預熱燃燒技術讓低階煤利用清潔高效

本報記者 李大慶

呂清剛研究煤燃燒技術是從2004年開始的。當時，這個中科院工程熱物理所的研究員，提出了煤炭的預熱燃燒技術。就此他在實驗室里開始了無休止的試驗。

在煤炭領域，有一種低階煤，就是煤化程度較低的煤。低階煤儲量巨大，約佔煤炭探明儲量的一半以上。低階煤通過熱解工藝廉價地得到油氣，殘留物是熱解半焦。由低階煤熱解產生的半焦燃燒有三個難點，一是點火難，就是要想把煤燒起來，必須將其放入已經加熱到300多攝氏度的爐膛里，相當於在家裡煤燒時，要用紙或木柴燒到一定溫度再放進煤；二是提高燃盡率難，想把煤燒乾凈不易，我們平時看見的濃煙滾滾正是燃燒不充分的表現；三是降低氮氧化物的排放難。可以說，實現熱解半焦的清潔高效燃燒利用，已成為制約低階煤分級轉化的技術瓶頸。

呂清剛發現了傳統燃燒的矛盾之處：燃煤過程是煤和空氣一起燃燒的過程，低階煤只有燒到1500攝氏度時才能燒盡，但此時空氣中的氮氣就會變為氣體污染物——氮氧化物排放出來了。如果降低燃燒溫度倒是可以控制氮氧化物的排放，但燃煤又不充分，經濟性又差了。

呂清剛另闢蹊徑。他於2004年提出了全新的預熱燃燒技術，就是在煤燃燒前先進行預熱處理，在燃燒器里加熱到800—900攝氏度，然後再送進爐中。這樣只需1100攝氏度就能把熱解半焦燃盡，氮氧化物的排放也由傳統的400—500毫克/標立方降為100毫克左右/ 標立方。

實驗室里技術走通了，但沒有企業願意投錢。剛好，2011年中科院啟動了戰略性先導科技專項。他的研究被列入低階煤清潔高效梯級利用關鍵技術與示範項目。

在專項的支持下，呂清剛的技術日漸成熟，並完成了中試，目前正在廣西和山東做工程技術示範。他的研究還被列入國家重點研發計劃「煤炭清潔高效利用和新型節能技術重點專項」。（科技日報北京6月8日電） 圖片來自網路

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