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    工業領域煤炭清潔高效利用21種技術

       日期:2018-08-07     來源:能源    瀏覽:31    

      1工業鍋爐煙氣余熱利用技術

      技術內容:根據鍋爐類型和用戶需求,采用尾部節能裝置回收煙氣余熱,并采用強化傳熱技術和耐腐蝕技術提高換熱能力和耐腐蝕性。

      適用范圍:工業生產用蒸汽、熱水系統

      適用條件:適用于排煙溫度高于120度的工業鍋爐回收煙氣余熱。

      投資估算:一臺35噸工業鍋爐,總投資約60萬。

      節能減排效果:排煙溫度每降低15度,效率增加1%。燃氣工業鍋爐效率可提高5~10個百分點,投資回收期0.5年~1年。燃煤工業鍋爐效率可提高3個百分點,投資回收期2年。

      2焦爐煤氣制甲醇技術

      技術內容:以焦爐煤氣和補炭氣(高爐、轉爐煤氣等)為原料,進行加壓混合(單一焦爐煤氣不需要)、精脫硫、加熱加氧轉化、生成合成氣,再將其加壓加熱合成粗甲醇,經氣液分離、洗滌、精餾等,得到甲醇產品。

      適用范圍:年產焦炭150萬噸及以上獨立焦化企業或鋼鐵聯合企業內焦化分廠。

      適用條件:焦爐煤氣H2S含量≤250mg/Nm3,富余焦爐煤氣量≥3.4萬Nm3/h。

      投資估算:150萬噸獨立焦化企業富余焦爐煤氣生產甲醇需要投資3.2億元。

      節能減排效果:單位焦爐煤氣減排二氧化硫300mg/m3。

      3焦爐煤氣高效發電技術

      技術內容:以焦爐煤氣作為熱源生產高溫超高壓蒸汽帶動汽輪機發電和采用加壓焦爐煤氣與空氣混合后進入燃燒室燃燒,產生高溫、高壓燃氣通過透平機帶動發電機組發電,高溫廢氣進入余熱鍋爐,產生蒸汽后進入蒸汽輪機帶動發電機組發電。

      適用范圍:年產焦炭200萬噸及以上獨立焦化企業或鋼鐵聯合企業內焦化分廠。

      適用條件:焦爐煤氣H2S含量≤250mg/Nm3,富余焦爐煤氣量≥4.5萬Nm3/h。

      投資估算:200萬噸獨立焦化企業采用高溫超高壓蒸汽發電,需投資3.8億元。采用燃氣輪機發電(CCPP)需投資4.5億元。

      節能減排效果:比現有中溫中壓蒸汽發電效率提高20%以上,每立方焦爐煤氣多發電0.5kWh。

      4焦爐煤氣制合成氨技術

      技術內容:以焦爐煤氣為原料,經變換冷卻、凈化(低溫甲醇洗)、液氮洗精制、壓縮機及高壓合成,生產合成氨的技術。

      適用范圍:焦炭生產規模200萬噸及以上獨立焦化企業或鋼鐵聯合企業內焦化分廠。

      適用條件:焦爐煤氣H2S含量≤250mg/Nm3,富余焦爐煤氣量≥4.5萬Nm3/h。

      投資估算:200萬噸獨立焦化企業富余焦爐煤氣生產合成氨需要投資4億元。

      節能減排效果:單位焦爐煤氣減排二氧化硫250mg/m3。

      5合成氣無循環兩段甲烷化制合成天然氣技術

      技術內容:將煤氣化制得的合成氣通過脫硫脫碳后,無循環分兩段進行甲烷化反應。第一段為配氣甲烷化段,通過逐級配氣調節CO濃度,控制反應溫度在750℃以下,一段出口CO轉化率87%;第二段為補充甲烷化段,通過反應平衡逐級降溫完成CO的完全甲烷化,CO轉化率大于99%。甲烷化采用絕熱軸徑向甲烷化反應器。

      適用范圍:煤制天然氣或合成氣制備行業的甲烷化工序

      適用條件:規模20億Nm3/年以上的天然氣裝置

      投資估算:以40億Nm3/年合成天然氣裝置為例,投資為12億元,較傳統流程降低20%

      節能減排效果:以20億Nm3/年天然氣裝置為例,每年節能標煤14276.9噸,每年可以減排粉塵、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物分別為9708.3噸、35585.2噸、1070.8噸、535.4噸。

      6粉煤氣流床加壓氣化技術

      技術內容:碎煤、石灰石在磨煤機內磨成煤粉,并由高溫惰性氣體烘干。采用鎖斗來完成粉煤的加壓和輸送,煤粉經三路進入氣化爐燒嘴的三個粉煤管。氧氣經預熱器加熱后先在混合氣內與一定量的蒸汽混合,然后按一定的比例進入燒嘴。煤粉在爐膛內高溫部分氧化反應,生成的合成氣主要成分為CO和H2。在激冷室,合成氣被急冷,熔渣迅速固化。從氣化爐急冷室和合成氣洗滌塔底部來的灰水通過渣水處理系統回收熱量、去除不凝氣和固體顆粒,泵回氣化系統重復使用。

      適用范圍:適用于煤化工裝置或IGCC發電裝置。

      適用條件:煤種適應性較廣,但需要對多種類型的煤進行配燒,調節固定碳、灰分、灰熔點在適當的范圍。

      投資估算:20萬t/年合成氨氣化島單位投資1000元/噸合成氨氨。

      節能減排效果:冷煤氣效率在83%以上,對合成氣中的污染物硫成分回收成單質硫磺或硫酸,廢液處理后回收利用,廢氣經回收處理后優于達標排放。

      7粉煤氣流床常(低)壓氣氣化技術

      技術內容:采用粉煤常壓或低壓氣化技術,磨煤系統來的粉煤由氮氣或二氧化碳作為輸送介質送至氣化爐;與氣化劑(蒸汽和富氧空氣或純氧)在氣化爐內進行部分氧化還原反應,生成的合成氣主要成分為CO和H2。氣化反應中產生的渣以液態的形式向下流入渣池。生成的粗合成氣余熱回收、除塵、脫硫后供給用戶使用。

      適用范圍:連續生產企業大量使用氣體燃料的工業行業使用煤炭熱值大于5000kcal。

      適用條件:單套裝置產氣能力介于10~40KNm3/h;

      投資估算:每10KNm3/h產氣能力投資介于2000萬~2500萬元。年耗煤100萬噸燃料的建材工業園區新建統一的煤制清潔煤氣中心,配套硫回收裝置,實現集中式制氣和供氣,投資約8~10億元。

      節能減排效果:系統碳轉化率達97%以上,較固定床水煤氣技術高15%以上、節約用煤超過15%,無酚氰廢水產生,出口煤氣粉塵含量小于10mg/Nm3;煤氣中H2S含量低于20mg/Nm3。

      8循環流化床煤氣化技術

      技術內容:本技術由循環流化床(CFBC)燃燒技術發展而來,煤經破碎篩分送入氣化爐底部,與氣化劑反應生成濕煤氣、粗渣和飛灰。濕煤氣攜帶部分飛灰從氣化爐頂部進入高溫旋風分離器,進入高溫換熱器與氣化劑換熱后再經過余熱回收器與來自汽包的軟水進一步換熱,經過除塵、降溫、脫硫后經加壓機送用戶使用。

      適用范圍:需要氣體燃料的工業行業

      適用條件:使用燃料熱值大于5200kcal。

      投資估算:單套裝置產氣能力介于20~40KNm3/h;每10KNm3/h產氣能力投資介于1500~2000萬元;年耗煤100萬噸燃料的建材工業園區新建統一的煤制清潔煤氣中心,配套硫回收裝置,實現集中式制氣和供氣,投資約6~8億元。

      節能減排效果:系統碳綜合轉化率超過95%,較固定床水煤氣技術高15%以上、節約用煤超過15%,無酚氰廢水產生,出口煤氣粉塵含量小于10mg/Nm3;煤氣中H2S含量低于20mg/Nm3,冷煤氣效率超過85%。

      9多噴嘴對置式水煤漿氣化技術

      技術內容:水煤漿經隔膜泵加壓,通過四個對稱布置在氣化爐中上部同一水平面的工藝噴嘴,與氧氣一起對噴進入氣化爐進行氣化反應。氣化爐的流場結構由射流區、撞擊區、撞擊流股、回流區、折返流區和管流區組成,通過噴嘴對置、優化爐型結構及尺寸,在爐內形成撞擊流,強化混合和傳質傳遞過程,形成爐內合理的流場結構,達到良好的工藝與工程效果。

      適用范圍:適用于煤化工裝置、IGCC發電裝置。

      適用條件:適宜長焰煙煤,單爐最大處理能力3000噸/天。

      投資估算:45萬噸/年合成氨氣化島(一開一備)單位投資900元/噸合成氨。

      節能減排效果:碳轉化率達99%,有效氣成分高于80%,煤炭能量利用率達98%。

      10水煤漿水冷壁氣化技術

      技術內容:通過熱能和化工的結合,突破了現有水煤漿+耐火磚保護和干粉+水冷壁的傳統概念,實現了新的水煤漿+水冷壁氣化工藝。徹底解決了現有耐火磚氣化爐的煤種灰熔點限制問題,采用了點火預熱和工藝燒嘴組合噴嘴,冷態啟動時間不到現有耐火磚氣化爐的十分之一,啟動迅速靈活;噴嘴使用壽命長,單爐可用率達8000小時/年。

      適用范圍:適用于以CO和H2為主的合成氣生產裝置。也可以作為燃料氣和還原氣。

      適用條件:適用于褐煤、煙煤到無煙煤全煤階的水煤漿氣化工業,要求原料煤成漿濃度≥50%,干基灰分≤20%。

      投資估算:新建一條處理煤2000噸(干煤)/天的生產線,總投資約1.5億元。

      節能減排效果:新建一條處理煤2000噸(干煤)/天生產線,與現有同類裝置相比,每年節能約11000tce,減排二氧化碳約28000噸,減排氮氧化物約130噸,減排硫化物約100噸,減少灰渣排放1800噸。

      11新型高效煤粉鍋爐系統技術

      技術內容:新型高效煤粉鍋爐系統采用煤粉集中制備、精密供粉、空氣分級燃燒、爐內脫硫、鍋殼(或水管)式鍋爐換熱、高效布袋除塵、煙氣脫硫和全過程自動控制等先進技術,實現了燃煤鍋爐的高效運行和潔凈排放。

      適用范圍:煤炭行業生產用蒸汽、供暖。

      適用條件:適宜燃燒優質褐煤、長焰煤,無煙煤、貧煤及一般煙煤均不適宜。

      投資估算:單位投資35萬元/t/h。

      節能減排效果:煤粉燃盡率98%以上,熱效率88%以上,與傳統工業鍋爐相比,節能35%以上。凈化處理后,外排的煙氣含塵低于25mg/Nm3、二氧化硫低于100mg/Nm3、氮氧化物低于150mg/Nm3。

      12大功率可調節等離子點火技術

      技術內容:采用航天大功率可調節等離子噴槍,噴槍輸出功率100~500kW,解決貧煤的點燃問題;陰極使用壽命提高到200小時,不僅可以點火,也可以在煤品變化時進行穩燃、助燃,真正實現無油點火、助燃;噴槍功率大小可隨時調節,有效降低能耗,提高設備使用壽命;先進的IGBT晶體管整流和高頻起弧裝置,大幅度提高整流功率因數與起弧成功率;優化流場設計的點火煤粉燃燒器,保證點火燃燒的穩定性與可靠性。

      適用范圍:210-3000噸/小時工業煤粉鍋爐

      適用條件:適宜燃煤鍋爐采用褐煤、煙煤、貧煤等煤種。

      投資估算:1097噸/小時及其以下燃煤鍋爐費用為350萬元;1097-3000噸/小時燃煤鍋爐費用為350-700萬元

      節能減排效果:每次起停1097噸/小時燃煤鍋爐、2100噸/小時燃煤鍋爐、3000噸/小時燃煤鍋爐可以減排粉塵分別為43.6噸、62.3噸、93.5噸,減排硫化物分別為4.3噸、6.14噸、9.2噸;節油分別為100噸、180噸、260噸,形成可觀的經濟效益。

      13蓄熱式電石生產新工藝

      技術內容:以中低階煤炭和生石灰為原料,采用蓄熱式旋轉床熱解——熱裝電石爐雙聯工藝生產電石,原料適應性廣,系統能耗低,副產高附加值的油氣資源。

      適用范圍:電石行業

      適用條件:適用于密閉式電石爐,入爐原料要求:空干基碳材固定碳≥81%,石灰氧化鈣含量≥90%

      投資估算:新建一條年產10萬噸電石生產線投資約1.8億元;改造一條年產電石10萬噸的生產線投資1.2億元

      節能減排效果:實現碳材和生石灰原料100%利用,噸電石節電量≥400kwh;以年產10萬噸電石生產線為例,年節能約16000噸標煤,減排二氧化碳約38400噸,減排氮氧化物約112噸,減排二氧化硫約384噸。

      14中低階煤炭分質梯級利用新技術

      技術內容:以揮發分高、直接利用難度大的低變質煤為原料,采用無熱載體蓄熱式旋轉床煤熱解技術,通過熱解提質提取其中的油氣資源,生產高附加值的氣體和液體燃料,剩余的固體產品提質煤可作為燃料或優質煤化工原料。本技術采用蓄熱式燃燒——輻射管加熱技術,熱效率高達90%以上;無熱載體,油氣品質純、質量好;旋轉床關鍵技術成熟,易實現單爐能力擴大,單臺裝備處理量可達100萬噸/年。

      適用范圍:煤化工行業

      適用條件:褐煤和高揮發分煙煤

      投資估算:新建單系列年處理煤100萬噸(干煤)生產線投資約5.8億元

      節能減排效果:新建單系列年處理煤100萬噸(干煤)生產線,與現有同類裝置相比,每年節能約127200噸標煤,減排二氧化碳約305280噸,減排氮氧化物約890噸,減排二氧化硫約3053噸,減少水耗約120000噸。

      15多通道噴煤燃燒技術

      技術內容:利用大速差原理和濃縮燃燒技術,采用多通道、大推力的燃燒器。

      適用范圍:建材(水泥)、冶金、有色行業大中型回轉窯新建或改造,尤其適用于水泥行業。

      適用條件:燃料為一般普通煙煤、熱值大于4500kcal煤。

      投資估算:改造單臺5500t/d(2500t/d)水泥回轉窯需要總投資80(60)萬元。

      節能減排效果:改造單臺5500t/d(2500t/d)水泥回轉窯,年節能量1300(600)tce。

      16富氧燃燒技術

      技術內容:用富氧代替空氣助燃,可改善產品質量、降低能耗、減少污染

      適用范圍:建材、輕工等行業工業窯爐(以浮法玻璃熔窯為例)

      適用條件:500t/d浮法窯

      投資估算:100萬元

      節能減排效果:節能3-5%,年節約1000t重油。

      17解耦燃燒技術

      技術內容:該燃燒方式可有效抑制氮氧化物的生成,是一種在燃燒過程中減少污染物的清潔燃燒技術。通過控制燃料中的硫含量以及抑制燃燒過程中的氮氧化物生成,實現整個燃燒過程的清潔化。煤炭燃料定時加入解耦燃燒爐,燃燒氧氣經一次風和二次風送入爐內,燃燒煙氣熱量加熱窯爐物料或鍋爐水,煙氣熱量被利用,然后煙氣進入脫硫除塵凈化,達到燃氣鍋爐燃燒排放標準后,最終排入大氣。

      適用范圍:市政用鍋爐、中小工業鍋爐、工業窯爐。

      適用條件:不能使用原煤作為燃料,所用的燃料是專用的煤基清潔固體成型燃料(俗稱蘭炭)。

      投資估算:一臺年耗10萬噸標準煤的鍋爐,總投資2000萬元。

      節能減排效果:燃燒過程生成的氮氧化物煙氣中的濃度低于200mg/Nm3,二氧化硫在煙氣中的濃度低于100mg/Nm3,以及煙氣粉塵濃度均達到天然氣鍋爐標準;燃燒效率99%以上、鍋爐熱效率超過90%,達到天然氣鍋爐標準。

      18焦爐煤氣制天然氣技術

      技術內容:以焦爐煤氣為原料,經加壓預處理、精脫硫凈化氣,在甲烷化反應器中進行合成反應生成甲烷,得到天然氣(SNG),通過深冷分離,得到液化天然氣或冷卻脫水、壓縮,得到壓縮天然氣。

      適用范圍:年產焦炭100萬噸及以上獨立焦化企業或鋼鐵聯合企業內焦化分廠。

      適用條件:焦爐煤氣H2S含量≤250mg/Nm3,富余焦爐煤氣量≥2.28萬Nm3/h。

      投資估算:100萬噸獨立焦化企業富余焦爐煤氣生產天然氣需要建設投資2.5億元。

      節能減排效果:單位焦爐煤氣減排二氧化硫300mg/m3。

      19工業鍋爐控制系統技術

      技術內容:按負荷要求,實時調節給煤量、給水量、鼓風量和引風量,實施燃燒自動調節,包括電動機的變頻調速,裝設煙氣氧量監測儀表,配以先進的調風裝置,大幅提高燃燒效率。

      適用范圍:工業鍋爐

      適用條件:適用于燃煤鍋爐節能改造

      投資估算:一臺10噸燃煤工業鍋爐,總投資約20萬。

      節能減排效果:提高效率2~5百分點,投資回收期一般2~3年

      20液烴汽化技術

      技術內容:將常壓液態的輕烴油分子瞬間震蕩成為微小活潑的汽態油分子,變成可燃氣體,并以低壓安全的穩定輸出,在管道輸不到的場所用于終端設備。

      適用范圍:需要氣體燃料的工業行業。

      適用條件:原料(如油氣伴生副產品)的價格關系到本技術的經濟性

      投資估算:投資估算:供應240萬大卡燃料,需投資100萬元

      節能減排效果:燃燒效率達90%以上。因氣體油分子小能夠完全燃燒,大幅減低空氣污染。

      21太陽能中溫集熱技術

      技術內容:通過高效太陽能中溫集熱技術、太陽能中溫利用熱源技術、多能互補的太陽能中溫利用集成技術及多參數耦合優化、太陽能中溫利用集成系統控制技術、太陽能系統熱能輸配管網優化技術實現太陽能中溫熱的回收利用。

      適用范圍:紡織、印染、食品等行業。

      適用條件:適用于太陽能資源豐富地區、具有安裝集熱器的場地條件

      投資估算:集熱器單位投資3000元/m2

      節能減排效果:能夠回收80-250℃熱能替代工業用熱等領域的燃煤消耗。

     
    標簽: 煤炭清潔
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