为了正常的体验网站,请在浏览器设置里面开启Javascript功能!

输送热煤气作为玻璃制品退火燃料的探讨

2010-07-24 7页 doc 229KB 16阅读

用户头像

is_536838

暂无简介

举报
输送热煤气作为玻璃制品退火燃料的探讨输送热煤气作为玻璃制品退火燃料的探讨 发布者: chiefway   发布时间: 2009-12-03 09:56     浏览次数: 17 输送热煤气作为玻璃制品退火燃料的探讨 中国中轻国际工程有限公司 李茹   摘要:在国内一些玻璃企业纷纷改用发生炉煤气为窑炉燃料的同时,为了进一步降低生产成本,希望将热煤气用于玻璃制品的退火炉,本文针对此问题,从煤气专业角度提出输送热煤气的可能性及设计方法,并建议和介绍了采用两段式煤气炉用于玻璃退火的方案。   前言:近年来,随着我国日用玻璃行业的发展及能源结构的变化,日用玻璃行业...
输送热煤气作为玻璃制品退火燃料的探讨
输送热煤气作为玻璃制品退火燃料的探讨 发布者: chiefway   发布时间: 2009-12-03 09:56     浏览次数: 17 输送热煤气作为玻璃制品退火燃料的探讨 中国中轻国际工程有限公司 李茹   摘要:在国内一些玻璃企业纷纷改用发生炉煤气为窑炉燃料的同时,为了进一步降低生产成本,希望将热煤气用于玻璃制品的退火炉,本文针对此问题,从煤气专业角度提出输送热煤气的可能性及设计方法,并建议和介绍了采用两段式煤气炉用于玻璃退火的。   前言:近年来,随着我国日用玻璃行业的发展及能源结构的变化,日用玻璃行业所采用的燃料种类呈现多样化的态势,主要使用的燃料有天然气、液化石油气、发生炉煤气、焦炉煤气、重油、柴油、煤焦油等。由于玻璃窑炉及玻璃制品的生产属于高能耗行业,目前燃料的成本已占玻璃制造总成本的30%以上。随着国际石油价格持续上涨,特别是今年石油价格再创新高,给玻璃生产企业带来巨大的生产成本上升的压力,严重的影响和制约了玻璃行业的快速发展。企业为了降低生产成本,在不断采取各种节能措施的同时,燃料的选择就变得尤为重要和迫切。   发生炉煤气是玻璃行业使用最早的燃料,也是常用燃料中成本较低的,所以一些玻璃生产企业纷纷改用发生炉煤气作为玻璃生产燃料,在保证产品质量的前提下,最大限度的降低生产成本,以提高企业的经济效益。 1.发生炉热煤气   发生炉煤气是以煤碳为原料,以空气和水蒸汽为气化剂制取的煤气。发生炉煤气按其净化程度,可分为热煤气和冷煤气,按其气化炉型分类,又可分为一段式煤气炉和两段式煤气炉。玻璃厂多用一段式煤气炉,其热值为(1400~1450)×4.186kJ/m2,煤气出口温度约500~600℃,出口压力约200~300Pa,并经粗除尘器除尘后,直接送往用户。这种只经过简单除尘且温度较高的发生炉煤气简称为热煤气。   玻璃行业为了获取较高的窑炉熔化温度,在采用发生炉煤气作燃料时,大多选择热值相对较高的烟煤制取的热煤气。一段炉的热煤气,在生产过程中不可避免的含有大量煤粉尘、灰尘与重质焦油,在输送过程中极易堵塞管道。在工程中为克服管道的堵塞,需要设计较粗的管径,较大的落灰斗,并设有许多吹扫孔与掏灰水封槽。由于易堵和煤气压力较低,限制了输送距离,煤气站设计时会尽量靠近熔制车间窑炉端部。下图为玻璃厂近年常用的布置方式:    玻璃厂近年常用布置示意图 2.玻璃制品退火燃料的现状   玻璃瓶罐、器皿等在生产过程中需要在退火炉中进行退火处理,用以消除制品在急速冷却过程中所产生的内应力,以稳定玻璃制品内部结构。 2.1退火炉常用燃料   目前退火炉燃料有:电、柴油、天然气、液化石油气、发生炉(冷)煤气等。一般常用的退火炉为:电退火炉,柴油、发生炉(冷)煤气为燃料的退火炉。 2.2冷煤气用于玻璃退火问题   我国80年代前,大型玻璃厂一般建有两种类型煤气站,一种为烟煤生产气化的热煤气站,供窑炉燃烧;一种为无烟煤生产气化的冷煤气站,供全厂退火炉使用。冷煤气站是将出口温度为500~600℃的煤气经除尘、洗涤冷却、加压后送往各退火炉,煤气温度约为35℃。由于此煤气比较洁净,通称冷煤气。但冷煤气在洗涤过程中,会产生大量含酚、焦油及杂质的污水,造成严重的环境污染问题。因此,国内一段式冷煤气站已基本不再采用。但仍有部分厂为节约成本,自行将热煤气管道中的热煤气,抽出一小部分,就近洗涤冷却后加压输送至本窑炉所带退火炉使用,这就造成一个窑配有一处洗涤冷煤气系统,导致全厂有了多处污染源,加剧了环境污染。同时,又来了更多的安全问题,由于煤气加压机的抽气作用,煤气净化设备总处于负压状态下,系统极易吸入空气,导致发生安全事故的危险性增大。另外,大量消耗水资源,增加循环水系统,生产环境较差。   3.热煤气输送中应采取的设计措施   由于抽取部分热煤气就地制取冷煤气的作法,存在环保问题和安全隐患,国内有的玻璃企业尝试将热煤气加压后作为玻璃退火炉的燃料,以实现降低生产成本又能减少环境污染的目的。 热煤气作为退火炉加热的燃料,与抽取部分热煤气制备冷煤气系统相比,除需煤气增压以提高输送压力之外,此系统具备工艺简单、节省资金、无需循环水系统、安全性提高等优势。但在具体实施中还应根据热煤气的特点,注意解决以下两个问题。 3.1选择合适的煤气加压机   近年来国内已经开发研制出新型热煤气离心式加压机。RMZ型热煤气加压机就是针对发生炉煤气设计制造的。该机叶轮与机壳内壁采用不锈钢材质,具有较好的防尘、耐温、防腐性能。密封与传动装置也根据煤气的性质采用有特殊技术。风机内外壁之间设有保温,并在机壳上配有蒸汽与排污接管,电机为防爆电机。因此目前已具备热煤气输送设备选型的条件。但在加压机选型时还应注意以下几点:流量标态与工况的换算:电机功率选择适当加大,防止焦油、冷凝液、杂质增多时,电机负荷过大以至烧坏;加压机为两台,一用一备:加压机宜选择0°,布置时宜架高布置,留出下部排污的水封空间,因水封设计在地上,比地下水封容易掏灰,不易堵塞。 3.2充分考虑煤气中杂质对管道输送的影响   在设计输送热煤气管道上,应充分考虑输送过程的堵塞与安全问题,主要考虑以下几点:   (1)加压机布置尽量靠近热煤气总管,减少管道阻力,使加压机入口前管道处于正压状态,以减少空气进入产生爆炸的危险性。   (2)加压机与热煤气总管之间需设隔离水封,作为煤气可靠的隔断装置。另外隔离水封需设计为双向掏灰型式,并应设多个蒸汽吹扫装置,以防止设备堵塞,保证正常连续使用。   (3)隔离水封入口与煤气总管连接处,需设一个热煤气管道除灰斗,以便设备布置与降尘。   (4)隔离水封出口管道角度应设计为大倾角,倾角大于45°为宜,并便于拆卸。   (5)加压机出口至退火炉之间的管道,应采用特殊方法进行设计,不同于常规的热煤气管道设计,需考虑焦油、冷凝液的排放及不影响熔制车间通道等问题。   设计要点如下:管道应架空敷设,高度以考虑大门通道为准;分段大坡度敷设,角度大于7°以上为宜,每段以熔制车间跨度为准,约6~7m一段,在靠近加压机端,由于相对易堵,将每段间隔缩小到3~4m,角度也适当加大,每段管道用带法兰的竖管连接。低点设排油、清灰装置,高点设蒸汽吹扫管。各段端头用法兰盖封堵,以利出现较大堵塞时进行清理。     以上是普通一段炉的热煤气在输送中的设计做法。但由于一段式煤气发生炉产生的煤气含尘量大、焦油为重质焦油流动性差等问题,给输送过程带来很多困难,如清灰、吹扫工作比较重,因此采用两段式煤气发生炉产生的煤气,能更好的解决退火炉的燃料问题。 4.两段式煤气炉用于玻璃退火的工艺流程 4.1两段式煤气发生炉   两段式煤气发生炉由干馏段和气化段组成,能够在同一台炉内,生产出两种不同热值、不同温度的煤气。   首先煤从炉顶煤仓经加煤机进入炉体,煤在干馏段经过充分的干燥和长时间的低温干馏,逐渐形成半焦,进入气化段,炽热的半焦在气化段与炉底鼓入的气化剂充分反应进行气化。煤在低温干馏的过程中,以挥发份析出为主生成的煤气称为干馏煤气,组成两段炉的上段煤气,约占总煤气量的30%,其热值较高,可达1800×4.186kJ/m3,温度较低约100℃,并含有大量的焦油,这种焦油为低温干馏产物,其流动性较好,类似重柴油。炽热的半焦和气化剂经过氧化、还原等一系列化学反应生成的气化煤气,组成两段炉的下部煤气,约占总煤气量的70%,其热值相对较低,下段煤气热值约为1300~1350×4.186kJ/m3,温度较高约450℃左右。由于煤在干馏段低温干馏时间充足,进入气化段的煤大部己成半焦,因此生成的气化煤气含焦油量少、质轻,又因两段炉为满料层,下煤落差小,所以煤气中含煤尘较少。 4.2玻璃厂两段式煤气炉工艺介绍   上世纪90年代我院曾考虑抽出上段煤气进一步净化、冷却加压后,供退火炉使用,但因窑炉在燃烧过程中需要含有焦油的上段气,因此没有实施。近些年来由于两段式煤气炉的推广使用,一些玻璃厂将两段炉的上段气与下段气混合后,输送至窑炉。混合气的热值约在1500×4.186kJ/m3,相比一段式煤气炉,其煤气具有热值高、焦油流动性好、煤粉尘少、热煤气管道结构可简化等优势,不仅节约管材,又不易堵塞,还使煤气站环境有了较大改观。   具体流程如下:下段煤气经旋风除尘器除尘,进入水封阀。上段煤气因含轻质焦油较多,对增加窑炉火焰亮度(黑度)、提高火焰辐射能力有益,所以不宜设有除焦油装置,但需要将管道设计为大倾角,直接插入水封阀入口,与下段气混合后共同进行可靠隔断。水封阀出口端的混合气进入煤气总管,输送至熔制制车间煤气换向器后进入窑炉。   4.3采用下段煤气送至退火炉   对于直接输送一段炉热煤气、两段式煤气炉的上段气、下段气、混合煤气相比较,输送及使用两段炉下段气为最优。它具有清洁性最高、管道最不易堵塞、能满足退火炉工艺要求、煤气热效率高、可简化一段炉热煤气输送流程设计(例如:管道跨度增大、倾斜角度降低、管径减小,加压机放置地面)等特点。针对上述优势,建议玻璃厂尽量采用下段热煤气作为退火炉燃料。   但在具体设计中应注意的是:下段气取气点应在旋风除尘器出口较高位置处,即可远离上段气入口也可减少水平管段。见下图。   4.4采用上、下段混合煤气送至退火炉   利用下段热煤气送至退火炉虽然优点很多,但因为近年来设计多为:一座煤气站供两座窑炉,煤气炉通常为三台,二用一备。两窑共用一个烟囱,烟囱置于煤气站与熔制中间。这就给布置上带来困难,位置的排布与煤气可靠隔断都有难度,还需要进一步探讨。   现阶段比较简单易行的方法是抽取煤气支管上的混合气,方法与一段式煤气炉输送方法相同。工艺布置与可靠隔断煤气都较易实现,同时又具有两段式混合煤气优于一段炉煤气的特点,虽然有焦油析出但其流动性好,对加压机与管道堵塞都有较好的改善。   5.结语   (1)采用一段式发生炉煤气作为玻璃窑燃料,也可同时实现将热煤气输送至退火炉,此方式是企业降低生产成本、减少环境污染的有效措施。   (2)玻璃窑在以两段式发生炉煤气为燃料时,应尽量采用下段热煤气作为退火炉燃料。   (3)当采用两段炉下段热煤气有困难时,也可抽取混合气进行输送至退火炉。 以上是针对近年来能源结构发生改变,各地玻璃厂纷纷改建煤气站,在降低成本呼声较大的基础上,一些企业在自行改造中洗涤煤气与直接输送热煤气的经验教训,提出的及措施。
/
本文档为【输送热煤气作为玻璃制品退火燃料的探讨】,请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑, 图片更改请在作品中右键图片并更换,文字修改请直接点击文字进行修改,也可以新增和删除文档中的内容。
[版权声明] 本站所有资料为用户分享产生,若发现您的权利被侵害,请联系客服邮件isharekefu@iask.cn,我们尽快处理。 本作品所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用。 网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽..)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。

历史搜索

    清空历史搜索