为克服非常时期的学术交流障碍,加强煤炭与能源领域学术交流,活跃学术氛围,促进广泛、深入的学术探讨,International Journal of Coal Science & Technology编辑部发起IJCST Talks系列学术沙龙活动,每期邀请2~3位国内外学者针对所在研究领域的热点和难点问题,在云端进行广泛的学习、讨论和互鉴,为不同思想的交流、不同观点的碰撞提供平台。
第一期学术沙龙已于6月18日成功举行,中国煤炭学会王蕾秘书长出席此次活动并致辞。王秘书长首先对大家的到来表示诚挚的欢迎,她说,创办于1962年的中国煤炭学会,经过60年的发展,在煤炭科技工作者心目中具有较高的地位,学会致力于搭建国内外学术交流平台,始终坚持“绿色开发、科学开采、洁净利用,建设美丽矿山”的理念,集约行业产、学、研有生力量,致力于推动中国煤炭科技的进步和发展,新时代的中国煤炭学会正在焕发出新的生机活力。学会将以成立60周年为新起点、再出发,认真总结60年来的发展历程,牢记初心使命,以煤炭能源前沿科技为支点,以举办一系列学术交流和行业知识科普活动为杠杆,奋力推动中国煤炭行业高质量发展,为中国煤炭科技进步做出新的贡献!为实现“双碳”战略目标做出更大的贡献!本次的学术沙龙,就是庆祝中国煤炭学会成立60周年活动之一。
第一期沙龙活动由安徽工业大学楚化强教授担任活动召集人和主持人,邀请安徽工业大学颜井冲副教授、西安热工研究院有限公司王志超高级工程师、华东理工大学丁路副教授作为沙龙嘉宾,针对清洁能源热转化与资源化利用领域的热点问题以及国际科研合作交流方面的心得体会展开交流讨论。此次活动共计800余人次在线观看直播,并与与会专家进行了充分的学术交流和讨论,气氛活跃。IJCST编辑部将继续组织IJCST Talks学术沙龙系列活动,敬请关注!
自由讨论环节 线上观众问题解答
01 问:颜老师您好,请问您工业固废资源化利用讲到的第一个例子里面得到的那个油品的产率大概是多少,该种方法所能达到的资源利用率大概有多少呢?
答:您好,我们在铁碳复合物制备过程中主要关注的是固相,即CTVR中的重质碳在铁矿石纳米孔内碳化后形成的IOC,油品定量没有过多关注,只对其组成通过LC检测了一下,发现油品组成相对其在CTVR中的原始组成有明显轻质化现象。
如果从CTVR的利用角度考虑,应该说在这个例子中CTVR的利用率还是很高的,即轻质组分变成了液体油品,而重质组分变成了炼铁原料(碳材料),可以认为是全组分利用。
02问:颜老师好,请问煤矸石主要成分是哪些?不同区域煤矸石差异大不大?新疆高碱煤比如说准东地区有没有大规模掺烧的条件?通过掺烧高岭土(主要是铝基材料)解决高碱煤结渣沾污确实也是无奈之举。
答:您好,煤矸石主要由 50-70%黏土类矿物(高岭石、伊利石、蒙脱石、勃母石)、20-30%砂岩(石英)和 10-20%碳及其他矿物所组成。其化学成分包括氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化钙和氧化镁等,其中氧化硅约占 50%。
不同地域的煤矸石组成差异很大。新疆地区的煤矸石确实不如其他地域比如山西等地的煤矸石量大,但据文献报道,有的区域也是有煤矸石的。所以掺烧煤矸石这个事情应该是因地制宜,因为远距离输送煤矸石肯定在不经济和不现实的。
掺烧高岭土的问题在于第一是浪费矿产资源,第二是高岭土本身不含任何可燃成分,掺入后燃料热值降低,锅炉热效率和发电效率也随之降低。因此我们尝试通过掺烧具有类似矿物组成的煤矸石来解决高碱煤沾污结渣,希望能在这个方面有所突破。
03问:王老师好,氨燃烧或者掺烧,对现有低氮燃烧器,需要从结构上改进吗?应该考虑什么方面?谢谢!
答:如果是氨煤炉外掺混后送入炉内燃烧,燃烧器需要做针对性改进;如果考虑氨煤炉内掺混燃烧,需要开发氨专用燃烧器。
04问:王老师,您好。作为一种二次能源,虽然成本比天然气较低,但产量会限制其作为燃料应用,您认为多久才能实现氨的广泛推广应用(锅炉、内燃机等)?
答:随着大规模新能源的建设,由绿氢制备绿氨技术更为成熟,氨的产量将有很大提升,实现氨燃料的广泛应用是完全可能的。
05问:谢谢王老师的精彩演讲,现在合成氨的成本也不算很低,如果将氨用作燃料来提供热或者电,会不会在经济上不大划算?
答:这主要是需要从新能源转化为氢氨能、再转化为电能这样一个能量储存和转化角度来考虑,随着氨制备产业链成本的降低、碳汇价格的提升,氨燃料的价值将会逐渐凸显。
06问:王老师好:请教一下在进行氨作为燃料进行锅炉热力设计校核计算时,目前算法是否适用?
答:将氨燃料纳入热力校核计算总体上没什么问题,后续还需要进一步进行修正调整。
07问:关于上述氨经济性问题,氨一直是储氢及利用最佳方式?储氢和氢运输技术的发展方向?
答:氢的储存介质和方式有多种,包括加压液化储运、介质吸附储存、转化为其他类储存等,氨是其中较有前景的一类。
08问:请问王老师,氨燃烧去碳优势明显,但是腐蚀和烟气脱硝方面的压力是否比较难处理?
答:利用氨替代煤炭燃料,可以一定程度上减少高温区硫腐蚀,需要注意的是合理控制氨逃逸,避免造成末端空预器堵塞和低温腐蚀。脱硝方面需要控制氨燃烧过程中氮氧化物的生成浓度。
09问:丁老师您好。请问,日本和瑞典的垃圾分类区别在哪里?在利用方面有什么区别?
答:日本垃圾分类在东京等地区通过不同颜色的垃圾袋收集分类管理,非常严格。而瑞典可能已经过了惩罚性强制分类的阶段,其分类目录甚至比日本还细,居民整体养成了很好的主动分类意识。在利用方面,日本垃圾分类已经做到极致,其可燃垃圾主要还是焚烧为主,因为日本的垃圾焚烧技术无论是效率还是污染物排放都是国际领先。瑞典可燃垃圾应该也是以焚烧为主,部分地区湿垃圾厌氧发酵产的生物燃气已经实现了较好的在公交系统普及。
10问:请问丁老师,科技部国际合作重点研发项目,双方提交的申请书内容得一模一样吗?有什么注意事项?
答:中方需要提交一份双方联合申报书(英文的),但我觉得中文的申报书可以与英文的略有差别,毕竟中文申报书往往有自己的模板,而且更为细致。
11问:请问丁老师,城市固废如果掺混到煤中气化,制备什么化学品比较有前景?
答:华东理工大学洁净煤技术研究所团队开发的煤气化技术已经实现了污泥、废催化剂、石油焦等废弃物的掺混共气化,制备的化学品包括甲醇、制氢、IGCC等过程。
12问:丁老师好,污泥、药渣类气化有没有环保方面的问题?电站锅炉协同处置污泥行业内就一直有稀释排放的争议。
答:华东理工大学洁净煤技术研究所团队开发的煤气化技术为熔渣气化,污泥和药渣中绝大部分重金属都被固化到熔渣中,最终以惰性的玻璃态渣呈现,实现了变废为宝。
13问:请问丁老师,共气化对灰熔点方面有多大影响?碱金属对设备腐蚀方面?
答:我觉得这个得分不同原料而异,和原料灰组成、含量和灰熔融特性有很大关联,也受所选择的气化技术影响。碱金属腐蚀的确是一大挑战,特别是和氯相结合时容易以可溶盐的形式析出,在设备材质选型方面需要重点考虑。当然碱金属还可能会引起结渣,堵塞等工程挑战,也许仔细考虑。