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煤炭超清洁化的神华探索

17-04-17 11:11 来源:中国煤炭网 编辑:王烁

  一种观点认为,在未来能源市场中,煤炭能占多大的份额,取决于它的清洁化程度。在技术上,煤炭超清洁化的目标完全可以实现;在实际中,它则需要煤炭生产与利用企业一起完成。在这方面,作为龙头企业,神华集团先行了一步。

  3月28日,广东珠海,神华环保块煤推广会举行。会上推广的环保块煤,是神华集团将神东环保块煤与准能环保块煤按一定比例配比,开发出的一种具有高热量、高灰熔点、高活性,低硫、低灰分、低排放,质量稳定“三高三低一稳定”特性的气化原料煤,其主要用户是广东等华南地区的陶瓷企业。

  此举标志着神华集团定制化生产、个性化服务模式正式开启。这是煤炭生产企业与利用企业共同推进煤炭清洁化的一次有益尝试,在满足陶瓷企业需求的同时,更契合了广东省率先打造清洁低碳安全高效现代化能源体系的要求。

  “煤炭清洁化,光靠生产企业不行,光靠利用企业也不行,要让煤炭生产、利用企业成为一家,把煤炭产生的污染物降到一个很低的水平,实现超清洁化。”神华集团煤炭生产部相关负责人张文辉说。

  定制化生产环保块煤的尝试

  相对于2016年神华下水煤销量2.32亿吨来说,下水块煤销量所占比例并不大,为1050万吨。而选择在广东珠海推广环保块煤,神华集团看中的是沿海工业块煤消费市场。数据显示,我国沿海工业块煤年消费总量3310万吨,主要应用于陶瓷、化工、冶金以及其他小型工业锅炉,其中陶瓷行业块煤年消费量2790万吨,占比达84%,其在块煤年消费总量中举足轻重。

  但是,如今的燃煤大户陶瓷行业陷入了产能过剩、成本过高、环境污染的困局,迫切需要一种低成本、高效率且能烧制出高品质陶瓷产品的绿色清洁燃料助力行业转型。业内专家表示,并不是所有煤都能用来烧制陶瓷,不合适的煤不仅会导致产品成本高、质量不稳定,而且会污染空气和水源。

  以市场需求为导向,2016年初,神华集团对广东地区12家陶瓷厂的块煤气化情况进行了调研。

  调研发现,广东佛山地区陶瓷厂大部分采用的是两段固定床气化炉,气化用块煤主要来自内蒙古和陕西神木地区。来自神木地区的神华集团神东块煤具有发热量高、燃烬率高、反应活性高,燃点低、硫分低、灰分低,质量稳定的特点,但由于其灰熔点低,容易造成气化炉“拉稀、结渣”和床层阻力大等问题。而来自内蒙古的神华集团准能块煤具有灰熔点高、灰白度高,硫分低、水分低,质量稳定的特点,但由于缺乏系统研究支持,使用效果也不理想。也就是说,尽管神东块煤、准能块煤质量较高,但广东地区陶瓷厂单独使用神东块煤、准能块煤均存在一定的缺陷。

  能不能想办法弥补这种缺陷?在充分调研的基础上,神华准能集团委托煤炭科学研究总院、中科院工程热物理所对准能集团块煤气化性能进行了基础试验研究,并在广东地区的部分陶瓷厂煤气站进行了应用试验。试验结果显示,准能块煤与神东块煤的配煤是一种性能更优的气化原料煤,准能块煤与神东块煤3∶7配煤气化能带来更好的经济效益。

  “从技术角度来讲,配煤气化烧制陶瓷肯定比单一煤种气化的效果好,因为配煤气化克服了单一煤种气化的缺点。煤是从植物演变来的。植物是生命,就跟人一样,人都有缺点,把不同的人组成一个团队就可以发挥各自的优势。因此,配煤气化中煤的性能更优,燃烧效率也就更高。”张文辉说,由于效率提高,所以减少了煤的使用量,进而降低了用户的成本。

  “经测算,在同等条件下,使用神华环保块煤比使用单一煤种的成本每吨可降低10元至20元,相当于降低燃料成本的3%至5%,而且燃烧排放少,环境污染小。”广东一家陶瓷企业负责人告诉记者。

  据张文辉介绍,神华环保块煤具有专用化、全利用、高效率、低成本、低污染的特点。由于是两种优质块煤配比而成,神华环保块煤灰分、硫分、汞、砷等含量低,煤气中硫含量低,可以降低煤气净化成本。广东地区陶瓷厂使用神华环保块煤,每年可以节省5亿元左右的气化燃料成本,减少废水排放40万吨左右。

  “神华环保块煤与其说是一种清洁煤炭产品,更确切地说是清洁煤炭产品+技术服务。”中国煤炭工业协会原副会长朱德仁表示,神华集团通过技术服务指导用户使用优质环保块煤,提高了煤炭的清洁化水平。

  打造现代化清洁煤炭供销保障体系

  神华集团的煤炭清洁化不只体现在神华环保块煤燃烧效率提高和污染物减排上。以环保块煤推广为契机,神华集团将打造现代化清洁煤炭供销保障体系。这个体系包括煤炭生产、运输、使用全产业链。

  “神华集团是以煤为基础的能源综合公司,煤炭能否有效益地清洁化,是决定神华集团向清洁能源转型发展的根本。”神华集团副总经理王金力说,解决煤炭的清洁化问题,需要系统思维,要从煤炭生产、运输、利用全过程考虑。

  “定制化生产、个性化服务,是坚持问题导向在提升煤炭清洁化水平中的具体应用。”王金力说。

  实际上,针对陶瓷厂等块煤用户的需求,神华集团早在2013年就开始对煤炭生产和港口运输系统进行技术改造。神华集团优选神东煤炭集团大柳塔煤矿、榆家粱煤矿和准能集团哈尔乌素露天煤矿等优质矿井作为块煤生产加工原料煤源基地,并用先进的分级破碎机破碎原煤,保证煤炭产品含块率;用以世界一流弛张筛和浅槽为核心的深度分选工艺改造选煤厂洗选系统,降低块煤产品的灰分;用源于德国的块煤防破碎技术改造块煤输送系统,降低块煤破损率,降低陶瓷厂等用户使用成本。

  在运输环节上,神华集团运输管理部相关负责人王军表示,与腹地其他运输企业相比,神华集团是唯一具有铁路、港口、航运全物流链,可以实现一体化运行的企业,神华下水通道较其他通道运距短100公里至250公里。该集团致力于将环保意识贯彻到整条产业链活动中,最大限度减少运输过程中的污染。

  据王军介绍,神华集团从煤炭装车环节开始,所有运煤敞车全部使用煤炭固化剂,有效解决了铁路运输过程中的煤炭洒落和扬尘污染问题。港口创新研发了翻车机底部加湿除尘技术,从源头控制了煤炭扬尘;应用筒仓群装卸工艺,从根本上解决了港口煤炭露天堆存期间的粉尘问题;在国内首次实现散货船舶岸基电技术应用,彻底杜绝了船舶靠港期间使用低质燃油造成的污染。通过一系列新技术、新工艺的研发应用,神华集团煤炭物流链较传统煤炭运输方式粉尘排放减少90%以上。

  “神华集团与天津港集团、河北港口集团签订了战略合作协议,与中远海运集装箱公司、中铁集运公司深度合作,研发了满足神华集疏运系统和用户需求的定制式OT箱,可利用自有铁路、货车、港口资源发运集装箱块煤。”王军说。

  业内人士表示,尽管使用集中箱运输块煤成本相对高一些,但可以最大限度地降低运输过程中的块煤破损率。

  记者了解到,神东块煤和准能块煤经神华通道下水后最终被运到神华粤电珠海煤码头上水。“神华粤电珠海煤码头公司拥有完备的块煤筛分和配煤工艺设备,可以根据用户的需求提供不同粒度、不同指标的清洁块煤产品,为用户提供定制化服务。”王军说,神华环保块煤就是在这个码头完成配比的。

  神华销售集团副总经理崔凤海表示,神华集团拥有强大的专家团队,可以为块煤燃用企业提供技术支持和服务,并根据不同的生产条件提供最优燃烧方案。

  将煤炭清洁化进行到底

  按照现代化清洁煤炭供销保障体系建设思路,神华集团将扩大供给、合理布局、提升保障能力,强化定制化生产、个性化服务理念,打造现代化块煤超市。在这个现代化块煤超市里,神华集团将在块煤消费集中的广东、江西、福建布局块煤中转分销基地;利用电子交易,形成市场化的价格机制;发挥大物流优势,探索多种运输渠道,针对各地区特点提供“最后一公里”配送解决方案。

  2017年,神华环保块煤供应量将达1400万吨,月均120万吨,较2016年增加供应326万吨,增幅30.4%。

  “神华环保块煤产品的成功开发,超越了单一的煤炭生产和利用,是在煤炭生产利用一体化理念下转变生产方式实现的煤炭超清洁化。”张文辉说。

  在王金力看来,提高煤炭清洁化水平是必然趋势,“当前,一些煤矿煤炭产品没有利润,虽然跟煤炭市场整体下滑有关,但不符合市场对煤炭产品清洁化、低碳化的要求,煤炭产品缺乏市场竞争力,也是导致煤矿亏损的主要原因之一”。

  张文辉说,“煤炭超清洁化”是他们在煤炭利用过程中总结的一个词,从技术上来讲,完全可以实现煤炭超清洁化,“就是把煤炭产生的污染物降到一个很低的水平”。他举例,目前,燃煤电厂实现了超低排放,其污染物排放值达到甚至低于天然气电厂的污染物排放值。在煤炭其他利用领域,同样存在这样的问题。比如陶瓷行业,煤炭生产企业和陶瓷企业一起来努力,可以实现煤炭的超清洁化。

  “超清洁化是我们的一个目标,环保块煤只是我们其中的一种产品。我们将开发环保高炉喷吹煤、高品质的电厂动力煤。动力煤方面,我们不仅利用煤的有机组成成分,还利用煤的无机组成成分,这样就可以释放很少的硫,很环保。这些工作我们都在做,但是需要煤炭生产企业和利用企业一块来推动。”张文辉说。

  张文辉对煤炭超清洁化充满信心。他认为,在中国搞清洁化是不能离开煤炭的。煤炭的低成本是石油、天然气无法比拟的。

  “煤炭清洁化程度取决于煤炭生产企业和利用企业,一起努力会收到意想不到的环保效果。在这方面,天然气能做到,煤炭也能做到,这也是神华集团努力的方向。”张文辉说,“在未来的清洁能源市场中,煤炭能占多大的份额,关键取决于它的清洁化程度。煤炭有可能是最清洁的能源,要将煤炭清洁化进行到底。”

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