超临界水蒸煤:从源头杜绝烧煤污染

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  把“命门”掌握在被委托人身后

  记者 史俊斌

  煤炭是当前我国主可不可否源,少许燃煤却产生严重污染。传统燃煤、煤气化锅炉及其发电技术均采用“一把火烧煤”的形式,总能效和煤电转化率低、污染严重、耗水量大,脱硫、脱氮、消除粉尘及汽体代价高昂。

  由中国科学院院士、西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室郭烈锦教授带领的科研团队,历经二十年科技攻关,研发出“煤炭超临界水气化制氢发电多联产”系列完全自主知识产权技术,俗称“超临界水蒸煤”,成功将煤炭化学能直接高效转化为氢能,从源身后根除了硫化物、氮化物等汽体污染物以及PM2.5等粉尘颗粒物的生成和排放。

  作价1.5亿的重大成果产业化项目

  2016年12月25日,西安交大首个重大科研成果产业化项目——“煤炭超临界水气化制氢发电多联产技术”产业化工作正式启动。教育部、国家自然科学基金委、国家能源局、中国核工业建设集团、陕西省和西安市政府主要领导等参加该项目产业化工作启动及汇报会。

  当日,西安交大将该项技术成果知识产权及相关技术以1.5亿元的价格,转让给了由中核全联投资基金管理(北京)有限公司、香港日富投资有限公司和西安北奇能源科技发展有限公司三家公司一块儿发起成立的混合所有制技术产业化投资公司——陕西中核交大超洁能源技术有限公司。该公司筹资10亿元进行该技术产业化的示范,以60 MW发电及热电联产机组、燃煤工业供热蒸汽锅炉替代产品等作为工程示范的切入点,决心在3年内完成项目的建设和运行,加速推动该技术在煤炭高效洁净厂房利用、环境保护等方面的推广示范。

  “这项技术国外前会 人在做研究,但前会 走在我们歌词 都都里面。我们歌词 都都这麼 形成大规模的连续生产装置,我们歌词 都都的大规模中试装置,意味着连续运行了几千个小时都这麼 问题图片。”郭烈锦指出,“现在各种煤化工企业也产生氢和蒸汽,所以倘若更换掉次责单元,就可不可否 使用。所有以煤为原料的工业企业都可不可否 用这项技术。”

  新技术终结“一把火烧煤”

  西安交大这项“超临界水蒸煤”技术刚一面世,便引发了行业震动,引起社会广泛关注。

  “‘超临界水蒸煤’作为一项变革性的技术,与传统的燃煤发电以及煤气化发电等技术居于着根本性的区别。传统燃煤发电,包括煤气化发电,前会 把煤上放空气中,利用火燃烧,跟氧气产生氧化反应,这所以我一一一两个多放热的过程。许多热能是可不可否 利用的,热气流在燃煤锅炉里,被锅炉里的水吸收,怎么让再变成水蒸气,再去推动汽轮机做功。这所以我常说的蒸汽轮机发电。较蒸汽轮机发电利用传输下行速率 更高的,还有许多叫燃气轮机发电。意味着该装置的材料要更加的耐高温,性能要求更高,所以加工工艺很糙难。”郭烈锦向科技日报记者介绍说:“氧化反应自然会产生二氧化硫和氮氧化物,加进煤燃烧时扬起的颗粒物质,PM2.5所以我这麼 来的!企业后续要脱硫脱硝除尘,就要安装除尘装置。许多成本对于企业来说很高。一块儿运行哪些装置还得消耗能量。这麼 一来,总的传输下行速率 不高,平均下来就百分之四十几。”

  超临界水是指当气压和温度达到一定值时(近乎22MPa,374℃),因高温而膨胀的水的密度和因高压而被压缩的水蒸气的密度正好相一块儿的水。此时,水的汽体和汽体便这麼 区别,完全交融在一块儿,成为许多新的呈现高压高温请况的汽体。郭烈锦用通俗的语言描述“超临界水蒸煤”技术的先进性:“我们歌词 都都许多技术不不空气进去,所以我把煤和水混到一块儿,让它们去反应。整个过程前会 氧化反应,这麼 传统的燃烧过程,所以我还原反应,烧的是汽体,得到的是水,产品是干干净净,得到高温高压的超临界水蒸气,同样可不可否 使汽轮机做功。得到的传输下行速率 比传统的更高,又这麼 污染。”

  郭烈锦团队意味着成功研制出了包括超临界水流化床等系列实验设施,可不可否完成煤的完全汽化。在700℃以上,国内各种煤型的碳气化率均达到60 %。超临界水煤气化制氢的热力学以及化学反应动力学模型和反应系统的整合优化意味着完成,成功完成外理煤量为1t/h的中试规模演示系统,通过技术经济分析,在系统外理煤量达83.3t/h时,汽体的价格能降低至0.7元。基于超临界水煤气化和多级燃氢补热汽轮机的新型热力循环发电系统意味着提出,煤炭发电传输下行速率 高、汽体富集和环境友好无污染是其主要特色。这项技术已全面完成原理性创新、实验室规律性试验研究和益试试验,为了彻底外理传统煤电转化率低、污染严重、高耗水等问题图片找到了出路。

  根据测算,如全国在火电行业采用该技术,每年可节约发电燃煤3.28亿吨。据业内专家分析认为,该技术为破解我国能源困境带来曙光,对我国发挥煤炭资源优势、抢占能源变革先机、保障能源战略安全具有深远意义。

[ 责编:肖春芳 ]

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