Teknologi arang batu bersih

Thread Content

(1) Teknologi pemprosesan arang batu: Memajukan proses pembersihan arang batu dan meningkatkan kualiti arang batu yang boleh dijual merupakan langkah efektif untuk mengurangkan pencemaran dari peringkat awal. Pada tahun 1997, kadar arang batu mentah yang dipilih di negara kita ialah 25.73%. Tumpuan dalam pemprosesan arang batu kini beralih daripada arang batu untuk penghasilan kok kepada arang batu untuk tujuan tenaga. Fokusnya juga telah berubah daripada usaha mengurangkan kandungan abu sahaja, kepada usaha mengurangkan abu sekaligus menyingkirkan sulfur, serta memulihkan pirit yang terdapat dalam sisa arang batu tersebut. Proses dan peralatan pengasingan menggunakan cyclone bermedium berat dengan diameter kecil ini mampu mengurangkan kandungan abu serta sulfur dalam arang batu yang berbutir halus pada masa yang sama. Apabila mengasingkan arang batu dengan saiz butiran antara 0.5 hingga 0.04 mm, kadar penghapusan sulfur anorganik adalah sebanyak 67.90 hingga 70.30%. Loji pemprosesan arang batu dengan kapasiti 1.5 juta tan setahun, yang menggunakan mesin pemisah arang batu berkuasa angin berukuran 12 m2, telah mula beroperasi. Pelaburan untuk setiap tan arang batu di kilang ini ialah 4.25 yuan, manakala kos pemprosesan setiap tan arang batu pula ialah 2.15 yuan. Kecekapan pemisahan arang batu melebihi 90%, dan paras debu yang dilepaskan ke alam sekitar (50 mg/m3) memenuhi syarat-syarat alam sekitar. Beberapa teknologi baru yang dapat membantu menyelesaikan masalah pengurangan abu dan sulfur dalam arang batu telah dibangunkan, seperti penggunaan alat jenis cyclone berdiameter besar untuk proses penghantaran bahan tanpa tekanan, serta pelbagai kaedah flotasi menggunakan gelembung mikro. Teknologi-teknologi ini telah berjaya diuji dan kini digunakan dalam proses pengeluaran. Namun, secara keseluruhannya, teknologi pemilihan arang batu di negara kita masih jauh ketinggalan berbanding dengan tahap yang digunakan di negara-negara maju. Pertama sekali, peratusan arang batu berkualiti tinggi yang digunakan adalah rendah (di negara kita ialah 25.7%, manakala di negara-negara maju ia melebihi 90%) ； Kedua, proses pemilihan arang batu yang canggih mempunyai proporsi yang rendah (seperti kaedah pemisahan menggunakan bahan berat; di negara kita, peratusannya hanya 23%, manakala di negara-negara maju, peratusannya melebihi 60%). Kualiti arang batu yang dihasilkan juga kurang baik ； Ketiga, saiz kilang secara purata adalah kecil, tahap automasi rendah, kebolehpercayaan peralatan buruk, dan kecekapan pengeluaran juga rendah. (II) Teknologi slurry arang-air: Penggunaan slurry arang-air sebagai pengganti minyak telah diuji di loji janakuasa Baiyanghe selama 2000 jam. Dalam keadaan pembakaran sepenuhnya menggunakan slurry arang-air, kecekapan pembakaran melebihi 98%, manakala kecekapan ketuhar pula melebihi 89%. Ketuhar dapat beroperasi dengan stabil pada beban antara 40–100%, dan hasilnya sama seperti pembakaran minyak mentah. Ada kemajuan dalam proses pembakaran slurry arang batu di kawasan lombong. Slurri arang yang mempunyai kandungan abu yang tinggi (41–43%) digunakan untuk dijadikan bahan bakar bagi loji pembakaran berjenis rantai dengan kapasiti 10 tan/jam. Setelah beroperasi sebanyak 2008 jam, kecekapan haba ketuhar telah meningkat daripada 53.99% semasa pembakaran arang batu secara langsung, kepada 68% setelah menggunakan campuran lumpur arang batu. Kecekapan pembakaran pula meningkat daripada 63.7% kepada 79.01%. (III) Bed Aliran Berputar (CFBC): Teknologi CFBC di negara-negara asing sedang berkembang ke arah skala yang lebih besar. Kini, loji kuasa yang menggunakan ketuhar CFBC dengan kapasiti tertinggi (250MW, kadar penguapan 700 tan/jam) telah mula beroperasi di Perancis. Kecekapan ketuhar tersebut ialah 90.5%, manakala kadar penghapusan sulfur ialah 93%. Pelepasan gas Nox pula kurang daripada 250mg/Nm3. Negara kita kini sudah mempunyai kemampuan untuk mereka bentuk dan menghasilkan ketuhar jenis fluidized bed dengan kapasiti 75tan/jam ； Projek perintis loji stim 220t/h CFB yang dibangunkan sendiri dan projek loji stim katil berputar 410t/h yang diimport sedang dilaksanakan. Dalam kajian asas reka bentuk CFB, beberapa kemajuan juga telah dicapai; perisian reka bentuk khusus untuk loji berjenis bed bersirkulasi telah dibangunkan ； Kajian reka bentuk kejuruteraan untuk loji pemanasan semula berkapasiti 125MW, serta kajian dan reka bentuk untuk ketuhar jenis bed fluidized berkelajuan 75 t/h dan 130 t/h yang baharu. (IV) Kitaran Gabungan Gasifikasi Arang Batu Secara Keseluruhan (IGCC)
Kitaran gabungan gasifikasi arang batu untuk penghasilan tenaga (IGCC) merupakan teknologi penghasilan tenaga daripada arang batu yang efisien dan kurang mencemarkan alam sekitar. Teknologi ini bukan sahaja dapat memenuhi keperluan alam sekitar yang semakin ketat, malah kecekapan penghasilan tenaganya juga boleh mencapai lebih dari 45%. Ia berkemungkinan besar akan menjadi salah satu cara utama untuk menghasilkan tenaga daripada arang batu yang bersih pada abad ke-21. Projek perintis IGCC di Amerika Syarikat telah mencapai kemajuan yang ketara. Projek penyesuaian loji gasifikasi di stesen janakuasa Wabash River ini mempunyai kapasiti pengeluaran tenaga sebanyak 262 MW. Kecekapan pengeluaran tenaga yang direka ialah 38%, manakala kecekapan penghapusan sulfur pula melebihi 98%. Projek tersebut telah selesai menjalani ujian operasi komersialnya pada bulan November 1998. Loji IGCC milik Tampa Electric Company mempunyai kapasiti penjanaan tenaga sebanyak 250MW. Kecekapan penjanaan tenaga yang direka ialah 40%, manakala keberkesanan proses penghapusan sulfur pula melebihi 96%. Dijangkakan loji ini akan dapat beroperasi secara komersial pada bulan Oktober tahun 2001. Projek penjanaan tenaga IGCC Pinon Pine mempunyai kapasiti bekalan kuasa sebanyak 99MW, dengan kecekapan penjanaan tenaga yang direka pada tahap 40.7%. Dijangkakan projek ini akan dapat beroperasi secara komersial pada bulan Julai tahun 2000. Kajian terhadap teknologi utama IGCC di negara kita telah dimulakan, termasuk teknologi yang berkaitan dengan proses IGCC, gasifikasi arang batu, pembersihan gas, turbin gas, serta sistem penggunaan tenaga haba sisa. Dirancang untuk membina stesen kuasa demonstrasi sebesar 1GW di loji kuasa Yantai. (5) Gasifikasi arang batu: Teknologi gasifikasi arang batu merupakan teknologi penting untuk menukar arang batu menjadi bahan bakar. Teknologi ini digunakan secara meluas dalam bidang kimia, metalurgi, mesin, bahan binaan, serta sebagai bahan bakar untuk kegunaan domestik. Pada masa kini, jumlah arang batu yang digunakan untuk tujuan gasifikasi di seluruh negara adalah sekitar 60 juta tan setahun. Negara kita telah memperkenalkan beberapa teknologi gasifikasi berskala besar yang canggih, dan teknologi-teknologi tersebut kini sedang digunakan. Di negara kita, proses gasifikasi untuk syarikat-syarikat bersaiz sederhana dan kecil kebanyakannya menggunakan teknologi gasifikasi batu arang pada katil tetap. Teknologi ini sudah ketinggalan zaman, mempunyai kecekapan yang rendah, serta menyebabkan pencemaran yang teruk. Oleh itu, terdapat keperluan mendesak untuk melakukan peningkatan teknologi tersebut. Beberapa teknologi gasifikasi yang lebih canggih yang diperkenalkan juga mempunyai banyak masalah dari segi operasi yang stabil, penggunaan peralatan domestik, kos pelaburan, serta keberkesanan operasinya. Oleh itu, perlu dikembangkan teknologi gasifikasi moden yang memiliki hak cipta milik China, sesuai dengan keadaan negara, serta efisien dan bersih. Teknologi gasifikasi bawah tanah telah menunjukkan kemajuan tertentu dalam ujian gasifikasi gas sisa dari lombong arang batu. (6) Penyulingan arang batu: Penyulingan arang batu merupakan teknologi penting untuk mengubah arang batu menjadi bahan lain. Kajian kebolehlaksanaan untuk tiga projek perintis industri penghasilan minyak daripada arang batu secara langsung, yang dilaksanakan melalui kerjasama antara China-Jerman, China-Jepun, dan China-Amerika Syarikat, sedang dijalankan. Dalam kerjasama China-Jerman, arang batu berwarna coklat dari Yunnan digunakan untuk ujian dalam keadaan industri menggunakan peralatan yang dibangunkan oleh syarikat DMT di Jerman. Hasilnya, kadar penghasilan minyak yang diperoleh ialah 53% ； Ujian telah dijalankan ke atas katalis hidrogenasi jenis bed tetap di China. Hasilnya menunjukkan bahawa katalis tersebut sesuai digunakan dalam proses IGOR di Jerman ； Laporan kajian kebolehlaksanaan untuk kilang contoh telah siap. Di Jepun, ujian keadaan pelinciran langsung menggunakan arang Yilan dari China, katalis sulfida besi dari Xilin di China, serta katalis sulfida besi sintetik dari Jepun telah dijalankan pada unit berkapasiti 1 tan/hari. Kadar penghasilan minyak adalah antara 52% hingga 57%. Projek kajian kebolehlaksanaan penguraian arang batu Shenhua secara langsung oleh China dan Amerika Syarikat telah selesai fasa pertamanya. Di fasiliti ujian kecil milik syarikat HTI di Amerika Syarikat, arang batu Shenhua telah diuji dalam 6 keadaan yang berbeza. Dengan menggunakan teknologi HTI serta katalis GelCat, kadar penghasilan minyak mencapai 63% hingga 68% ； (7) Sel bahan api: Kementerian Sains dan Teknologi, dengan sokongan UNDP, sedang melaksanakan program perintis untuk bas yang menggunakan sel bahan api. (8) Teknologi pembersihan asap: Pada masa kini, terdapat lebih daripada 500 unit peralatan untuk mengurangkan kandungan sulfur dalam asap yang digunakan di seluruh dunia. Dan lebih daripada 90% daripadanya (berdasarkan kapasiti unit penjanaan tenaga) menggunakan proses desulfurisasi secara basah. Kaedah penyemburan berputar separa kering, serta penggunaan bahan penyerap di dalam tungku – proses desulfurisasi yang melibatkan penambahan kelembapan – sering digunakan di Eropah. Teknologi pembakaran dalam bed fluidisasi semakin mendapat perhatian kerana mampu mengawal penghasilan SO2 dan NOx dengan berkesan semasa proses pembakaran. Jepun telah menjalankan kajian eksperimen menggunakan serat arang aktif yang telah melalui rawatan haba pada permukaannya, untuk mengekstrak sulfur dan nitrogen daripada gas asap. Hasilnya sangat memuaskan. . Teknologi yang menggunakan ACF untuk membersihkan gas asap termasuk dalam kategori oksidasi separa kering. Kelebihannya ialah proses penghilangan sulfur dan nitrogen berlaku pada suhu bilik, dan bahan sampingan seperti asid sulfat, sulfat, serta asid nitrik, nitrat dapat dikumpulkan secara berterusan. Teknologi untuk mengurangkan kandungan sulfur dan nitrogen dalam asap dari ketuhar arang batu ini bukan sahaja mempunyai keberkesanan yang tinggi dalam proses pengurangan sulfur dan nitrogen, tetapi juga memerlukan penggunaan air yang sedikit. Selain itu, peralatan yang diperlukan juga mudah. Kini, kajian untuk penerapan teknologi ini sedang giat dijalankan. Dengan semakin teruknya pencemaran udara di negara kita, teknologi pembersihan asap semakin mendapat perhatian daripada pelbagai pihak dalam masyarakat. ““Projek Demonstrasi Penghapusan Sulfur Dari Asap menggunakan Sinar Elektron dalam Kerjasama China-Jepun” telah beroperasi selama 2400 jam secara keseluruhan. Pada 28 Mei 1998, projek ini telah lulus penilaian penyelesaian pembinaannya. Projek perintis ini digunakan untuk memproses asap sebanyak 300,000 m³/jam yang dihasilkan oleh ketuhar loji kuasa Chengdu yang berkapasiti 200MW. Ia merupakan sistem penghilangan sulfur menggunakan sinar elektron yang paling berkuasa di dunia setakat ini. Kadar penghapusan sulfur dan nitrogennya masing-masing melebihi nilai reka bentuk sebanyak 80% dan 10%. Semua petunjuk penggunaan tenaga semasa operasi juga berada di bawah nilai reka bentuk. Selain itu, proses gabungan penyemburan kalsium di dalam tungku dan pengaktifan melalui peningkatan kelembapan daripada syarikat IVO dari Finland, serta proses basah jenis aliran mendatar berkelajuan tinggi daripada syarikat Hitachi dari Jepun, sedang dilaksanakan. Terdapat teknologi yang sudah matang di peringkat antarabangsa yang mampu mengurangkan kandungan sulfur dengan kecekapan yang tinggi. Dengan memperkenalkan teknologi tersebut, ia dapat membantu kita dalam mengumpul pengalaman dalam reka bentuk, operasi, dan pengurusan peralatan. Namun, harga teknologi dan peralatan dari luar negara sangat mahal. Oleh itu, kita perlu mengembangkan dan menggunakan teknologi serta proses yang sesuai dengan keadaan ekonomi negara kita. Penyelidikan asas dalam teknologi pembersihan asap di dalam negara, serta teknologi pembersihan asap untuk ketuhar bersaiz kecil dan sederhana, juga telah mencapai kemajuan tertentu. Untuk meningkatkan keberkesanan bahan penyingkir sulfur dalam proses penyingkiran sulfur, garam dan alkali yang mudah menyerap kelembapan ditambahkan ke dalam Ca(OH)2. Atau, abu hasil pembakaran dan hidrat Ca(OH)2 boleh digunakan sebagai bahan penyerap ； Atau, arang aktif boleh digunakan sebagai bahan penyerap; kajian di makmal telah menghasilkan hasil yang memuaskan. Sistem penyingkiran habuk dan sulfur yang sesuai untuk ketuhar bersaiz sederhana dan kecil, serta proses penyingkiran habuk dan sulfur jenis “dual-click”, juga telah menunjukkan hasil yang memuaskan setakat ini. (9) Penggunaan serbuk arang batu secara menyeluruh: Fokus kajian dan penggunaan serbuk arang batu di negara kita adalah pada penggunaannya dalam kuantiti yang besar. Contohnya, ia digunakan dalam konkrit, pembinaan jambatan, empangan, lantai bangunan tinggi, serta struktur keselamatan loji tenaga nuklear. Projek Three Gorges yang sedang dibina dijangka akan menggunakan sebanyak 1.338 juta tan serbuk arang batu. Penggunaan yang lebih meluas adalah dalam pembinaan lebuh raya bertaraf tinggi. Teknologi ini sudah matang, dan digunakan dalam pembinaan lebuh raya di kawasan Shanghai-Nanjing, Beijing-Shenzhen, serta Beijing-Hebei. Abu arang batu juga digunakan untuk mengisi semula kawasan lombong, serta untuk memperbaiki kualiti tanah dalam pertanian. Dijangkakan pada tahun 2000, jumlah pelepasan abu arang batu di negara kita akan mencapai 160 juta tan. Oleh itu, usaha perlu ditingkatkan untuk memanfaatkan abu arang batu ini dengan lebih efektif, iaitu dengan memperluas skop penggunaannya, meningkatkan jumlahnya yang digunakan, serta meningkatkan kadar penggunaannya. (10) Penggunaan dan pembangunan gas batu arang
Penggalian dan pembangunan gas batu arang telah mencapai kemajuan yang ketara. Pada tahun 1998, sebanyak 11 telaga gas batu arang telah digali di kawasan Lembah Qinshui di Shanxi serta di kawasan Hegang di timur laut. Dari telaga Tunliu-003, Tunliu-006, dan Tunliu-007, aliran gas batu arang yang dihasilkan adalah sekitar 7000 m³, 10000 m³, dan lebih dari 16000 m³ sehari. Kawasan yang mengandungi gas batu arang ini meliputi kira-kira 550 kilometer persegi. Hasil penggalian menunjukkan bahawa kawasan tersebut mempunyai keadaan geologi yang sesuai untuk pembentukan ladang gas arang batu berskala besar. Di wilayah Jinan, 3 buah telaga telah dibina. Dari telaga yang diuji, ia mampu menghasilkan 7000 m3 minyak setiap hari. “Kerja kajian untuk projek “Penilaian Sumber Gas Batu Arang di China” sedang giat dijalankan. Kajian untuk empat kawasan iaitu Liupanshui, Greater North China, Three Rivers in Northeast China, dan Liaozhong telah selesai pada peringkat awal. Laporan keseluruhan mengenai kajian ini dijangka akan siap pada tahun 1999. Terdapat projek kerjasama untuk meneroka dan membangunkan gas arang batu di lima kawasan, iaitu Huaibei, Linxing, Sanjiao, Sanjiao Bei, dan Shilou. Projek ini dilaksanakan bersama tiga syarikat minyak terkemuka di Amerika Syarikat, iaitu TEXCO, PHILLIPS, dan ARCO. Keluasan keseluruhan lima kawasan kerjasama tersebut ialah 11,216.8 km2. Jumlah sumber gas arang batu yang dijangkakan pula ialah 653.5 bilion m3. Penggalian untuk 9 telaga gas arang batu telah selesai, dan data berkaitan gas arang batu yang berkualiti tinggi telah diperoleh.