煤氣化濾餅資源化工藝設(shè)計(jì)探討_精選

1、 精編范文 煤氣化濾餅資源化工藝設(shè)計(jì)探討溫馨提示：本文是筆者精心整理編制而成，有很強(qiáng)的的實(shí)用性和參考性，下載完成后可以直接編輯，并根據(jù)自己的需求進(jìn)行修改套用。煤氣化濾餅資源化工藝設(shè)計(jì)探討 本文關(guān)鍵詞：濾餅, 煤氣化, 探討, 化工, 設(shè)計(jì)煤氣化濾餅資源化工藝設(shè)計(jì)探討 本文簡(jiǎn)介：摘要：本研究論述了煤氣化濾餅利用現(xiàn)狀, 結(jié)合氣化濾餅在循環(huán)流化床鍋爐中的摻燒試驗(yàn), 提出采用煤氣化濾餅混合原煤進(jìn)行成型的工藝設(shè)計(jì)方案, 成型后的產(chǎn)品經(jīng)過烘干后用作循環(huán)流化床鍋爐摻燒。項(xiàng)目主要利用氣化濾餅和燃?xì)忮仩t煙氣余熱, 項(xiàng)目的實(shí)施可節(jié)約資源和減少污染物排放, 實(shí)現(xiàn)了廢棄物的減量化, 具有良好的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)煤氣化濾餅

2、資源化工藝設(shè)計(jì)探討 本文內(nèi)容：摘要：本研究論述了煤氣化濾餅利用現(xiàn)狀, 結(jié)合氣化濾餅在循環(huán)流化床鍋爐中的摻燒試驗(yàn), 提出采用煤氣化濾餅混合原煤進(jìn)行成型的工藝設(shè)計(jì)方案, 成型后的產(chǎn)品經(jīng)過烘干后用作循環(huán)流化床鍋爐摻燒。項(xiàng)目主要利用氣化濾餅和燃?xì)忮仩t煙氣余熱, 項(xiàng)目的實(shí)施可節(jié)約資源和減少污染物排放, 實(shí)現(xiàn)了廢棄物的減量化, 具有良好的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞：煤氣化濾餅；成型；摻燒；工藝設(shè)計(jì)煤炭在中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中具有重要的戰(zhàn)略地位, 煤氣化是煤炭清潔轉(zhuǎn)化的龍頭技術(shù)之一, 是發(fā)展煤基化學(xué)品、煤基液體燃料、IGCC發(fā)電等項(xiàng)目的基礎(chǔ), 其中水煤漿和粉煤氣化為典型的煤氣化工藝。上述兩種氣化反應(yīng)過程中

3、, 約有60%的灰分和部分未反應(yīng)的碳由粗煤氣帶出。為進(jìn)一步凈化煤氣, 去除其中的粉塵, 生產(chǎn)中多采用洗滌的方式對(duì)粗煤氣進(jìn)行處理。洗滌廢水經(jīng)過絮凝和真空過濾處理后, 產(chǎn)生的濾餅主要含有灰分、未反應(yīng)的碳顆粒、55%左右的水分、大量的重金屬以及有機(jī)污染物。其彈筒發(fā)熱量7.68.9MJ/Kg, 粒度小于1mm占到了99%。若直接將濾餅進(jìn)行填埋處理, 不僅占用土地, 也會(huì)導(dǎo)致土壤和水體污染等環(huán)境問題, 造成資源的浪費(fèi)。根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十_大, 氣化濾餅的高含水量導(dǎo)致其無害化處理和資源化利用難度大。采用真空抽濾脫水時(shí), 當(dāng)濾餅水分降低（保持在50%60%）時(shí), 濾餅即產(chǎn)生裂紋, 無法通過真空抽濾進(jìn)

4、一步脫水1。王宏偉采用高效濃縮機(jī)串聯(lián)快速高效隔膜壓濾機(jī)的方法對(duì)氣化飛灰進(jìn)行脫水, 但僅將氣化飛灰的水分含量降低至46%2。吳楓等通過循環(huán)流化床鍋爐摻燒氣化濾餅的實(shí)際運(yùn)行情況, 分析了摻燒氣化濾餅與不摻燒氣化濾餅的情況對(duì)鍋爐燃料消耗量、鍋爐灰渣量、空氣量及煙氣量的影響, 同時(shí)分析了摻燒氣化濾餅對(duì)爐內(nèi)脫硫系統(tǒng)的影響3。李剛健通過對(duì)神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司三種氣化爐黑水濾餅進(jìn)行組分分析和討論, 詳細(xì)闡述了各組分含量對(duì)濾餅綜合利用的影響4。2氣化濾餅摻燒試驗(yàn)研究2.1摻燒鍋爐的選擇粉煤鍋爐對(duì)煤質(zhì)要求較高, 一旦煤種達(dá)不到設(shè)計(jì)值, 其燃燒效率就會(huì)降低, 而循環(huán)流化床鍋爐采用飛灰再循環(huán)系統(tǒng), 對(duì)于劣質(zhì)

5、煤有較強(qiáng)的適應(yīng)性。雖然氣化濾餅的殘?zhí)亢枯^高, 但就綜合指標(biāo)而言, 應(yīng)屬于品質(zhì)極為低劣的燃料。因此, 本次摻燒僅針對(duì)循環(huán)流化床鍋爐開展相關(guān)試驗(yàn)。試驗(yàn)循環(huán)流化床鍋爐的用煤指標(biāo)數(shù)據(jù)如表1所示。2.2氣化濾餅的摻燒特性2.2.1發(fā)熱量取各裝置正常運(yùn)行時(shí)濾餅樣, 設(shè)定鼓風(fēng)干燥箱為105對(duì)濾餅進(jìn)行烘干處理后, 對(duì)彈筒發(fā)熱量進(jìn)行檢測(cè)。經(jīng)檢測(cè), 濾餅樣品一、二、三的發(fā)熱量分別為8.8897MJ/kg、6.9438MJ/kg和7.6132MJ/kg, 濾餅平均發(fā)熱量為7.8156MJ/kg, 以此發(fā)熱量值進(jìn)行摻配可得出保守的摻配后發(fā)熱量值, 可保證高于此發(fā)熱量的動(dòng)力煤均按合理摻配比例進(jìn)行摻混。2.2.2不同摻

6、配比例試驗(yàn)將三種濾餅樣品與現(xiàn)有發(fā)熱量為22.0263MJ/kg動(dòng)力煤進(jìn)行摻配, 濾餅具體摻配比例、摻配后樣品的發(fā)熱量及灰分如表2所示。由表2可以看出, 在烘干的條件下, 氣化濾餅摻配比例超過10%后的樣品不但灰分超出鍋爐的設(shè)計(jì)用煤要求, 而且發(fā)熱量也不滿足要求。另外, 循環(huán)流化床燃燒要求粒徑小于10mm, 但破碎后的粒度不能過細(xì), 否則會(huì)使得其不完全燃燒損失增加, 降低鍋爐熱效率。一般對(duì)煤的粒度級(jí)分配比例為：1mm以下占25%, 15mm占60%, 510mm占15%。通過檢測(cè)分析, 化工濾餅的粒度小于1mm占到了99%, 故給濾餅直接摻燒增加了難度。3工藝設(shè)計(jì)方案3.1方案選擇根據(jù)氣化濾餅的

7、特性, 同時(shí)降低項(xiàng)目生產(chǎn)成本和簡(jiǎn)化工藝流程, 本研究采用濾餅加入煤粉的方式進(jìn)行成型, 然后供給流化床鍋爐使用, 達(dá)到固廢循環(huán)利用的目的。影響粉煤成型的因素有很多, 如原料煤的性質(zhì)、粘結(jié)劑的選擇和添加量、成型工藝選擇等5。本研究利用含有水處理絮凝劑的化工污泥作為黏結(jié)劑, 使氣化濾餅與原煤比例按照1:9進(jìn)行冷壓成型, 然后通過煤粉和烘干工藝進(jìn)行表面固化, 可滿足運(yùn)輸和循環(huán)流化床鍋爐混合進(jìn)料要求, 達(dá)到固廢循環(huán)利用的目的。其工藝設(shè)計(jì)示意圖如圖1所示。3.2主要工藝技術(shù)方案項(xiàng)目工藝主要包含了原料預(yù)處理系統(tǒng)、產(chǎn)品成型干燥系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)等三個(gè)主要部分。3.2.1原料預(yù)處理系統(tǒng)原料預(yù)處理系統(tǒng)主要含有原料

8、計(jì)量給料、原料混合等過程。本工程所需含氣化濾餅和化工污泥, 分別從現(xiàn)儲(chǔ)存區(qū)經(jīng)專門運(yùn)輸汽車送至本工程車間內(nèi)區(qū)域受料坑, 采用鏟車送至刮板輸送機(jī)并通過定量給料機(jī)送至液體攪拌筒。原煤經(jīng)汽車運(yùn)輸至廠區(qū)內(nèi)料倉儲(chǔ)存, 經(jīng)除鐵器后破碎至10mm以下, 通過定量給料機(jī)送入液體攪拌筒, 并利用攪拌機(jī)中與氣化濾餅、化工污泥按照一定比例充分混合。主要設(shè)備選擇如下：籠式破碎機(jī), 用于粉煤成型制作煤球或煤棒；雙軸臥式攪拌機(jī), 用于工業(yè)和民用型煤攪拌、捏合, 使多種物料、黏結(jié)劑、水分均勻混捏, 增加型煤塑性, 是整個(gè)型煤生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵設(shè)備。3.2.2產(chǎn)品成型干燥系統(tǒng)經(jīng)攪拌機(jī)充分混合均勻的原料經(jīng)帶式輸送機(jī)送入煤棒擠壓機(jī)進(jìn)

9、行成型, 利用螺旋擠壓原理, 將調(diào)制好的原料壓縮成具有一定強(qiáng)度的預(yù)定形狀的煤棒；成型后的煤棒經(jīng)帶式輸送機(jī)進(jìn)入網(wǎng)帶固化烘干機(jī)烘干后即可成型。干燥氣體利用燃?xì)忮仩t高溫尾氣。干燥成型后的產(chǎn)品型煤根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐燃料需求, 需進(jìn)一步切割至小于10mm后送至鍋爐房燃燒。主要設(shè)備如下：煤棒擠壓機(jī), 利用螺旋擠壓原理, 將調(diào)制好的粉煤壓縮成具有一定強(qiáng)度的預(yù)定形狀的煤棒成型設(shè)備；網(wǎng)帶烘干機(jī)是利用鋼網(wǎng)作為傳輸帶運(yùn)載物料進(jìn)行連續(xù)烘干的干燥設(shè)備。3.2.3自動(dòng)控制系統(tǒng)本工程廠區(qū)內(nèi)原料輸送、自動(dòng)給料、原料破碎、攪拌、固化烘干成型等各個(gè)部分均采用自動(dòng)控制, 所有生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)記錄, 保障產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。4投資及效

10、益分析4.1項(xiàng)目投資項(xiàng)目靜態(tài)單位投資113元/t氣化濾餅, 其中：建筑工程38元/t、設(shè)備購(gòu)置50元/t、安裝工程6元/t、其他費(fèi)用14元/t, 預(yù)備費(fèi)5元/t。4.2經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算4.2.1節(jié)約煤炭采購(gòu)費(fèi)用摻燒1t濾餅節(jié)約燃料煤0.3t, 燃料煤價(jià)格按160元/t計(jì), 節(jié)約煤炭采購(gòu)費(fèi)用48元/t。4.2.2節(jié)約運(yùn)輸及填埋處理費(fèi)用濾餅直接填埋費(fèi)用為：運(yùn)輸費(fèi)用0.738元/（tkm）；填埋處理費(fèi)用14元/t。濾餅燃燒后填埋, 按濾餅水分60%、殘?zhí)?5%計(jì)算, 則濾餅燃燒后產(chǎn)生的廢渣為25%。燃燒后填埋費(fèi)用為：運(yùn)輸費(fèi)用0.250.738元/（tkm）=0.1845元/（tkm）；填埋處理費(fèi)用為：0

11、.2514元/t=3.5元/t。加工利用氣化濾餅后每年節(jié)約運(yùn)輸及填埋處理費(fèi)用（以運(yùn)輸1km距離計(jì)算）為：0.7381+14-0.18451-3.5=11.0535元/t。4.2.3濾渣加工利用年成本人工費(fèi)為16元/t, 電費(fèi)為30元/t, 設(shè)備維護(hù)修理費(fèi)為1.25元/t（按設(shè)備費(fèi)2.5%計(jì)）, 建筑物折舊費(fèi)（折舊年限30年）為1.5元/t。設(shè)備折舊費(fèi)（折舊年限15年）=（173+21）397/（397-50-19）/15=4.5元/t。濾渣加工利用年成本為53.25元/t。4.2.4節(jié)省成本加工利用濾渣后, 每年節(jié)省成本總計(jì)為：48+11.0535-53.25=5.8035元/t。5結(jié)論本項(xiàng)目

12、利用氣化濾餅摻混適量原煤（煤粉）成型后進(jìn)行摻燒, 消除了濾餅粒度過細(xì)對(duì)循環(huán)流化床的影響, 產(chǎn)品滿足廠內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐入爐燃料需要。項(xiàng)目的實(shí)施可節(jié)約資源, 并減少污染物排放, 實(shí)現(xiàn)了廢棄物的減量化, 具有良好的環(huán)保效益。同時(shí), 可有效節(jié)約氣化濾餅處置過程中涉及的運(yùn)輸費(fèi)、填埋費(fèi)、場(chǎng)地費(fèi)等各項(xiàng)費(fèi)用, 可節(jié)約成本5.8035元/t氣化濾餅。參考文獻(xiàn)1姚志通.固體廢棄物粉煤灰的資源化利用D.杭州：浙江大學(xué), 20_.2王宏偉.高效濃縮機(jī)在恩德爐粉煤灰脫水工藝中的應(yīng)用J.化肥設(shè)計(jì), 20_, （2）：30-32.3吳楓, 楊凡, 張德強(qiáng).煤氣化裝置濾餅在循環(huán)流化床鍋爐摻燒的技術(shù)探討J.內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì), 20_, （17）：139.