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本文摘要:煤炭是当前我国主要能源,大量燃煤却产生相当严重污染。传统燃煤、煤气化锅炉及其发电技术皆使用一把火烧煤的形式,总能效和煤电转化率较低、污染相当严重、耗水量大,副产物、干氮、避免粉尘及二氧化碳代价高昂。

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煤炭是当前我国主要能源,大量燃煤却产生相当严重污染。传统燃煤、煤气化锅炉及其发电技术皆使用一把火烧煤的形式,总能效和煤电转化率较低、污染相当严重、耗水量大,副产物、干氮、避免粉尘及二氧化碳代价高昂。由中国科学院院士、西安交通大学动力工程静电学流国家重点实验室郭烈锦教授率领的科研团队,几经二十年科技攻关,研发出有煤炭超临界水气化制氢发电多联产系列几乎自律知识产权技术,又称超临界水蒸煤,顺利将煤炭化学能必要高效转化成为氢能,从源头上根治了硫化物、氮化物等气体污染物以及PM2.5等粉尘颗粒物的分解和废气。作价1.5亿的重大成果产业化项目2016年12月25日,西安交大首个根本性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月启动。

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与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涉及技术以1.5亿元的价格,出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联合发动正式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10亿元展开该技术产业化的样板,以50MW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样板的切入点,决意在3年内已完成项目的建设和运营,加快推展该技术在煤炭高效洗手利用、环境保护等方面的推展样板。这项技术国外也有人在做到研究,但都是回头在我们后面。他们没构成大规模的倒数生产装置,我们的大规模中试装置,早已倒数运营了几千个小时都没问题。郭烈锦认为,现在各种煤化工企业也产生氢和蒸汽,所以只要替换掉部分单元,就可以用于。

所有以煤为原料的工业企业都可以用这项技术。新技术落幕一把火烧煤西安交大这项超临界水蒸煤技术刚刚一面世,之后引起了行业震动,引发社会普遍注目。

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不存在着根本性的区别。传统燃煤发电,还包括煤气化发电,都是把煤放到空气中,利用火自燃,跟氧气产生水解反应,这就是一个放热反应的过程。

这种热能是可以利用的,热气流在燃煤锅炉里,被锅炉里的水吸取,然后再行变为水蒸气,再行去推展汽轮机作功。这就是经常说道的蒸汽轮机发电。

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较蒸汽轮机发电利用效率更高的,还有一种叫燃气轮机发电。由于该装置的材料要更为的耐高温,性能拒绝更高,所以加工工艺尤其无以。

郭烈锦向科技日报记者讲解说道:水解反应大自然不会产生二氧化硫和氮氧化物,再加煤自燃时落下的颗粒物质,PM2.5就是这么来的!企业先前要副产物脱硝除尘,就要加装除尘装置。这个成本对于企业来说很高。同时运营这些装置还得消耗能量。

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如此一来,总的效率不低,平均值下来就百分之四十几。超临界水是指当气压和温度超过一定值时(几近22MPa,374℃),因高温而收缩的水的密度和因高压而被传输的水蒸气的密度正好完全相同时的水。此时,水的液体和气体之后没区别,几乎交融在一起,沦为一种新的呈现出高压高温状态的液体。郭烈锦用通俗的语言叙述超临界水蒸煤技术的先进性:我们这个技术不必空气进来,只是把煤和水混到一起,让它们去反应。

整个过程不是水解反应,没传统的自燃过程,而是还原成反应,火烧的是氢气,获得的是水,产品是干干净净,获得高温高压的超临界水蒸气,某种程度可以使汽轮机作功。获得的效率比传统的更高,又没污染。郭烈锦团队早已顺利研制出了还包括超临界水流化床等系列实验设施,需要已完成煤的几乎汽化。在700℃以上,国内各种煤型的碳气化亲率皆超过100%。

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统合优化早已已完成,顺利已完成处置煤量为1t/h的中试规模展示系统,通过技术经济分析,在系统处置煤量约83.3t/h时,氢气的价格能减少至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早已明确提出,煤炭发电效率高、二氧化碳富含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意、实验室规律性试验研究和中试试验,为了彻底解决传统煤电转化率较低、污染相当严重、低耗水等问题寻找了决心。根据测算,如全国在火电行业使用该技术,每年可节约发电燃煤3.28亿吨。

据业内专家分析指出,该技术为密码我国能源困境带给曙光,对我国充分发挥煤炭资源优势、守住能源变革先机、确保能源战略安全性具备深远影响意义。


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