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煤科學、煤化工,、煤環(huán)保 前言 節(jié)能環(huán)保是現(xiàn)在化工行業(yè)的的發(fā)展趨勢,，也是發(fā)展化工技術的核心要求。其中的新型煤化工更需要利用新技術,，減少資源浪費,，為煤化的發(fā)展保駕護航。 1,、工業(yè)鍋爐煙氣余熱利用技術  技術內容：根據(jù)鍋爐類型和用戶需求,，采用尾部節(jié)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(yè)生產用蒸汽,、熱水系統(tǒng),。 適用條件：適用于排煙溫度高于120度的工業(yè)鍋爐回收煙氣余熱。 投資估算：一臺35噸工業(yè)鍋爐,，總投資約60萬,。 節(jié)能減排效果：排煙溫度每降低15度，效率增加1%,。燃氣工業(yè)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(yè)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(jīng)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(yè)或鋼鐵聯(lián)合企業(yè)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(yè)富余焦爐煤氣生產甲醇需要投資3.2億元。 節(jié)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(fā)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(fā)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(fā)電機組發(fā)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(fā)電機組發(fā)電,。 適用范圍：年產焦炭200萬噸及以上獨立焦化企業(yè)或鋼鐵聯(lián)合企業(yè)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(yè)采用高溫超高壓蒸汽發(fā)電,，需投資3.8億元。采用燃氣輪機發(fā)電（CCPP）需投資4.5億元。 節(jié)能減排效果：比現(xiàn)有中溫中壓蒸汽發(fā)電效率提高20%以上,，每立方焦爐煤氣多發(fā)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(jīng)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(guī)模200萬噸及以上獨立焦化企業(yè)或鋼鐵聯(lián)合企業(yè)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(yè)富余焦爐煤氣生產合成氨需要投資4億元,。 節(jié)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(huán)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(huán)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(jié)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(yè)的甲烷化工序。 適用條件：規(guī)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(tǒng)流程降低20%,。 節(jié)能減排效果：以20億Nm3/年天然氣裝置為例,，每年節(jié)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(jīng)三路進入氣化爐燒嘴的三個粉煤管。氧氣經(jīng)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(tǒng)回收熱量,、去除不凝氣和固體顆粒，泵回氣化系統(tǒng)重復使用,。 適用范圍：適用于煤化工裝置或IGCC發(fā)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(jié)固定碳,、灰分、灰熔點在適當?shù)姆秶?br> 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(jié)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(jīng)回收處理后優(yōu)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(tǒng)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(tài)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(xù)生產企業(yè)大量使用氣體燃料的工業(yè)行業(yè)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(yè)園區(qū)新建統(tǒng)一的煤制清潔煤氣中心，配套硫回收裝置，實現(xiàn)集中式制氣和供氣,，投資約8~10億元,。 節(jié)能減排效果：系統(tǒng)碳轉化率達97%以上，較固定床水煤氣技術高15%以上,、節(jié)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(huán)流化床煤氣化技術  技術內容：本技術由循環(huán)流化床（CFBC）燃燒技術發(fā)展而來,，煤經(jīng)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(jīng)過余熱回收器與來自汽包的軟水進一步換熱，經(jīng)過除塵,、降溫、脫硫后經(jīng)加壓機送用戶使用,。 適用范圍：需要氣體燃料的工業(yè)行業(yè),。 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(yè)園區(qū)新建統(tǒng)一的煤制清潔煤氣中心，配套硫回收裝置,，實現(xiàn)集中式制氣和供氣,，投資約6~8億元。 節(jié)能減排效果：系統(tǒng)碳綜合轉化率超過95%,，較固定床水煤氣技術高15%以上,、節(jié)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(jīng)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(qū)、撞擊區(qū)、撞擊流股,、回流區(qū),、折返流區(qū)和管流區(qū)組成，通過噴嘴對置,、優(yōu)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(fā)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(jié)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(xiàn)有水煤漿+耐火磚保護和干粉+水冷壁的傳統(tǒng)概念,，實現(xiàn)了新的水煤漿+水冷壁氣化工藝。徹底解決了現(xiàn)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(tài)啟動時間不到現(xiàn)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(yè),，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(jié)能減排效果：新建一條處理煤2000噸（干煤）/天生產線，與現(xiàn)有同類裝置相比,，每年節(jié)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(tǒng)技術  技術內容：新型高效煤粉鍋爐系統(tǒng)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(xiàn)了燃煤鍋爐的高效運行和潔凈排放,。 適用范圍：煤炭行業(yè)生產用蒸汽、供暖,。 適用條件：適宜燃燒優(yōu)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(jié)能減排效果：煤粉燃盡率98%以上,，熱效率88%以上,，與傳統(tǒng)工業(yè)鍋爐相比，節(jié)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(jié)等離子點火技術 技術內容：采用航天大功率可調節(jié)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(wěn)燃,、助燃,，真正實現(xiàn)無油點火、助燃,；噴槍功率大小可隨時調節(jié),，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(shù)與起弧成功率,；優(yōu)化流場設計的點火煤粉燃燒器，保證點火燃燒的穩(wěn)定性與可靠性,。 適用范圍：210-3000噸/小時工業(yè)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(jié)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(jié)油分別為100噸,、180噸,、260噸，形成可觀的經(jīng)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(lián)工藝生產電石,，原料適應性廣,，系統(tǒng)能耗低，副產高附加值的油氣資源,。 適用范圍：電石行業(yè),。 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(jié)能減排效果：實現(xiàn)碳材和生石灰原料100%利用,，噸電石節(jié)電量≥400kwh；以年產10萬噸電石生產線為例,，年節(jié)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(fā)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(yōu)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(xiàn)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(yè),。 適用條件：褐煤和高揮發(fā)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(jié)能減排效果：新建單系列年處理煤100萬噸（干煤）生產線,，與現(xiàn)有同類裝置相比，每年節(jié)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(yè)大中型回轉窯新建或改造,，尤其適用于水泥行業(yè),。 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(jié)能減排效果：改造單臺5500t/d（2500t/d）水泥回轉窯,，年節(jié)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(yè)工業(yè)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(jié)能減排效果：節(jié)能3-5%,，年節(jié)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(xiàn)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(jīng)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(yè)鍋爐,、工業(yè)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(jié)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(jīng)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(yè)或鋼鐵聯(lián)合企業(yè)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(yè)富余焦爐煤氣生產天然氣需要建設投資2.5億元,。 節(jié)能減排效果：單位焦爐煤氣減排二氧化硫300mg/m3,。 19、工業(yè)鍋爐控制系統(tǒng)技術 技術內容：按負荷要求,，實時調節(jié)給煤量,、給水量、鼓風量和引風量,，實施燃燒自動調節(jié),，包括電動機的變頻調速，裝設煙氣氧量監(jiān)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(yè)鍋爐,。 適用條件：適用于燃煤鍋爐節(jié)能改造,。 投資估算：一臺10噸燃煤工業(yè)鍋爐，總投資約20萬,。 節(jié)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(tài)的輕烴油分子瞬間震蕩成為微小活潑的汽態(tài)油分子,，變成可燃氣體，并以低壓安全的穩(wěn)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(yè)行業(yè)。 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(jīng)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(jié)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(shù)耦合優(yōu)化,、太陽能中溫利用集成系統(tǒng)控制技術、太陽能系統(tǒng)熱能輸配管網(wǎng)優(yōu)化技術實現(xiàn)太陽能中溫熱的回收利用,。 適用范圍：紡織,、印染,、食品等行業(yè)。 適用條件：適用于太陽能資源豐富地區(qū),、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(jié)能減排效果：能夠回收80-250℃熱能替代工業(yè)用熱等領域的燃煤消耗。 《 《來源：化工707》 |
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