密閉電石爐尾氣利用新途徑
摘要:密閉電石爐尾氣具有成分復雜、凈化難、熱值較高等特點。現有的利用方法存在可選擇的成熟技術少、限制條件多等問題。以年產6萬噸電石的電石廠為例,進行了技術經濟分析,提出了具有分布式能源特征的密閉電石爐尾氣利用途徑。
關鍵詞:電石爐尾氣,利用,電石行業
引言
目前,我國每年產生的電石爐尾氣超過150億m3。處置方式基本為爐氣直排或點火炬,不僅浪費了大量能源,也造成環境污染。國家對此十分重視,在《電石行業準入條件(2007年修訂)》中明確規定“新建電石生產裝置必須采用密閉式電石爐,電石爐氣必須綜合利用”,“密閉式電石裝置的爐氣(指CO氣體)必須綜合利用,正常生產時不允許爐氣直排或點火炬”。
但由于電石爐尾氣成分復雜,凈化提純難度大,國內外目前可供選用的真正成熟可行且實現了工業化生產的技術工藝很少,因而電石爐尾氣回收利用率一直很低。截至2008年底,全國電石爐尾氣的利用量尚不足15億m3,利用率不足10%。每年因此損失約240萬噸標準煤,同時排放約1200萬噸二氧化碳和90余萬噸粉塵。
研究開發經濟合理、工藝技術可行的電石爐尾氣利用途徑,迫在眉睫。3 密閉電石爐尾氣利用新途徑
能源生產和供應形式多樣化已經成為必然發展趨勢,分布式能源是提高能源有效利用率、保護環境的有效途徑,已受到世界各國的高度重視并得到廣泛應用。
將凈化后的電石爐尾氣,作為燃氣內燃機發電的燃料,具有典型的分布式能源特征,可大可小,附加值高,技術成熟可靠。
3.1 燃氣內燃機發電原理
1876年,德國商人兼機械師奧托發明了人類*一臺以煤氣為燃料的四沖程內燃機,經過10年的不斷改進,德國的另一個機械師“奔馳汽車之父”戴姆勒•本茨才將這種四沖程發動機改進為汽油發動機,直到1895年,狄塞爾才發明出柴油機。
燃氣內燃機的工作原理基本與汽車發動機無異,由于內燃機氣缸內的核心區域工作溫度可以達到1400℃,因而其工作效率大大超過了蒸汽輪機和燃氣輪機。燃氣內燃機的發電效率通常在30%~40%之間,比較常見的機型一般可以達到35%。加上余熱利用,總的電石爐尾氣能量利用率可達80%以上。
3.2 燃氣內燃機發電工藝流程
燃氣內燃機發電系統分為三大部分,電石爐尾氣預處理系統、發電系統、外部配套系統。具體包括電石爐尾氣凈化、冷卻水循環、發電和輸配電、余熱利用裝置、廠房土建等。其工藝流程如下圖: |
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