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森乐环保丨焦炉煤气综合利用方案

一、目前国内焦炉煤气综合利用主要途径有:(1)焦炉煤气用作气体燃料;(2)焦炉煤气发电;(3)焦炉煤气作为化工产品合成气,主要有以下几种工艺路线:a:焦炉煤气提氢联产合成氨;b:焦炉煤气制甲醇,甲醇驰放气提氢联产合成氨;c:焦炉煤气甲烷化制LNG,副产少量氢气;d:焦炉煤气液化(无甲烷化)制LNG,副产大量氢气;e:焦炉煤气直接提取氢气,剩余解析气回焦炉,置换焦炉煤气;二、焦炉煤气综合利用主要工艺...

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产品介绍

20年专注于环保设备生产/环保工程解决方案

一、目前国内焦炉煤气综合利用主要途径有:

(1)焦炉煤气用作气体燃料;
(2)焦炉煤气发电;
(3)焦炉煤气作为化工产品合成气,主要有以下几种工艺路线:
a:焦炉煤气提氢联产合成氨;
b:焦炉煤气制甲醇,甲醇驰放气提氢联产合成氨;
c:焦炉煤气甲烷化制LNG,副产少量氢气;
d:焦炉煤气液化(无甲烷化)制LNG,副产大量氢气;
e:焦炉煤气直接提取氢气,剩余解析气回焦炉,置换焦炉煤气;
二、焦炉煤气综合利用主要工艺及效益成本分析
2.1焦炉煤气用作气体燃料
焦炉煤气是优质的中热值气体燃料,其热值为17兆焦~20兆焦/标准立方米,煤气的主要成分(体积百分比)为氢55%~60%、甲烷19%~24%、一氧化碳5%~9%,另外含两个以上的碳原子的不饱和烃2%~4%,目前,由于燃煤大部分地区受到环保限制,天然气虽然热值较焦炉煤气高(约2倍),但天然气使用成本较高,所以焦炉煤气仍是工业生产的主要气体燃料。如将焦炉煤气用作陶瓷厂窑炉的加热燃料,以及用作水泥和玻璃等工业生产的燃料。这种模式适合于焦化企业周边有陶瓷、水泥、玻璃加工企业,通过脱硫、脱萘后加压送往用热单位,通过管道输送维护费用较低,按销售价0.6元/方计算,130万吨焦炭副产外供焦炉煤气40000方/小时,销售额约2.4万元/小时,年销售收入2.1亿元。经初步核算,焦炉煤气通过脱硫、脱萘、加压等综合成本为约0.38元/方,扣除成本后,年产生的经济效益约为7040万元。
2.2利用焦炉煤气发电
我国许多焦化企业将剩余的焦炉煤气用于发电。焦炉煤气发电有三种方式,分别为蒸汽发电(热电联产)、燃气轮机发电和内燃机发电,目前这几种发电方式在国内均有应用,技术成熟。如果焦化企业与高电耗生产匹配或与发供电企业联营,且上网电价合适,焦炉煤气用于发电可作为优先选择的技术路之一。其运行与管理简便,生产作业间长,可采取多种方式,企业收益稳定。
(1)蒸汽发电,热电联产供热与发电兼用
蒸汽发电由锅炉-凝气式气轮机-发电机组成。该工艺以焦炉煤气作为热源燃烧锅炉,生成高压蒸汽,用以带动汽轮机、发电机而发电。蒸汽发电技术过关、成熟可靠。在我国焦化行业应用较广泛,但其系统复杂、占地面积大、启动时间长。
(2)焦炉煤气用于燃气轮机发电
燃气轮机发电是用焦炉煤气直接燃烧,驱动燃气轮机以带动发电机发电。燃气轮机发电机组设备紧凑、占地少、效率高、效益好、启动速度快。不过,燃气轮机运行一段时间后必须远距离运回制造厂检修,因此需要较多的备品,要求工人有较高的技术素质。
(3)燃气——蒸汽联合循环发电技术(CCPP)
该技术的基本原理是将剩余的焦炉煤气和回收的高炉煤气经净化、混合、加压后送往燃气轮机燃烧、膨胀做功,带动燃气轮发电机组发电。同时燃气轮机排放的高温烟气加热余热锅炉,产生蒸汽,带动蒸汽轮发电机组,形成联合循环发电。燃气——蒸汽联合发电是热能资源的高效梯级综合利用,其发电效率高达45%以上,实现了钢电联产,目前我国的济钢、宝钢、太钢、沙钢、通钢、鞍钢、马钢、邯钢安钢、涟钢等多家钢厂都在使用该技术。
(4)用煤气内燃机带动发电机发电
我国一些焦化厂也有采用煤气内燃机发电。可供选择的焦炉煤气内燃机发电机组有400千瓦、500千瓦、1200千瓦和2000年瓦。目前焦化行业大多采用的是500千瓦焦炉煤气内燃机发电机组。按焦炉煤气热值(低热值)16720千焦/立方米计算,1立方米焦炉煤气可发电1.1千瓦时。
结论:焦炉煤气热值:4128Kcal/m3,即17255kJ/m3,锅炉效率:80%,过热蒸汽参数:温度540℃;压力9.8MPa;3475.4kJ/kg,即每万方焦炉煤气可产高压蒸汽40t,每万方焦炉煤气可发电11000KWh,燃气轮机发电效率高,发电成本低,但是前期投资大;余热锅炉发电前期投资小,但是发电效率较低,发电成本高。建议采取燃气轮机发电的方式,减少煤气放空、降低经济损失。另外采取燃气轮机和余热锅炉联合发电的形式,该方案前期投资太大且经济性不好。