玻璃窑炉石油焦粉替代燃油.doc

玻璃窑炉石油焦粉替代燃油一、替代能源选择目前，国内玻璃行业窑炉使用的燃料为油、煤、气、电，随着产品的不同，燃料的选择也不尽相同，但有一共同点，就是燃料燃烧后不能对玻璃产生污染，因而能替代能源的选择有很大的局限性。石油焦（Petroleum coke）是原油经蒸馏将轻重质油分离后，重质油再经热裂的过程，转化而成的产品，从外观上看，焦碳为形状不规则，大小不一的黑色块状（或顆粒），有金属光泽，焦碳的颗粒具多孔隙结构，主要的元素组成为碳，占有80wt%以上，其余的为氢、氧、氮、硫和金属元素。 石油焦具有其特有的物理、化学性质及机械性质，本身是发热部份的不挥发性碳，挥发物和矿物杂质（硫、金属化合物、水、灰等）這些指标決定焦炭的化学性质。 石油焦用途：主要用于制取炭素制品，如石墨电极、阳极弧，提供炼钢、有色金属、炼铝之用；制取炭化硅制品，如各种砂轮、砂皮、砂纸等；制取商品电石供制作合成纤维、乙炔等产品；也可做为燃料。石油焦组分是碳氢化合物，含碳9097%，含氢1.58%，还含有氮、氯、硫及重金属化合物。其低位发热量约为煤的1.5-2倍，灰分含量不大于0.5%，挥发分约为11%左右，品质接近于无烟煤。本项目是将石油焦经加工生产石油焦粉，通过输送喷吹燃烧系统等设计、制造、安装调试运行，替代原有燃油系统。石油焦粉在玻璃熔窑直接燃烧代替重油的适用性分析1）石油焦粉与重油当量热值比较石油焦粉热值约85008600kcal/kg，重油热值约95009600kcal/kg，燃烧1.051.10吨石油焦粉与燃烧一吨重油热值相当。通过实验，石油焦粉燃烧时火焰温度可稳定在16701710之间，完全满足玻璃熔化要求。2）石油焦粉与重油成份比较石油焦各项成份指标与重油类似,石油焦粉燃烧时与重油燃烧火焰长度，扩散面，火焰形状等优于重油或类似，因石油焦燃料特性，火根温度较比重油低。减轻了碹脚部位的烧蚀，因此使用石油焦粉作为玻璃熔窑燃料不会对熔窑造成异常烧蚀。3）石油焦粉与重油燃烧产生水份含量比较 重油元素组成：碳86.4%；氢12.7%；每吨重油含氢127公斤，可生成1143公斤水。石油焦粉替代1吨重油时,其物理化合成水份约1030公斤,等热值水焦浆生成水份比重油略少或接近。石油焦粉在雾化燃烧过程中水分呈微料状,高温下迅速气化并随烟气排放,不会对熔窑耐火材料形成异常侵蚀。4）石油焦粉与重油燃烧需氧量比较 重油含碳86.4,含氢12.7,燃烧1吨重油需氧3320公斤。石油焦粉含碳95.9,含氢3.8,石油焦粉替代1吨重油时氧气3317公斤。两者氧气量很接近,需要助燃风量相同,产生的废气量接近。石油焦由于产家和牌号等级的不同,如含硫量,含水量,灰分,热值等理化指标略有差异,所产生的废气量略有改变,对窑炉燃烧工况无不利影响。二、工艺流程和技术方案1、工艺流程叙述以石油焦为原料，经一级破碎、强力研磨、制成一定规格的粉料，通过总储罐、分料系统、计量控制系统及粉料发送系统等将燃料输送至专用燃烧器，根据不同工业窑炉的工艺条件和要求，燃料定量从燃烧器内喷出并连续、均匀、稳定地燃烧，所产生的高强热量对窑内物料进行有效熔化，最终生产出符合质量要求的各类产品。该技术包括两种燃烧输送形式：高压系统、低压系统。其中低压系统投资少，施工周期短，见效快，但控制精度相对较差。高压系统投资相对较高，施工周期稍长，但系统完善，自动化程度高。系统工作原理 1工作原理：该技术结合玻璃窑的要求，采用气力输送原理，将石油焦制成一定粒度的粉料采用特殊设备将其与压缩空气混合成一定比例的呈流态化的固-气两相流体，通过管道喷吹喷入窑炉燃烧。2系统分类及构成：低压系统 其构成较为简单，由料仓、给料设备、混合输送设备、换向管道组成。高压系统 由料仓、发送设备、混合输送设备、调压充压控制管路、输送控制管路、流化控制管路、吹扫控制管路、称量计量系统、自动控制系统构成。 低压系统简单、投资少，施工周期短，正常情况下45天可完成设计施工，相对高压系统而言，控制精度要差一些，中小型窑炉更为适应。 高压系统完善，系统完全采用计算机自动系统进行控制，自动化程度高，火焰与温度可控性好，但投资较大，设计施工周期约为2个月左右，大型窑炉更为适应。 3高压系统技术特点： a大量采用气动球阀和气动调节阀，系统动作可靠性高。所有气动阀的动作由自动系统进行控制。 b使用专用的发送罐恒压发送粉料，粉料在罐内获得充分的流化，因此其料流连续均匀，火焰稳定，可控性好。 c粉料的流量控制精度达到01Kg/分钟，可完全满足窑炉温度控制精度要求。 d消除了使用重油时因喷枪结焦而影响燃烧效果的现象，同时也降低了熔化工的劳动强度。 使用效果与可操作性 使用重油时，通过调整油、气、风的配比，来获得满足工艺要求的火焰。使用高压喷吹系统时，则通过调整发送罐的罐压和输送气压力来调节粉料的流量，进而控制熔窑温度；通过调节输送气、流化气的配比来控制火焰的刚性和长度。由于采用气动调节阀通过计算机进行调节，因此其调节灵活，操作简便。 石油焦粉与重油的热值比为（1.1-1.2），由于燃料量的增加，因此在使用中助燃风的流量亦需增加，故窑压与使用重油相比有所上升，该影响通过窑压闸板的自动调节可消除。一般情况下，窑压闸板开度增加约3%-5%。 与使用重油相比，高压系统操作难度有所增加，其原因一是员工的操作