【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 油熱裂解性質(zhì)的影響：準(zhǔn)備對(duì)不同溫度對(duì)秸稈造氣過(guò)程中所產(chǎn)焦油的裂 解特性進(jìn)行單一變量實(shí)驗(yàn)。據(jù)此得到熱裂解率最高的反應(yīng)溫度，并對(duì)該溫度下對(duì)應(yīng)的裂解產(chǎn)物及產(chǎn)量加以分析。 （ 3） 研究 壓力對(duì)焦油熱裂解性質(zhì)的影響：準(zhǔn)備考察相同條件下，改變體系壓力對(duì)秸稈造氣過(guò)程中所產(chǎn)生的焦油的裂解特性的影響。期望得到未來(lái)工藝的適宜裂解壓力并對(duì)裂解產(chǎn)物及產(chǎn)量加以分析。 （ 4） 研究 爐內(nèi)溫度對(duì)所產(chǎn)焦油性質(zhì)的影響：通過(guò)對(duì)進(jìn)出氣化爐的物質(zhì)進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)，進(jìn)料中的纖維素中 O 元素含量較高，但是由于反應(yīng)過(guò)程中溫度較高，纖維素中的 C— O 鍵不斷斷裂，游離的 O 原子又與產(chǎn)生的可燃?xì)?H2 反應(yīng)生成水，同時(shí)高溫下 ，更加有利于聚合、環(huán)化這樣生成焦油的反應(yīng)的進(jìn)行。由此可見(jiàn)，爐內(nèi)過(guò)高的溫度在降低氣化效率的同時(shí)也提高整個(gè)系統(tǒng)焦油含量。準(zhǔn)備考察相同條件下，不同氣化爐溫度對(duì)出爐氣體中所攜帶焦油的含量的影響，并對(duì)焦油的構(gòu)成及產(chǎn)量進(jìn)行分析，最終得到新型氣化爐的適宜氣化溫度。 （ 5） 研究 爐內(nèi)壓力對(duì)所產(chǎn)焦油性質(zhì)的影響：準(zhǔn)備對(duì)不同壓力下?tīng)t內(nèi)壓力對(duì)所產(chǎn)焦油的性質(zhì)進(jìn)行單變量實(shí)驗(yàn)。據(jù)此得到最佳爐內(nèi)壓力，以實(shí)現(xiàn)氣化率最大化。 （ 6） 研究 氣化爐結(jié)構(gòu)對(duì)氣化過(guò)程所產(chǎn)焦油性質(zhì)的影響：據(jù)調(diào)查，現(xiàn)有秸稈造氣爐大部分采用直接燃燒造氣方式，該方式雖然較為簡(jiǎn)便， 但是由于鼓入空氣攜帶的大量 N2 帶走大量熱，這不利于秸稈的造氣反應(yīng)，而有利于一些副產(chǎn)焦油的反應(yīng)發(fā)生。 13 現(xiàn)有秸稈氣化流程中，氣化爐出口氣體先經(jīng)過(guò)冷卻設(shè)備冷卻，再進(jìn)入除焦油設(shè)備。由此分析，冷卻系統(tǒng)的燃?xì)獠坏枰罅坷鋮s水進(jìn)行冷卻，且出冷卻系統(tǒng)的燃?xì)庖矓y帶了大量的水分，這樣的燃?xì)膺M(jìn)入除焦油設(shè)備必然導(dǎo)致設(shè)備效率低下，最終導(dǎo)致了焦油在管道內(nèi)的累積。本項(xiàng)目準(zhǔn)備通過(guò)研究，研制一種新型的氣化爐。 （ 7） 研究 氣化爐結(jié)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)氣化率的影響：氣化爐出口溫度仍然較高，在這樣的高溫下，大部分焦油分子主要以氣態(tài)存在，旋分只能將少部分以液態(tài) 形式存在的焦油分子與燃?xì)膺M(jìn)行分離，而對(duì)其余焦油分子無(wú)能為力，這部分焦油分子夾雜在燃料氣中，隨著溫度的降低，慢慢的沉積在輸氣管道上，造成了堵塞。準(zhǔn)備對(duì)新?tīng)t型與舊爐型在相同條件下反應(yīng)所得可燃?xì)怏w產(chǎn)率進(jìn)行分析，并綜合其所產(chǎn)焦油數(shù)據(jù)，進(jìn)行對(duì)比篩，最終獲得新?tīng)t型的優(yōu)化指標(biāo)。 （ 8） 研究 溫度對(duì)氣化過(guò)程副產(chǎn)酸性氣體性質(zhì)的影響：準(zhǔn)備在相同條件下，通過(guò)分析不同氣化爐溫度下，氣化過(guò)程副產(chǎn)酸性氣體的性質(zhì)。據(jù)此得到溫度與副產(chǎn)酸性氣體性質(zhì)之間的一些規(guī)律。 （ 9） 研究 壓力對(duì)氣化過(guò)程副產(chǎn)酸性氣體性質(zhì)的影響：準(zhǔn)備對(duì)氣化爐爐壓對(duì)氣化過(guò)程副產(chǎn) 的酸性氣體性質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。并綜合溫度的影響，對(duì)不同反應(yīng)條件下的酸性氣體對(duì)管道的腐蝕程度作出評(píng)價(jià)。 （ 10） 研究 秸稈量 /進(jìn)氣量對(duì)氣化過(guò)程焦油產(chǎn)量及氣化率的影響：準(zhǔn)備考察不同秸稈量 /進(jìn)氣量條件下，氣化過(guò)程所副產(chǎn)焦油的量，以及它對(duì)秸稈氣化率的影響，為未來(lái)的新工藝流程提供可靠的優(yōu)化數(shù)值。 、新工藝與現(xiàn)有工藝效果比較 : 表 1 新技術(shù) 、改造技術(shù) 與現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)指標(biāo)比較 現(xiàn)有技術(shù) 新技術(shù) 改造 技術(shù) 秸稈裂解率 （ m%） % % % 秸稈有氧燃燒率 （ m%） % % % 對(duì)于新技術(shù)與改造 技術(shù)，由于對(duì)換熱系統(tǒng)增設(shè)或改造，能量利用更加充分，從而降低了進(jìn)料秸稈中發(fā)生有氧燃燒的量， 進(jìn) 而增加了秸稈的裂解量 ， 秸稈裂解量的提高導(dǎo)致燃?xì)猱a(chǎn)量和 燃 氣熱值的增加。 14 表 2 新技術(shù)、改造 技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)裂解產(chǎn)物組成對(duì)比 物質(zhì) N2 CO H2 CO2 O2 CH4 C2H4 C3H6 C15 C25 組成（新技術(shù)） V% % % % % % % % % % % 組成（改造 技術(shù)）V% % % % % % % % % % % 組成（現(xiàn)有） V% % % % % % % % % % % 隨著秸稈裂解量的提高，裂解氣中小分子可燃烴的產(chǎn)率都將提高，這些可燃物產(chǎn)率的提高可以大幅增加整個(gè)燃?xì)庀到y(tǒng)燃?xì)鉄嶂怠Ｈ粢?1Nm3燃?xì)庥?jì)算，新技術(shù)所產(chǎn)燃?xì)鉄嶂禐?9182KJ，改進(jìn)技術(shù)所產(chǎn)燃?xì)鉄嶂?8342KJ，而現(xiàn)有技術(shù)所產(chǎn)燃?xì)鉄嶂禐?846KJ，燃?xì)鉄嶂捣謩e 提高 %、 %。 五 、課題技術(shù)路線與實(shí)施方案 （一）、 秸稈氣化 過(guò)程中焦油處理 新 工藝研究 急冷吸收穩(wěn)定系統(tǒng)用戶 氣罐攪籠氣化裂解設(shè)備油氣分離系統(tǒng)除酸除臭器換熱秸稈氣化除焦油新工藝示意圖空氣 ： 1) 急冷技術(shù)：將氣化裂解設(shè)備中產(chǎn)出來(lái)的高溫混合氣體，急速冷卻，使部分的遇冷 15 凝液返回至氣化裂解設(shè)備中；這個(gè)措施大幅度的降低了后面混合氣體產(chǎn)物堵塞管道的可能性，同時(shí)減少了混合氣體中烯烴發(fā)生聚合反應(yīng)的幾率，增加了混合氣體中的 C1~C4含量，減少了焦油的生成； 2) 換熱技術(shù)：將送入氣化裂解的空氣和原料，同氣化裂解設(shè)備頂部產(chǎn)出的高溫混合氣體進(jìn)行換熱，降低了熱損失，能量利 用率大幅度增加，同時(shí)提高了秸稈裂解率，降低了秸稈有氧燃燒率，大幅度的增加了可燃?xì)怏w的燃燒熱值； 3) 油氣分離技術(shù)：將混合氣體通過(guò)油氣分離系統(tǒng)分離出氣體和焦油，將焦油從混合氣體中分離出來(lái)；這樣大幅度的降低了混合氣體中焦油的含量，同時(shí)為下一步的吸收穩(wěn)定系統(tǒng)提供了優(yōu)質(zhì)的吸附劑； 4) 吸收穩(wěn)定技術(shù)：用油氣分離系統(tǒng)中得到的焦油作為返洗液，對(duì)分離得到的混合氣體進(jìn)行吸收穩(wěn)定操作；經(jīng)過(guò)吸收穩(wěn)定系統(tǒng)，混合氣體中的 C5+焦油大幅度降低，避免了混合氣體中 C5+焦油含量過(guò)高導(dǎo)致的一系列堵塞現(xiàn)象；且吸收穩(wěn)定系統(tǒng)中得到的焦油被送回氣化裂解設(shè)備 中；提高了裂解剩余焦油的利用，降低了焦油的二次污染，同時(shí)也提高了焦油的脫除率； 5) 溶劑除酸除臭技術(shù)：從吸收穩(wěn)定系統(tǒng)中返洗得到的混合氣體進(jìn)入除酸除臭器中，大大降低整個(gè)系統(tǒng)的酸性氣體和有毒氣體含量，為混合氣體合格出裝置提供了保證。 ： 1) 原料進(jìn)料： 將秸稈加入 攪籠，攪拌粉碎 至合適的粒度后，混合空氣經(jīng)過(guò)換熱， 送入氣化 裂解設(shè)備 中 氣化 燃燒 裂解； 2) 氣化裂解設(shè)備 ：在氣化 裂解設(shè)備 中，通入空氣， 秸稈 被點(diǎn)燃后，氣化 裂解 設(shè)備溫度不斷升高；不斷調(diào)節(jié)和改變空氣的進(jìn)量， 保證 氣化 設(shè)備 溫度在 1000℃ 以 下， 從而 減少大量焦油生成； 3) 急冷換熱系統(tǒng)：從氣化裂解設(shè)備頂部采出高溫混合氣體，通過(guò)急冷后，再與通入氣化裂解設(shè)備里的空氣和原料換熱；得到熱源的空氣和原料進(jìn)入氣化裂解設(shè)備中；被冷卻的高溫混合氣體被送入油氣分離系統(tǒng)里進(jìn)行氣液兩相的分離； 4) 油氣分離系統(tǒng)：所述的油氣分離系統(tǒng)上部排出的不凝氣體被送入吸收穩(wěn)定系統(tǒng)，油氣分離系統(tǒng)底部采出的凝液作為返洗液送入到吸收穩(wěn)定系統(tǒng)中；所述 凝液 的 主要成分是焦油，大部分的焦油分離 使可 燃?xì)獾馁|(zhì)量 大幅度提高 ； 16 5) 吸收穩(wěn)定系統(tǒng)：不凝氣體中殘存的焦油組分隨同 C5+焦油返洗液從吸收穩(wěn)定系統(tǒng)底部排出，并被返送回氣化裂解設(shè)備中進(jìn)行 進(jìn)一步的裂解；而混合氣體從吸收穩(wěn)定系統(tǒng)頂部收集到，并被送入除酸除臭器中； 6) 除酸除臭器 ：在 除酸除臭器 中， 除酸除臭液 將混合氣體中易溶于水的有害氣體包括： SO H2S 等洗脫 ；最后 除酸除臭器 頂 部 產(chǎn)出高質(zhì)量的混合氣體，底 部 采集出 除酸除臭液 ；所得到的 除酸除臭液進(jìn)入 除酸除臭 液池， 在 除酸除臭 池中， 除酸除臭液 經(jīng)過(guò)加工后，再次由泵送入 除酸除臭器 中 循環(huán)使用 ； 7) 后續(xù)操作：在 除酸除臭器 頂 部 收集到的混合氣體，可直接泵入氣罐中，供客戶使用 。 （二）、 氣化爐技術(shù)改造 流程 空氣換熱除酸除臭器油氣分離系統(tǒng)氣化設(shè)備攪籠氣罐用戶吸收穩(wěn)定系統(tǒng)急冷秸稈氣化改造工藝示意圖 ： 1) 增加急冷技術(shù)：相比于原工藝，將氣化設(shè)備中產(chǎn)出來(lái)的高溫混合氣體，急速冷卻，使部分的遇冷凝液返回至氣化設(shè)備中；可降低了后面混合氣體產(chǎn)物堵塞管道的可能性；同時(shí)減少了混合氣體中烯烴發(fā)生聚合反應(yīng)的幾率，增加了混合氣體中的C1~C4含量，減少了焦油的生成； 2) 增加換熱技術(shù)：相比于原工藝，將送入氣化設(shè)備的空氣和原料，同氣化設(shè)備頂部產(chǎn)出的高溫混合氣體進(jìn)行換熱，降低了熱損失，能量利用率大幅度增加，同時(shí)提高了秸稈裂解率，降低了秸稈有氧燃燒率，大幅度的增加了可燃?xì)怏w的燃燒熱值； 3) 增加油氣分離技術(shù)：相比于原工藝， 將混合氣體通過(guò)油氣分離系統(tǒng)分離出氣體和焦油，將焦油從混合氣體中分離出來(lái)；這樣大幅度的降低了混合氣體中焦油的含量，同時(shí)為下一步的吸收穩(wěn)定系統(tǒng)提供了優(yōu)質(zhì)的吸附劑； 17 4) 增加吸收穩(wěn)定技術(shù)：相比于原工藝相中的水洗系統(tǒng)，用油氣分離系統(tǒng)中得到的焦油作為返洗液，對(duì)分離得到的氣體進(jìn)行吸收穩(wěn)定操作；經(jīng)過(guò)吸收穩(wěn)定系統(tǒng)，混合氣體中的 C5+焦油大幅度降低，避免了混合氣體中 C5+焦油含量過(guò)高導(dǎo)致的一系列堵塞現(xiàn)象；也提高了焦油的脫除率，也減少了系統(tǒng)的用水量，降低了成本。 5) 增加溶劑除酸除臭技術(shù)：相比于原工藝，從吸收穩(wěn)定系統(tǒng)中返洗得到的混合氣 體進(jìn)入除酸除臭器中，大大降低整個(gè)系統(tǒng)的酸性氣體和有毒氣體含量，減小了酸性氣體對(duì)管道及設(shè)備的腐蝕，為混合氣體合格出裝置提供了保證。 6) 取消現(xiàn)有水洗工藝：將現(xiàn)有的水洗工藝改為油洗工藝，不僅降低了系統(tǒng)的水消耗量，還提高了裂解剩余焦油的利用，降低了焦油的二次污染。同時(shí)也提高了焦油的脫除率。 ： 1) 原料進(jìn)料： 將秸稈加入 攪籠，攪拌粉碎 至合適的粒度后，混合空氣經(jīng)過(guò)換熱， 送入 氣化設(shè)備 中 氣化 燃燒 裂解； 2) 氣化設(shè)備 ：在 氣化設(shè)備 中，通入空氣， 秸稈 被點(diǎn)燃后， 氣化 設(shè)備溫度不斷升高；不斷調(diào)節(jié)和改變空氣的進(jìn)量， 保證 氣化 設(shè)備 溫度在 1000℃ 以 下， 從而 減少大量焦油生成； 3) 急冷換熱系統(tǒng)：從氣化設(shè)備頂部采出高溫混合氣體，通過(guò)急冷后，再與通入氣化設(shè)備里的空氣和原料換熱；得到熱源的空氣和原料進(jìn)入氣化設(shè)備中；被冷卻的高溫混合氣體被送入油氣分離系統(tǒng)里進(jìn)行氣液兩相的分離； 4) 油氣分離系統(tǒng)：所述的油氣分離系統(tǒng)上部排出的不凝氣體被送入吸收穩(wěn)定系統(tǒng)，油氣分離系統(tǒng)底部