近日,中国煤炭工业协会公布2021年度中国煤炭工业协会科学技术奖获奖项目,研究所与兖矿集团合作项目“40t/h煤粉工业锅炉低NOx高效燃烧技术研究与示范”荣获一等奖。
煤炭在未来很长一段时间内仍将是我国的基础能源,煤燃烧产生污染物是形成雾霾的主要原因之一,其中NOx的脱除难度较大、成本较高,开发低成本的低NOx高效的燃煤技术是我国煤炭利用领域重大而迫切的需求。
研究所于2004年提出并开始研发煤粉预热燃烧技术,作为一项变革性煤粉清洁高效燃烧技术,该技术摒弃了传统燃烧技术下NOx先生成再治理的技术路线,首创了流态化自持预热氮定向转化-低NOx燃烧新工艺,在燃烧的源头遏制污染物生成,突破了长期制约煤炭高效清洁燃烧技术发展的高效燃烧和低NOx排放不可调和的根本矛盾,形成了煤粉燃烧低NOx高效燃烧的新方法、新工艺和新技术,实现了技术示范和应用,技术成果有力推动了煤炭高效清洁燃烧技术的创新发展和行业变革。
获奖项目研发的40t/h煤粉预热燃烧锅炉具有突出的环保性和经济性优势,相对于常规技术200-400mg/m3的NOx原始排放水平,该锅炉在不采用SCR和SNCR的条件下,全负荷下NOx原始排放均低于100mg/m3;相较于常规燃煤工业锅炉80%的锅炉效率,该锅炉满负荷锅炉效率达到93.08%,且在30%-100%负荷均能稳定运行,在30%负荷下依然能够保证90%以上的锅炉效率;此外,该锅炉调节灵活,起停速度快,停炉48至72小时内可实现不投油10min快速启动。该项目综合技术水平经中国煤炭工业协会组织的鉴定,被评价为国际领先水平。
本项目成果可满足工业企业生产的实际需求,特别是在应对超宽热负荷变化需求,例如为负荷多变的工业园区集中供热供汽等方面具有独特优势;且锅炉燃料适应性超强,不仅可以燃用煤粉,还可高效燃烧半焦、兰炭末、气化残渣等难燃粉状燃料,企业可灵活开展燃煤替代。
我国现有燃煤工业锅炉450万蒸吨/时,平均热效率按照80%计算,若有10%的锅炉选用该技术,每年可节约标准煤350万吨,可减少NOx生成量约200万吨,因脱硝可节省氨水和催化剂等环保材料费用48亿元,减少氨逃逸的二次污染风险、并消除脱硝催化剂处置的技术难题,经济和社会意义重大。
中国煤炭工业协会科学技术进步奖是中国煤炭工业协会为贯彻《国家科学技术奖励条例》和科学技术部《社会力量设立科学技术奖励管理办法》而设立的省部级奖项,旨在奖励在煤炭工业科技工作中做出突出贡献的科技人员和单位,尤其是煤炭工业技术发明成果、推动煤炭工业技术进步的应用开发成果和实现煤炭工业科技成果转化的推广应用成果等。