水煤浆两种燃烧方式对比

水煤浆技术背景及应用介绍1.水煤浆概述水煤浆(CWM-Coal Water Mixture)代油燃烧技术,是20世纪70年代石油危机期间由煤炭洗选加工、管道输送普通浓度水煤浆和油煤浆加工技术的基础上发展起来的一项煤炭加工新技术。

水煤浆是由62-70%的煤粉、30-38%的水和少量添加剂混合的非均相液固悬浮液体，属于典型的非牛顿流体。

它是一种液态燃料，进入炉膛的燃烧方式和燃料油相似，即通过喷嘴将其雾化成液滴，液滴在高温烟气中蒸发水分，然后像煤粉燃烧那样，析出挥发分、燃烧和燃烬。

当用水煤浆作为燃料时，具有许多的优点，例如它具有很好的流动性、低污染、可以提高煤炭利用率等。

2.水煤浆的性质水煤浆和一般的煤泥水不同，它是一种燃料，必须具备下述性质：（1）为利于燃烧，水煤浆的含煤浓度要高，通常煤的质量分数为62-70%，水份为30-38%，体积质量为1.18-1.24 g/ml；（2）为便于泵送和雾化，粘度要低，通常要求在100s-1剪切率及常温下，表观粘度不高于1000-1200mPa.s，流速在40-80m/s；（3）为防止在贮运过程中产生沉淀，应有良好的稳定性，一般要求能静置存放30d不产生不可恢复的硬沉淀；（4）为提高煤炭的燃烧效率，其中煤粒应达到一定的韧度，一般要求粒度上限为300μm，其中小于μm（200网目）的质量不少于75%。

使水煤浆能满足其中单项性能并不难，但要同时满足各项要求有许多困难，因为有些性能间是相互制约的，例如，要使水煤浆中含煤浓度高，就不能多用水；水少了，又会引起粘度高，流动性差；要流动性好，粘度就应低，但粘度低又会使稳定性变差。

所以它的制备技术难度大，涉及煤化学、颗粒学、胶体学、有机化学及流变学等学科技术。

3.水煤浆制备及技术难点制浆方法有干法和湿法两种，目前主要用湿法。

湿法制浆工艺从原料上分为末精煤和浮选精煤制浆工艺两种；从制浆浓度上为高浓度湿法制浆、中浓度湿法制浆以及高中浓度两磨机级配制浆。

水煤浆燃烧技术一、水煤浆概述水煤浆是一种煤基的液体燃料，一般是指由60－70%的煤粉、40－30%的水和少量的化学添加剂组成的混合物。

它是20世纪70年代世界范围内出现石油危机的时候，人们在寻找以煤代油的过程中发展起来的石油替代技术。

水煤浆既保持了煤炭原有的物理化学特性，又具有和石油类似的流动性和稳定性，而且工艺过程简单，投资少，燃烧产物污染较小，具有很强的实用性和商业推广价值。

水煤浆的用途十分广泛，它可以像油一样的管运、储存、泵送、雾化和稳定着火燃烧，其热值相当于燃料油的一半，因而可直接替代燃煤、燃油最为工业锅炉或电站的直接燃料；水煤浆还是理想的气化原料，产生的煤气化可以用于煤化工或用于联合循环发电；对于特制的精细水煤浆，还可以作为燃气轮机的燃料使用；可见，水煤浆技术是洁净煤技术的一个重要组成部分，发展水煤浆技术具有十分重要的意义。

（1）替代石油，合理利用我国能源资源由于水煤浆具有同石油一样的流动和雾化特性，因此，以水煤浆替代石油可以利用原有设备，改动工作量很小，投资小。

（2）解决煤炭运输问题我国煤炭资源丰富，但地区分布极不平均，北煤南运和西煤东运的局面将长期存在。

靠铁路运输既增加了铁路的负担，又对沿途环境造成了污染。

发展水煤浆进行管道运输将在很大程度上缓解能源运输的压力和污染问题。

（3）降低煤利用过程中的污染制备水煤浆的原料煤是经过洗选的，含灰量和含硫量都大为降低，燃烧后产生的飞灰和SO2都比一般的燃煤锅炉低。

同时由于水煤浆中的水分在燃烧时具有还原作用，理论燃烧温度也比相同煤质的煤粉燃烧低200℃左右，因此可以在一定程度上降低NOX的排放量。

二、水煤浆的特性水煤浆作为一种替代燃料，除了具有原有煤的特性，如发热量、灰熔性、各组分含量外，还具有一些特殊的性质要求。

（1）水煤浆的浓度水煤浆的浓度是指固体煤的质量浓度，它直接影响到水煤浆的着火性能和热值。

浓度越大，含水量越少，就越容易点燃且发热量高。

水煤浆介绍.txt 水煤浆的着火温度在800℃以上，只有通过雾化后才能燃烧，在常温常态下不具有燃烧性，其储存、运输比燃油要简单、安全，便于管理，不属于易燃易爆,可减少企业用于消防上的投资。

水煤浆的发热量在4500-4800大卡/公斤，约两吨水煤浆可代替一吨重油。

水煤浆的燃烧温度比燃油和燃煤粉低约100-200℃，可大大减少ＳＯ２的析出和ＮＯＸ的生成，减少污染物的排放。

水煤浆在各个排放指标上都能达到国家最高要求，并且特别在SO2和NOX排放上更是有显著优势，其一般的环保测试指标如下：烟尘排放浓度 SO2排放浓度烟气黑度国家最高标准 80 mg/m3 900 mg/m3 1级燃水煤浆 80 mg/m3以下 <400 mg/m3 0-0.5级水煤浆燃烧技术广泛应用于工业锅炉、工业炉窑、导热油锅炉、供热站、中央空调、化工、冶金等多项领域。

临沂燎原水煤浆有限公司于2004年4月与山东八一燎原水煤浆有限责任公司合作成立开发销售水煤浆产品与燃烧技术服务和研发的高新技术企业．是山东省临沂市唯一、一家专业从事洁净能源、燃料的研发推广、燃烧技术服务、为一体的高新技术企业。

公司位于山东省临沂市罗庄区湖北路149号。

拥有20万吨的生产储运基地，完善的调度供应指挥系统、精干的技术服务队伍（24小时值班），确保用户安全运行。

公司主要经营项目是：推广销售新型洁净燃料“水煤浆”、环保节能的“水煤浆锅炉”和“水煤浆燃烧技术”等。

目前水煤浆已广泛应用在电站锅炉、工业锅炉和各类工业窑炉上燃烧，已得到各用户、驻地政府及环保部门的一致好评，都表示大力推广。

如西气东输地的上海、南京等地政府大力发展，水煤浆热力工程项目；如无锡、昆山、苏州、江阴、青岛等地工业园，燃水煤浆工业锅炉项目；广东汕头万丰热电厂、山东白洋河电厂、济南东新热电公司，水煤浆热电项目；如广东佛山茂名水煤浆热电厂、山东淄博的燃水煤浆窑炉项目；如山东日照大学城、燃水煤浆锅炉、生活用水、用汽项目等。

水煤浆燃烧技术水煤浆是一种煤基流态燃料，通过雾化后可高效燃烧。

在组织水煤浆燃烧时，喷嘴的雾化技术和燃烧器的配风技术是保证水煤浆着火和稳定燃烧的两项关键技术。

1.喷嘴雾化技术：良好的喷嘴雾化可以减少水煤浆液滴的细度，从而缩短水煤浆的着火距离，为水煤浆着火、燃烧提供了一个良好的基础。

由于水煤浆的特殊性质，水煤浆喷嘴必须具备良好的雾化特性，能稳定着火，并有较好的燃烧特性和较高的燃烧效率；具有良好的防堵性能，能长期连续运行；具有较长的使用寿命；具有较低的气耗率；合适的雾化角和射程；负荷调节性能好，在一定的负荷变化范围内，喷嘴仍然维持较好的雾化性能。

2.水煤浆燃烧器：水煤浆燃烧器又称为配风器，是水煤浆燃烧的又一个关键设备。

水煤浆着火热的主要来源是依靠高温烟气的回流，这就需要对燃烧配风的进行合理的组织，以使煤浆雾炬得到有效地加热，能够及时着火。

同时，合理的配风是加强燃烧室内湍动，提高水煤浆燃烧速度和燃烬度的关键。

合理的配风还将影响到污染物的排放，分段送风可控制NOx的生成和排放。

另外，一二次风混合适时适量，可保证燃烧的稳定性和经济性。

总之，炉膛中的燃烧工况主要是通过燃烧器的结构及其布置来决定的。

燃烧器按其空气动力学特性可分为旋流式和直流式。

旋流型燃烧器是利用旋转气流产生合适的回流区，用回流的高温烟气来加热燃料，保证其稳定地着火和燃烧。

水煤浆锅炉1、水煤浆锅炉基本原理水煤浆锅炉要求的燃料（水煤浆）从储浆罐，经供浆泵、过滤器，混合高压风经特制喷枪送入燃烧器，在油点火系统辅助等前提条件下，水煤浆在炉膛内独立燃烧。

烟气经锅炉燃尽室、对流管束、省煤器等，从锅炉尾部排出，通过专用除尘器脱硫除尘，达到环保标准后，经引风机进烟囱排入大气。

炉膛内燃烧后的极少灰渣，通过除渣系统排出炉体外。

2、水煤浆环保锅炉的特点①、最大限度地吸取了燃煤和燃油锅炉的优势，即类似燃煤的锅炉运行成本，类似燃油设备的方便工作方式，解决了传统燃煤锅炉容易污染环境的问题和燃油锅炉运行成本昂贵的问题；②、高效环保特点：水煤浆锅炉可以迅速达到900℃〜1200℃连续稳定自动燃烧，避免了燃煤锅炉加煤时低温燃烧不充分的污染过程，也避免了燃油锅炉高温（1300℃以上）燃烧产生的大量的氮化物污染（如汽车尾气）。

水煤浆的缺点大于优点水煤浆是20世纪70年代发展起来的新型煤基清洁代油燃料。

由于近年来石油价格急剧上涨，水煤浆颇受推崇，一般都认为水煤浆的潜在市场是替代燃油发电厂和燃油工业窑炉。

究竟水煤浆代油发电的可行性如何，是一个值得深入研究的问题。

总的看来，国外水煤浆代油发电尚处于试验阶段，我国水煤浆代油发电的需求并不大，即使有少量电厂用水煤浆代油发电也是暂时的，不具备长期的发展前途。

一、我国水煤浆代油发电的领域不大。

首先，我国电力工业长期以燃煤火电和水电为主，只有在60年代未70年代初和90年代中期两次由于严重缺电等原因曾经发展过一部分燃油电厂。

第一次发展燃油电厂都采用燃油锅炉的凝汽式发电或热电厂，1973年和1979年两次石油危机后实行“以煤代油”政策大部分都已改造。

第二次发展燃油电厂与第一次不同，大部分采取燃气轮机式燃气蒸汽联合循环或柴油机，很少采用燃油凝汽式电厂。

以发展燃油电厂最多的广东省为例，到2000年底，全省拥有燃油电厂968.78万kW，其中燃气机234.35万kW，柴油机526.08万kW，燃油锅炉凝汽式发电仅208.35万kW，燃气机和柴油机占78.5％。

全国情况也大致类似，而且燃油锅炉凝汽式发电厂大都是第一次发展燃油时留下来的，这部分电厂由于种种原因改造困难，且剩余寿命不长，改造价值不大。

而燃油电厂能够用水煤浆替代油的只有燃油锅炉凝汽式发电厂，对于燃气轮机和柴油机是无法燃用水煤浆的，从这一点来说能用水煤浆代油的发电厂数量是很少的。

其次，根据1999年国家经贸委《关于关停小火电机组有关问题的意见》的规定，5万kW及以下的燃油机组在2003年年底以前要一律关停，又使可以改烧水煤浆的燃油发电机组数量大大减少，甚至连作为燃油改燃水煤浆的唯一示范厂--山东白杨河电厂也在关停之列。

第三，目前水煤浆代油发电的示范经验仅限于200t／h锅炉（5万kW机组）级，未被淘汰的燃油锅炉都超过200t／时。

东白杨河电厂3号炉（230t／h）改燃水煤浆， 1994年开始进行，到1999年10月才烧水煤浆22万t;2000年初白杨河电厂1号炉和2号炉也改烧水煤浆，证明烧水煤浆锅炉负荷没有降低，锅炉效率可达90％～91％，炉况稳定，运行良好，证明烧水煤浆是可行的。

煤炭清洁利用——水煤浆雾化燃烧方式及锅炉（一）目录一、水煤浆简介......................................................................................................... - 3 -（一）什么是水煤浆......................................................................................... - 3 - （二）水煤浆的环保特性................................................................................. - 3 - （三）水煤浆的技术参数................................................................................. - 4 - 二、水煤浆锅炉产品简介......................................................................................... - 5 -（一）水煤浆锅炉基本工作原理..................................................................... - 5 - （二）水煤浆燃烧技术..................................................................................... - 5 - （三）水煤浆锅炉的特点................................................................................. - 7 - （四）水煤浆锅炉运行对大气环境影响的分析............................................. - 8 - （五）锅炉系统各主要设备介绍..................................................................... - 9 - （六）经济效益分析..................................................................................... - 28 -一、水煤浆简介（一）什么是水煤浆水煤浆是由65%左右的煤，34%左右的水以及约1%的化学添加剂制成的流体燃料，能够泵送、雾化和着火燃烧。

水煤浆煤粉燃烧器的燃烧特性研究与应用燃煤是目前全球主要能源供应的主要形式之一，但由于燃煤产生的污染物排放对环境和人类健康带来了严重影响。

为了降低燃煤产生的污染物排放，提高燃烧效率，水煤浆燃烧技术得到了广泛关注。

水煤浆煤粉燃烧器是水煤浆燃烧技术的核心装置，对其燃烧特性的研究和应用具有重要意义。

水煤浆煤粉燃烧器是将煤粉与水混合并喷射到燃烧器中进行燃烧的装置。

与传统的煤粉燃烧技术相比，水煤浆燃烧具有以下几个优势：首先，水煤浆燃烧器可以有效降低燃烧过程中的氮氧化物（NOx）排放。

这是因为水煤浆中的水分能够吸收和稀释燃烧过程中生成的高温氮氧化物，减少其生成量。

同时，水煤浆燃烧器还可以通过优化燃烧参数和燃烧过程控制，进一步降低NOx的排放。

其次，水煤浆燃烧器的燃烧效率较高。

与传统的煤粉燃烧相比，水煤浆燃烧器燃烧过程中可以更充分地利用煤炭中的热值，提高能源的利用率。

另外，水煤浆燃烧器采用喷雾燃烧方式，煤粉喷射细化后，与空气更好地混合，使燃烧更加充分，热效率得到进一步提高。

水煤浆煤粉燃烧器的燃烧特性研究主要包括燃烧动力学、燃烧稳定性和燃烧能力等方面。

首先，研究燃烧动力学可以探究水煤浆燃烧过程中的燃烧速率、活化能等参数，从而优化燃烧过程控制的策略。

其次，燃烧稳定性研究可以分析燃烧器内的气流分布、温度分布等因素对燃烧过程的影响，以提高燃烧的稳定性和一致性。

最后，研究燃烧能力可以从煤粉喷射均匀性、煤粉流动性等方面，评估燃烧器对不同品种煤炭的适应能力。

在水煤浆燃烧器的应用方面，研究者们通过实验与模拟相结合的方法，不断优化和改进燃烧器结构，提高其性能和效果。

首先，通过优化燃烧器内部流场结构，改善煤粉与空气的混合状态，以提高燃烧效率和稳定性。

其次，研究者们还通过改变燃烧器的喷煤方式、改变煤粉颗粒大小和浓度等参数，实现对燃料的精确控制和调整，以适应不同煤种的燃烧需求。

水煤浆煤粉燃烧器的应用已经取得了良好的效果。

在工业领域，水煤浆燃烧技术可以广泛应用于发电厂、钢铁厂、水泥厂等大型固体燃料锅炉的燃烧过程中。

几种水煤浆气化技术的分析比较水煤浆气化技术是一种将煤炭转化为燃气或合成气的方法。

它是一种既高效又环保的能源转化方式。

目前市场上存在多种水煤浆气化技术，下面将对几种常见的技术进行分析比较。

1. 乳化气化技术（Emulsified Coal Gasification）：乳化气化技术是将煤炭与水和柴油等混合物乳化，在高温和高压条件下进行气化。

这种技术相对简单，操作稳定性较好。

同时，乳化气化技术能够适应高灰分和高硫分的煤种，适用范围广。

然而，乳化气化技术需要对煤炭进行预处理，提高气化效率。

2. 喷雾气化技术（Spray Coal Gasification）：喷雾气化技术是通过将高浓度的煤浆雾化，再与氧气在高温和高压条件下混合，并在喷嘴中进行瞬时气化。

这种技术具有高效、高灵活性等优点。

喷雾气化技术可以处理粒径较小的煤炭，且煤炭煤浆浓度较低时仍能保持良好的气化效果。

然而，喷雾气化技术需要高能耗，操作难度较大。

3. 流化床气化技术（Fluidized Bed Gasification）：流化床气化技术是通过将煤浆在气体流化床中进行气化，煤颗粒在气流下悬浮并与氧气反应，形成合成气。

这种技术具有气化效果好、灵活性高、适应性强等优点。

流化床气化技术适用范围广，能够处理含硫、高灰分的煤炭。

然而，流化床气化技术需要耗费大量的气体作为气化剂，且气化剂的气速、流速等参数对反应效果有较大影响。

4. 固床气化技术（Fixed Bed Gasification）：固床气化技术是将煤浆置于固定的气化床中进行气化，煤浆在固床上发生气化反应，生成合成气。

这种技术具有操作简单、结构紧凑等优点。

固床气化技术适用范围广，能够处理多种不同煤种。

然而，固床气化技术需要较长的气化时间，并且存在煤焦结和热传导等问题，影响了气化效率。

综上所述，水煤浆气化技术根据不同的操作方式和气化床结构可以分为乳化气化技术、喷雾气化技术、流化床气化技术和固床气化技术。

一、多种能源成本分析对比
为了满足需求，我们将煤、生物质、水煤浆、重油和天然气作为分析对象。

1、水煤浆燃料特点
水煤浆—70%的超细煤粉，30%水，加少量添加剂形成的复合燃料。

热值约4600 Kcal/kg，市场价格在850 ～1000元/吨。

形态为稀糊状液体，以槽车运输，储藏罐储藏。

制备水煤浆的煤一般为优质烟煤，几乎不含硫份，灰份小与7%。

水煤浆燃烧为低温燃烧，炉膛温度900 ℃，很少生成NO等，可代替重油的环保燃料。

水煤浆的燃烧方式与重油类似，用压缩空气或水蒸汽雾化后喷入炉内燃烧。

水煤浆和缺点
1.喷枪易阻塞，维修及更换费用高昂；
2.水煤浆的运输成本极高，不适合能源大规模使用；
3.系统使用复杂，需要专业人员操作；
4.占地面积大，价格基本和运输成本联动。

工程文件水煤浆流化悬浮燃烧锅炉一、水煤浆流化悬浮高效洁净燃烧技术水煤浆是一种新型煤基燃料，具有易于管道运输，便于装卸、储存的油代用品和低污染燃料。

现在已开发出多种形式的水煤浆燃烧装置燃用水煤浆，并在工程实践中得到应用，取得了良好的效果。

但是，水煤浆悬浮燃烧过程中，尤其在小空间燃烧过程中存在的高温结渣问题一直没有得到有效的解决，是水煤浆燃烧领域的世界级难题。

此外，悬浮燃烧的高温环境（燃烧中心区1500℃～1800℃左右）增加了NOx 的生成与排放，同时亦难以在燃烧过程直接脱硫，造成环境污染。

水煤浆流化悬浮高效洁净燃烧技术彻底解决了水煤浆悬浮燃烧过程中，尤其是在小空间燃烧室中易结焦、燃烧不稳定这一世界级难题，实现了水煤浆的低温、高效洁净燃烧，并具有负荷调节性能好、运行费用低、降低劳动强度、对水煤浆的适应性强，拓宽了制浆的煤种范围并可降低制浆成本、在燃烧过程中直接脱硫脱氮、可对水煤浆燃烧过程实施深度经济脱硫、减少NOx的排放、辅助配套系统简洁可靠、节省设备投资等优点，是水煤浆燃烧技术领域的一场革命，对洁净煤技术将产生深远的影响。

二、水煤浆流化悬浮高效洁净燃烧技术工作原理水煤浆流化悬浮高效洁净燃烧技术的工作原理是，将滴状水煤浆投入燃烧室下部由石英砂和石灰石构成床料的炽热流化床中，其温度在850℃～950℃左右。

水煤浆在炽热的流化床料的加热下迅速完成析出水分，挥发分析出并着火燃烧及焦碳燃烧过程，并在流化状态下颗粒状水煤浆团进一步解体为细颗粒被热烟气带出密相区进入悬浮室继续燃烧。

在燃烧室出口设有分离回输装置。

被热烟气带出的媒体物料和较大的水煤浆颗粒团被分离器分离、捕捉，通过分离器下部设置的回输通道返回燃烧室下部密相区，既减少了媒体物料的损失，又实现了水煤浆颗粒团的循环燃烧，从而获得高的燃烧效率。

此外，低温燃烧过程（850℃～950℃左右）,有效的控制了热力型NOx的形成。

且由于媒体物料由石英砂与石灰石构成，石灰石在高温下煅烧生成CaO,Cao与SO2反应进一步生成CaSO4,抑制了SO2的排放，而燃烧装置的运行温度是CaO脱硫的最佳运行温度，可有效的减少SO2的排放。

水煤浆燃烧技术一、水煤浆概述水煤浆是一种煤基的液体燃料，一般是指由60－70%的煤粉、40－30%的水和少量的化学添加剂组成的混合物。

它是20世纪70年代世界范围内出现石油危机的时候，人们在寻找以煤代油的过程中发展起来的石油替代技术。

水煤浆既保持了煤炭原有的物理化学特性，又具有和石油类似的流动性和稳定性，而且工艺过程简单，投资少，燃烧产物污染较小，具有很强的实用性和商业推广价值。

水煤浆的用途十分广泛，它可以像油一样的管运、储存、泵送、雾化和稳定着火燃烧，其热值相当于燃料油的一半，因而可直接替代燃煤、燃油最为工业锅炉或电站的直接燃料；水煤浆还是理想的气化原料，产生的煤气化可以用于煤化工或用于联合循环发电；对于特制的精细水煤浆，还可以作为燃气轮机的燃料使用；可见，水煤浆技术是洁净煤技术的一个重要组成部分，发展水煤浆技术具有十分重要的意义。

（1）替代石油，合理利用我国能源资源由于水煤浆具有同石油一样的流动和雾化特性，因此，以水煤浆替代石油可以利用原有设备，改动工作量很小，投资小。

（2）解决煤炭运输问题我国煤炭资源丰富，但地区分布极不平均，北煤南运和西煤东运的局面将长期存在。

靠铁路运输既增加了铁路的负担，又对沿途环境造成了污染。

发展水煤浆进行管道运输将在很大程度上缓解能源运输的压力和污染问题。

（3）降低煤利用过程中的污染制备水煤浆的原料煤是经过洗选的，含灰量和含硫量都大为降低，燃烧后产生的飞灰和S02都比一般的燃煤锅炉低。

同时由于水煤浆中的水分在燃烧时具有还原作用，理论燃烧温度也比相同煤质的煤粉燃烧低200°C左右，因此可以在一定程度上降低NOX 的排放量。

二、水煤浆的特性水煤浆作为一种替代燃料，除了具有原有煤的特性，如发热量、灰熔性、各组分含量外，还具有一些特殊的性质要求。

（1）水煤浆的浓度水煤浆的浓度是指固体煤的质量浓度，它直接影响到水煤浆的着火性能和热值。

浓度越大，含水量越少，就越容易点燃且发热量高。