我国成功研发了燃煤锅炉混氨燃烧技术

  • 2022-01-25 15:31
  • 科技日报

1月24日,国家能源集团在北京召开技术会议,正式发布燃煤锅炉混氨燃烧技术。近日,该技术顺利通过中国电机工程学会、中国石油化工联合会组织的技术评审。

专家一致认为,该技术在40 MW燃煤锅炉中实现35%的混氨燃烧热,在国际上尚属首次。该项目为我国燃煤机组实现二氧化碳减排提供了可行的技术发展方向,对我国二氧化碳排放峰值实现碳中和目标具有重大推动作用。建议在较大容量煤粉锅炉上进行工业示范。

燃煤发电的二氧化碳排放量巨大,目前约占中国二氧化碳排放总量的34%。因此,减少燃煤发电的二氧化碳排放是中国成功实现二氧化碳排放峰值碳中和目标的关键。

与氢气相比,氨具有更高的体积能量密度、更低的单位储能成本、成熟的大规模储运基础设施和技术,是极具发展潜力的清洁能源载体和低碳燃料。

国家能源集团所属烟台龙源电力科技有限公司(以下简称龙源科技)相关负责人表示,考虑到目前可再生能源生产氨的能力有限,短期内无法完全替代煤炭,因此,在锅炉中掺氨掺煤是降低燃煤机组二氧化碳排放较为可行的技术发展方向。

但目前全球对氨作为低碳燃料的研究还处于起步阶段,都集中在小规模的实验室研究上,氨作为低碳燃料大规模使用的可行性还没有在工业规模下得到验证。

国家能源集团通过混氨与煤燃烧机理的实验研究和40 MW燃煤锅炉混氨燃烧的工业性实验研究,验证了燃煤锅炉混氨燃烧的可行性,开发了燃煤锅炉混氨燃烧技术,为我国燃煤机组未来实现大幅碳减排探索了有效的技术路径,将有力支持我国二氧化碳排放峰值碳中和目标的顺利实现。

“该技术成果首次实现了混氨燃烧在掺烧比为35%的40 MW燃煤锅炉上的工业应用,研制了灵活可调的混氨低氮煤粉燃烧器,并配备了多变量可调供氨系统,完成了混氨-煤燃烧技术的整体研究,为混氨燃烧系统在高等级燃煤锅炉上的工业应用提供了基础数据和技术方案。”龙源科技负责人说。

初步研究表明,燃煤锅炉掺氨燃烧对机组运行影响不大,燃料燃尽和NOx排放均优于燃煤工况,说明现有燃煤机组只需对掺氨燃烧系统进行改造,锅炉主体结构和受热面即可实现掺氨燃烧,达到大幅降低二氧化碳排放的目的。

专家组认为,这一技术成果将改变传统高碳排放的燃煤发电模式,逐步实现化石燃料替代,大幅降低燃煤机组碳排放,为我国未来燃煤机组实现显著碳减排探索出一条有效的技术路径,为推动我国化石能源高效、清洁、高效利用,实现国家“双碳”目标提供强有力的技术支撑。

中国工程院院士黄其励介绍,该项目第一完成单位龙源科技自主研发的等离子点火稳燃技术通过技术鉴定,在全国迅速推广,节约了大量锅炉点火和低负荷稳燃。

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