前端后端齐努力尽力降低含硫量

记者:煤炭对于脱硫到底影响有多大?

龙辉:虽然不能说煤炭对脱硫起到决定作用,但是脱硫技术的选择、脱硫成本的高低等都是与煤炭的含硫量有关。电厂在选择脱硫技术的时候,就要考虑所使用的煤炭的硫含量。在国家环保总局2002年发布的《燃煤二氧化硫排放污染防治技术政策》中,明确指出,燃用含硫量2%煤的机组、或大容量机组(200MW)的电厂锅炉建设烟气脱硫设施时,宜优先考虑采用湿式石灰石——石膏法工艺;燃用含硫量<2%煤的中小电厂锅炉(<200MW),或是剩余寿命低于10年的老机组建设烟气脱硫设施时,在保证达标排放,并满足SO2排放总量控制要求的前提下,宜优先采用半干法、干法或其他费用较低的成熟技术。

陈继录:电厂使用煤炭需要考虑到成本问题。如果抛开发电成本,电厂当然希望能够使用低灰分、低硫、高热值的优质煤。但是受到市场和地理位置的限制,电厂有时不得不使用高硫煤。由于运输成本,一般电厂都会使用当地的煤炭,如果当地煤炭含硫量很高,我们只能从外地购买一部分优质煤掺烧。例如,广西合山发电公司两台33万千瓦机组是国内燃煤含硫量最高的烟气脱硫工程,含硫量高达3%,我们不得不从外地购买一定数量的煤炭混烧。

姜英:我国的煤炭从主要用途上区分大概有两种:一种是炼焦用煤;另一种主要用作动力煤。炼焦所用的煤炭要求含硫、含灰低;用于燃烧的动力煤对于质量要求不高,一般只要能烧就可以了。电厂所用的煤炭都是属于动力煤,主要指标要看热值,一般电厂都会考虑热值在5000大卡左右的煤炭,同时也要考虑煤的挥熔点。

记者:除了脱硫以外,还有其他方法可以降低煤炭的含硫量吗?

舒新前:除了后期的烟气脱硫治理以外,在前期可以通过洗煤、固硫等方法减少硫在煤炭中的含量。

洗煤主要可以去除掉煤炭中的煤矸石、无机硫,对于除硫贡献率大约在20%左右。但是洗煤对于无机硫的去除作用不大。

固硫是通过固硫剂使硫以化合物的形式固定在炉渣当中,减少烟气中硫的含量。除硫贡献率大约在20%左右。但是在高温条件下,硫化物会分解,仍然会以烟气形态存在,这种方法比较适用于炉温较低的工业小煤炉。对于电厂这种大型的炉温较高的燃烧炉效果并不好。

陈继录:尾气脱硫仍然是最主要的脱硫方法。电厂脱硫设备建设时,就要把煤炭的含硫情况计算在内。煤炭的含硫量确实会对脱硫设备运行有一定影响,煤炭含硫量高,石灰石、水等消耗量就会增加。根据我们的测算,60万千瓦机组,如果使用含硫量1%的煤炭,每度电脱硫设施的运行成本大约在1.5分~2分左右;如果煤炭含硫量增加到2%,每度电的脱硫成本就增加到2.5分以上。同时,机组越小,脱硫设施的运行成本越高。30万千瓦机组使用1%含硫量的煤炭,每度电脱硫成本就增加到2分~2.5分。一些地区1.5分的脱硫电价并不能完全满足脱硫设施运行成本。我们只能依靠加强管理等措施,降低成本。

另外,国外商品煤都会经过洗煤后才出厂,在我国动力煤很少通过洗煤这道工序。所以出厂的煤一般就是原煤,这样煤炭的质量不太稳定,对电厂脱硫造成一些负担。

洗煤有益脱硫受到成本限制

记者:为什么不推广洗煤?

姜英:其实应该推广洗煤工序,但主要还是受到成本限制。

煤炭中的硫主要以无机硫和有机硫两种形式存在,含硫量在2%以下的煤炭,大多以无机硫为主,通过洗选、排矸等工序可以把部分无机硫脱掉,降低硫含量。在国外,洗选煤比较普遍,但是目前在国内,煤炭落一次地,就要增加不少成本。所以洗煤厂所洗的煤,大部分都用于炼焦。对于动力煤,如果增加了洗煤工序,虽然煤炭质量变好,但是由于大大增加了煤炭的成本,在市场上价格没有优势,用户很难接受。

舒新前:另外,洗煤厂的二次污染问题也是限制洗煤推广的一个重要因素。洗煤水当中含有很多杂质、硫等污染物,如果不好好处理,很容易造成二次污染。还有煤矸石的处理,尤其是露天堆放的煤矸石,不但占用土地资源,而且下雨的淋滤液很容易造成二次污染。而且一些地区的煤矸石中有害元素含量过高,处理起来非常难。如果增加水处理装置,无形中又增加了煤炭成本,因此洗煤推广起来比较困难。

记者:那我国的煤炭质量如何?

姜英:虽然国外洗煤比较普及,但是总体来看我国的煤炭质量与国外差不多。根据我国1994年制定的煤炭标准,煤炭的含硫量超过1%都属于高硫煤。我国煤炭含硫平均值介于0.95~1.05之间,含硫量小于1%的煤炭大约占全国煤炭产量的70%左右。高硫煤一般分布在西南和部分西部地区,例如重庆、贵州、广西、陕西部分地区。我国酸雨在这些高硫煤产区也比较严重,在某种程度上,和当地煤炭含硫量较高不无关系。广西合山电厂的所在地煤炭大多以含有机硫为主,很难脱去。

最近几年,中国煤质有变差趋势,2005年达到一个低谷。主要因为2005年新建电厂发展很快,对于煤炭需求量加大,煤炭供不应求。另一方面,随着我国开采技术的发展,很多煤矿开始开发解放层,导致短期内煤矸石含量增加,煤炭热值下降。不过这种情况到2006年就开始好转,根据2006年全国煤炭抽检分析报告,全国大部分矿区煤炭生产企业通过加强管理等措施,都达到了合同标准。

给你技术菜单选择脱硫方式

记者:未来煤炭会向哪个方向发展?

姜英:目前国内煤矿生产逐渐向机械化方向发展,努力提高安全性的同时,也注重资源的综合利用和环保。洁净煤技术将是未来一个重要的发展方向,例如煤矸石再利用技术等。例如,重庆的煤矸石由于硫含量过高很难再利用和处理,于是我们通过提硫,提取出硫精砂,作为制作硫磺的原料,取得了很好的经济效益和环境效益。其他地区的煤矸石,通过检测以后,可以作为建材、水泥等的原料,发展前景也非常好。另一方面,也要加强煤炭质量标准体系的建立,目前国家煤质标准正在制订当中。

记者:如果使用优质无烟煤,是不是可以不用上脱硫设施呢?

龙辉:我国煤炭的含硫量从南向北逐渐降低,南部的煤炭硫含量大多高达3~5%,而北方特别是东北地区,煤炭中硫含量大约在0.8%左右。尽管一些煤炭中硫含量比较低,但是仍然不符合国家电厂都要通过环评并安装脱硫设施的规定。

不同地区也要根据自己的特点来选择脱硫技术。今年年底,国家发改委即将出台一个文件,推行脱硫技术路线多元化。届时,将会有一个技术菜单供大家根据自身具体情况选择脱硫方式。

姜英:有些地区的硫含量比较低,但是硫排放的总量仍然存在。无烟煤主要与煤炭的灰分含量有关。硫的排放平衡目前正处在研究当中,即使某些地区的煤炭硫含量很低,那也要经过相关的科学研究排放率,才能决定脱硫设施的安装情况。

陈继录:我们大唐电力集团目前脱硫机组已经达到2850万千瓦时,占总装机容量的58%。即使使用优质煤炭,我们仍然会上脱硫设施。不过我们希望能够在高硫煤产区的电厂能够实行较高的脱硫电价,保证电厂脱硫装置正常运行。

本期专家简介:

姜英高级工程师,煤炭科学研究总院北京煤化工煤质与环保研究所所长,全国煤炭标准化技术委员会秘书长。一直从事煤炭资源评价、煤质技术与煤炭标准化技术研究工作。

龙辉东北电力设计院高级工程师,负责火电厂烟气脱硫发展方向研究。曾发表《湿式石灰石——石膏法烟气脱硫工艺布置及占地研究》等论文,是2002年《燃煤二氧化硫排放污染防治技术政策》的起草专家组成员。

舒新前中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,博士、教授、博士生导师。主要研究领域包括:洁净煤技术、与煤利用有关的环境污染控制工作以及固体废弃物能源化利用的研究辅导。已先后主持或参与欧洲联盟科技合作项目、国家攀登计划、国家自然科学基金、国家博士后科学基金以及其他省部级科研项目十余项。