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煤氣發生站工藝選型要點分析
發布人:admin 發布時間:2015-04-15 瀏覽次數:1462次

最近,國內外石油價格不斷攀升,而液化石油氣及天然氣的價格則隨之攀高不下,且氣源局限性很大,所以一些諸如玻璃、陶瓷、冶金、機械、化工、建材等燃耗較大的行業,紛紛將目光轉移到在我國能源結構中具有舉足輕重地位的煤炭資源上來[1]。而煤炭資源作為燃料的應用又受到國家嚴格的環保政策的制約,大氣污染指標紛紛成為各大中城市環保達標程度的標尺,所以在許多城市,“原煤散燒”被列入明文限制之列。在這種形式下,煤氣發生爐作為煤炭資源潔凈利用的一種形式,越來越受到燃耗企業的關注[1]。

而對于這些擬選用煤氣發生站的企業而言,由于對煤氣發生站接觸較少,究竟選用什么樣的煤氣發生站?選擇哪種煤氣發生爐?選擇幾臺煤氣發生爐?選擇哪種凈化工藝…?等等一系列問題擺在眼前,一頭霧水。如果選擇不當,有可能造成不必要的投資損失,或者雖然投資較少,但不能適應生產要求而造成更大的損失。本文從擬選用煤氣發生站的企業的角度,就煤氣發生站工藝選型設計的一些要點問題進行簡要分析和闡述,旨在使企業在選用煤氣發生站做到心中有數,少走彎路。

1.煤氣發生站工藝選型的重要性

煤氣發生站工藝選型設計是煤氣發生站設計的第一步,對于應用企業來說,屬于整體“項目可行性論證文件”的一部分。該工藝選型設計不僅必須要結合企業將來的實際應用要求,而且還要考慮當地諸多因素(如地理氣候、資源配置及環境情況等)的影響。要做到工藝選型設計合理必須針對企業量體裁衣,要對企業進行深入的了解后作出方案,所作方案有可能只適于該企業。

不結合實際、生搬硬套的工藝選型方案,往往給企業造成不可估量的損失。例如,某煤氣發生爐制造廠為沈陽某陶瓷廠承建的煤氣發生站,于2001年建成投產為噴霧干燥塔制粉提供燃料,該站由于煤氣凈化工藝不符合東北地區“冬季嚴寒”的氣候要求,投產進入冬季后,便出現雙豎管、洗滌塔、電捕焦油器等設備及其管道經常堵塞的現象,造成該站無法正常運行,嚴重影響生產,被迫于2002年停止使用,給企業造成極大損失。此類實例不勝枚舉,更為嚴重的,有的煤氣發生站建成后,由于某一環節沒有考慮周全,造成從根本上不能滿足生產要求,不得不將其閑置,成為廢鐵一堆。

煤氣發生站工藝選型設計至關重要,設計選型正確,是保證整體實施方案取得滿意效果至關重要的第一步。

2.煤氣發生站工藝選型

2.1工藝選型主要內容

煤氣發生站工藝選型所涉及內容較為復雜,設計者選型時,應重點注意以下幾方面:

⑴ 煤氣發生爐型號選擇

⑵ 煤氣發生爐規格選擇

⑶ 備用設備及設備分期預留考慮

⑷ 煤氣發生站凈化工藝選擇

⑸ 煤氣加壓工藝選擇

2.2工藝選型主要依據

企業對煤氣發生站進行工藝選型,必須結合自身的資源條件、環境要求、最終產品情況和用氣設備對煤氣的要求等一系列因素,進行綜合考慮。

2.2.1 氣化煤種

唐山科為工控技術有限公司所生產的煤氣發生爐最常用的氣化煤種為弱粘結性煙煤和無煙煤,根據氣化煤種的選擇,初步可以確定煤氣發生爐的最佳選擇型號。例如,氣化無煙煤無疑要選擇一段式(1M)煤氣發生爐;氣化弱粘結性煙煤最佳選擇為兩段式(3M)煤氣發生爐或干餾式(5M)煤氣發生爐。具體選擇還要結合冷熱煤氣的工藝選擇,參見表1。

煤氣發生爐的優先選型

氣化煤種

熱煤氣

冷煤氣

KW1M

KW3M

KW5M

KW1M

KW3M

KW5M

煙煤

可以使用

效果好

效果好

不推薦

效果好

可以使用

無煙煤

效果好

不推薦

不推薦

效果好

不推薦

不推薦

2.2.2 擬選氣化用煤的品質

氣化用煤的品質主要是指該煤符合煤氣發生爐用煤指標要求的綜合達標指數,常壓固定床煤氣發生爐用煤指標詳見表2,其中,煤灰熔融軟化溫度ST/℃、熱穩定性TS+6(%)、發熱量Qnet,ar(MJ/kg)為主要指標。如果擬選擇的氣化用煤經綜合評定可以用于氣化,但綜合達標指數較低,說明該煤用于氣化品質較差,選擇煤氣發生爐規格時,應在制造商樣本提供數據基礎上,選擇大一或兩個規格檔次的煤氣發生爐。

 

 

 

常壓固定床煤氣發生爐用煤質量技術條件和試驗方法GB/T9143-2001

項 目

 

技術要求

試驗方法

類別

 

長焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、氣煤、1/3焦煤、瘦煤、貧瘦煤、貧煤、無煙煤

GB5751-1986

粒度/mm

煙煤

25~50,50~100,25~80

GB/T189-1997

無煙煤

13~25,25~50,50~100

塊煤限下率(%)

 

≤18

MT/T1-1996

含矸率(%)

 

≤3.0

MT/T1-1996

灰分Ad(%)

特級

≤12.00

GB/T212-2001

一級

12.01~18.00

二級

18.01~24.00

煤灰熔融性軟化溫度

ST/℃

Ad≤12.00%

>1100

GB/T219-1996

12.00%<Ad≤18.00%

>1150

Ad>18.00%

>1250

全硫St,d(%)

≤1.0(無煤氣脫硫裝置時)

GB/T214-1996

熱穩定性TS+6(%)

>60.0

GB/T1573-2001

抗碎強度SS(%)

>60.0

GB/T15459-2006

膠質層最大厚度y/mm

無攪拌裝置

y≤12

GB/T479-2000

有攪拌裝置

y≤16

低位發熱量

Qnet,ar(MJ/kg)

煙煤

>21.0

GB/T213-2003

無煙煤

>23.0

 

2.2.3 企業利用煤氣制造的產成品或用氣設備對煤氣質量的要求

企業利用煤氣制造的產成品的要求決定了擬建煤氣發生站選擇冷煤氣工藝還是熱煤氣工藝,而且基本確定了煤氣凈化工藝設備的選擇。例如,利用煤氣燒制耐火材料、熔化玻璃、建筑陶瓷噴塔制粉或鋼鐵行業的噴煤、烤包及燒結等,由于產品對煤氣質量要求不太嚴格,一般選用熱煤氣工藝即可。而對于一些利用煤氣直接加熱或燒制的產成品對煤氣凈化質量要求較高時,則必須選用具有產品針對性的冷煤氣凈化工藝。其中最典型的是陶瓷行業,明焰裸燒的窯爐一般選用潔凈的冷煤氣,隔焰燒成或匣缽燒成的窯爐一般對煤氣的潔凈程度要求不嚴,可以選用熱煤氣,明焰裸燒的衛生瓷、日用瓷和帶釉面的建筑陶瓷往往對煤氣中的H2S含量要求比較嚴格,一般還要求煤氣發生站設置脫硫設施[1] [4]。

總之,企業究竟選擇冷的煤氣發生站還是熱的煤氣發生站,凈化工藝及凈化設備究竟如何選擇,必須結合企業產成品和用氣設備對煤氣質量的要求確定。

2.2.4建站位置所處環保區域類別

一般企業基本都是從降低生產成本和環境保護兩方面出發,考慮建設煤氣發生站的。但降低生產成本第一步便是降低投資成本,而加強環境保護的前提是從環保角度綜合考慮擬建煤氣發生站的工藝及設備選擇,這樣勢必會加大資金投入,與降低投資成本形成矛盾,如何調節這種矛盾便成了企業建設初期首先要考慮的問題。

從國家環保政策出發,首先確認企業建站位置屬于國家相應規范及標準劃定的哪類環保區域,然后再根據所屬類別環保區域的國標要求及企業自身要求,確定選擇煤氣發生站的工藝和設備,但就企業長遠發展考慮,建議企業在自身條件允許的前提下,盡量選用高于所屬環保區域類別要求的環保節能型煤氣發生站工藝及設備。

2.2.5用氣設備的連續運行程度要求

    用氣設備的連續運行程度要求直接關系到煤氣發生站備用設備的選擇。例如生產建筑陶瓷的噴霧干燥塔,根據建筑陶瓷生產工藝要求一般每周都需要停塔一次,所以,為生產建筑陶瓷的噴霧干燥塔配套的煤氣發生站在選擇設備時,除水泵和風機需選用備用外,其他設備可以不考慮備用;而玻璃行業則不同,因為玻璃窯爐一般都要求一次性連續運行四至五年,所以,為玻璃窯爐配套的煤氣發生站選用煤氣發生爐時,不但應該考慮選擇負荷余度大一些的爐型,而且要盡量設置備用爐。

2.2.6 用氣設備對煤氣壓力的要求

   不同的用氣設備對煤氣壓力的要求各不一樣,有的要求高于20000Pa,而有的只要求1000 Pa左右,這就要求我們在選擇煤氣加壓工藝時,根據用氣設備對煤氣壓力的要求,并結合廠區煤氣管網的布置情況,合理配備煤氣加壓機,以達到節約建設投資成本和降低設備運行成本的效果。

2.2.7企業總體建設規劃的要求

企業建設一般都有總體規劃,有可能需要分期建設。如果整體工程需要分期建設,在進行煤氣發生站一期設計時,就必須要統籌考慮,不但要對二期或三期用地做出預留規劃,而且,要在一期設備選型時盡量考慮出與以后幾期工程的銜接與配套。這樣,可以大大降低總體工程投資。

結論:

   綜上所述,煤氣發生站工藝的合理選型對建站企業綜合降低建設投資和運行成本至關重要,而影響煤氣發生站工藝選型的因素又紛繁復雜,各種影響因素對煤氣發生站工藝選型的要求往往又存在許多矛盾點,這就需要我們在工藝選型時,綜合考慮、分清主次、合理選擇,使之最大限度的趨于合理。

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