本成果针对煤矸石煤泥燃烧利用过程中存在的设备磨损严重、燃烧稳定性差,以及煤泥难入炉、污染物难控制、末端灰渣难利用等难题,开发出“分质进料-高效燃烧-污染控制-灰渣利用”系列新技术。授权发明专利12项,制定山西省地方标准2项。
(1)创新性开发出煤矸石分质进料、CFB发电稳定燃烧和污染控制系列新技术,实现了煤矸石煤泥资源化高效利用。开发出分质进料-原位固硫新技术,提出燃烧及污染物联合控制新方法,集成创新CFB发电过程稳定燃烧和污染控制新工艺。成功用于300MW发电机组,实现煤矸石煤泥入炉量由60%提高至92%以上,污染物达到超低排放标准,推广到山西、河北、黑龙江。
2、原创性研制出煤泥洁净型煤制备技术,配套开发出CFB煤泥型煤入炉新工艺和民用型煤-节能炉具新产品。创新开发出CFB炉前制备煤泥固硫型煤及多点固硫新工艺;研制出民用洁净型煤、点火型煤及节能炉具新产品。应用在300MW煤矸石发电机组炉内脱硫工艺,炉内固硫率由85%提高至95%;民用型煤配套先进节能炉具应用在太原、柳林等地,实现污染物达标排放。推广到山西、河北、内蒙等地。
3、首次开发出固硫灰渣超细改性制水泥和界面调控制涂料,开辟了末端灰渣大宗高值利用新途径。开发出灰渣超细-多组分配伍制备系列水泥和商砼掺合料,研制出界面调控-助剂强化制备具有阻燃防水等功能的涂料;开展了固硫灰渣制备高掺高强水泥、Al/Si协同提取制备聚合氯化铝和白炭黑的工程化试验。建成了60万吨/年水泥和5000吨/年涂料生产线,产品达到国标要求。
本成果开发的整体技术应用于山西平朔煤矸石发电有限责任公司2×300 MW循环流化床机组,配套建成了25万吨/年粉煤灰超细粉和60万吨/年超细灰制水泥生产线,在全国CFB比武中获供电煤耗最优奖,实现了煤矸石煤泥的资源化清洁燃烧利用及末端灰渣的大宗消纳;部分技术推广应用到山西、河北、黑龙江共260万千瓦CFB发电机组及中小热电机组,近三年新增销售额27.6亿元,新增利润3.6亿元。开发的煤泥洁净型煤-配套清洁炉具系列技术及产品推广应用到山西、河北、陕西、宁夏等地。近三年累计推广先进节能炉具15000多台,新增销售额1.1亿元,新增利润983万元,有效降低了冬季采暖高峰期的污染排放,实现了煤泥型煤在民用炊暖方面的高效清洁利用。以上煤矸石发电和煤泥型煤及配套先进节能炉具的推广应用,近三年新增销售额28.7亿元,新增利润3.7亿元。
本成果开发的煤矸石煤泥燃烧技术,近三年累计消耗煤矸石煤泥2280万吨,消纳灰渣150万吨,减少堆存占地约500亩,社会环境效益显著。开发的煤泥清洁型煤-配套炉具系列技术在山西、河北等散烧供热及“煤改气”、“煤改电”不到位的地区应用,并在山西省柳林县建成了2个示范镇,1520个示范户,从技术上保障了广大农村和老少边穷地区蓝天工程的有效实施。