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雾霾克星,兖矿重磅专利技术曝光

   日期:2015-03-02     浏览:11563    评论:0    
核心提示:柴静的《穹顶之下》被新媒体秋风扫落叶一般广泛传播的同时,人们普遍认为,燃烧低质煤炭是造成雾霾的元凶之一,中国煤炭企业再次
           柴静的《穹顶之下》被新媒体秋风扫落叶一般广泛传播的同时,人们普遍认为,燃烧低质煤炭是造成雾霾的元凶之一,中国煤炭企业再次被推上风口浪尖。众目睽睽之下,兖矿集团作为强力推进洁净煤利用的先行者和践行者,被中国证券报32日以《兖州煤业加快超洁净煤技术推广》为题率先进行报道,再次成为人们关注的焦点。

 

在百度上搜索“全煤入洗”三个字,325000个搜索结果中,多数都是关于兖矿集团前期狠抓洁净煤利用的报道。

 

迟至2014630日,兖矿集团所属东滩矿选煤厂技改工作如期结束,兖矿集团本部7座选煤厂全部完成技改,由此进入“全煤入洗”时代。

 

早在2013年下半年,兖矿集团开始着手筹划洗煤中心建设,赋予其对集团选煤业务“指导、监督、考核、服务”的职能。对省内选煤厂实施产品结构统一优化、人力资源统一调配、技改资金统一使用、物资采购统一审批、材料备件统一调剂、大型设备统一维修、对外托管统一协调、生产经营统一考核,对省外矿井选煤厂由选煤中心实行项目制管理、厂对厂承包、专业化服务、市场化结算。

 

兖矿集团本部7座选煤厂全部完成技改后,年入洗原煤能力提高到3650万吨,比核定能力高出555万吨。7座选煤厂技改采取EPC总承包公开招标,共优化节省投入6732万元。技改后,鲍店选煤厂、东滩选煤厂和济三选煤厂分别增加1套、2套和1套重介选煤系统。据测算,重介比跳汰入洗吨煤效益增加12.15元。

 

“选煤不仅是煤炭生产价值链的重要环节,关键是,洁净煤利用是中国煤炭的未来,必须符合环保要求才能利国利民,造福子孙后代。”兖矿集团董事长李希勇强调,加强选煤工作,是提高经济效益的重要举措,是培育市场竞争优势的重要手段,也是转变经济发展方式,推动产业升级的重要途径。在煤价大幅降低、减收减效近40亿元的情况下,兖矿集团生产了超过1500万吨精煤,贡献了利润超过5亿元。

 

由此看来,在煤炭行业哀鸿遍野的大背景下,兖矿集团旗下三地上市公司——兖州煤业投入人力物力,不仅绿色环保,而且经济效益提升,其对外发布的2014年度盈利预增105%,绝非偶然。

 

投入巨资,研究超洁净煤(简称“UCC”)专利技术

 

兖矿集团作为老牌的煤炭龙头企业,技术底蕴雄厚,一向重视技术研究和储备,作为最早谋划转型升级、拉长产业链的传统矿产采掘公司,近年来除了在煤化工、煤制油方面手握诸多专利技术外,在发展洁净煤利用技术方面也同样投下巨资。

 

超洁净煤是指灰分含量不超过1%的洁净煤。2009年,兖煤澳洲并购原澳大利亚菲利克斯资源公司(简称“菲利克斯公司”),依法承接了其拥有的超洁净煤能源公司(简称“UCC能源公司”)和超洁净煤加工技术(简称“超洁净煤技术”或“UCC技术”)的研发工作。2012年,兖煤澳洲并购上市前,将包括UCC能源公司等部分资产划归兖州煤业股份有限公司的全资子公司兖煤国际,但仍由兖煤澳洲负责管理。

 

从上世纪开始,世界上包括日本在内的多个国家都开始了对超洁净煤技术的研究。截至目前,兖煤国际的UCC技术处于世界领先水平。日前,该技术已经成熟,并在澳大利亚、日本、印度、中国等十个国家申请了专利。


项目从上世纪80年代中期至今,花费了约 5800万澳元,其中包括澳大利亚联邦和新南崴尔士州政府1600万澳元的部分研究费用资助。20144月, UCC-MRC燃液在试验用柴油发动机上运行100小时试验,获得成功,标志着已经可以进行商业化推广。

 

1UCC技术

 

UCC技术不同于仅是物理工艺的水煤浆技术,它是一项通过化学工艺过程生产超洁净煤的专利技术,可将烟煤矿物质(灰份)降低到低于1%。目前,兖煤国际的UCC技术可使超洁净煤的灰分含量下降到0.2%,该技术已经在澳大利亚、中国、日本、英国、加拿大、德国、印度、新西兰、俄罗斯、南非等十个国家申请并获得专利认可,有效期至2023年止,专利权归兖煤国际拥有。

 

其工艺过程为:在特定的压力和温度条件下,通过多个化学反应、采用不同的化学品配方对洗精煤中的矿物质灰份分离,生产出UCC产品。使用的主要化学品有硫酸、苛性钠等,其简化的生产流程示意如下:


2UCC-MRC燃液加工技术

 

经过微粉化处理后的UCC,称为超低灰精制煤粉(简称“UCC-MRC")UCC-MRC与水和添加剂按比例混合后,生产出UCC-MRC燃液。UCC-MRC燃液外观看上去和原油相似,可以替代柴油,直接用作柴油发动机的燃料。

 

UCC-MRC燃液的加工过程示意如下:

3、直喷式燃煤发动机(DICE)技术

 

直喷式燃煤发动机(DICE)是以微粉化精制煤(MRC)燃液替代柴油燃料的柴油发动机。DICE技术定义为内燃压缩点火发动机或柴油发动机,使用微粉化精制煤(MRC)燃液,通过注入式喷嘴,喷射到发动机气缸内进行燃烧。

 

美国能源部曾在1978-1992年期间在重型运输设备的发动机上成功试验过DICE技术,后因油价一直持续在低位而停止了对该技术的进一步研究。

 

近年来由于化石燃油日趋紧缺、二氧化碳减排成本压力、水资源紧张等诸多原因,一些国家重新启动了DICE技术的研究。发动机制造商和澳大利亚多家煤炭生产商,对开发UCC-MRC燃液和DICE技术很感兴趣。2013年,澳大利亚在世界最大的柴油发动机制造商德国MAN公司和CSIRO的牵头下成立了一个直喷式燃煤发动机(DICEnet)研发组织,合作研究开发DICEUCC能源公司、斯特拉塔(Xstrata)、点燃能源(IgniteEnergy Resources)、Exergen公司、Newcrest公司、澳大利亚能源(EnergyAustralia 以及AGL能源RWE能源 (德国) JGC公司(日本)Sinarmas (印尼)都是DICEnet的参与者。

 

由于UCC-MRC燃液的磨蚀性,要求输送和喷射系统需要具有非常好的耐磨性,同时要防止喷注系统的堵塞。2013年,UCC能源公司在普通柴油发动机燃料喷射技术的基础上,采用了经过改造的液压驱动电子泵喷嘴技术(HEUI),利用高加压润滑油带动柱塞,给燃液喷射加压等手段,克服了燃液堵塞、运行时间短等难题。

 

4UCC-MRC燃液在DICE上的运行测试

 

2013年, UCC能源公司与CSIRO签署了100小时发动机测试UCC-MRC燃液的协议。根据协议,利用CSIRO位于纽卡斯尔能源研究中心的一个单缸3.9升、17KW中速工业发动机进行测试。测试采用经改进设计的HEUI燃液喷射器。通常100小时发动机测试,被业界认为是一种标准测试程序基准。100小时发动机测试用来收集必要的基础数据,以评估UCC-MRCDICE技术。

 

20142月到4月,成功使用UCC-MRC燃液进行了100小时发动机测试运行。测试结果显示:

AUCC-MRC燃液非常稳定,发动机停止运行几天后,燃液无需搅拌可重新使用,测试期间燃液的燃烧性能非常稳定,没有发现发动机油缸因为煤灰而造成缸体内污染,油缸内也没有发现灰垢。

 

B、用UCC-MRC燃液作燃料,现有市场上的柴油发动机只要改进注喷液系统即可使用,无需进行重新设计。

 

采用UCC-MRC燃液替代柴油,用于中低速柴油发动机发电,比传统火力发电燃烧煤炭可以降低25-30%温室气体排放,由于灰分含量已经极低,甚至可以忽略不计,根本不会有任何粉尘对外排放,再也不可能成为形成雾霾的帮凶。

 
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