【正文】 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)的標準確定的范圍來選用和設(shè)計。 對非標設(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。 標準化 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)部門的標準、規(guī)范和規(guī)定。 設(shè)置可燃氣體檢測報警系統(tǒng)，監(jiān)視裝置區(qū)可燃氣體濃度，當達到預(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)。 29 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 。根據(jù)不同介質(zhì)和工況，分別選用套筒、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。 自動分析儀表選用帶取樣預(yù)處理裝置、分析機柜和標準樣氣的成套分析系統(tǒng)。 對一般性工藝介質(zhì)，選用差壓變送器。 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。 。 。 ，但需經(jīng)常監(jiān)視的參數(shù)設(shè)指示。本工程自控水平依下列 28 原則確定： ，需隨時監(jiān)控的參數(shù)設(shè)調(diào)節(jié)。 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 27 1 氣化爐 2 2 旋 風(fēng)分離器 2 3 螺旋給料機 8 4 焦油裂解器 5 水洗塔 1 6 電捕焦油器 7 煤氣壓縮機 8 羅茨鼓風(fēng)機 2 9 余熱鍋爐 1 10 引風(fēng)機 2 11 布袋除塵器 1套 12 鍋爐 6噸 /H 1 13 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)。 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氣產(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： ，避免空氣的進入； ，避免煙氣和燃氣混合； ，但要注意避免引起爆炸。 本裝置采用了秸稈雙床熱解制氣工藝，采取了兩種焦油減量的措施：調(diào)整熱解室的熱解溫度和采用催化劑進行催化裂解。 本裝置關(guān)鍵技術(shù)點 （ 1）減少焦油產(chǎn)量。 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 26 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 氣組成和焦油裂解數(shù)據(jù)，即可確定燃氣凈化系統(tǒng)。 表 1 系統(tǒng)熱量平衡計算表 回料器 燃燒 室 25 名 稱 項目 數(shù)值 項目 數(shù)值 熱 解 室 秸稈帶入的熱量 26550 燃 燒 室 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 燃氣帶出熱量 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 20204 總吸熱 32674 誤差 0． 04 誤差 % 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。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。 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料。 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。 （ 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)。 （ 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）℃。秸稈與高溫循環(huán)熱載體混合后一起進入熱解室，沿導(dǎo)向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。 炭 +CO2+CO+H2＜ 250℃ 生物質(zhì) 炭 +焦油 +CO2+CO+H2O+H2+CH4＞ 400℃ H2+CH4+CnH＞ 700℃ +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)。 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。 23 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。 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。 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。第二種是干餾熱解法，即把秸稈放在熱解爐中進行隔絕空氣干餾，獲得以 CH H2 為主的中熱值可燃氣，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。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。 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。 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。 顆粒燃料是利用秸稈通過顆粒成型機加工而成，是制造燃氣的專用 燃料。木柴含灰分量最低，只有 2％，因此，十天半月才需要出灰。 比較柔軟的野草可與木柴混用，亦可與粉碎料混用，單獨使用達不到造氣所需要的密度。 稻殼，是稻谷加工大米后的產(chǎn)物，呈顆粒狀，是一種很好的造氣燃料，但進風(fēng)量要控制。 、稻殼 稻草，為稻谷收割時副主物，含灰分 14％，是秸稈中含灰分量最高的一個品種，單獨使用，可造氣，但燃氣質(zhì)量差，建議一般不單獨使用，混合使用比例不宜太大。 、秸稈 玉米芯，玉米秸稈是一種優(yōu)質(zhì)造氣原料，使用方法：直接使用玉米芯或切碎的玉米稈，產(chǎn)氣呈紫紅色火焰。 。而刨花則需與粉、塊料混用。 刨花 —— 為家具廠，木地板磚廠的下腳料，為卷葉狀。 目前，可以用于制取秸稈氣的原料主要如下： 、竹屑、刨花 木屑 —— 為據(jù)木加工廠的下腳料， 成粉狀，車木加工廠的下腳料為碎屑，成塊、粒狀。根據(jù)我國地理分布和氣候條件，南方地區(qū)水域多、氣溫高，適合水稻、甘蔗、油料等農(nóng)作物生產(chǎn)，北方地區(qū)四季溫差大，適合玉米、豆類和薯類作物生長，故播種面積大于其他地區(qū)。本項目采用當?shù)刎S富的原料資源，以 秸稈 為主要原料，建設(shè) 秸稈氣化技術(shù) 生產(chǎn)裝置，具有原料充足、就近易得、廉價等優(yōu)勢， 可充分利用 的 可再 生 生物質(zhì) 能源。 ，能為當?shù)厣鐣曌u勞動力提供部分就業(yè)機會。 市場 前景較好 ，生產(chǎn) 技術(shù)先進， 工藝 成熟可靠 、 環(huán)境污染小或無污染 ，不會對環(huán)境造成危害，符合國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策。 本項目的建設(shè) 符合國家最低綜合利用經(jīng)濟規(guī)模的政策要求 ， 同時符合山東省化工行業(yè)鼓勵規(guī)模的要求，根據(jù)本報告前述對國內(nèi) 秸稈 的 剩余量 的研究，同時結(jié)合當?shù)卦霞八?、電、汽等現(xiàn)狀確定上述產(chǎn)品方案，有以下特點： 技術(shù)先進，生產(chǎn)成本低 ， 符合 政府 的政策 扶持，投資風(fēng)險低。 裝置綜合生產(chǎn)能力為 年產(chǎn)秸稈氣 億立方 ，年工作天數(shù)為 330天。 秸稈氣化技術(shù)也非常適合世界上 農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、農(nóng)民及能源狀態(tài)與我國類似的非洲、東盟等國家 ,秸稈氣化技術(shù)及設(shè)備有良好的出口前景。結(jié)合項目所在地的實際情形， 本項目可行性研究報告中 秸稈氣的價格定位 1元 /方 。 產(chǎn)品價格分析 本項目為年 產(chǎn) 億方秸稈 氣，配套建設(shè) 6 噸燃氣鍋爐和 2 臺 500KW 內(nèi) 燃 發(fā)電機組，供廠區(qū)生產(chǎn)生活的熱電需求 。按照每噸秸稈 100 元的收購價測算，將帶動農(nóng)戶增收 2020 多萬元 /年；與同等規(guī)模的燃煤火電廠相比，一年可節(jié)約 l0萬多 噸標準煤 。 河北晉州 (125MW) 和山東單縣 (124MW) 兩個示范項目都將引進丹麥 BWE 公司的世界先進秸稈發(fā)電技術(shù)，龍基電力有限公司作為項目投資和項目實施單位，在當?shù)刈隽舜罅康那捌谡{(diào)研，力爭在吸收丹麥 BWE 先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，開創(chuàng)出一條符合中國國情的新路。各級政府在招商引資中也都把秸稈發(fā)電作為一個重頭戲，秸稈發(fā)電概念在資本市場也開始活躍。 秸稈發(fā)電是秸稈優(yōu)化利用的最主要形式之一。 該工藝自動化程度較高 ,氣化效率 60%～ 80%,可燃氣體熱值 170～ 250 MJ產(chǎn)生的可燃氣體經(jīng)冷卻器降溫后 ,進入 氣液分離器 ,除去水和焦油 ,過濾后可得純凈可燃氣體。這種方法改變了生物質(zhì)原料的使用形態(tài)，方便衛(wèi)生 ,在農(nóng)村家庭使用秸稈燃氣 ,能量轉(zhuǎn)換效率是固態(tài)生物質(zhì)直接燃燒的 3 倍。再去除可燃氣體中的灰分、焦油等雜質(zhì) ,可燃氣體通過管網(wǎng) 送入用戶燃燒時 ,能量就釋放出來。 生產(chǎn)狀況 目前 ,全國已建成秸稈氣化集中供氣工程 539 座 ,大致分布在山東、四川、云南、河南、河北、廣西、黑龍江、吉林、遼寧、安徽、江蘇、湖北、新疆等省區(qū)。許多國家都制定了相應(yīng)的開發(fā)計劃，如日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程農(nóng)場和巴西的酒精能源計劃等。根據(jù)《 可再生能源法 》 以及《可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)目錄》都將秸稈制取燃氣和發(fā)電列為技術(shù)研發(fā)和推廣應(yīng)用的項目。 秸稈氣化站的運行管理必須引入市場化的運營管理 機制 ，即秸稈氣化站的運營必須是贏利的， 對其運行不能補貼 。 秸稈氣化集中供氣工程的建設(shè)是農(nóng)村經(jīng)濟和社會發(fā)展的要求 ,建設(shè)布點應(yīng)選擇人均年純收入達到 5000元及以上的村鎮(zhèn) ,或者村級集體年收入達到 50萬元及以上的村鎮(zhèn)。根據(jù)我們實踐在秸稈氣化集中供氣 工程投資、布點、管理方面有如下體會 : 秸稈氣化集中供氣工程是農(nóng)村公益基礎(chǔ)設(shè)施 ,資金投入較大 , 需要國家投入一定資金對秸稈氣化站建設(shè)進行扶持。 目前 ,全國已建成秸稈氣化集中供氣工程 539 座 ,大致分布在山東、四川、云南、河南、河北、廣西、黑龍江、吉林、遼寧、安徽、 江蘇、湖北、新疆等省區(qū)。從“九五”開始 ,國家發(fā)改委、農(nóng)業(yè)部、科技部及各級財政部門以項目補助的方式 ,開始支持建立秸稈氣化集中供氣試點工程。根據(jù)不完全的資料 ,國家科技部在“七五”“八五”期間 ,對秸稈氣化技術(shù) ,以山東省科學(xué)院能源研究所為代表的的開發(fā)研究給予支持 ,通過技術(shù)全國多家研究機構(gòu)和企業(yè)開展了相關(guān)的研究工作 ,形成了目前秸稈氣化技術(shù)以空氣作為介質(zhì)、采集成和組裝用固定床下吸式氣化爐生產(chǎn)燃氣 。據(jù)新鄉(xiāng)市統(tǒng)計 ,全市每年的桔稈總量約 300 萬噸 ,其中作為肥料或直接還田的約 48 萬