能源消费总量控制对钢铁工业发展的影响研究

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欧坤韩
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1 附表 2 工业领域煤炭清洁高效利用参考技术 1 焦炉煤气制天然气技术以焦炉煤气为原料, 经加压预处理精脱硫净化气, 在甲烷化反应器中进行合成反应生成甲烷, 得到天然气 (SNG), 通过深冷分离, 得到液化天然气或冷却脱水压缩, 得到压缩天然气年产焦炭 100 万吨及以上独立焦化企业或钢铁联合企业内焦化分厂焦炉煤气 H2S 含量 250mg/Nm 3, 富余焦炉煤气量 2.28 万 Nm 3 /h 100 万吨独立焦化企业富余焦炉煤气生产天然气需要建设投资 2.5 亿元单位焦炉煤气减排二氧化硫 300mg/m 3 2 焦炉煤气制甲醇技术以焦炉煤气和补炭气 ( 高炉转炉煤气等 ) 为原料, 进行加压混合 ( 单一焦炉煤气不需要 ) 精脱硫加热加氧转化生成合成气, 再将其加压加热合成粗甲醇, 经气液分离洗涤精馏等, 得到甲醇产品年产焦炭 150 万吨及以上独立焦化企业或钢铁联合企业内焦化分厂焦炉煤气 H2S 含量 250mg/Nm 3, 富余焦炉煤气量 3.4 万 Nm 3 /h 150 万吨独立焦化企业富余焦炉煤气生产甲醇需要投资 3.2 亿元单位焦炉煤气减排二氧化硫 300mg/m 3 3 焦炉煤气高效发电技术以焦炉煤气作为热源生产高温超高压蒸汽带动汽轮机发电和采用加压焦炉煤气与空气混合后进入燃烧室燃烧, 产生高温高压燃气通过透平机带动发电机组发电, 高温废气进入余热锅炉, 产生蒸汽后进入蒸汽轮机带动发电机组发电年产焦炭 200 万吨及以上独立焦化企业或钢铁联合企业内焦化分厂焦炉煤气 H2S 含量 250mg/Nm 3, 富余焦炉煤气量 4.5 万 Nm 3 /h 200 万吨独立焦化企业采用高温超高压蒸汽发电, 需投资 3.8 亿元采用燃气轮机发电 (CCPP) 需投资 4.5 亿元比现有中温中压蒸汽发电效率提高 20% 以上, 每立方焦炉煤气多发电 0.5kWh 10

2 4 5 焦炉煤气焦炭生产规模以焦炉煤气为原料, 经变换冷却净 H 2S 含量 200 万吨独立焦化企 200 万吨及以上焦炉煤气制化 ( 低温甲醇洗 ) 液氮洗精制压 250mg/Nm 3 业富余焦炉煤气生独立焦化企业合成氨技术缩机及高压合成, 生产合成氨的技, 富余焦炉煤产合成氨需要投资 4 或钢铁联合企术气量 4.5 万亿元业内焦化分厂 Nm 3 /h 将煤气化制得的合成气通过脱硫脱碳后, 无循环分两段进行甲烷化反应第一段为配气甲烷化段, 通过逐合成气无循煤制天然气或规模 20 亿以 40 亿 Nm 3 / 年合成级配气调节 CO 浓度, 控制反应温度环两段甲烷合成气制备行 Nm 3 / 年以上天然气装置为例, 投在 750 以下, 一段出口 CO 转化率化制合成天业的甲烷化工的天然气装资为 12 亿元, 较传 87%; 第二段为补充甲烷化段, 通过然气技术序置统流程降低 20% 反应平衡逐级降温完成 CO 的完全甲烷化,CO 转化率大于 99% 甲烷化采用绝热轴径向甲烷化反应器单位焦炉煤气减排二氧化硫 250mg/m 3 以 20 亿 Nm 3 / 年天然气装置为例, 每年节能标煤吨, 每年可以减排粉尘二氧化碳二氧化硫氮氧化物分别为吨吨吨吨 11

3 6 技术名称技术内容适用范围适用条件投资估算节能减排效果碎煤石灰石在磨煤机内磨成煤粉, 并由高温惰性气体烘干采用锁斗来完成粉煤的加压和输送, 煤粉经三路煤种适应性进入气化炉烧嘴的三个粉煤管氧气较广, 但需要冷煤气效率在 83% 以上, 经预热器加热后先在混合气内与一对多种类型对合成气中的污染物硫成粉煤气流床定量的蒸汽混合, 然后按一定的比例适用于煤化工 20 万 t/ 年合成氨气化的煤进行配分回收成单质硫磺或硫加压气化技进入烧嘴煤粉在炉膛内高温部分氧装置或 IGCC 发岛单位投资 1000 元 / 烧, 调节固定酸, 废液处理后回收利用, 术化反应, 生成的合成气主要成分为电装置吨合成氨氨碳灰分灰废气经回收处理后优于达 CO 和 H 2 在激冷室, 合成气被急冷, 熔点在适当标排放熔渣迅速固化从气化炉急冷室和合的范围成气洗涤塔底部来的灰水通过渣水处理系统回收热量去除不凝气和固体颗粒, 泵回气化系统重复使用 12

4 7 技术名称技术内容适用范围适用条件投资估算节能减排效果单套装置产气能力采用粉煤常压或低压气化技术, 磨煤介于 10 ~40KNm 3 /h; 系统来的粉煤由氮气或二氧化碳作每 10KNm 3 /h 产气能系统碳转化率达 97% 以为输送介质送至气化炉 ; 与气化剂力投资介于 2000 万上, 较固定床水煤气技术 ( 蒸汽和富氧空气或纯氧 ) 在气化炉连续生产企业 ~2500 万元粉煤气流床使用煤炭热高 15% 以上节约用煤超内进行部分氧化还原反应, 生成的合大量使用气体年耗煤 100 万吨燃料常 ( 低 ) 压气值大于过 15%, 无酚氰废水产生, 成气主要成分为 CO 和 H2 气化反燃料的工业行的建材工业园区新气化技术 5000kcal 出口煤气粉尘含量小于应中产生的渣以液态的形式向下流业建统一的煤制清洁 10mg/Nm 3 ; 煤气中 H 2S 含入渣池生成的粗合成气余热回收煤气中心, 配套硫回量低于 20mg/Nm 3 除尘脱硫后供给用户使用收装置, 实现集中式制气和供气, 投资约 8~10 亿元 13

5 8 9 单套装置产气能力介于 20 ~40KNm 3 /h; 本技术由循环流化床 (CFBC) 燃烧每 10KNm 3 /h 产气能系统碳综合转化率超过技术发展而来, 煤经破碎筛分送入气力投资介于 95%, 较固定床水煤气技术化炉底部, 与气化剂反应生成湿煤 1500~2000 万元 ; 高 15% 以上节约用煤超循环流化床气粗渣和飞灰湿煤气携带部分飞使用燃料热需要气体燃料年耗煤 100 万吨燃料过 15%, 无酚氰废水产生, 煤气化技术灰从气化炉顶部进入高温旋风分离值大于的工业行业的建材工业园区新出口煤气粉尘含量小于器, 进入高温换热器与气化剂换热后 5200kcal 建统一的煤制清洁 10mg/Nm 3 ; 煤气中 H 2S 含再经过余热回收器与来自汽包的软煤气中心, 配套硫回量低于 20mg/Nm 3, 冷煤气水进一步换热, 经过除尘降温脱收装置, 实现集中式效率超过 85% 硫后经加压机送用户使用制气和供气, 投资约 6~8 亿元水煤浆经隔膜泵加压, 通过四个对称布置在气化炉中上部同一水平面的工艺喷嘴, 与氧气一起对喷进入气化多喷嘴对置炉进行气化反应气化炉的流场结构适宜长焰烟 45 万吨 / 年合成氨气适用于煤化工碳转化率达 99%, 有效气式水煤浆气由射流区撞击区撞击流股回流煤, 单炉最大化岛 ( 一开一备 ) 单装置 IGCC 发成分高于 80%, 煤炭能量化技术区折返流区和管流区组成, 通过喷处理能力位投资 900 元 / 吨合电装置利用率达 98% 嘴对置优化炉型结构及尺寸, 在炉 3000 吨 / 天成氨内形成撞击流, 强化混合和传质传递过程, 形成炉内合理的流场结构, 达到良好的工艺与工程效果 14

6 10 11 通过热能和化工的结合, 突破了现有适用于褐煤水煤浆 + 耐火砖保护和干粉 + 水冷壁烟煤到无烟的传统概念, 实现了新的水煤浆 + 水适用于以 CO 和煤全煤阶的冷壁气化工艺彻底解决了现有耐火新建一条处理煤 H 2 为主的合成水煤浆气化水煤浆水冷砖气化炉的煤种灰熔点限制问题, 采 2000 吨 ( 干煤 )/ 天气生产装置也工业, 要求原壁气化技术用了点火预热和工艺烧嘴组合喷嘴, 的生产线, 总投资约可以作为燃料料煤成浆浓冷态启动时间不到现有耐火砖气化 1.5 亿元气和还原气度 50%, 干炉的十分之一, 启动迅速灵活 ; 喷嘴基灰分使用寿命长, 单炉可用率达 8000 小 20% 时 / 年新型高效煤粉锅炉系统采用煤粉集适宜燃烧优新型高效煤中制备精密供粉空气分级燃烧质褐煤长焰粉锅炉系统炉内脱硫锅壳 ( 或水管 ) 式锅炉换煤炭行业生产煤, 无烟煤单位投资 35 万元技术热高效布袋除尘烟气脱硫和全过用蒸汽供暖贫煤及一般 /t/h 程自动控制等先进技术, 实现了燃煤烟煤均不适锅炉的高效运行和洁净排放宜新建一条处理煤 2000 吨 ( 干煤 )/ 天生产线, 与现有同类装置相比, 每年节能约 11000tce, 减排二氧化碳约吨, 减排氮氧化物约 130 吨, 减排硫化物约 100 吨, 减少灰渣排放 1800 吨煤粉燃尽率 98% 以上, 热效率 88% 以上, 与传统工业锅炉相比, 节能 35% 以上净化处理后, 外排的烟气含尘低于 25mg/Nm 3 二氧化硫低于 100mg/Nm 3 氮氧化物低于 150mg/Nm 3 15

7 采用航天大功率可调节等离子喷枪, 喷枪输出功率 100~500kW, 解决贫煤的点燃问题 ; 阴极使用寿命提高到 200 小时, 不仅可以点火, 也可以在每次起停 1097 吨 / 小时燃煤锅炉 2100 吨 / 小时燃煤 12 大功率可调节等离子点火技术煤品变化时进行稳燃助燃, 真正实现无油点火助燃 ; 喷枪功率大小可随时调节, 有效降低能耗, 提高设备使用寿命 ; 先进的 IGBT 晶体管整流和高频起弧装置, 大幅度提高整流功率因数与起弧成功率 ; 优化流场设计吨 / 小时工业煤粉锅炉适宜燃煤锅炉采用褐煤烟煤贫煤等煤种 1097 吨 / 小时及其以下燃煤锅炉费用为 350 万元 ; 吨 / 小时燃煤锅炉费用为万元锅炉 3000 吨 / 小时燃煤锅炉可以减排粉尘分别为 43.6 吨 62.3 吨 93.5 吨, 减排硫化物分别为 4.3 吨 6.14 吨 9.2 吨 ; 节油分别为 100 吨 180 吨 260 吨, 形成可观的经济效益的点火煤粉燃烧器, 保证点火燃烧的稳定性与可靠性适用于密闭实现碳材和生石灰原料 13 蓄热式电石生产新工艺以中低阶煤炭和生石灰为原料, 采用蓄热式旋转床热解热装电石炉双联工艺生产电石, 原料适应性广, 系统能耗低, 副产高附加值的油气资源电石行业式电石炉, 入炉原料要求 : 空干基碳材固定碳 81%, 石灰氧化钙含量新建一条年产 10 万吨电石生产线投资约 1.8 亿元 ; 改造一条年产电石 10 万吨的生产线投资 1.2 亿元 100% 利用, 吨电石节电量 400kwh; 以年产 10 万吨电石生产线为例, 年节能约吨标煤, 减排二氧化碳约吨, 减排氮氧化物约 112 吨, 减排 90% 二氧化硫约 384 吨 16

8 技术名称技术内容适用范围适用条件投资估算节能减排效果以挥发分高直接利用难度大的低变质煤为原料, 采用无热载体蓄热式旋中低阶煤炭分质梯级利用新技术多通道喷煤燃烧技术富氧燃烧技术转床煤热解技术, 通过热解提质提取其中的油气资源, 生产高附加值的气体和液体燃料, 剩余的固体产品提质新建单系列年处理煤可作为燃料或优质煤化工原料本褐煤和高挥煤 100 万吨 ( 干煤 ) 煤化工行业技术采用蓄热式燃烧辐射管加发分烟煤生产线投资约 5.8 亿热技术, 热效率高达 90% 以上 ; 无热元载体, 油气品质纯质量好 ; 旋转床关键技术成熟, 易实现单炉能力扩大, 单台装备处理量可达 100 万吨 / 年建材 ( 水泥 ) 冶金有色行业燃料为一般改造单台 5500t/d 利用大速差原理和浓缩燃烧技术, 采大中型回转窑普通烟煤热 (2500 t/d) 水泥回转用多通道大推力的燃烧器新建或改造, 尤值大于窑需要总投资 80 其适用于水泥 4500kcal 煤 (60) 万元行业建材轻工等行用富氧代替空气助燃, 可改善产品质业工业窑炉 ( 以 500t/d 浮法量降低能耗减少污染浮法玻璃熔窑窑 100 万元为例 ) 新建单系列年处理煤 100 万吨 ( 干煤 ) 生产线, 与现有同类装置相比, 每年节能约吨标煤, 减排二氧化碳约吨, 减排氮氧化物约 890 吨, 减排二氧化硫约 3053 吨, 减少水耗约吨改造单台 5500t/d ( 2500 t/d) 水泥回转窑, 年节能量 1300(600)tce 节能 3-5%, 年节约 1000 t 重油 17

9 该燃烧方式可有效抑制氮氧化物的生成, 是一种在燃烧过程中减少污染燃烧过程生成的氮氧化物物的清洁燃烧技术通过控制燃料中不能使用原烟气中的浓度低于的硫含量以及抑制燃烧过程中的氮煤作为燃料, 200mg/Nm 3, 二氧化硫在烟 17 解耦燃烧技术氧化物生成, 实现整个燃烧过程的清洁化煤炭燃料定时加入解耦燃烧炉, 燃烧氧气经一次风和二次风送入市政用锅炉中小工业锅炉工业窑炉所用的燃料是专用的煤基清洁固体一台年耗 10 万吨标准煤的锅炉, 总投资 2000 万元气中的浓度低于 100mg/Nm 3, 以及烟气粉尘浓度均达到天然气锅炉标炉内, 燃烧烟气热量加热窑炉物料或成型燃料 ( 俗准 ; 燃烧效率 99% 以上锅锅炉水, 烟气热量被利用, 然后烟气称兰炭 ) 炉热效率超过 90%, 达到天进入脱硫除尘净化, 达到燃气锅炉燃然气锅炉标准烧排放标准后, 最终排入大气 18

10 排烟温度每降低 15 度, 效 18 工业锅炉烟气余热利用技术根据锅炉类型和用户需求, 采用尾部节能装置回收烟气余热, 并采用强化传热技术和耐腐蚀技术提高换热能力和耐腐蚀性工业生产用蒸汽热水系统适用于排烟温度高于 120 度的工业锅炉回收烟气余热一台 35 吨工业锅炉, 总投资约 60 万率增加 1% 燃气工业锅炉效率可提高 5~10 个百分点, 投资回收期 0.5 年 ~1 年燃煤工业锅炉效率可提高 3 个百分点, 投资回收期 2 年按负荷要求, 实时调节给煤量给水 19 工业锅炉控制系统技术量鼓风量和引风量, 实施燃烧自动调节, 包括电动机的变频调速, 装设烟气氧量监测仪表, 配以先进的调风工业锅炉适用于燃煤锅炉节能改造一 10 吨燃煤工业锅炉, 总投资约 20 万提高效率 2~5 百分点, 投资回收期一般 2~3 年装置, 大幅提高燃烧效率 20 液烃汽化技术将常压液态的轻烃油分子瞬间震荡成为微小活泼的汽态油分子, 变成可燃气体, 并以低压安全的稳定输出, 在管道输不到的场所用于终端设备需要气体燃料的工业行业原料 ( 如油气伴生副产品 ) 的价格关系到本技术的经济性供应 240 万大卡燃料, 需投资 100 万元燃烧效率达 90% 以上因气体油分子小能够完全燃烧, 大幅减低空气污染 19

11 通过高效太阳能中温集热技术太阳能中温利用热源技术多能互补的太适用于太阳 21 太阳能中温集热技术阳能中温利用集成技术及多参数耦合优化太阳能中温利用集成系统控制技术太阳能系统热能输配管网优纺织印染食品等行业能资源丰富地区具有安装集热器的集热器单位投资 3000 元 /m 2 能够回收热能替代工业用热等领域的燃煤消耗化技术实现太阳能中温热的回收利场地条件用 20

多喷嘴对置式煤气化技术应用经验交流会

多喷嘴对置式煤气化技术应用经验交流会国泰化工昊华国泰多喷嘴对置式煤气化技术应用情况介绍昊华能源 - 鄂尔多斯市国泰化工有限公司目录 1. 生产概况 4. 性能考核昊华国泰多喷嘴对置式气化技术应用 2. 运行经验 3. 运行指标 1 1 装置简介鄂尔多斯市国泰化工有限公司位于鄂尔多斯市杭锦旗独贵塔拉工业园区甲醇装置年操作时数 8000 小时, 主产品为甲醇 40 万吨 / 年, 副产品硫磺 2800 吨 / 年, 配套建设有公用工程和部分辅助生产设施