【正文】 松落葉，使用時最好與碎 塊料、粉碎料混合使用?！　　　☆w粒燃料是利用秸稈通過顆粒成型機加工而成，是制造燃?xì)獾膶Ｓ萌剂??！　　　饣剂鲜遣捎妹夯夹g(shù)，將秸稈、煤、化學(xué)助 劑，按照科學(xué)配方，經(jīng)機械振蕩或擠壓成型的一種顆粒原料，這種原料為氣化爐的專用造氣燃料。項目所在地小麥和玉米種植面積廣大，秸稈利用率低，原料來源就近易得，價格低廉。結(jié)合項目所在地實際情況，本項目原料路線確定為以小麥秸稈和玉米芯、秸稈為主。 生產(chǎn)方法及工藝過程 生產(chǎn)工藝簡介及工藝路線的選擇出現(xiàn)“秸稈 焚燒問題”后，有關(guān)部門力圖采取生物 質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)，提高燃料質(zhì)量，從而提高使用秸稈作燃料的積極性。從“七 五”開始，國家有關(guān)部門加大了這方面的工作力度，相繼建立了幾百個秸稈氣化示范點，其工藝路線可歸納為三種。第一種是空氣氧化氣化法，即把秸稈放在氣化爐中不完全燃燒，獲得以 CO 為主的低熱值可燃?xì)猓?年產(chǎn) 億方秸稈雙床熱解制氣生產(chǎn)裝置可行性研究報告供農(nóng)民生活用氣。第二種是干餾熱解法，即把秸稈放在熱解爐中進(jìn)行隔絕空氣干餾，獲得以 CHH2 為主的中 熱值可燃?xì)?，供農(nóng)民生活用氣，同時獲得人造木炭和木焦油等工業(yè)產(chǎn)品。第三種是氣化發(fā)電法，即將秸稈氣化獲得可燃?xì)?，再通過燃?xì)獍l(fā)電機發(fā)電。 本項目擬采用新研究設(shè)計出的新型秸稈雙床熱解制氣工藝。生產(chǎn)出的秸稈氣小部分用于燃?xì)忮仩t發(fā)汽和內(nèi)燃機組發(fā)電以滿足裝置的熱、電需求，剩余大部分通過燃?xì)夤艿浪屯細(xì)馐褂脝挝弧?熱解氣化原理生物質(zhì)由于具有揮發(fā)組分高、硫和灰的含量低等特性，是理想的氣化原料。生物質(zhì)氣化是指將預(yù)處理過的生物質(zhì)在氣化介質(zhì)，如空氣、純氧、水蒸汽或這三者混合物中加熱至 700℃以上，將生物質(zhì)分解為合成氣。熱解過程熱解是指固體生物質(zhì)在缺氧條件下受熱分解，形成氣體、焦油、炭等產(chǎn)物的過程。熱解是所有生物質(zhì)氣化的關(guān)鍵過程，大約占原料70%的 揮發(fā) 分在熱解 過程中釋放出來，熱解過程在相當(dāng)程度上決定氣體的質(zhì)量及氣化產(chǎn)物的分布。熱解過程包含許多復(fù)雜的反應(yīng)，機理的確定是從產(chǎn)物之間的關(guān)系著手的。熱分解機理模型如圖 1 所示。 炭+CO2+CO+H2＜250℃生物質(zhì) 炭+焦油+CO2+CO+H2O+H2+CH4＞400℃ H2+CH4+CnH＞700℃.年產(chǎn) 億方秸稈雙床熱解制氣生產(chǎn)裝置可行性研究報告 +停留 時間 圖 1 熱分解機理模型氣化過程生物質(zhì)氣化的過程很復(fù)雜，隨著氣化裝置的類型、工藝流程、反應(yīng)條件、氣化劑種類、原料性質(zhì)等條件的不同，反應(yīng)的過程也不同，這些過程的基本反應(yīng)包括： C + O2 CO2 + Q 2C + O2 2CO + Q C + H2O CO + H2 Q C + 2H2O CO2 + 2H2 + Q CO + H2O CO2 + H2 Q C + CO2 2CO Q C + 2H2 CH4 + Q其中+Q 為放熱反應(yīng) ，Q 為吸熱反應(yīng)。 工藝流程及物料衡算圖 4－1：秸稈氣化技術(shù)工藝流程 秸稈 揮發(fā)分氣體 焦炭 固體顆粒 熱量具體工藝步驟及操作參數(shù)如下：（1）將秸稈破碎成約 10mm 左右桿狀后，加入到非機械控制 閥混料器中。秸稈與高溫循環(huán)熱載體混合后一起進(jìn)入熱解室，沿導(dǎo)向混料器 熱解室回料器燃燒室.年產(chǎn) 億方秸稈雙床熱解制氣生產(chǎn)裝置可行性研究報告隔板以瀑流方式向下流動，在熱解室中的停留時間為（1~3）min ，生成揮發(fā)分氣體和固體產(chǎn)物焦或半焦，熱解反應(yīng)溫度為 700℃左右。（2）放熱后的循環(huán)熱載體以及固體產(chǎn)物焦或半焦，在熱解室底部經(jīng)非機械控制閥回料器被送入快速床燃燒室中。（3）固體產(chǎn)物焦或半焦在快速床燃燒室中燃燒釋放熱量，加熱循環(huán)熱載體，燃燒室密相區(qū)溫度為（850~1000）℃ ，出口煙氣溫度為（800~950）℃。（4）在煙氣的夾帶作用下，大量固體顆粒被提升至燃燒室頂部，離開燃燒室后在旋風(fēng)分離器中被分離出來，進(jìn)入非機械控制閥混料器，高溫循環(huán)灰溫度約為 900℃。（5）在非機械控制閥混料器中，高溫循環(huán)物料與秸稈混合，重復(fù)步驟 1 所述的過程，實現(xiàn)熱載體的物料循環(huán)。（6）燃?xì)饨?jīng)兩級旋風(fēng)分離器分離固體顆粒后進(jìn)入重整器，然后經(jīng)過 1 級冷卻（管式冷卻器）和 3 級水洗（1 級文氏管水洗，2 級噴淋）后再進(jìn)入電捕焦油器（2 級）和脫硫塔，最后進(jìn)入氣柜備用。在熱解室中，間隔布置傾斜一定角度的導(dǎo)向隔板，讓循環(huán)熱載體和秸稈沿著導(dǎo)向隔板以瀑流方式向下流動，故稱之為瀑流床。由于采用了獨特設(shè)計的導(dǎo)向隔板，延長了物料在熱解室中的停留時間，即瀑流床可使秸稈在熱解室中熱解反應(yīng)進(jìn)行得更加徹底，因此可提高燃?xì)猱a(chǎn)量；同時避免使用大量蒸汽進(jìn)行氣化，節(jié)省了蒸汽用量。在這套系統(tǒng)中，物料平衡通過上下 2 個非機械控制閥的操作控制得以保證，使得系統(tǒng)在高溫下能夠正常運行；熱量平衡由秸稈熱解產(chǎn)物焦炭的燃燒放熱予以保證，必要時可加入少量煤作為輔助燃.年產(chǎn) 億方秸稈雙床熱解制氣生產(chǎn)裝置可行性研究報告料。理論計算得出秸稈的供給量為 。由于秸稈的發(fā)熱量不足以保持整個系統(tǒng)的熱量平衡,需要在快速床中加入的煤量為 。整個系統(tǒng)的熱量平衡見表 1。表 1 系統(tǒng)熱量平衡計算表名稱 項目 數(shù)值 項目 數(shù)值秸稈帶入的熱量 26550 空氣帶入熱量 203石英砂帶入凈熱量 6111 煤帶入熱量 14200總放熱 32661 焦炭帶入熱量 5394秸稈灰?guī)С鰺崃?411 秸稈灰入熱量 411半焦帶出熱量 5394 總放熱 20208燃?xì)鈳С鰺崃?12903 煙氣帶出熱量 7913焦油帶出熱量 7735 石英砂吸熱 12221水蒸汽帶出熱量 6231 總吸熱 20224總吸熱 32674 誤差 0．04熱解室誤差% 燃燒室 工藝技術(shù)概況 工藝技術(shù)特點（1）整個秸稈熱解處理過程連續(xù)性強，處理量大，便于實現(xiàn)工業(yè)化推廣；（2）秸稈熱解處理能源回收率高，相對生活垃圾而言，氯含量很少，可避免二惡英等有毒物質(zhì)的生成，利于環(huán)保；（3）采用快速床燃燒和自行研發(fā)設(shè)計的瀑流床熱解相結(jié)合，以.年產(chǎn) 億方秸稈雙床熱解制氣生產(chǎn)裝置可行性研究報告循環(huán)固體顆粒物料為熱載體解決了秸稈熱解的供熱問題，同時加強了原料在熱解室中的傳熱；（4）熱解室中采用獨特的導(dǎo)向隔板設(shè)計，增加了原料在熱解室中的停留時間，使熱解反應(yīng)進(jìn)行得更加徹底；（5）利用 2 個反應(yīng)器的高度差，采用上下 2 個非機械控制閥解決了熱載體的輸送問題，避免了機械部件的使用，提高了系統(tǒng)的可靠性。本工藝與其它生物質(zhì)熱解或氣化工藝相比，生產(chǎn)的燃?xì)鉄嶂蹈?，可用作工業(yè)或民用燃料，利用價值高。 工藝技術(shù)方案（1）本裝置吸收了循環(huán)流化床的成熟技術(shù)，使快速床（燃燒器）和瀑流床（熱解器）之間熱載體的循環(huán)得到了保證；（2）運行參數(shù)可根據(jù)以往煤熱解的經(jīng)驗和實驗室秸稈臺架熱解試驗的數(shù)據(jù)確定；（3）根據(jù)實驗室秸稈熱解焦油重整的參數(shù)和焦油裂解催化劑的試驗，取得了焦油重整器的操作參數(shù)；（4）根據(jù)燃?xì)饨M成和焦油裂解數(shù)據(jù)，即可確定燃?xì)鈨艋到y(tǒng)。凈化系統(tǒng)所用凈化設(shè)備均為定型產(chǎn)品，無技術(shù)難點。 本裝置關(guān)鍵技術(shù)點 （1）減少焦油產(chǎn)量。秸稈熱解的產(chǎn)品中焦油含量較多，降低燃?xì)庵薪褂秃恐陵P(guān)重要，否則焦油容易堵塞管道，從而難以保證裝置的連續(xù)運行和燃?xì)獾馁|(zhì)量。本裝置采用了秸稈雙床熱解制氣工藝，采取了兩種焦油減.年產(chǎn) 億方秸稈雙床熱解制氣生產(chǎn)裝置可行性研究報告量的措施：調(diào)整熱解室的熱解溫度和采用催化劑進(jìn)行催化裂解。（2）加料方式。秸稈密度不足 200kg/m3 .是熱載體密度的 1/4 左右，兩者能否充分的混合均勻時提高燃?xì)猱a(chǎn)量和質(zhì)量的關(guān)鍵，因而必需選擇合適的氣力輸送方案，同時注意一下幾個方面：，避免空氣的 進(jìn)入；，避免煙氣和燃?xì)饣旌希?通入松動風(fēng) ，但要注意避免引起爆炸。（3）內(nèi)燃機組的配套由于本工藝生產(chǎn)的燃?xì)鉄嶂当葌鹘y(tǒng)工藝生產(chǎn)的燃?xì)鉄嶂狄吆芏?，因此本項目在選擇相配套的內(nèi)燃機組是要注意內(nèi)燃機的壓縮比。 主要設(shè)備的選擇根據(jù)新型秸稈雙床熱解制氣工藝條件及物料衡算，通過計算，主要設(shè)備規(guī)格見下表：工程主要設(shè)備設(shè)施一覽表序號設(shè)備名稱 規(guī)格型號 數(shù)量 材質(zhì) 備注1 氣化爐 22 旋風(fēng)分離器 23 螺旋給料機 84 焦油裂解器5 水洗塔 16 電捕焦油器.年產(chǎn) 億方秸稈雙床熱解制氣生產(chǎn)裝置可行性研究報告7 煤氣壓縮機8 羅茨鼓風(fēng)機 29 余熱鍋爐 110 引風(fēng)機 211 布袋除塵器 1 套12 鍋爐 6 噸/H 113 內(nèi)燃機組 500kw 2 原材料、輔助材料和動力消耗定額 表 41 秸稈 氣生產(chǎn)裝置消耗定額表序號 項 目 消 耗１ 秸稈 2 一次水 50t/h 自控技術(shù)方案 依據(jù)的原則本設(shè)計吸收了同類生產(chǎn)廠家自動控制方面的成功經(jīng)驗，并考慮國內(nèi)外新型儀表的發(fā)展和實際應(yīng)用，設(shè)置了較完善的檢測自動控制系統(tǒng)及必要的信號連鎖保護系統(tǒng)。正常條件下操作人員在控制室就可以使裝置連續(xù)安全生產(chǎn)。本工程自控水平依下列原則確定： 程影響較 大，需隨時監(jiān)控的參數(shù) 設(shè)調(diào)節(jié)。 程影響不大，但需 經(jīng)常監(jiān)視的參數(shù) 設(shè)指示。.年產(chǎn) 億方秸稈雙床熱解制氣生產(chǎn)裝置可行性研究報告，并進(jìn)行報警打印。 量或經(jīng)濟 核算的參數(shù)設(shè)積算。 生 產(chǎn)過 程設(shè)班報、日報及月報等報表打印。 儀表類型的確定集中測量時，采用國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的熱電阻或熱電偶；就地測量時選用萬向型雙金屬溫度計。集中測量時，采用壓力變送器；就地測量時，根據(jù)不同的工藝介質(zhì)，分 別選用普通壓力表、隔膜壓力表、防腐壓力表等。根據(jù)工藝操作及工況的不同，分別采用節(jié)流裝置、電遠(yuǎn)傳轉(zhuǎn)子流量計、 渦街流量計、質(zhì)量流量計等。對一般性工藝介質(zhì)，選用差壓變送器。對腐蝕性介質(zhì)，采用雷達(dá)液位計或超聲波等非接觸性測量儀表。自動分析儀表選用帶取樣預(yù)處理裝置、分析機柜和標(biāo)準(zhǔn)樣氣的成套分析系統(tǒng)。 行機構(gòu)本設(shè)計全部采用氣動執(zhí)行器。根據(jù)不同介質(zhì)和工況，分別選用.年產(chǎn) 億方秸稈雙床熱解制氣生產(chǎn)裝置可行性研究報告套筒、單座、雙座等調(diào)節(jié)閥，并對閥門內(nèi)件材質(zhì)作了相應(yīng)考慮。 根據(jù)工藝要求及國內(nèi)同類生產(chǎn)裝置控制水平，本設(shè)計選用 DCS 控制系統(tǒng)，通 過集散系統(tǒng)實現(xiàn)模 擬圖顯示趨勢記錄、報警、打印等功能，能實現(xiàn)對工藝參數(shù)的集中控制管理和監(jiān)控，以穩(wěn)定工藝參數(shù)，保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低勞動強度，有利于生產(chǎn)控制操作，提高勞動生產(chǎn)率，增加經(jīng)濟效益。 本工程設(shè)置集中控制室和電子設(shè)備間，實現(xiàn)全 CRT 監(jiān)控。設(shè)置緊急操作臺，布置少量必要的緊急停爐、停機操作設(shè)備，提供啟、?；蚴鹿薁顟B(tài)時必須的手動操作手段。 設(shè)置可燃?xì)怏w檢測報警系統(tǒng)，監(jiān)視裝置區(qū)可燃?xì)怏w濃度，當(dāng)達(dá)到預(yù)報及報警設(shè)定值時，發(fā)出聲光報警，確保裝置安全生產(chǎn)。 為方便現(xiàn)場巡視及操作，設(shè)置部分就地指示儀表。 標(biāo)準(zhǔn)化在生產(chǎn)裝置的設(shè)計、制造、安裝過程中，均執(zhí)行國家和有關(guān)部門的標(biāo)準(zhǔn)、 規(guī)范和規(guī)定。本裝置所需用的定型設(shè)備，如羅茨鼓風(fēng)機等均選用標(biāo)準(zhǔn)的高質(zhì)量產(chǎn)品。對非標(biāo)設(shè)備的制造，應(yīng)符合設(shè)備制造方面的有關(guān)規(guī)定，對壓力容器還應(yīng)遵循“壓力容器安全 監(jiān)察規(guī)程” 的 規(guī)定。這樣既有利于標(biāo)準(zhǔn)零部件的選用，又提高了材料及配件的標(biāo)準(zhǔn)化程度。在裝置中使用的各種材料及各類閥門、管件、配件、儀表等均按各自相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)確定的范圍來選用和設(shè)計。.年產(chǎn) 億方秸稈雙床熱解制氣生產(chǎn)裝置可行性研究報告設(shè)計中采用的主要標(biāo)準(zhǔn)如下：(1)GB5016092 《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》(2)SH309399 《石油化工企業(yè)衛(wèi)生防護距離》(3)SH300799 《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》(4)GB503162022《工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范》(5)SY00071999 《鋼制管道及儲罐防腐蝕工程設(shè)計規(guī)范》(6)HG2050392 《化工建設(shè)項目噪聲控制設(shè)計規(guī)定》(7)HG2050492 《化工廢渣填埋場設(shè)計規(guī)定》(8)GB5026497 《工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計規(guī)范》(9)HG/T206701990 《化工廠管架設(shè)計規(guī) 定》(10)HG/T206791990《化工設(shè)備、管道外防腐 設(shè)計規(guī)定》(11)HG/T206751990《化工企業(yè)靜電接地 設(shè)計規(guī)定》(12)HG20557～2055995《化工裝置工藝系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)定(一) 》(13)HG2057195 《化工企業(yè)安全衛(wèi)生設(shè)計規(guī)定》(14)HG206671986 《化工建設(shè)項目環(huán)境保護設(shè)計規(guī)定》(15)HG2054692 《化工裝置設(shè)備布置設(shè)計規(guī)定》(16)GB5005892 《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》(17)GBJ1687 《建筑設(shè)計防火規(guī)范(2022 年修訂版)》(18)HG/T2