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超洁净煤技术工艺过程是在特定压力和温度条件下,通过多个化学反应、采用不同的化学品配方对洗精煤中的矿物质灰分分离,生产出UCC产品,使用的主要化学品有硫酸、苛性钠等。其简化生产流程为输入灰分低于20%的烟煤原煤,粉碎成为粒径小于1毫米的煤粉,在180摄氏度至220摄氏度温度下进行化学清洗,再经过中和,形成灰分低于1%、粒径小于1毫米的微粉超洁净煤。
来存良介绍说,只要是动力煤,就都可以进行超洁净煤转化。
据了解,经过微粉化处理后的UCC被称为超低灰精制煤(UCC-MRC)。UCC-MRC与水和添加剂按比例混合后,可生产出UCC-MRC燃液。从外观上看,它和原油相似,可以替代柴油,直接用作柴油发动机的燃料。
UCC-MRC燃液在排放数据上优于柴油:就一氧化碳排放而言,UCC微粉化精制煤液是350ppm(ppm为百万分率),柴油是500ppm;就一氧化氮排放而言,UCC微粉化精制煤液是670ppm,柴油是700ppm;就氮氧化物排放而言,UCC微粉化精制煤液是700ppm,而柴油则是750ppm。
直喷式燃煤发动机(DICE)是以UCC-MRC燃液替代柴油燃料的柴油发动机,通过注入式喷嘴,喷射到发动机气缸内进行燃烧。
2013年,澳大利亚在世界最大的柴油发动机制造商德国MAN公司和CSIRO的牵头下成立了一个直喷式燃煤发动机研发组织,合作研究开发DICE。
由于UCC-MRC燃液的磨蚀性,要求输送和喷射系统需要具有非常好的耐磨性,同时要防止喷注系统的堵塞。2013年,UCC能源公司在普通柴油发动机燃料喷射技术的基础上,采用经过改造的液压驱动电子泵喷嘴技术(HEUI),同时利用高加压润滑油带动柱塞、给燃液喷射加压等手段,克服了燃液堵塞、运行时间短等难题。
能否带来行业“春天”?
兖矿集团董事长、党委书记李希勇表示,“兖矿将加快推进超洁净煤技术放大与商业化开发,力争成为世界和我国煤炭行业高效清洁利用的先行者和领导者”。
2013年, UCC能源公司与CSIRO签署了100小时发动机测试UCC-MRC燃液的协议。100小时发动机测试通常被业界认为是一种标准测试程序基准,侧视数据用以评估UCC-MRC和DICE技术。
2014年2月到4月,兖煤澳洲成功使用UCC-MRC燃液进行了100小时发动机测试运行。测试结果显示——
UCC-MRC燃液非常稳定,发动机停止运行几天后,燃液无需搅拌可重新使用。并且测试期间,燃液的燃烧性能非常稳定,没有发现发动机油缸因为煤灰而造成缸体内污染,油缸内也没有发现灰垢。
用UCC-MRC燃液作燃料,现有市场上的柴油发动机只要改进注喷液系统即可使用,无需进行重新设计。
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