原煤直接燃燒的低層次利用方式，造成嚴重環境污染，同時較低的能源利用效率使得煤炭的浪費嚴重。

我國以煤為主的能源結構的現實國情，決定了優化煤炭的使用方法、清潔高效的使用煤炭是我國目前實現節能減排的最有效、最經濟、最可取的做法。值得注意的是，近年來國際油價節節走高，我國的石油對外依存度逐年增高。作為一種新型煤基流體燃料，水煤漿可以代油燃燒，具有低污染、高效、節能、運行成本低的突出優點，具有替代石油與高效環保的雙重功效，值得我國大力推廣。

2、水煤漿概論

水煤漿是由質量分數為65%~70%不同粒度分布的精煤煤粉、30%~35%的水和約0.5%~%1%的添加劑經一定加工工藝流程制成的混合物，是一種低污染代油燃料。水煤漿可以像油一樣泵送、儲存和霧化燃燒，具有儲存方便、成本低、濃度高、流動性好、燃燒效率高、環保節能、負荷調節范圍大、存儲安全等優點，是國際上公認的代油潔凈煤燃料。

我國水煤漿的研究始于1982年，1983年國家科委將“水煤漿制備與燃燒技術”列為國家“六五”科技攻關項目，“六五”至“十五”期間，水煤漿的研究與推廣取得了很大進展。目前已建成大中型水煤漿制備廠50余家，年制漿能力在千萬噸以上。

3、水煤漿的特點

（1）水煤漿的燃燒效率高，節能效果明顯。水煤漿灰渣含碳量很低，燃燒效率從燒原煤80%左右提高到96%~98%，鍋爐熱效率從60%~65%提高到83%以上，與燃油接近，起到較好的節煤效果。

（2）水煤漿粘度低于重油，負荷易于調節；在自動或手動操作下最低負荷可調至40%，且調節非常方便，運行穩定可靠。

（3）水煤漿具有良好的環保效益。水煤漿一般選用低硫、低灰分的洗精煤煤制漿，煤炭洗選過程脫除硫30%~40%（主要為黃鐵礦硫60%~80%)，而且在水煤漿制備過程中，可以通過加入脫硫劑來脫達40%的硫，減硫效果明顯。燒水煤漿火焰中心溫度為低于燒油100~200°的低溫燃燒，可以抑制NOx生成，減排NOx達50%~60%。在燃燒過程中，水煤漿中30%左右的水分使得漿體燃燒后生成粉塵的比表面積大，電阻小，集塵性較好，除塵效率較高。

（4）作為一種流態燃料，水煤漿具有類似燃油的許多優點。水煤漿具有良好的流動性、穩定性，黏度比重油還低，可以像油一樣經由管道泵送運輸、裝卸、罐裝貯存。水煤漿常溫全封閉狀態下輸送不會爆炸、自燃，其儲存、運輸比燃油簡單、安全。基于水煤漿流態化的性質，燃漿鍋爐爐前燃料供給系統與燃油機組類似，在燃油鍋爐改燒水煤漿后可充分利用原有設備經簡單改造即可燃用水煤漿。

（5）結合我國“多煤、少油”的能源結構，燃燒水煤漿可以減少石油用量，可以有效緩解能源安全，并具有較好的經濟效益。

4、水煤漿產業存在的問題

盡管水煤漿擁有許多，部分地區水煤漿銷售情況不是很理想，甚至出現了供大于求以至于被迫限產的情況。究其原因，一是一些燒重油、天然氣、焦爐煤氣等優質燃料的工業爐窯的使用單位對水煤漿的性能抱有很大懷疑，普遍擔心含有一定灰分的低熱值水煤漿替代上述優質燃料不能夠滿足生產工藝要求；二是水煤漿的研發尚有很多問題沒有解決，在工業應用過程中存在著制漿粒度偏粗、漿體濃度偏低、流變粘度高、漿體穩定性不高、流變特性差、霧化性能不穩定以及輸送設備和管路磨損嚴重、工藝復雜等不足，在燃燒使用過程中也存在著快速引燃、穩定燃燒以及集灰與除灰等問題尚未完全解決。

5、水煤漿產業化建議

（1）國家在政策制定時應對水煤漿生產企業在稅收等方面進行優惠，并對水煤漿使用企業進行補貼或是退稅，通過行政手段支持水煤漿的生產與使用，同時對燃用散煤、排污不達標的企業進行強制性限期整改，提高水煤漿產業的規模。

（2）水煤漿的建設必須立足于商業化，以市場為先導，應成分考慮煤資源因素、礦區因素、用戶分布、合理的運輸半徑及產能規模，避免盲目投資。

（3）國家應加大資金投入，進一步支持推進水煤漿相關制造工藝及漿體使用的研發，解決水煤漿工業中存在的技術問題。一是解決水煤漿漿體穩定性的問題；二是解決配套鍋爐結焦和積灰、霧化器即燃燒器噴嘴的使用壽命較短、磨損嚴重的問題；三是進一步研發穩定性能好、固硫效果、來源廣泛、價格低廉的添加劑；四是制定水煤漿相關標準，指導生產使用水煤漿。

6、結語

水煤漿是一種環保、高效的優質代油燃料，但是，作為一種相對年輕的新能源，水煤漿技術目前仍處于成長階段，科研成果轉化為工業應用尚需要一定時間的磨合和完善，作為水煤漿的使用單位可能需要承擔一些風險。在這種情況下，更需要政府在產業政策上加以大力支持，以促進水煤漿產業的快速高質量的發展。

參考文獻：

[1]許紅星.我國能源利用現狀與對策［J］.中外能源，2010，（1）：3-14.

[2]史培甫，李瑞國 . 推廣應用水煤漿技術促進節能減排［J］.節能，2007，（12）:7 -9.

[3]庾晉，周潔. 我國水煤漿技術綜述［J］. 煤氣與熱力，2003，23（7）：429-431.

[4]孫素敏，陳暢，曹佩文. 淺談水煤漿技術及其應用［J］.印染，2009，（11）:31-34.

[5]梁興，詹隆，王國房等. 水煤漿制備工藝的應用與發展［J］. 煤炭加工與綜合利用，2006，（5）：51-55.

[6]馮武軍，王恒，趙立合. 水煤漿的能源優勢及應用前景［J］. 煤炭科學技術，2004，32（5）:70-73.

[7]李毅，楊公訓，高松. 水煤漿鍋爐的發展及現狀［J］. 熱能動力工程，2007，22（6）：583-585.