中国能源工业环保技术的开发应用及方向
出处:按学科分类—工业技术 企业管理出版社《工程师手册》第1065页(2499字)
中国能源结构以煤为主,燃煤所致污染问题是中国能源环保的首要课题。围绕着这一课题,国家组织力量主要研究开发了高效低污染煤炭开采、燃烧、应用技术,在减少污染、缓解环境压力方面取得了一定成绩。
1.煤炭洗选
煤炭的洗选加工,是合理利用煤炭,减少环境污染的最经济的途径,煤炭经过洗选加工后利用,可提高燃煤设备的热效率和可靠性,大大减少颗粒物和二氧化硫等污染物的排放,并可节煤约10%。目前,中国入洗原煤量还较少,1991年,全国入洗原煤19700万吨,原煤入洗比重仅18.1%。
2.型煤
型煤技术的节能率是所有洁净煤技术中最高的,相对环境效益也很高。在散煤成型时加入固硫剂,可大大减少燃烧时二氧化硫的排放量。民用型煤,配以先进的炉具,热效率比烧散煤高一倍,一般可节煤20~30%,烟尘和二氧化硫排放量减少40~60%,二氧化碳排放量减少70~80%;工业炉窑和蒸流机车烧型煤与烧原煤相比,可节煤15%以上,烟尘排放量减少50~60%,二氧化硫排放量减少40~50%,目前,中国民用型煤已被城市居民广泛应用。1990年,全国民用型煤产量达3300万吨,工业型煤也具有一定的生产规模。
3.水煤浆
水煤浆是70年代发展起来的一种可替代石油的新型清洁燃料。水煤浆在运输、贮存和燃烧过程中,都可以大大减少对环境造成的污染,中国现已建成六个水煤浆工业应用示范工程,燃用水煤浆的工业锅炉和窑炉均达到了正常生产水平。
4.循环流化床锅炉
循环流化床燃烧是洁净、高效的新一代燃煤技术。循环流化床燃烧,流化形成湍流混合条件可提高燃烧效率,石灰石固硫能减少二氧化硫排放,较低的燃烧温度使氮氧化物生成量大大减少。与常规锅炉相比,循环流化床锅炉热效率可提高到85%,节煤约26%,脱硫效率超过80%,氮氧化物排放量减少75%,中国现拥有循环流化床锅炉2000多台,最大容量已达130吨/时。
5.集中供热
推行热电联产,发展城市集中供热,以替代分散的低效小型锅炉,是提高能源利用效率、减轻城市大气污染的有效途径。截至1991年,中国城镇集中供热建筑面积为164万平方米,占国家规定的“采暖区”城镇建筑总面积的5.3%。
6.城市燃气化
发展城市燃气,替代居民生活用燃煤,也是改善城市大气环境的有效措施之一。1991年,中国共有260多个城市供应燃气,全国城镇居民生活用液化石油气销售量达159万吨,天然气18.6亿立方米,人工煤气28.7亿立方米,居民用气普及率为42.2%。
7.火电厂除尘器
火电厂除尘器既是安全发电必不可少的设备之一,也是控制烟尘污染的环境保护主要装置。随着环境意识逐步增强,火电厂烟尘排放标准更趋严格。近年来,中国火电厂平均除尘效率逐年提高,从而在全国火电装机容量及发电用煤量大幅度增长的同时,烟尘排放量增加很少,超标烟尘排放量及超标率均有明显减少,火电厂的烟尘污染得到了有效的控制和治理。目前,中国火电厂已普遍安装使用除尘器,新、扩、改建的火电机组80%装设了高效电除尘设备。1989年,全国5万千瓦及以上火电厂除尘器平均效率为93.85%,达到了电力环保计划要求的93%的目标。1986~1992年间,全国5万千瓦以上的火电装机容量增加了3813万千瓦,发电用煤相应增加了1.17亿吨,而烟尘排放量基本持平。应该看到,中国火电厂除尘效率与发达国家相比仍有很大差距,比美国落后二十多年。“八五”期间电力环保计划提出的目标是:到1995年末,全国5万千瓦及以上火电厂除尘器平均效率达95%以上,平均出口含尘浓度比1989年再降低25%左右,有效地控制烟尘排放总量。
8.烟道气脱硫
烟道气脱硫是防治二氧化硫引起大气污染的有力措施。中国早在60年代起已开始研究火电厂脱硫技术,因技术和经济条件限制,迄今全国火电厂仍主要采用高烟囱排放二氧化硫的手段,充分利用大气扩散自净能力,降低地面二氧化硫浓度。但随着火电装机容量的迅速增长,二氧化硫排放量亦逐年增加,而且因单机容量增大,烟囱高度的增长,含有二氧化硫的烟气输送范围扩大,空中停留时间延长,使形成酸雨或酸沉降的机会也有增加。因此,开发应用脱硫技术,根治二氧化硫污染已势在必行。
9.灰渣综合利用
推广燃煤电厂灰渣综合利用技术,是中国能源发展中的一项重大技术经济政策;开展灰渣综合利用,变废为宝,也是缓解环境污染这一矛盾的主要手段。
据统计,火电厂每发1亿千瓦时电的同时,将产生灰渣1.2~1.7万吨,平均占用土地2.6~3.4亩。中国是一个燃煤大国,燃煤电厂每年排放的灰渣近亿吨,给生态环境造成了很大的压力。对此,能源系统十分重视,明确了“贮用结合,积极利用”的主导思想,积极开展灰渣综合利用。“七五”期间,电力系统灰渣利用量年均增长超过20%;1992年,全国利用电厂粉煤灰达3000万吨,在减轻环境污染的同时,节约了资源,取得了经济效益。目前,中国灰渣利用范围广阔,技术日趋成熟,潜力很大。