煤化工节能技术

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1、煤化工节能技术煤化工节能技术煤化工企业节能技术煤化工企业节能技术 讲课内容 一一、焦炉煤气制天然气技术焦炉煤气制天然气技术二、焦炉煤气制甲醇技术二、焦炉煤气制甲醇技术三、焦炉煤气高效发电技术三、焦炉煤气高效发电技术四、焦炉煤气制合成氨技术四、焦炉煤气制合成氨技术五、合成气无循环两段甲烷化制天然气五、合成气无循环两段甲烷化制天然气六、粉煤气流床加压气化技术六、粉煤气流床加压气化技术七、粉煤气流床常七、粉煤气流床常(低低)压气气化技术压气气化技术八、循环流化床煤气化技术八、循环流化床煤气化技术九、多喷嘴对置式水煤浆气化技术九、多喷嘴对置式水煤浆气化技术十、水煤浆水冷壁气化技术十、水煤浆水冷壁气化技

2、术煤化工企业节能技术煤化工企业节能技术 讲课内容 十一、十一、新型高效煤粉锅炉系统技术新型高效煤粉锅炉系统技术十二、大功率可调节等离子点火技术十二、大功率可调节等离子点火技术十三、蓄热式电石生产新工艺十三、蓄热式电石生产新工艺十四、中低阶煤炭分质梯级利用新技术十四、中低阶煤炭分质梯级利用新技术十五、蓄热式电石生产新工艺十五、蓄热式电石生产新工艺十六、富氧燃烧技术十六、富氧燃烧技术十七、解耦燃烧技术十七、解耦燃烧技术十八、工业锅炉烟气余热利用技术十八、工业锅炉烟气余热利用技术十九、液烃汽化技术十九、液烃汽化技术二十、水煤浆水冷壁气化技术二十、水煤浆水冷壁气化技术二十一、太阳能中温集热技术二十一、

3、太阳能中温集热技术（一）（一）焦炉煤气制天然气技术焦炉煤气制天然气技术1.1.焦炉煤气焦炉煤气 焦炉煤气，又称焦炉气，英文名为Coke Oven Gas(COG)，由于可燃成分多，属于高热值煤气，粗煤气或荒煤气。是指用几种烟煤配制成炼焦用煤，在炼焦炉中经过高温干馏后，在产出焦炭和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体，是炼焦工业的副产品。焦炉气是混合物，其产率和组成因炼焦用煤质量和焦化过程条件不同而有所差别，一般每吨干煤可生产焦炉气300350m3（标准状态）。其主要成分为氢气（55%60%）和甲烷（23%27%），另外还含有少量的一氧化碳（5%8%）、C2以上不饱和烃（2%4%）、二氧化碳（1

4、.5%3%)、氧气(0.3%0.8%)、氮气(3%7%)。其中氢气、甲烷、一氧化碳、C2以上不饱和烃为可燃组分，二氧化碳、氮气、氧气为不可燃组分。2.2.焦炉煤气特点焦炉煤气特点1、焦炉煤气发热值高1672018810kJ/m3，可燃成分较高（约90%左 右）；2、焦炉煤气是无色有臭味的气体；3、焦炉煤气因含有CO和少量的H2S而有毒；4、焦炉煤气含氢多，燃烧速度快，火焰较短；5、焦炉煤气如果净化不好，将含有较多的焦油和萘，就会堵塞管道和管 件，给调火工作带来困难；6、着火温度为600650。7、焦炉煤气含有H2（5560%），CH4（2327%），CO（58%）CO2（1.53.0%），N2

5、（37%），O2（0.5%），c2h4(24%);密度为0.450.50 Kg/Nm3。3.3.天然气优点天然气优点 天然气是较为安全的燃气之一，它不含一氧化碳，也比空气轻，一旦泄漏，立即会向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体，安全性较其他燃体而言相对较高。采用天然气作为能源，可减少煤和石油的用量，因而大大改善环境污染问题；天然气作为一种清洁能源，能减少二氧化硫和粉尘排放量近100%，减少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%，并有助于减少酸雨形成，舒缓地球温室效应，从根本上改善环境质量。4.4.技术内容技术内容 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

6、甲烷，得到天然气（SNG），通过深冷分离，得到液化天然气（LNG）或冷却脱水、压缩，得到压缩天然气。5.5.适用范围及条件适用范围及条件 对于年产焦炭100万吨及以上独立焦化企业或钢铁联合企业内焦化分厂。一般对于焦炉煤气H2S含量250mg/Nm3，富余焦炉煤气量2.28万Nm3/h适用。6.6.试验现场照试验现场照7.7.节能分析节能分析 若利用焦炉煤气直接生产LNG产品，根据此焦化厂焦炉气成分的具体特征，经测算，焦化项目富余的焦炉煤气町以生产LNG 10.48万ta。项目投资为2.27亿元(含建设投资和流动资金)。以焦炉煤气价格0.3元/m3计算，项目LNG的生产成本约3 000 元t，年

7、总平均成本为3.14亿元。根据目前市场情况，生产的LNG产品价格暂按4 000元/t测算，年平均销售收入为4.28亿元(含部分副产品收入)。经计算，项目年均税前利润为1.14亿元，投资利润率为35.2%。焦炉煤气制天然气技术（二）（二）焦炉煤气制甲醇技术焦炉煤气制甲醇技术1.1.甲醇甲醇 甲醇，沸点64.7。因在干馏木材中首次发现，故又称“木醇”或“木精”。是无色有酒精气味易挥发的液体。人口服中毒最低剂量约为100mg/kg体重，经口摄入0.31 g/kg 可致死。用于制造甲醛和农药等，并用作有机物的萃取剂和酒精的变性剂等。通常由一氧化碳与氢气反应制得。2.2.甲醇用途甲醇用途 甲醇是基本有机

8、原料之一。主要用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺和硫酸二甲酯等多种有机产品。也是农药（杀虫剂杀螨剂）、医药的原料。还是重要的溶剂，亦可掺入汽油作替代燃料使用。可用作涂料、清漆、虫胶、油墨、胶黏剂、染料、生物碱、醋酸纤维素、硝酸纤维素、乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛等的溶剂。也是制造农药、医药、塑料、合成纤维及有机化工产品如甲醛、甲胺、氯甲烷、硫酸二甲酯等的原料。其他用作汽车防冻液、金属表面清洗剂和酒精变性剂等。3.3.技术内容技术内容 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

9、，得到甲醇产品。4.4.适用范围及条件适用范围及条件 对于年产焦炭150万吨及以上独立焦化企业或钢铁联合企业内焦化分厂适用。一般情况下，焦炉煤气H2S含量250Mg/Nm3，富余焦炉煤气量3.4万Nm3/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。其节能减排效果为：单位焦炉煤气减排二氧化硫300mg/m3。5.5.投资与收益估算投资与收益估算6.6.案例经济分析案例经济分析陕焦化工机组投资表（三）（三）焦炉煤气高效发电技术焦炉煤气高效发电技术1.1.技术方案技术方案方案一 采用锅炉来直接燃烧焦炉煤气,将煤气的热能通过锅炉内的管束把水转换为蒸汽,利用蒸汽推动汽轮机再驱动发电

10、机发电。这是我国焦化企业采用较多的发电技术。主要设备：气燃烧器、锅炉本体、化学水系统、给水系统、蒸汽轮机、冷凝器、冷却塔、发动机、变压器和控制系统。1.1.技术方案技术方案方案二 采用燃气轮机发电。燃气轮机是以气体为工质、经压缩、加热后在透平中膨胀，将部分热能转换为机械能的旋转式动力机械。燃气轮机比较适用于高含氢低热值和气体含杂质较多的劣质燃料，一些燃气轮机甚至使用原油和高硫渣油燃料。但燃气轮机自身的发电效率不是很高，一般在30%35%，所产生的废热烟气温度高达450 550,可通过余热锅炉再次回收热能转换蒸汽，驱动蒸汽轮机再发电，实现燃气蒸汽联合循环。1.1.技术方案技术方案方案三 采用燃气

11、内燃机发电。燃气内燃机发电方式是最近几年发展起来的新技术，其工作原理与车用发动机类似，需要火花塞点火，由于燃气内燃机气缸内的核心区域工作温度可达1400摄氏度,使其效率超过了蒸汽轮机，甚至燃气轮机。该方案现主要应用在单机功率2MW以下的小型发电机组发电，发电效率约为32一36%。1.1.技术方案技术方案优缺点比较2.2.适用范围及适用条件适用范围及适用条件 对于年产焦炭200万吨及以上独立焦化企业或钢铁联合企业内焦化分厂适用。一般来说，适用条件是焦炉煤气H2S含量250mg/Nm3，富余焦炉煤气量4.5万Nm3/h。3.3.机组现场照机组现场照焦炉煤气发电机组4.4.尾气余热利用尾气余热利用

12、对于燃气发电机组，燃气燃料的能量只有约30%被发电机组转化为电能，约有30-35%随高温烟气排出，20-25%被发动机冷却水带走，通过机身散热等其它损失约占10%左右。烟道出口烟气温度为550，适合使用余热锅炉进行回收。5.5.投资与收益估算投资与收益估算 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。其效果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。6.6.案例分析案例分析 某企业工程建成后年发电量为1.055 x 108 kWh，年供电量0.97 x 108kWh，小时外供电量为1.2125x1

13、04 kWh。（四）（四）焦炉煤气制合成氨技术焦炉煤气制合成氨技术1.1.技术方案技术方案 以焦炉煤气为原料，经变换冷却、净化（低温甲醇洗）、液氮洗精制、压缩机及高压合成，生产并合成氨。3.3.适用范围及适用条件适用范围及适用条件 一般适用于焦炭生产规模200万吨及以上独立焦化企业或钢铁联合企业内焦化分厂。一般来说，适用条件是：焦炉煤气H2S含量250mg/Nm3，富余焦炉煤气量4.5万Nm3/h。4.4.案例分析案例分析 某有限公司100万t/a焦炉煤气、甲醇弛放气制合成氨项目合成氨的生产成本比传统方法降低了近 2/3 左右，其指标（左图）与国家标准效益、节能指标都得到很好满足。5.5.投资

14、估算投资估算 一般来说，200万吨独立焦化企业富余焦炉煤气生产合成氨需要投资约4亿元。单位焦炉煤气可减排二氧化硫250mg/m3。6.6.节能减排效果节能减排效果（五）（五）合成气无循环两段甲烷化合成气无循环两段甲烷化制天然气制天然气1.1.煤制天然气优点煤制天然气优点 煤制天然气与其他煤化工路线相比，具有设备流程简单、技术成熟可靠、单位热值投资成本低、生产过程污染物较少、生产效率高以及废热循环利用等优点。发展煤制天然气既是清洁加工充分利用廉价煤炭资源的有效途径，也可以有效缓解我国日益突出的天然气供需矛盾。2.2.技术方案技术方案 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

15、。第一段为配气甲烷化段，通过逐级配气调节CO浓度，控制反应温度在750以下，一段出口CO转化率87%；第二段为补充甲烷化段，通过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。3.3.技术流程图技术流程图4.4.适用范围及适用条件适用范围及适用条件 一般来说，适用范围为煤制天然气或合成气制备行业的甲烷化工序。适用条件一般为规模20亿Nm3/年以上的天然气装置。5.5.投资估算与节能减排效果投资估算与节能减排效果 投资估算以40亿Nm3/年合成天然气装置为例，投资为12亿元，较传统流程降低20%。节能减排效果以20亿Nm3/年天然气装置为例，每年节能

16、标煤14276.9吨，每年可以减排粉尘、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物分别为9708.3吨、35585.2吨、1070.8吨、535.4吨。（六）（六）粉煤气流床加压气化技术粉煤气流床加压气化技术1.1.煤粉用途煤粉用途（1）煤粉用于工业用途，常常用来做为工业生产的添加 剂，也会用做铸造脱模剂。（2）煤粉用在环保型锅炉中，做为制造水煤浆的原料，与 水混合以后，它的燃烧值会更高。（3）用于煤改气，其使用价值更高，对环境危害降低。2.2.技术方案技术方案 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，煤粉经三路进入气化炉烧嘴的三个粉煤管。氧气经预热器加热后先在

17、混合气内与一定量的蒸汽混合，然后按一定的比例进入烧嘴。煤粉在炉膛内高温部分氧化反应，生成的合成气主要成分为CO和H2。在激冷室，合成气被急冷，熔渣迅速固化。从气化炉急冷室和合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。3.3.技术流程图技术流程图 右图为粉煤气流床加压气化技术流程图。4.4.适用范围及适用条件适用范围及适用条件 一般来说该技术适用于煤化工装置或IGCC发电装置。其适应性较广，但需要对多种类型的煤进行配烧，调节固定碳、灰分、灰熔点在适当的范围。5.5.案例分析案例分析 某厂安装一套新型煤气化示范装置，该装置气化炉的气化压力为 4.0

18、 MPa，投煤量 1 200 t/d。6.6.案例分析案例分析经济分析：(1)电耗:360001.7328000/10000.45 元/kWh=11.22(万元)(2)一次开停机按需要 0.5 h 计，年节约电耗:600 kWh0.930.5h0.45 元/kWh 4 次=502(元)。(3)每次检修需要更换气阀 24 个，气阀出库价格 1100 元,1 年少领用 1 次，可节约:24 个1100元=26 400(元)(4)一次故障停机检修需要 8 h，影响系统氧化用气量在 800m3/h 左右，27.5%双氧水 800 元/t，增加双氧水产量，创造效益:(800m3/h8 h 0.21103

19、)/22.4 L/mol34g/mol/0.275106800元/t4=23738(元)(5)合计年创造效益:11.22 万+0.05 万+2.64 万+2.37 万=16.28(万元)(6)静态投资回收:本次研究应用共投资DN250 碳钢管 16 m，弯头 4 只，1.5m 1.5 m 1 mm 的铝板 5 张，共计投资 6150 元;静态投资回收期:0.615/16.28=0.038 年，换 算 成 天 数:14 天。7.7.投资估算投资估算 20万t/年合成氨气化岛单位投资1000元/吨合成氨。冷煤气效率在83以上，对合成气中的污染物硫成分回收成单质硫磺或硫酸，废液处理后回收利用，废气经

20、回收处理后优于达标排放。8.8.节能减排效果节能减排效果（七）（七）粉煤气流床常粉煤气流床常(低低)压气气化技术压气气化技术1.1.技术方案技术方案 采用粉煤常压或低压气化技术，磨煤系统来的粉煤由氮气或二氧化碳作为输送介质送至气化炉；与气化剂（蒸汽和富氧空气或纯氧）在气化炉内进行部分氧化还原反应，生成的合成气主要成分为CO和H2。气化反应中产生的渣以液态的形式向下流入渣池。生成的粗合成气余热回收、除尘、脱硫后供给用户使用。2.2.技术流程图技术流程图3.3.适用范围及适用条件适用范围及适用条件 通常情况下该技术适用范围为：连续生产企业大量使用气体燃料的工业行业使用煤炭热值大于5000kcal。

21、一般来说，其适用条件为：单套装置产气能力介于1040KNm3/h。4.4.投资估算投资估算 每10KNm3/h产气能力投资介于2000万2500万元。年耗煤100万吨燃料的建材工业园区新建统一的煤制清洁煤气中心配套硫回收装置，实现集中式制气和供气，投资约810亿元。系统碳转化率达97%以上，较固定床水煤气技术高15%以上、节约用煤超过15%，无酚氰废水产生，出口煤气粉尘含量小于10mg/Nm3；煤气中H2S含量低于20mg/Nm3。5.5.节能减排效果节能减排效果（八）（八）循环流化床煤气化技术循环流化床煤气化技术1.1.技术内容技术内容 本技术由循环流化床（CFBC）燃烧技术发展而来，煤经破

22、碎筛分送入气化炉底部，与气化剂反应生成湿煤气、粗渣和飞灰。湿煤气携带部分飞灰从气化炉顶部进入高温旋风分离器，进入高温换热器与气化剂换热后再经过余热回收器与来自汽包的软水进一步换热，经过除尘、降温、脱硫后经加压机送用户使用。2.2.适用范围及条件适用范围及条件 适用范围：需要气体燃料的工业行业；适用条件使用燃料热值大于5200kca。单套装置产气能力介于2040KNm3/h；每10KNm3/h产气能力投资介于15002000万元；年耗煤100万吨燃料的建材工业园区新建统一的煤制清洁煤气中心，配套硫回收装置，实现集中式制气和供气，投资约68亿元。3.3.投资估算投资估算4.4.节能减排效果节能减排

23、效果 系统碳综合转化率超过95%，较固定床水煤气技术高15%以上、节约用煤超过15%，无酚氰废水产生，出口煤气粉尘含量小于10mg/Nm3；煤气中H2S含量低20mg/Nm3冷煤气效率超过85%。（九）（九）多喷嘴对置式水煤浆气化技术多喷嘴对置式水煤浆气化技术1.1.技术内容技术内容 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炉进行气化反应。气化炉的流场结构由射流区、撞击区、撞击流股回流区、折返流区和管流区组成，通过喷嘴对置、优化炉型结构及尺寸，在炉内形成撞击流，强化混合传质传递过程，形成炉内合理的流场结构，达到良好的工艺与工程效果。2.2.

24、适用范围及条件适用范围及条件 适用范围：适用于煤化工装置、IGCC发电装置；适用条件：适宜长焰烟煤，单炉最大处理能力3000吨/天 45万吨/年合成氨气化岛（一开一备）单位投资900元/吨合成氨。3.3.投资估算投资估算4.4.节能减排效果节能减排效果 山东华鲁恒升化工股份有限公司的多喷嘴对置式水煤浆气化炉与单喷嘴气化炉相比，比煤耗降低7%9%，有效气成分约提高0.5 个百分点。特别是合成气中H2 含量，比单喷嘴气化炉约提高0.7 个百分点，碳转化率达99%，有效气成分高于80%，煤炭能量利用率达98%。（十）（十）水煤浆水冷壁气化技术水煤浆水冷壁气化技术1.1.技术内容技术内容 通过热能和化

25、工的结合，突破了现有水煤浆+耐火砖保护和干粉+水冷壁的传统概念，实现了新的水煤浆+水冷壁气化工艺。彻底解决了现有耐火砖气化炉的煤种灰熔点限制问题，采用了点火预热和工艺烧嘴组合喷嘴，冷态启动时间不到现有耐火砖气化炉的十分之一，启动迅速灵活；喷嘴使用寿命长，单炉可用率达8000小时/年。2.2.适用范围及条件适用范围及条件 适用范围：适用于以CO和H2为主的合成气生产装置。也可以作为燃料气和还原气；适用条件：适用于褐煤、烟煤到无烟煤全煤阶的水煤浆气化工业，要求原料煤成浆浓度50%，干基灰分20%。新建一条处理煤2000吨（干煤）/天的生产线，总投资约1.5亿元。3.3.投资估算投资估算4.4.节能

26、减排效果节能减排效果 山西阳煤丰喜临猗分公司水煤浆水冷壁气化炉工艺流程 4.4.节能减排效果节能减排效果 该公司新建一条处理煤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28000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。（十一）（十一）新型高效煤粉锅炉系统技术新型高效煤粉锅炉系统技术1.1.技术内容技术内容 新型高效煤粉锅炉系统采用煤粉集中制备、精密供粉、空气分级燃烧、炉内脱硫、锅壳（或水管）式锅炉换热、高效布袋除尘、烟气脱硫和全过程自动控制等先进技术，实现了燃煤锅炉的高效运行和洁净排放。2.2.适用范围及条件适

27、用范围及条件 适用范围：煤炭行业生产用蒸汽、供暖；适用条件：适宜燃烧优质褐煤、长焰煤，无烟煤、贫煤及一般烟煤均不适宜。单位投资35万元/t/h。3.3.投资估算投资估算4.4.节能减排效果节能减排效果 神东集团采用煤炭科学研究总院自主研发的煤粉工业锅炉系统技术，建设了6 个锅炉房516蒸t/h 的规模，安全运行了2 个采暖季，产生了很大的经济和环保效益。锅炉平均热效率达90%以上，用户认可的节煤率达52%，因节能带来的收益超过1.5 亿元，减排烟尘210 t、SO2 467 t、NOx 643t（十二）（十二）大功率可调节等离子点火技术大功率可调节等离子点火技术1.1.技术内容技术内容 采用航

28、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；优化流场设计的点火煤粉燃烧器，保证点火燃烧的稳定性与可靠性。2.2.适用范围及条件适用范围及条件 适用范围：210-3000吨/小时工业煤粉锅炉；适用条件：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；1097-3000吨/小时燃煤锅炉费用为3

29、50-700万元。3.3.投资估算投资估算4.4.节能减排效果节能减排效果 每次起停1097吨/小时燃煤锅炉、2100吨/小时燃煤锅炉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。（十三）（十三）蓄热式电石生产新工艺蓄热式电石生产新工艺1.1.技术内容技术内容 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。2.2.适用范围及条件适用范围及条件 适用范围：电石行业；适用条件：适用

30、于密闭式电石炉，入炉原料要求：空干基碳材固定碳81%，石灰氧化钙含量90%。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。3.3.投资估算投资估算4.4.节能减排效果节能减排效果 实现碳材和生石灰原料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16000吨标煤，减排二氧化碳约38400吨，减排氮氧化物约112吨，减排二氧化硫约384吨。（十四）（十四）中低阶煤炭分质梯级利用新技术中低阶煤炭分质梯级利用新技术1.1.技术内容技术内容 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转床煤热解技术，

31、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煤可作为燃料或优质煤化工原料。本技术采用蓄热式燃烧辐射管加热技术，热效率高达90%以上；无热载体，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。2.2.适用范围及条件适用范围及条件 适用范围：煤化工行业；适用条件：褐煤和高挥发分烟煤。新建单系列年处理煤100万吨（干煤）生产线投资约5.8亿元。3.3.投资估算投资估算4.4.节能减排效果节能减排效果 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127200吨标煤，减排二氧化碳约305280

32、吨，减排氮氧化物约890吨，减排二氧化硫约3053吨减少水耗约120000吨。（十五）（十五）多通道喷煤燃烧技术多通道喷煤燃烧技术1.1.技术内容技术内容 利用大速差原理和浓缩燃烧技术，采用多通道、大推力的燃烧器。2.2.适用范围及条件适用范围及条件 建材、冶金、有色行业大中型回转窑新建或改造，尤其适用于水泥行业。燃料为一般普通烟煤、热值大于4500kcal煤。新建单系列年处理煤100万吨（干煤）生产线投资约5.8亿元。3.3.投资估算及节能分析投资估算及节能分析4.4.节能减排效果节能减排效果 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127200吨标煤，减排

33、二氧化碳约305280吨，减排氮氧化物约890吨，减排二氧化硫约3053吨，减少水耗约120000吨。（十六）（十六）富氧燃烧技术富氧燃烧技术1.1.定义定义 富氧燃烧是指助燃用的氧化剂中的氧浓度高于空气中的氧浓度（根据实际情况可采用局部富氧和整体富氧），直至纯氧燃烧。富氧燃烧对所有燃料（包括气体、液体和固体）和工业锅炉均适用，既能提高劣质燃料的应用范围，又能充分发挥优质燃料的性能，广义上讲凡是用空气参与反应的均可用富氧代替。2.2.技术内容技术内容 用富氧代替空气助燃，可改善产品质量、降低能耗、减少污染。采用烟气再循环的方式,使燃烧炉内CO2浓度提高。O2与烟气中CO2以一定比例混合,作为燃

34、烧的氧化剂,使燃料燃烧可保持燃烧温度,最终得到了与空气燃烧方式一样的热能。富氧燃烧技术主要由3 个基本步骤组成：空气分离、O2/CO2 燃烧和烟气压缩与脱水。CO2 concentration:95%NOx reduction:30%-70%SO2 removal by limestone:40%-90%Thermal efficiency increase:3%70%的CO2其余为水70%75%烟气95%CO295%以上热传递评价热传递评价焦炭燃尽率焦炭燃尽率着火特性与着火特性与火焰稳定性火焰稳定性气体排放控制气体排放控制在相同绝热火焰温度情况下，在相同绝热火焰温度情况下，辐射换热增强，对流

35、换热辐射换热增强，对流换热减弱，需要对锅炉部分改造或操作条件优化减弱，需要对锅炉部分改造或操作条件优化，保证满意，保证满意的能量平衡。的能量平衡。高高COCO2 2气氛下，气氛下，char-COchar-CO2 2反应。低温下（如反应。低温下（如400400-900-900，）可忽略，因其反应速率远低于）可忽略，因其反应速率远低于char-Ochar-O2 2反应；反应；高温下，高温下，碳粒边界层存在明显的碳粒边界层存在明显的COCO产物。产物。微重力设备中进行试验，保证煤粉均相布置，防止自然微重力设备中进行试验，保证煤粉均相布置，防止自然对流。对流。COCO2 2高热容，导致火焰传播速度慢，

36、着火延迟，影高热容，导致火焰传播速度慢，着火延迟，影响火焰稳定性。响火焰稳定性。COCO2 2，NOxNOx，SOSO2 2，亚微米级飞灰颗粒，痕量元素，亚微米级飞灰颗粒，痕量元素气气体体排排放放控控制制COCO2 2：试验室试验，：试验室试验，烟气中烟气中COCO2 2浓度可达浓度可达95%95%；中试试验，浓度；中试试验，浓度为为80%-92%80%-92%。NOxNOx：NOxNOx排放较空气气氛下减少排放较空气气氛下减少2/32/3以上以上：热力型：热力型NOxNOx减少，减少，循环烟气中循环烟气中NOxNOx的还原。的还原。SOSO2 2：试验表明，：试验表明，排放量减少，浓度增大，

37、排放量减少，浓度增大，S S转化率转化率91%91%64%64%亚微米级颗粒：难熔氧化物气化，导致数量明显增加亚微米级颗粒：难熔氧化物气化，导致数量明显增加；高浓；高浓度度COCO2 2改变氧化物中改变氧化物中CO/COCO/CO2 2比例，影响气化。比例，影响气化。痕量元素：气相中，汞、硒、砷含量较空气下高。痕量元素：气相中，汞、硒、砷含量较空气下高。3.3.技术及优势技术及优势（1 1）燃烧效率高；锅炉效率也提高了。）燃烧效率高；锅炉效率也提高了。（2 2）燃烧产物中）燃烧产物中COCO2 2的含量将达到的含量将达到95%95%左右，回收的费用更低。左右，回收的费用更低。（3 3）在液化处

38、理以）在液化处理以COCO2 2为主的烟气时，为主的烟气时，SOSO2 2同时也被液化回收，同时也被液化回收，可可省去烟气脱硫设备。省去烟气脱硫设备。（4 4）在）在O O2 2/CO/CO2 2的气氛下，的气氛下，SOSOx x、NOxNOx的生成将会减少，如果再结的生成将会减少，如果再结 合合低低NOxNOx燃烧技术，则有可能不用或少用脱氮设备。燃烧技术，则有可能不用或少用脱氮设备。（5 5）采用）采用O O2 2/CO/CO2 2燃烧技术减少了烟气量，简化了烟气处理系统。燃烧技术减少了烟气量，简化了烟气处理系统。燃烧燃烧温度可以由再循环的烟气量来控制。温度可以由再循环的烟气量来控制。4.

39、4.瓶颈及存在的问题瓶颈及存在的问题（1 1）氧气的生产设备以及）氧气的生产设备以及CO2CO2压缩设备增加了电耗。压缩设备增加了电耗。（2 2）空气分离产生的大量副产品氮气还需要找到合适的处理）空气分离产生的大量副产品氮气还需要找到合适的处理利利 用用途径。途径。（3 3）循环烟气中）循环烟气中CO2CO2的比热容较空气高且水蒸汽的含量也高，的比热容较空气高且水蒸汽的含量也高，使使 燃烧燃烧推迟，需要对燃烧器进行改进研究。推迟，需要对燃烧器进行改进研究。（4 4）其他待研究的内容（如灰渣、换热、除尘）。）其他待研究的内容（如灰渣、换热、除尘）。5.5.适用范围及条件适用范围及条件 建材、轻工

40、等行业工业窑炉（以浮法玻璃熔窑为例）100万元，节能3-5%，年节约1000t重油6.6.投资估算及节能分析投资估算及节能分析（十七）（十七）解耦燃烧技术解耦燃烧技术1.1.技术内容技术内容 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物的清洁燃烧技术。通过控制燃料中的硫含量以及抑制燃烧过程中的氮氧化物生成，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炉内，燃烧烟气热量加热窑炉物料，,锅炉水烟气热量被利用，然后烟气进入脱硫除尘净化，达到燃气锅炉燃烧排放标准后，最终排入大气。2.2.适用范围及条件适用范围及条件（1）市政用锅炉、中小工业锅炉

41、、工业窑炉。（2）不能使用原煤作为燃料，所用的燃料是专用的煤基清洁 固体成型燃料（俗称兰炭）。3.3.解耦燃烧炉的工作原理解耦燃烧炉的工作原理双向往复炉排解耦燃烧炉的工作原理双向往复炉排解耦燃烧炉的工作原理4.4.投资估算及节能分析投资估算及节能分析 一台年耗10万吨标准煤的锅炉，总投资2000万元 燃烧过程生成的氮氧化物烟气中的浓度低于200mg/Nm3，二氧化硫在烟气中的浓度低于100mg/Nm3，以及烟气粉尘浓度均达到天然气锅炉标准；燃烧效率99%以上、锅炉热效率超过90%，达到天然气锅炉标准。5.5.节能减排效果节能减排效果（十八）（十八）工业锅炉烟气余热利用技术工业锅炉烟气余热利用技

42、术1.1.技术内容技术内容 烟气余热冷凝回收装置的技术原理，就是利用温度较低的水冷却烟气，把烟气温度降低到烟气中的水蒸汽冷凝，同时实现烟气显热和水蒸汽冷凝潜热的回收利用，提高锅炉热效率。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。（1）工业生产用蒸汽、热水系统；（2）适用于排烟温度高于120度的工业锅炉回收烟气余热。2.2.适用范围及条件适用范围及条件3.3.存在的问题存在的问题 由于石油、煤等燃料中均含有硫，在燃烧时，硫氧化物的产生是必不可少的，它与水蒸气结合后即形成硫酸蒸汽。当锅炉尾部受热面的金属壁面温度低于硫酸蒸汽的凝结点（

43、称为酸露点），就会在其表面形成液态硫酸（称为结露）。一台35吨工业锅炉，总投资约60万。4.4.投资估算投资估算 排烟温度每降低15度，效率增加1%。燃气工业锅炉效率可提高510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。4.4.节能分析节能分析（十九）（十九）工业锅炉控制系统技术工业锅炉控制系统技术1.1.技术内容技术内容 按负荷要求，实时调节给煤量、给水量、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，配以先进的调风装置，大幅提高燃烧效率。适用范围：工业锅炉。适用条件：适用于燃煤锅炉节能改造。2.2.适用范围及条件适用

44、范围及条件3.3.投资估算投资估算 一台10吨燃煤工业锅炉，总投资约20万。提高效率25百分点，投资回收期一般23年。4.4.节能分析节能分析（二十）（二十）液烃汽化技术液烃汽化技术1.1.技术内容技术内容 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。适用范围：需要气体燃料的工业行业。适用条件：原料（如油气伴生副产品）的价格关系到本技术的经济性。2.2.适用范围及条件适用范围及条件3.3.投资估算投资估算 投资估算：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。4.4.节能分析节能分析（二十一）（二十一）太阳能中温集热技术太阳能中温集热技术1.1.技术内容技术内容 通过高效太阳能中温集热技术、太阳能中温利用热源技术、多能互补的太阳能中温利用集成技术，和多参数耦合优化、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化技术实现太阳能中温热的回收利用。适用范围：纺织、印染、食品等行业。适用条件：适用于太阳能资源丰富地区、具有安装集热器的场地条件。2.2.适用范围及条件适用范围及条件4.4.节能分析节能分析 集热器单位投资3000元/m2。能够回收80-250热能替代工业用热等领域的燃煤消耗。3.3.投资估算投资估算