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陕煤集团“煤炉一体化燃烧集成技术”解决散煤污染“老大难”

我国“富煤少油贫气”的能源格局,决定了今后一个时期内,煤炭作为最丰富、最经济、最有保障能力的能源资源,其一次能源主体的地位和作用不会改变。然而,长期以来北方农村地区点多面广、直燃直排的冬季燃煤采暖方式,是造成雾霾天气频发的主要原因之一。在未来三年“蓝天保卫战”的执行中,散煤是环保治理的一大重点。

关于生态文明建设,习近平总书记曾指出:“既要绿水青山,也要金山银山。宁要绿水青山,不要金山银山,而且绿水青山就是金山银山”,留住“绿水青山”,就要系统解决大气污染物排放问题,有效保护和改善生态环境。这是煤炭清洁高效利用和散煤治理必须贯彻落实的一个核心。

农村清洁取暖采用煤改电、煤改气涉及农村电网、燃气管网改造,前期投入大,后期运行费用高;使用优质无烟块煤、兰炭虽可减少污染物排放,但存在资源少、价格高的问题。从现实情况来看,把资源丰富的散煤利用好,是解决我国农村清洁取暖问题的核心。

立足于我国丰富的煤炭资源,2016年,陕煤集团与德国能源署合作,由下属西安重工装备制造集团有限公司下的北京德秦技术开发有限公司和陕西中环机械有限责任公司分别进行技术引进和国产化研发、生产、销售、服务,以“好煤配好炉”为战略导向,以烟煤无烟化燃烧、低硫煤固硫化为技术路线,成功发明了“煤炉一体化燃烧集成技术”,打破了燃煤炉具燃烧烟煤就得冒烟,不使用脱硫脱硝除尘设备环保不达标的传统模式,从根本上解决了散煤燃烧污染问题。

国企后盾 实力雄厚

陕西中环机械有限责任公司和北京德秦技术开发有限公司隶属西安重装集团,是陕西煤业化工集团有限责任公司的三级子公司。德秦公司在世界“能源转型”大背景下成立,从化石燃料到可再生能源的利用,从集中到分布式能源,使国外先进技术与中国市场对接,提供全面的创新产品和解决方案,助力中国创建可持续能源发展;中环公司始创于1956年,公司位于铜川市新区南部产业园区,总占地面积132亩,注册资本金1.2亿,拥有国家钢结构制造一级资质并被认定为省级高新技术企业。公司致力于环保装备产品研发、制造、销售。主要产品涉及牌旋转滤网清污机、垂直移动式耙草机、卡箍式柔性管接头、气化辐射采暖炉、气化水暖环保炉、商务锅炉、耐烧型洁净型煤、封火碳等多种环保产品。

公司积极响应国家号召,实施“蓝天计划”,按照“绿色、环保、节能”的发展理念,不断引进德国先进技术,打造一流环保产品,实现了高碳能源低碳化、有烟煤炭无烟化、高硫煤炭低硫化、黑色煤炭绿色化、运营服务一体化,煤炉研产销一体化。

走出去 引进来 开启跨国合作新模式

德国是一个能源资源以煤炭为主的国家,硬煤与褐煤资源非常丰富,与中国能源结构相似。德国历史上也是一个以散煤燃烧采暖为主的国家,目前德国依然有1400多万台烧(烧型煤或木柴等)固体燃料的采暖设备,其中相当大的比例是燃烧用褐煤做的型煤。但德国长期以来非常重视小型家用固体燃料采暖炉(锅炉)的节能减排并取得了良好的成效。德国治霾实践得出的经验是:燃煤未必会造成严重的大气污染;只有不清洁地燃煤,才会造成严重的大气污染。

中德两国在能源转型升级、能源能效提升领域开展多样化的合作

2016年陕煤集团公司领导率队赴德国考察该项目

陕煤集团副总经理孙喜民与德国能源署署长烈亚斯·库尔曼签署合作协议

考察德国第一大洁净型煤公司“UNION”

与德国kleining炉具公司达成合作关系

十九大报告强调,要以“一带一路”建设为重点,坚持“引进来”和“走出去”并重,遵循共商共建共享原则,加强创新能力开放合作。2016年,在中德两国能源转型升级、能源能效提升领域开展多样化合作的契机下,为促进能源战略转型发展,陕煤集团与德国能源署签订战略合作框架协议,并确认陕西中环公司和北京德秦公司为“洁净型煤+环保炉具”中德合作项目合作实施主体单位。通过多次考察,引进德国先进的洁净型煤、环保炉具的生产工艺和设计理念,不断学习、研发改进,从型煤燃烧特性、含硫量等角度切入,通过合理配煤、采用德国型煤生产工艺,并设计与之配套的高效清洁燃烧炉具,提高了炉具热效率,降低了煤耗,同时实现大气污染物减排,走上了“好煤配好炉”“煤炉一体化集成技术”的发展道路。

烟煤无烟化燃烧 解决散煤污染老大难

2018年6月27日,国务院印发的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》中指出:坚持从实际出发,宜电则电、宜气则气、宜煤则煤、宜热则热,确保北方地区群众安全取暖过冬。对暂不具备清洁能源替代条件的山区,积极推广洁净煤。

在经历了部分地区“一刀切”、运动式的“去煤化”之后,洁净煤在保障居民冬季取暖中的地位再次得以确认。但目前,我国洁净型煤厂家和炉具厂家多单打独斗、各自为战,型煤价格高、煤质难保证、煤炉不配套已成为制约其发展的重要因素,而该公司通过建设完善“煤炉一体化研产销”体系,为实现散煤治理和农村清洁取暖提供了切实可行的方案。

耐烧型洁净型煤

以“好煤配好炉”为战略导向,一方面要让老百姓买得起、用得起、用得好,另一方面要满足政府的环保要求。在燃料放方面,该公司以原料为基础,以设备为保障,以粘合剂为关键,革新洁净型煤成型的工艺路线。新型生物质洁净型煤以资源丰富、价格低廉的烟煤和生物质为原料,将秸秆、木屑、粉煤、煤泥、煤矸石、兰炭末等可燃物质混合后,加入节能减排增效剂(氧化子),改善其燃烧特性;型煤生产线采用以粘结剂(也是固硫剂,以固代“脱”)为主的冷压成型工艺,高压高强度成型,高固硫、低排放,型煤质量稳定,无需烘干可自然固化,成本低、强度高、可防水,包装运输不易粉碎,既简化了成型工艺,又可降低生产成本。由于燃烧特性改变且由里及表燃烧的固体氧,使炉灰含碳量不超过1%,燃烧中产生二氧化硫,加氧后转化成三氧化硫在炉灰中,经升温后变成水煤气和甲烷气体,使其得以充分燃烧,即提高了炉温又提高了热效率,实现了化害为利、变废为宝。

炉具系列产品

在炉具方面,结合德国先进技术,加入全水套、圆形炉膛、二次配风、高温气化、聚火节能、多燃烧路径等设计,保证燃烧高效节能,比传统炉具可省煤30%~40%,热效率可达85%以上,在功能方面兼具采暖、炊事、洗浴热水、生活热水。通过煤炉一体化燃烧集成技术,在提高燃烧效率、实现烟煤燃烧无烟化的同时,使燃煤污染物排放的得到协同控制,以达到国家环保要求。

“暖冬行动”让屋里有温暖 屋外有蓝天

2018年,该公司在陕西省多地开展了“好煤配好炉”散煤燃烧治理“区县蓝天工程示范工程”推广工作,在陕西铜川北部山区一个只有52户村民易地扶贫搬迁的庙湾镇联合村,为解决天然气未通达老百姓温暖过冬难题,政府免费为全村发放了该公司的环保炉具。用上新炉具的村民李昌银表示,相比过去煤烟大、取暖效果差的传统煤炉,环保炉具配套洁净型煤使用,散热效果更好了,屋里温度也高了,没有烟尘还能做饭,比原来的炉子好多了。公司还给搭配了CO报警器,即安全实用又干净环保。

研产销一体化布局发展

近年来,公司不断建设完善“两平台 两建线 两推广”的煤炉一体化研产销体系,为践行散煤污染治理的“好煤配好炉”的技术路线提供了有力支撑。

洁净型煤环保炉具集成技术实验中心

两平台:一是成立了“洁净型煤环保炉具集成技术实验中心”。主要负责开展各种煤炭、型煤及民用炉具的分析、实验、测试、试制能力,主要进行有关型煤和各种炉具的燃烧及污染物排放控制的研究、试验和定型工作,目标是研发民用散煤燃烧煤炉协同控制技术,为当前及未来散煤治理提供经济、有效、实用的技术路径和产品。现阶段相关产品已经定型并系列化,主要有德式超净柴煤取暖炉、水暖炉、风暖炉、商务炉、立式壁炉等产品,并完成年产10万台环保炉具的可研报告;二是成立了洁净型煤研发中心,主要负责研发高热能、低排放、低成本、方便运输的洁净型煤,已完成年产30万吨的洁净型煤生产线的可研报告,初步经建立洁净型煤研发生产线,可生产多种配比的洁净型煤、生物质型煤、生物质燃料块等。

炉具生产车间

洁净型煤试生产线

两建线:一是计划合作建成年产30万吨的清洁型煤生产线,保质保量保证供应;二是合作建成年产10万台的炉具自动化生产线。目前公司拥有200余亩的加工车间,加工能力从原料下料、粗精机加工、焊接、总装、实验等工序有先进的加工设备支撑,在生产的过程中严格把好质量关、加快生产速度。

延安市3万台环保炉具发放现场

两推广:一是2018年在陕西省西安市、渭南市、宝鸡市、延安市、榆林市各落实一个区县,进行“好煤配好炉”散煤燃烧治理“区县蓝天工程示范工程”推广,项目实施后可节约标准煤7.5万吨、可减少颗粒物排放0.198万吨、可减少SO2排放0.3363万吨、可减少NOx排放0.3363万吨;二是在示范工程基础上,2019年-2020年落实陕西省各地市散煤治理逐步覆盖,可节约标准煤225万吨、全年颗粒物、SO2、NOx排放减少量分别相当于48.7个、14.4个、2.9个600MW电厂的排放量。

国家能源局煤炭司司长鲁俊岭现场视察

陕西省省委常委、延安市委书记徐新荣视察延安试烧现场

甘肃省副省长李斌视察定西市试点

小炉具,大事业。推广“好煤配好炉”是现阶段破解散煤治理、农村清洁取暖难题的有效措施之一。下一步,该公司将以区县为单位进行市场布局,针对我国未集中供暖的城乡结合部、乡镇、农村和丰富的煤炭资源和生物质资源,因地制宜的研发和提供适宜当地的洁净型煤和环保炉具。撸起袖子加油干,公司将始终秉“ 技术创新 ”的理念,有力、有序、科学、有效开展散煤治理工作,为实现农村清洁取暖提供强有力的支撑,为打赢蓝天保卫战做出更大的贡献。

来源:能源评论

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