焦化廠節能減排技術改造方案.1125(7頁).doc
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2024-03-22
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1、焦化廠節能減排技術改造方案(簡介)無錫明惠通科技有限公司1、項目簡介焦化行業是高能耗的行業,在煉焦過程中,焦爐荒煤氣的冷卻、紅焦的熄焦過程都有大量的余熱被白白的浪費掉,產出的焦爐煤氣由于熱值較低也沒有得到很好的使用。本項目就是針對焦化行業的現狀,運用了半導體溫差發電、蒸汽回收及過濾、壓差吸附等先進技術回收煉焦過程中釋放的余熱,提純焦爐煤氣提高其附加值,實現節能減排的目的,項目實施后,每噸焦炭可降低的能耗折合成標準煤50公斤,焦爐煤氣的附加值將增加1.6倍,以年產量200萬噸焦炭的焦化廠為例,項目實施后每年可減少標準煤10萬噸,產生的直接經濟效益約2億元。2、項目技術提供方的基本情況項目技術提供2、單位無錫明惠通科技有限公司是由留學生領銜的高科技企業,公司創辦于2007年10月,是獲無錫市2007年“530”計劃資助企業。公司目前擁有工程技術人員17人,其中研究生以上學歷或擁有高級職稱的10人,公司以半導體溫差發電技術應用為核心,堅持走技術創新的道路,堅持以市場為導向,以節能減排為目標,致力開發高性能的半導體溫差發電模塊和半導體溫差發電設備,精心為客戶在降低能耗、利用余熱發電方面提供新技術裝備和專業化的技術服務。公司已針對工業余熱回收項目組建了涉及工程熱力學、熱物理學、半導體物理學、半導體器件物理學、電力電子技術等專業學科的項目研發團隊;收集整理了國內外大量有關半導體溫差發電的技術資料,3、已完成了半導體發電材料的選擇和制取方法的技術論證工作以及鋼鐵廠、建筑陶瓷廠工業余熱回收半導體溫差發電原理樣機的設計方案,經現場試驗已取得初步成功,2009年9月又完成了92輪式步兵裝甲車排氣管余熱半導體溫差發電機樣機的試制工作。2010年,在無錫焦化廠搬遷工程,實施了全世界第一個利用焦爐煤氣上升管荒煤氣余熱半導體溫差發電項目,填補了這一領域的技術空白。自公司成立以來已先后承擔了江蘇省工業科技支撐計劃、無錫市科技創新計劃、科技部創新計劃等項目,目前已申請的相關發明專利、新型實用專利二十多項,其中已授權的發明專利一項,新型實用專利十一項。在工業余熱回半導體溫差發電技術的應用開發方面居國內領先地位,4、并積累了大量的實驗數據為本項目的順利實施大下了堅實的基礎。3、項目實施的依據(1)煉焦工藝流程焦炭的煉焦工藝流程為:煤料在炭化室內經過一個結焦周期的高溫干餾制成焦炭并產生荒煤氣。炭化室內的焦炭成熟后,用推焦機推出,經攔焦機導入熄焦車內,由電機車牽引熄焦車至熄焦塔內進行噴水熄焦。熄焦后的焦炭卸至晾焦臺上,冷卻一定時間后送往篩貯焦工段進行篩分。煤在炭化室干餾過程中產生的荒煤氣匯集到炭化室頂部空間,經過上升管、橋管進入集氣管。約850的荒煤氣在橋管內被氨水噴灑冷卻至85左右。荒煤氣中的焦油等同時被冷凝下來。煤氣和冷凝下來的焦油等同氨水一起經吸煤氣管道送入煤氣凈化車間。焦爐加熱用的焦爐煤氣由外部管道架5、空引入,經預熱后送到焦爐地下室。通過下噴管把煤氣送入燃燒室立火道底部與由廢氣交換開閉器進入的空氣匯合燃燒。燃燒后的廢氣通過立火道頂部跨越孔進入下降氣流的立火道,再經過蓄熱室,由格子磚把廢氣的部分顯熱回收后,經過小煙道、廢氣交換開閉器、分煙道、總煙道、煙囪,排入大氣。上升氣流的煤氣和空氣與下降氣流的廢氣由交換傳動裝置定時進行換向。(2)能耗分析根據以上煉焦工藝流程,以年產200萬噸焦炭的規模為例,其工序能耗分析如下:每年投入的干洗精煤折合成標準煤為2664793t(注:以下產物及能耗全部是折合成標準煤的數據),產出焦炭1939360t,產出焦爐煤氣513827t,產出焦油與粗苯共計173183t6、,能源轉化差為38423t,即在煉焦過程中損失了38423t標準煤;另外在工序過程損耗的水電、煤氣、蒸汽等合計折合299540t標準煤,那么工序總能耗為337963t標準煤,工序單位產品能耗為169Kg煤/t焦。2005年焦化工序能耗國際先進水平為128 Kg煤/t焦,目前有些煉焦技術已經達到能耗92.5 Kg煤/t焦左右先進水平,可見焦化工序能耗水平指標還有待進一步提高。因此有必要采取進一步的節能或者余熱回收措施來降低能耗。4、項目相關技術介紹(1)、半導體溫差發電技術半導體溫差發電是一種全固態能量轉換方式,在發電過程中具有無噪音、無磨損、無介質泄漏、體積小、重量輕、移動方便、使用壽命長等特7、點,并且可以根據余熱形式特點及場地情況等,靈活進行結構設計、調整裝機容量,作為一項新型節能技術,有著傳統工業余熱回收方法無可比擬的優點。半導體溫差發電是利用了半導體材料的貝塞爾效應(也稱熱電效應),原理如下圖所示。芯片中的半導體分為P型與N型,在P型半導體中空穴較多,而在N型半導體中自由電子較多,如果在PN型半導體一側加上一個熱源,另一側加上一個冷源,由于熱激發的作用,高溫側的空穴(電子)濃度都較高,在濃度差的驅動下,空穴(電子)會向濃度低側即低溫側移動,從而在高溫端和低溫端之間形成電勢差,將此電勢差輸出即可得到直流電。如果將多個PN結串聯起來就形成了一個溫差發電系統。半導體溫差發電原理圖在本8、項目中所采用的余熱回收半導體溫差發電裝置為多組半導體芯片組合,相互串聯,輸出為直流電。(2)、蒸汽的回收過濾技術蒸汽的回收過濾技術是針對焦化行業開發的一項專利技術,通過這項技術可以有效地將熄焦工序產生的蒸汽加以回收利用,與干熄焦技術相比,具有結構簡單、維護保養方便、不改變現有的生產工藝流程等特點,而且設備投資不到干熄焦的一半。(3)、壓差吸附技術化工上的氣體分離法包括深冷分離、溶液吸收分離、膜分離和變壓吸附氣體分離(PSA法)等,其中PSA是近二十年發展起來并被市場廣泛接受的技術。PSA分離法,是利用吸附劑對混合氣體中各組分的吸附選擇性不同,通過施加較高壓力來實現分離。該工藝的吸附劑利用率高、選擇性好,適合大氣量多組分氣體的分離。PSA分離技術的關鍵因素是工藝流程、程控閥門、吸附劑和控制系統等。