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늟炉尾气利用新途径

来源:菲恩特A?-销售部  2016-08-16

密闭늟炉尾气利用新途径

 

摘要:密闭늟炉尾气具有成分复杂、净化难、热D高等特点。现有的利用Ҏ存在可选择的成熟技术少、限制条件多{问题。以q6万吨늟的电矛_ZQ进行了技术经分析,提出了具有分布式能源特征的密闭电石炉气利用途径?/span>

关键?/span>:늟炉尾?/span>,利用,늟行业

引言

目前Q我国每q生的늟炉尾气超q?/span>150?/span>m3。处|方式基本ؓ炉气直排或点火炬Q不仅浪费了大量能源Q也造成环境污染。国家对此十分重视,在《电矌业准入条Ӟ2007q修订)》中明确规定?/span>新徏늟生装置必须采用密闭式电石炉Q电石炉气必ȝ合利?/span>?/span>Q?/span>?/span>密闭式电矌|的炉气Q指CO气体Q必ȝ合利用,正常生时不允许炉气直排或点火炬?/span>?/span>

但由于电石炉气成分复杂Q净化提U难度大Q国内外目前可供选用的真正成熟可行且实现了工业化生的技术工艺很,因而电石炉气回收利用率一直很低。截?/span>2008q底Q全国电石炉气的利用量不?/span>15?/span>m3Q利用率不10Q。每q因此损q240万吨标准煤,同时排放U?/span>1200万吨二氧化碳?/span>90余万吨粉?/span>

研究开发经合理、工艺技术可行的늟炉尾气利用途径Q迫在眉睫?/span>

密闭늟炉尾气的主要成分及特?/span>

密闭늟炉具有焦耗及电耗低、装|易大型化、生产能力大、炉늨定、品质量好、炉气可全部回收利用{特点,是国安励发展的炉型。电石炉气的成分复杂,含有一氧化뀁氢气、甲烗乙炔、硫化物、磷化物、氰化物、煤焦a{十几种成分?/span>

׃늟炉尾气含量大、温度高、易析出焦a、易燃易爆、成分复杂、气体压力小Q因此对其输送、净化或是提U的隑ֺ都很大,回收利用较难?/span>

늟炉尾气的主要成分、参数如?/span>1?/span>

密闭늟炉尾气利用途径分析

密闭늟炉尾气现有的利用途径可分Z大类Q用做燃料或化工原料?/span>

2.1 用做气锅炉燃料

该技术将密闭늟炉的含尘气直接引入特别设计的余热锅炉燃烧,充分利用늟炉尾气的昄、可燃气体(CO+H2Q含?/span>80Q)的燃烧热和尾气中部分_尘的燃烧热来生产蒸汽。同旉过锅炉炉膛、烟道落灰斗重力沉降及特别设计的电除器对烟气进行除处理,辑ֈ늟炉尾气热能利用及q法除尘的双重目的?/span>

该技术y妙地避开了电石炉气难以净化的NQ采取先燃烧后除的ҎQ一台尾气锅炉系l集除尘、供汽、消除有毒有x染物于一体;늟炉出来的高温炉气l尾气锅炉煅烧后Q粉中的氰化物含量为零Q气体中的氰化物亦被完全分解。高温电石炉气不经冷却直接q入气锅炉燃烧Q其炉气昄、可燃气体的燃烧热以及尾气中炭粉的燃烧热都得C最大限度地利用Q克服了qӀ湿法除装|需先对炉气q行冷却Q易造成物理昄及除灰中炭燃烧热得不到利用的~点Q是目前较ؓ成功的技术,国内已有西安化工厂、湖南省湘维有限公司、陕西榆电阳光化工有限公司等多家企业采用此法?/span>
但该技术也存在一定的~点和局限性:一是锅炉的q行完全受电石炉q行的媄响,锅炉开停次数多Q运转率受限Q不能稳定供汽;二是需有蒸汽用P否则必须配套pȝ复杂、投资大、热效率?/span>20%?/span>25%的汽轮发甉|l?/span>

改进的方向是Q采用国内成熟的循环化床锅炉掺烧高炉和转炉煤气Q{炉煤气的主要成分也是COQ但发热值没有电石炉气高)技术,掺烧热量比例可达20%?/span>40%Q实现锅炉稳定运行和汽轮发电装置规模化?/span>

在有蒸汽用户的情况下Q可首选采用尾气锅炉回收利用密闭电石炉气的技术?/span>

2.2 用做늟生的热源燃?/span>

늟属高能耗品,其生产过E中的石灰烧制、焦炭干燥等都需要大量的热源。采用电石炉气做热源燃料,可就q利用电石炉气Q直接降低电矌耗,国内已有多家企业采用该技术?/span>

宜昌香溪化工有限公司采用自行开发的气q法净化技术,回收的尾气全部用于气烧石灰窑Q石灰再用于늟炉生产电矻I卌U了资源Q又保护了环境,实现了尾气^衡综合利用?/span>

青v东胜化工有限公司净化后的尾气通过输送管道引至焦炭烘q窑Q用于焦炭烘qԌ其余用于烧制石灰和职工生zd暖、洗等Q将25500KVA늟炉生的气全部予以利用?/span>

此种利用途径的缺点和局限性是Q电石炉气需先除净化,净化过E易产生二次污染Q目前,输送工艺、气烧石灰窑工艺本nq存在一些问题;净化后的尾气属高h值燃料,作ؓ普通燃料用太可惜?/span>

2.3 用做化工原料

一氧化x一U用途广泛的化工原料Q可以生产甲醇、甲酸、甲酸甲酯、碳怺甲酯、甲醛、聚甲醛{重要的一_工品?/span>

但密闭电石炉气作ؓ化工原料Q不仅需要除净化,而且需要提U。特别作为合成}、甲醇这些用触媒的化工生的原料,即是微量的杂质Q也可能D触媒中毒造成生无法q行Q密闭电石炉气的净化提U成了化工利用的最大技术障?/span>

化工生񔋹程ѝ技术难度大、投资较大,从经合理性来看,装置只有辑ֈ一定的规模才有效益。在没有成熟可靠的技术工艺和产业化示范装|的情况下,企业自然不愿冒这U风险。因而成功利用密闭电石炉气作ؓ化工原料的工E实例,屈指可数?/span>

 

 

2.3.1 生甲酸

天|一公司?/span>2005q成功开发出q湿两步法电石炉气净化制取甲酔R技术,q于2006q率先在׃力化工늟厂徏?/span>7万吨/q规模的甲酸钠生产线Q品质量达CU品标准Q一q即收回了全部投资?/span>

从装|运行一q多的情늜Q天z碳一公司的电石炉气净化制甲酸钠技术是比较成熟的,净化后能将炉气中的_尘含量?/span>200g/m3降至10mg/m3以下Q一氧化xU至90%以上Q保证了甲酸钠生产对一氧化纯度的要求?/span>

该技术是?/span>CO气体l空压机压羃到反应釜与烧合成而成Q生产工艺简单,没有触媒中毒问题Q对一氧化的U度要求不高Q可?/span>20%左右的液?/span>

存在的主要问题是Q在q气q入湿法脱尘pȝ后,炉气中的煤焦油与量D存的粉易堵塞道Q运行一D|间就要清理,比较ȝ?/span>

q套技术的最佳用对象是늟-PVC-氯碱一体化企业。因些企业的늟炉尾气净化合成甲酸后Q可以用企业自的烧反应生成甲酔RQ既能实现电石炉气的综合利用,又能地消化烧碱Q减M企业的烧销售压力和q输成本Qƈ能^衡和优化PVC-氯碱装置的工艺状c?/span>

对于单纯的电石生产企业,采用该技术会受到烧碱q输、规模效益、市场等因素的制U?/span>

2.3.2 生其他化工产品

 

Q?/span>1Q合成}

据报道,宁夏大地冉化工有限公司正在?/span>6万吨/q电石炉气生合成氨项目,是国家发改委定的国内首个电石炉气制合成}试点目。企业在原有?/span>25,500kVA늟炉全密闭全自动尾气废渣回收利用技术研I的基础上,通过对电石炉气CO安全输送、电石炉气q、增压与储存、高度CO气体的变换及q{技术研IӞ电石炉回收的尾气{化ؓ化工U?/span>CO原料气,再用CO原料气生产合成}。但目前未见投产报道?/span>

 

Q?/span>2Q合成甲醇、二甲醚

一步法合成二甲醚是合成气通过既有合成甲醇功能又有脱水功能的双功能催化剂,在催化剂的协同作用下合成二甲醚。其反应式如下:

COQ?/span>2H2→CH3OH
2CH3OH→CH3OCH3
Q?/span>H2O
副反应:COQ?/span>H2O→CO2Q?/span>H2

늟炉尾气可通过部分CO转换获得{摩的H2Q在5MPa?/span>250?/span>和双功能催化剂作用下一步气固相合成二甲醚,l精馏得到高U度产品?/span>

但该法目前还处于工业性试验阶D,无大规模工业装|投入运行?/span>

MQ目前国内外密闭늟炉尾气做化工原料的成熟技术还很少?/span>

 

3.密闭늟炉尾气的监测

目前国内针对密闭늟炉尾气的在线监测日趋重视Q?strong>陕西菲恩特A器科技有限公司生?strong>FN-6800型电石炉气分析pȝ采用PLC控制自动采样及反吹,可无人值守长期q行?/span>

 

늟生工艺点及选型

 

序号

点位置

量l分

用?/span>

分析仪选型

取样探头

pȝ型号名称

1

늟炉净化装|出?/span>

O2:0?% 

COQ??00%

CO2Q??0%

H2Q??0%

CH4Q??%

安全控制

FN311C氧分析A

FN316CU外分析?/span>

FN312C氢分析A

FN-CYQ01中温探头

FN-6800늟炉尾气分析系l?/span>

2

石灰H废气出?/span>

O2:0?5%

COQ??%

CO2Q??5%

燃烧优化控制

FN311C氧分析A

FN316CU外分析?/span>

FN316C热gA

FN-CYQ01中温探头

 

密闭늟炉尾气利用新途径

能源生和供应Ş式多样化已经成ؓ必然发展势Q分布式能源是提高能源有效利用率、保护环境的有效途径Q已受到世界各国的高度重视ƈ得到q泛应用?/span>

净化后的电石炉气Q作为燃气内燃机发电的燃料,h典型的分布式能源特征Q可大可,附加值高Q技术成熟可靠?/span>

3.1 燃气内燃机发电原?/span>

1876q_德国商h兼机械师奥托发明了hcȝ一C煤气为燃料的四冲E内燃机Q经q?/span>10q的不断改进Qd国的另一个机械师?/span>奔驰汽R之父?/span>戴姆?/span>·本茨才将q种四冲E发动机改进为汽油发动机Q直?/span>1895q_狄塞才发明出柴Ҏ?/span>

燃气内燃机的工作原理基本与汽车发动机无异Q由于内燃机气内的核心区域工作温度可以辑ֈ1400?/span>Q因而其工作效率大大过了蒸汽轮机和燃气轮机。燃气内燃机的发甉|率通常?/span>30Q~40Q之_比较常见的机型一般可以达?/span>35Q。加上余热利用,ȝ늟炉尾气能量利用率可达80%以上?/span>

3.2 燃气内燃机发电工艺流E?/span>

燃气内燃机发늳l分Z大部分,늟炉尾气预处理pȝ、发늳l、外部配套系l。具体包括电石炉气净化、冷却水循环、发电和输配c余热利用装|、厂房土建等。其工艺程如下图:

 

3.3 燃气内燃机发甉|资估?/span>

以某늟厂每q生?/span>6万吨늟ZQ每吨电石?/span>400m3Q年产气?/span>2400?/span>m3Q小时气量2740m3?/span>1m3늟炉尾气热值约?/span>2400大卡左右Q?/span>1m3气能?/span>1度电左右。上q气量用于发电,可装机容量达2740kWQ采?/span>6?/span>CEG500-CC늟气发电机组Q按q发甉|?/span>7500时计算Q年发电量可?/span>2055?/span>kW·h以上。机l发出的电压?/span>400VQ发电输Z用户的变压器低压端ƈ入内部电|,可减用户从市网的用电量Q发电自动ƈ|。主要投资内容及投资估算如表2所C?/span>

3.4 投资分析

Q?/span>1Q年发电量:发电装机定w2740kWQ年发电旉7500时Q年发电?/span>2055?/span>kW·h?/span>

Q?/span>2Q运行成本:包括人工、机沏V维修及配g、消耗g、管理、不可预等费用Q折合单位发甉|本ؓ0.03?/span>/kW·h。则q运行成本费用ؓ=2055?/span>kW·h×0.03?/span>/kW·h=61.65万元?/span>

Q?/span>3Q年发电收益Q发는h用电电h0.55?/span>/kW·h计算Q年发电收益=q发甉|量×发电电h=2055?/span>kW·h×0.55?/span>/kW·h=1130.25万元?/span>

Q?/span>4Q经效益:q收?/span>=1130.25万元Q?/span>61.65万元=1068.6万元?/span>

Q?/span>5Q投资回收期Q?/span>877.1万元÷1068.6万元=0.82q_U?/span>10个月Q?/span>

l论与徏?/span>

Q?/span>1Q电石炉气作ؓ燃气内燃机燃料,h显著的分布式能源特征Q模块式设计可大可小Q投资灵z,技术成熟可靠,能源利用效率高,投资回收期短。主要品ؓ电,无市场风险。特别适合我国늟生企业多、分布广的国情?/span>

Q?/span>2Q徏议有关部门在《电矌业准入条Ӟ2007q修订)》的基础上,制定相应的鼓励政{,促进늟炉尾气的利用Q推q电矌业的节能减排工作?/span>

 

 

늟炉尾气的应用.docx  点击下蝲