1       概述

根據(jù)目前燃?xì)庹臼褂玫膶?shí)際情況，我公司組織技術(shù)人員進(jìn)行了認(rèn)真討論，并進(jìn)行了詳盡的研究計(jì)算，設(shè)計(jì)出本方案。

2  設(shè)計(jì)依據(jù) 

根據(jù)貴公司提供的資料進(jìn)行計(jì)算，以確定燃?xì)鉅t的型號及數(shù)量。

3  設(shè)計(jì)原則

3.1  選擇先進(jìn)、成熟、可靠的技術(shù)及裝備。

3.2  工藝方案能充分滿足產(chǎn)品的燒成要求及環(huán)保要求。

3.3  保證工藝的合理性及長期運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3.4  實(shí)用與節(jié)約投資相結(jié)合。

4  冷燃?xì)庹?/SPAN>工藝方案設(shè)計(jì)

4.1  根據(jù)貴公司的實(shí)際需求，對燃?xì)庹菊麄�(gè)工程進(jìn)行統(tǒng)一布局設(shè)計(jì)，共5臺---4.0米發(fā)生爐冷燃?xì)庹尽?SPAN lang=EN-US>

4.2  上料采用皮帶輸送、自動加料方式。

4.3  本方案燃?xì)獠捎瞄g接冷卻，避免了燃?xì)庵苯雍退�的接觸，從而減少了污染，利于環(huán)保。（燃?xì)鈨艋�采用噴淋塔、電捕焦、間冷器、電捕輕四級凈化方式；除去噴淋塔補(bǔ)充清水外，循環(huán)水池中主要為生物質(zhì)燃料所攜帶的自然水分。循環(huán)水池收集的生物質(zhì)燃?xì)庵械睦淠�水，�?jīng)三級濾清池沉淀分離后，定期送往液態(tài)肥車間；沉淀物主要以焦油、粉塵為主，進(jìn)入重質(zhì)焦油池，定期抽取作為肥料車間燃料使用；電捕焦及間冷器捕集的輕質(zhì)焦油，用于銷售或作為肥料車間燃料使用）

4.4  氣化爐基建采用混凝土與鋼結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方案。廠房總高度為22.8米，共四層，為鋼架結(jié)構(gòu)。本結(jié)構(gòu)能夠滿足設(shè)備運(yùn)行的需求，又可以最大限度地降低基建成本。

5  原料及主要?dú)饣�指�?biāo)

5.1 原料

應(yīng)符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，粒度 40MM-10MM  、機(jī)械強(qiáng)度（堆積密度）  700kg/m3    、固定碳 15%    、含水率   ≦15%  ，發(fā)熱值 >14600MJ/kg。

5.2 主要?dú)饣�指�?biāo)

  · 氣化強(qiáng)度       600 m³/（m² h）

  · 干燃?xì)饣��?SPAN lang=EN-US>     2.2  Nm³/kg

  · 燃?xì)獾桶l(fā)熱值   5000 kJ/Nm³

  · 灰渣含碳率      %

  · 蒸氣耗率       100 kg/kg生物質(zhì)

  · 空氣耗率        0.9Nm³/kg生物質(zhì)

  · 爐渣產(chǎn)率        10%-15%

6  原料質(zhì)量要求及氣化爐燃?xì)赓|(zhì)量

為保證氣化爐燃?xì)獾馁|(zhì)量要求，并滿足燃?xì)庵茪獾墓に囆枰�，比較適合的原料為硬質(zhì)生物質(zhì)壓塊。具體指標(biāo)詳見下表：

冷燃?xì)獬煞荩?SPAN lang=EN-US>%）

燃?xì)赓|(zhì)量指標(biāo)

7  生物質(zhì)氣化原理及工藝流程

7.1 氣化原理

基本化學(xué)反應(yīng)

    生物質(zhì)氣化爐燃?xì)馐峭ㄟ^水蒸氣和空氣混合形成氣化劑后流經(jīng)熾熱的固定燃燒床生成的.空氣中所含的氧和蒸汽與燃料中的碳反應(yīng),生成了含有CO, CO₂, H₂, CH₄, C₂H₄, N₂等成分的燃?xì)狻?SPAN lang=EN-US>

蒸汽與碳反應(yīng)是吸熱反應(yīng):          C + H₂O---à CO + H₂

當(dāng)氧和碳反應(yīng)時(shí)就放出熱量          2C + O₂--—> 2CO

一氧化碳與蒸汽反應(yīng)：              CO + H₂O à CO₂ + H₂

這里一些蒸汽還與CO反應(yīng)，由于每體積CO轉(zhuǎn)化為CO₂時(shí)，同時(shí)生成了相同體積的H₂0在還原層，當(dāng)燃?xì)馔ㄟ^還原帶時(shí),可燃?xì)怏w含量迅速上升,而CO2和水蒸汽含量下降。通過還原帶后，進(jìn)入干餾段，加入氣化爐的生物質(zhì)原料，依次被干燥，預(yù)熱和干餾，生成的蒸汽、焦油霧和燃?xì)�，一起從發(fā)生爐頂部輸出，其溫度在100—150℃左右，通過燃?xì)庀礈焖�除去大量焦油和灰塵后進(jìn)入電捕焦油器進(jìn)一步凈化燃?xì)猓�這時(shí)燃?xì)鉁囟仍?/SPAN>70℃左右，送燃?xì)忾g冷器冷卻到45℃，再送入電捕輕油器進(jìn)一步凈化燃?xì)�，�?jīng)燃?xì)饧訅簷C(jī)加壓至后工段使用。

7.2 燃?xì)馍�產(chǎn)工藝流程簡述（間冷工藝）

 本工藝分為元；原料貯存、輸送系統(tǒng)、加料系統(tǒng)、制氣系統(tǒng)、凈化冷卻系統(tǒng)及氣體輸送系統(tǒng)。

7.2.1原料貯存、提升輸送系統(tǒng)

氣化站料場→篩分系統(tǒng)→輸送系統(tǒng)→料倉→加料系統(tǒng)→氣化爐

7.2.2 氣化系統(tǒng)

氣化系統(tǒng)為常壓生物質(zhì)氣化爐，由爐體系統(tǒng)、爐柵系統(tǒng)、液壓除灰系統(tǒng)、電氣控制等系統(tǒng)組成。

7.2.2.1 加料系統(tǒng)

加料采用自動加料方式，加料由控制室內(nèi)的【PLC+DCS】可編程控制器自動控制，設(shè)有自動、半自動、手動控制，加料閥由液壓系統(tǒng)驅(qū)動。

7.2.2.2  爐體系統(tǒng)

本設(shè)計(jì)爐體夾套為常壓容器，在氣化站正常運(yùn)行時(shí)不需要外來蒸汽。汽包含有水位控制器，液位計(jì)及蒸汽管路，供氣化站內(nèi)使用。爐體內(nèi)干餾段砌筑耐火爐襯，組成內(nèi)外包圍的加熱空間，使入爐原料接受來自爐內(nèi)氣化段及耐火材料方向的傳熱，對原料進(jìn)行充分干餾。

7.2.2.3 爐柵系統(tǒng)

爐柵由耐熱耐磨合金鑄鐵制成，安裝在爐柵支座上。氣化劑通過爐柵的布風(fēng)口均勻分布在爐內(nèi)，進(jìn)行氣化反應(yīng)。

7.2.2.4 液壓除灰系統(tǒng)

爐底灰盆采用鋼球軌道結(jié)構(gòu)，蝸輪蝸桿變頻傳動系統(tǒng)，通過驅(qū)動灰盆旋轉(zhuǎn)，將灰渣犁出，落入溜灰斗。

7.2.2.3 集中干油潤滑系統(tǒng)

氣化爐灰盆傳動機(jī)構(gòu)的鋼球潤滑采用干油多點(diǎn)潤滑系統(tǒng)，潤滑站能夠自動將潤滑脂注入各個(gè)潤滑點(diǎn)。

7.2.3 凈化冷卻系統(tǒng)

凈化冷卻系統(tǒng)由洗滌塔、電捕焦油器、間接冷卻器、電捕輕油器組成。主要是對氣化爐生產(chǎn)的粗燃?xì)膺M(jìn)行除塵、電捕焦油、降溫處理、電捕輕油。處理后的燃?xì)鉁囟冗_(dá)到35-40℃，燃?xì)夂瑝m量<100 Mg/Nm³ 。然后由燃?xì)饧訅簷C(jī)加壓后，經(jīng)脫硫（用戶任選），送往用氣工段使用。

7.2.4工藝流程敘述

將篩分好的生物質(zhì)顆粒通過輸送設(shè)備輸送到儲料倉，由程序控制的給料設(shè)備將原料加入到氣化爐的干餾段�？諝夤娘L(fēng)機(jī)將空氣鼓入爐底，同時(shí)低壓蒸汽通過混合箱與空氣混合作為氣化劑與氣化段900℃高溫的半焦生物質(zhì)進(jìn)行氣化反應(yīng)，同時(shí)利用燃?xì)獾挠酂釋Ω绅s段的原料進(jìn)行干餾。生成CO約為23—30％，H₂約為10—15%，CH₄約為2—3％的可燃?xì)怏w；產(chǎn)生的燃?xì)馄錅囟葹?SPAN lang=EN-US>100—150℃,經(jīng)過洗滌塔洗滌焦油和灰塵進(jìn)入電捕焦進(jìn)一步捕捉灰塵和焦油，然后進(jìn)入間冷器冷卻。洗滌塔洗滌水經(jīng)處理后焦油與水分離循環(huán)使用，氣化產(chǎn)生的水通過統(tǒng)一的酚水蒸發(fā)器產(chǎn)生蒸汽作為氣化劑送入氣化爐使用，因此整個(gè)氣化系統(tǒng)不產(chǎn)生外排廢水，從電捕焦底部出來的邵量水和焦油被送往焦油池。，然后通過間冷器降溫。冷卻后燃?xì)獾臏囟燃s35—40℃，經(jīng)過電捕輕油器捕灰塵和輕油，然后進(jìn)入總管經(jīng)燃?xì)庠鰤簷C(jī)增壓后通過燃?xì)夤芫�送往用氣設(shè)備或直接經(jīng)燃?xì)怙L(fēng)機(jī)增壓后通過燃?xì)夤芫�送往用氣設(shè)備。從間冷器出來的油水混合物被分別分離，輕焦油被送入輕焦油池，水送入酚水池。燃?xì)馍�產(chǎn)方案采用冷燃?xì)馍�產(chǎn)工藝，工藝流程見工藝流程簡圖。

合格原料---料倉---氣化爐---洗滌塔---電捕焦---間冷器---電捕輕油器---燃?xì)饧訅簷C(jī)---用氣端

7.3 工藝特點(diǎn)              

近幾年來，我們公司根據(jù)用戶不同的要求開發(fā)出不同的氣化工藝技術(shù)。并根據(jù)用戶生產(chǎn)配套設(shè)備，在技術(shù)、工藝和設(shè)備上有獨(dú)特的特點(diǎn)，使氣化爐故障率低，運(yùn)行穩(wěn)定，。

7.3.1  Φ4.0m生物質(zhì)氣化工藝與技術(shù)，是在引進(jìn)國外最先進(jìn)的氣化設(shè)備和工藝的基礎(chǔ)上加以消化、吸收，不斷優(yōu)化的先進(jìn)氣化設(shè)備。

7.3.2  采用氣化爐生產(chǎn)燃?xì)�，氣化效率、熱效率高。生產(chǎn)運(yùn)行成本較低、勞動強(qiáng)度低、操作環(huán)境較好。燃?xì)怆s質(zhì)含量少、發(fā)熱值高而且工藝穩(wěn)定。

7.3.3  采用間接冷卻器對燃?xì)膺M(jìn)行間接冷卻，實(shí)行燃?xì)忾g冷工藝，封閉循環(huán)冷卻，污水零排放。有效地控制了燃?xì)馀c水直接接觸產(chǎn)生大量的含酚污水的缺點(diǎn)。

7.3.4  產(chǎn)生焦油為低溫干餾焦油，粘度低、流動性好，質(zhì)量好，易于儲存及燃燒。也可作為化工原料外銷。

7.3.5  加料機(jī)構(gòu)采用插板閥，結(jié)構(gòu)緊湊，密封性好，安全可靠、維護(hù)方便。

7.3.6  采用耐火襯里干餾段，傳熱好，干餾充分，熱損失少。

7.3.7  爐底鼓風(fēng)壓力大，氣化強(qiáng)度高，輸送距離遠(yuǎn)，能保證系統(tǒng)正壓運(yùn)行，可靠方便。

7.3.8  爐柵支座采用整體結(jié)構(gòu)，爐柵不同部位采用不同材質(zhì)的鑄件，耐高溫、耐磨損，壽命長，易維護(hù)。

7.3.9  自動化程度高，自控環(huán)節(jié)多，便于操作管理，勞動強(qiáng)度低。

8 主要設(shè)備選型

8.1 氣化爐

選型：本方案選擇Φ4.0m型生物質(zhì)氣化爐，其技術(shù)特性及參數(shù)見下表：

Φ4.0生物質(zhì)氣化爐技術(shù)特性及基本參數(shù)