超高溫?zé)峤鈿饣廴谶€原爐介紹

1、同煤朔州煤電宏力再生工業(yè)股份1 X 120t/d煤研石綜合禾I用工程建議書(shū)北京東方投財(cái)務(wù)參謀2021年07月1工程概述與工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1.1 工程概述1.1.1 建設(shè)地點(diǎn)宏力再生工業(yè)股份現(xiàn)有建設(shè)地塊.位于山西省懷仁縣王坪電廠南側(cè).1.1.2 建設(shè)規(guī)模額定日處理水平：120t/d;生產(chǎn)線數(shù)量：1條,單線生產(chǎn)水平 聲20t/d.主要設(shè)備及技術(shù)選擇：本工程煤什石處理技術(shù)設(shè)備采用日本已經(jīng)運(yùn)行近20年、占領(lǐng)市場(chǎng)近三分之一的迷你小高爐一一超高溫?zé)峤鈿饣廴跔t及其二次燃燒 室技術(shù).1.2 煤什石原料煤什石是采煤過(guò)程和洗煤過(guò)程中排放的固體廢物,是一種在成煤過(guò)程中與煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅(jiān)硬的黑灰色巖

2、石.通常煤什石的無(wú)機(jī)成分主要是硅、鋁、鈣、鎂、鐵的氧化物和某些稀有金屬錢(qián)、 銳、鈦、鉆.煤什石棄置不用,占用大片土地.煤什石中的硫化物逸出或浸出會(huì)污染大氣、農(nóng)田 和水體.什石山還會(huì)自燃發(fā)生火災(zāi),或在雨季崩塌,淤塞河流造成災(zāi)害.同煤集團(tuán)宏力 再生公司擬利用的當(dāng)?shù)刎S富的煤什石在懷仁縣立項(xiàng)建設(shè)煤什石加工綜合利用工程,主要原料是煤什石并配一局部焦炭,混合物料到達(dá)熱值3000大卡/kg以上進(jìn)行熔融爐處理. 宏力公司提供的煤什石分析報(bào)告如下：1.3 工程技術(shù)指標(biāo)名稱(chēng)指標(biāo)備注全廠技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)肝石低熱值煤混合處理量120t/d5t/h裝置滿負(fù)荷運(yùn)行產(chǎn)氣量7750Nm3/h31100 Kcal/ Nm產(chǎn)生蒸汽量

3、13t/h8MPa飽和蒸汽5t/h0.4MPa飽和蒸汽飛灰摻燒量0.15t/h運(yùn)行小時(shí)數(shù)7200h1.4主項(xiàng)表工程包括的主體裝置和應(yīng)配套工程見(jiàn)下表.主項(xiàng)名稱(chēng)規(guī)模備注氣化熔融裝置120t/d熔融爐主體運(yùn)行設(shè)備.一限制中央應(yīng)配套主體裝置和公用及系統(tǒng)工程供配電-200kW外部提供用電設(shè)備的配電消防包括水池、管網(wǎng)配套給排水補(bǔ)水20t/h配套循環(huán)水化學(xué)水站18t/h配套除鹽水原料堆場(chǎng)800t含卸車(chē)產(chǎn)品堆場(chǎng)300t含裝車(chē)2工藝技術(shù)2.1 技術(shù)簡(jiǎn)介熱解氣化熔融技術(shù)屬第三代固體廢棄物處理技術(shù).日本20世紀(jì)70年代開(kāi)發(fā),德國(guó)90年代開(kāi)發(fā),中國(guó)是本世紀(jì)初開(kāi)發(fā).固體廢棄物在超高溫?zé)峤鈿饣廴诜错懫髦刑幱趶?fù)原性氣氛,

4、有機(jī)成分轉(zhuǎn)變成可燃的氣體、無(wú)機(jī)成分轉(zhuǎn)變成可回收的固體物質(zhì).2021年日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省將其定位：創(chuàng)新的低碳技術(shù).日本國(guó)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省對(duì)該設(shè)備海外出口給予鼓勵(lì)推薦,原文詳見(jiàn)附件.高溫熔融的液態(tài)法經(jīng)水淬冷卻而形成玻璃體,具活性很高,可以直接回收并利用.2.2 熔融爐工藝說(shuō)明超高溫?zé)峤鈿饣廴诜错懫魇且环N常壓下的固定床直立反響爐.根據(jù)移動(dòng)床的原理工作,在氣化熔融爐的內(nèi)部自上而下依次呈層狀分成枯燥、氧化分解、復(fù)原熔融階段.固體廢棄物從爐上部參加并與從爐下部上升的氣體一邊進(jìn)行熱交換一邊下降.從氣化熔融爐上部排出的合成氣體出裝置.熱分解段固廢與焦炭、石灰石一起下降進(jìn)入復(fù)原熔融 段,借助從進(jìn)風(fēng)口供應(yīng)的富氧進(jìn)行可控的

5、熔融復(fù)原反響.在超高溫條件下所有無(wú)機(jī)物成分完全熔融,并以液態(tài)聚集在反響器底部排出.常規(guī)固廢燃燒爐型主要有機(jī)械爐排燃燒爐、回轉(zhuǎn)窯式燃燒爐和流化床或循環(huán)流化床 燃燒爐.這些爐的飛灰中含有大量的重金屬Pb、 Cd、Hg等和二惡英,目前國(guó)內(nèi)報(bào)道的爐排爐飛灰中二嗯英含量有的高達(dá) 7530ng-TEQ/kg.?國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄?已將 垃圾燃燒飛灰定性為危險(xiǎn)廢物.氣化熔融爐將固廢的碳?xì)浠衔镌跉饣癄t中氣化,產(chǎn)生的合成氣體在二燃室內(nèi)燃燒到達(dá) 1000-1300C以上,使得飛灰中99.9%的二嗯英被高溫 分解,而且熔融爐的注入富氧量嚴(yán)格限制,外界注入氣體量及流速很小,所以飛灰的產(chǎn)生量非常少.實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)二嗯英只有

6、0.002ng-TEQ/kg.出渣玻璃化爐渣2.3 工作過(guò)程裝置生產(chǎn)運(yùn)行時(shí),煤什石與焦炭根據(jù)1:0.2的質(zhì)量比投入熔融爐裝入裝置,同時(shí)根 據(jù)熔融要求投入一定數(shù)量的石灰石作為助熔劑.煤什石和焦炭分別通過(guò)計(jì)量漏斗計(jì)量,然后倒入一個(gè)翻斗,再通過(guò)絞盤(pán)輸送到爐頂 的裝料漏斗,裝料漏斗分別將煤什石和焦炭送入到裝料節(jié)氣閥.裝料節(jié)氣閥位于爐體的上端,內(nèi)部包括至少兩級(jí)閘閥系統(tǒng)、一個(gè)物料支撐結(jié)構(gòu)、一個(gè)防火和封閉機(jī)構(gòu)；多級(jí)閘 閥系統(tǒng)間充入氮?dú)庖员ＷC爐內(nèi)氣體不會(huì)外泄.混合物料通過(guò)裝料節(jié)氣閥,依靠自身重力向下緩慢移動(dòng).在移動(dòng)過(guò)程中,物料經(jīng)過(guò)枯燥、預(yù)熱、氣化、氧化、分解、熔融等過(guò)程, 同時(shí)根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和反響狀態(tài)適量向爐底

7、注入富氧, 產(chǎn)生的可燃?xì)怏w和液態(tài)融渣排出爐 外.出爐的可燃?xì)怏w經(jīng)旋風(fēng)除塵器預(yù)除塵后,進(jìn)入燃?xì)庥酂徨仩t,與空氣混合后充分燃燒,排出的煙氣經(jīng)布袋除塵器處理和脫硫脫硝后以?xún)?yōu)于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)排入大氣；液態(tài)爐灣直接送到臨近的爐渣拉絲設(shè)施進(jìn)行后續(xù)加工.熔融爐過(guò)程一般約需要2個(gè)小時(shí)完全反 應(yīng),以下是自上向下各部參與反響的化學(xué)物理狀態(tài).預(yù)熱階段：100c 200C：枯燥；去除物理水.250C：除氧；消除水成分；開(kāi)始消除 HS氣化階段氧化反響：340 C ： CH和脂肪族化合物開(kāi)始裂變380 C ：有機(jī)物碳化.400c600C： C-O和C-N化合物裂變；瀝青質(zhì)轉(zhuǎn)換焦油.>600C：瀝青質(zhì)裂變?yōu)闊岱€(wěn)定的鏈狀

8、氣態(tài)碳?xì)浠衔?；芳爛合成800c1200C：氣化；鹵素完全處于蒸汽狀態(tài)如堿金屬氯化物或HCI.熔融階段復(fù)原反響：12002000C：芳姓和有機(jī)化合物開(kāi)始完全分解,礦物熔融石灰石、焦炭液態(tài)熔渣枯燥、預(yù)熱帶約300c2.4 技術(shù)特點(diǎn)1、有機(jī)成分轉(zhuǎn)換為可燃?xì)馓嫁D(zhuǎn)換率99% ;2、微負(fù)壓運(yùn)行不會(huì)排出有毒有害的任何氣態(tài)物質(zhì),對(duì)環(huán)境幾乎沒(méi)有影響3、超高溫導(dǎo)致所有礦物成分完全熔化,使?fàn)t渣玻璃化,便于綜合利用.4、物料在爐內(nèi)極其緩慢的移動(dòng),含塵量極低含塵量小于60 mg/ m3 5、可間斷/連續(xù)進(jìn)料6、可定時(shí)/連續(xù)排渣7、無(wú)任何廢水排放2.5 固廢物料的適應(yīng)性1、本技術(shù)對(duì)于肝石及低熱值煤具有良好的可操作性,物

9、料入爐粒徑不超過(guò)40cm,在5-10cm為最正確.2、本裝置還特別適用于：生活垃圾燃燒、其它工業(yè)廢棄物的處理.3、入爐物料達(dá)不到熔融的熱值要求或者水分高時(shí)需添加高熱值物料,根據(jù)宏力公 司現(xiàn)有的資源情況,建議每噸煤什石配比添加200-300公斤的半焦或壓型焦粉.2.6 設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：復(fù)原熔融段為圓筒形、進(jìn)料段為方形.2、可分段加工制造、安裝.安裝工作量少.3、爐體向上、向下兩個(gè)方向膨脹伸縮.4、熔融爐屬常壓爐,不帶壓運(yùn)行.非壓力反響器.5、爐體采用立式結(jié)構(gòu),占地面積小,本裝置本體占地面積30 X15M.6、120t/d熔融爐裝置總高度含進(jìn)料機(jī)構(gòu)34.8m.其中進(jìn)料段17.5m、復(fù)原/

10、§融段12.3m.7、周期短：制造到安裝試運(yùn)行,610個(gè)月.8、運(yùn)行維護(hù)工作量小.2.7原料及產(chǎn)品2.7.1原料工程主要處理的原料為煤什石,添加少量的焦炭作為調(diào)整熱值的限制方法, 焦炭的 參加量主要通過(guò)對(duì)爐底的熔渣量進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整.隨主料還參加少量的石灰,用于調(diào)整熔 灣的堿性和熔化溫度,保證流動(dòng)性并且對(duì)耐火材料無(wú)腐蝕性.投入的物料應(yīng)限制粉體量 不超過(guò)5%.1煤什石 熱值1500-3000大卡kcal/kg粒度 <100mm2焦炭或半焦碳>82%硫 <0.5%粒度 60mm80mm3石灰CaO含量 >90%粒度 <100mm2.7.2產(chǎn)品工程主產(chǎn)品為液態(tài)熔渣

11、,熔渣作為后續(xù)的拉絲原料就地進(jìn)入拉絲設(shè)施其他工程另建.生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的大量高熱煙氣和可燃?xì)怏w,用于發(fā)生蒸汽,蒸汽為氣流磨及拉絲 設(shè)施的生產(chǎn)熱源之一.1熔融法液態(tài)熔渣是一種廣泛的原料,大多用于生產(chǎn)各種建筑材料.本工程根據(jù)當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)情 況,考慮生產(chǎn)保溫材料.2蒸汽蒸汽8MPa 320c暫定,可根據(jù)拉絲和氣流磨的需要進(jìn)行調(diào)整0.4MPa 150 c物料平衡序號(hào)工程數(shù)量kg/h備注1入方174951.1r煤肝后416711.28331.3:石灰1041.4富氧6083kg/h4647m3/h熔融爐用1.5空氣6308kg/h4872m3/h余熱鍋爐用2:出方174952.1煙氣14515kg/h10060

12、m3/h2.2:熔渣2980kg/h3氣化合成氣體延伸應(yīng)用熔融氣化爐所產(chǎn)生的合成氣體主要組分是 CO H2、CO2其中以CO H2為原料可 以進(jìn)行化工合成多種下游產(chǎn)品.轉(zhuǎn)化合成的工藝技術(shù)我國(guó)已經(jīng)非常成熟, 并且在煤化工 領(lǐng)域得到了廣泛的工業(yè)化應(yīng)用.2.9消耗指標(biāo)CNG甲醇乙二醇以下僅列出氣化熔融裝置的需要外部提供的消耗品,不包含其中的煙氣脫硫局部1電連續(xù)負(fù)荷400V80kW未計(jì)脫硫間斷負(fù)荷400/220V 50kW2水循環(huán)冷卻水補(bǔ)水6.75t/h化學(xué)水處理用水20t/h3空氣凈化空氣50m3/h工廠風(fēng)150m3/次間斷氮?dú)?0m3/h4石灰每噸煤什石約消耗25kg石灰,5t/h的熔融爐約消耗1

13、04kg石灰,石灰中氧化鈣含量不低于90%,當(dāng)含量變化時(shí),消耗量相應(yīng)調(diào)整.5活性炭活性炭用于煙氣脫硝510kg/h3 .公用工程3.1 電氣廠用電系統(tǒng)采用照明和動(dòng)力共用的 380/220V三相四線制中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng).鑒 于負(fù)荷的重要性,建議宏力公司配套采用雙電源變配電后接入本裝置,兩路電源互為備用.氣化系統(tǒng)動(dòng)力用電需外部提供約 130KVA容量.3.2 給水3.2.1 水量根據(jù)估算,水源按0.2MPa壓力1.5米每秒的流速,4時(shí)管127.3立方/小時(shí).每小 時(shí)補(bǔ)水量見(jiàn)下表.循環(huán)水為局部機(jī)械設(shè)備的冷卻水和熔融爐局部的冷卻水,總量約50m3/ho補(bǔ)充水量表單位：m3/h序號(hào)工程補(bǔ)給水量m3/h1

14、循環(huán)冷卻水補(bǔ)水102鍋爐補(bǔ)給水20合計(jì)303.2.2 水質(zhì)需外部提供的循環(huán)冷卻水補(bǔ)水、鍋爐補(bǔ)給水及其它水質(zhì)指標(biāo)要求見(jiàn)下表.城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) GB/T19923-2005序 號(hào)限制工程mg/L冷卻用水洗滌 用水鍋爐 補(bǔ)給水工藝、廣 品用水直流 冷卻水循環(huán) 冷卻水1pH值6.596.58.56.596.58.56.58.52懸浮物SS 30一30一一3濁度NTU 一5一554色度度30303030305生化需氧量BOD 530103010106化學(xué)需氧量COD CwCr一60一60607鐵W一0.30.30.30.38鎰w0.10.10.10.19氯離子25025025025025

15、010二氧化硅SiO25050一303011總硬度以CaCO.計(jì) 345045045045045012總堿度以CaCO3計(jì)335035035035035013硫酸鹽60025025025025014氨氮以N計(jì)一10一101015總磷以P計(jì)一1一1116溶解性總固體20020020020020017石機(jī)一1一1118陰離子表向活性劑一0.5一0.50.519 余氯0.050.050.050.050.0520糞大腸菌群個(gè)/L w20002000200020002000注：當(dāng)敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)換熱器為銅質(zhì)時(shí),循環(huán)冷卻系統(tǒng)中循環(huán)水的氨氮指標(biāo)應(yīng)小于mg/Lo加氯消毒時(shí)管末梢值.4 .自動(dòng)化系統(tǒng)本工程自

16、動(dòng)化水平是通過(guò)限制方式、限制室布置、限制系統(tǒng)的功能及配置、運(yùn)行 監(jiān)控模式以及主輔機(jī)可控性等多方面綜合表達(dá).本工程超高溫?zé)峤鈿饣廴跔t為一套單獨(dú)限制系統(tǒng), 通過(guò)通訊方式與裝置內(nèi)其余系 統(tǒng)在一套DCS系統(tǒng)內(nèi)限制,公共工程的其他小型限制系統(tǒng)一并匯入總DSC進(jìn)行限制.通過(guò)這套系統(tǒng)的分散限制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)各設(shè)備功能限制.其自動(dòng)化水平到達(dá)運(yùn)行人員在集 中限制室內(nèi)能夠完成機(jī)組正常運(yùn)行的全部監(jiān)控功能,并在少量現(xiàn)場(chǎng)人員的配合下.實(shí)現(xiàn) 機(jī)組的啟停操作和事故狀態(tài)下的有關(guān)處理.通過(guò)上述功能,煤什石處理根本到達(dá)較高的自動(dòng)化水平, 能在少量就地操作和巡回 檢查配合下,在中央限制室由分散限制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)燃燒線、 熱能利用及輔助系

17、統(tǒng)的集中 監(jiān)視、分散限制.并在燃燒的自動(dòng)化限制系統(tǒng)中,設(shè)置獨(dú)立于分散限制系統(tǒng)的緊急停車(chē) 系統(tǒng),保證各類(lèi)工藝的平安運(yùn)行.5、技術(shù)參數(shù)匯總技術(shù)參數(shù)匯總表.廳P指標(biāo)單位數(shù)值備注1 :規(guī)模原料處理量t/d1202主要產(chǎn)品規(guī)格液態(tài)熔渣t/d71.521800 c蒸汽t/d4328MPa/0.4MPa3主要消耗電kW130水M3/h30補(bǔ)充水量4排放廢氣t/d348.4 310060m3/h5 運(yùn)輸量運(yùn)入t/d120.1煤肝石混合料運(yùn)出t/d71.52熔融液態(tài)玻璃質(zhì)渣6本裝置定員人1671裝置本體占地面積2 m45030 X15M8裝置本體設(shè)備費(fèi)萬(wàn)元6.投資估算6.1 投資估算費(fèi)用的范圍針對(duì)本工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)模和范圍,根據(jù)國(guó)家對(duì)建設(shè)工程的有關(guān)規(guī)定和現(xiàn)行政策文件的要求,結(jié)合宏力公司的實(shí)際情況和特點(diǎn),僅對(duì)超高溫?zé)峤鈿饣廴跔t本體裝置編 制了投資估算.投資估算費(fèi)用：投資估算費(fèi)用僅包括超高溫?zé)峤鈿饣廴跔t單體裝置設(shè)備安裝工程 費(fèi)用.未包括全部建構(gòu)筑物及地基處理、道路、廠區(qū)平整、臨時(shí)設(shè)施費(fèi)用等單項(xiàng)工程費(fèi) 用、公用系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)工程費(fèi)用.6.2 投資估算年水平及