可再生能源在陶瓷生产中的应用.doc

班级：09热工（1）班 姓名：周亚 学号：200910610102可再生能源在陶瓷生产中的应用摘要：我国天然气较缺乏，天然气远远地供不应求，在一定条件下，采用比较经济可靠的工艺实现沼气的天然气化，无疑是一个好的方法。随着能源需求的提高和传统能源的减少，能源结构的改变势在必行，可再生能源的重要性将日渐凸显。关键词：可再生能源 陶瓷 沼气提纯 能源是现代社会赖以生存和发展的基础，清洁燃料的供给能力密切关系着国民经济的可持续性发展，国家战略安全保障的基础之一。可再生能源主要包括太阳能、风能、地热能、生物能、水能海洋能等。当今能源形式极度紧张，油价煤价节节攀升。同时，随着中国经济高速发展，大量的化石燃料被使用，对环境造成严重污染，可再生能源引起人们的关注。而陶瓷行业恰恰是一个高耗能的行业，特别是建筑卫生陶瓷工业。陶瓷窑炉使用能源可以分为热燃料和电力两种，主要包括天然气、水煤气、电、轻柴油等。但是可再生能源的转化形式大多是转换为电能，由于电能比较昂贵，所以陶瓷窑炉主要使用热燃料。为了提供热能，需要与现有燃烧器相适应的气态和液态燃料，潜在的气态燃料是沼气。在厌氧生物降解过程中产生的含甲烷混合气体CH4含量一般为50%65%，其余的为CO2、H2S、NOx和水汽等。由于CO2含量过多，沼气进入窑炉的燃气气体体积翻倍，二氧化碳的存在通常会降低热的利用率、降低火焰温度、导致放热过程成本增加。沼气经净化提纯后甲烷质量分数可达97%以上，可以的到纯净高热值天燃气，作为陶瓷窑炉的燃料完全足够，所以沼气的净化提纯十分关键。对沼气提纯而言，把其中的二氧化碳调节到10%左右，使用和处理的综合效益最高。 生产沼气的原料不仅仅只局限于垃圾填埋厂的垃圾，相对于一个陶瓷企业，仅靠处理垃圾获得沼气难以满足需求，可以使用一些作物作为补充。比如整株玉米、秸秆、能源型甜菜等，这些原料的使用充分发挥作物高效转化的优势。沼气工程建设内容包括“一池三建”，一池：沼气池，即在厌氧条件下，利用微生物分解有机物并产生沼气的装置；三建：原料预处理、沼气利用、沼渣沼液的利用和处理。大型沼气工艺可以分为三个阶段：预处理阶段、中间阶段和后处理阶段。料液进入消化器之前为预处理阶段，主要是除去原料中的砂粒和杂物，并调节料物浓度。如果发酵温度较高还要对料液进行加温。原料满足要求后料液进入消化器进行厌氧发酵，消化掉有机物产生沼气，此为中间阶段。从消化器排出的消化液要经过沉淀和固液分离，沼气发酵液不能直接排放，否则会导致二次污染，必须后处理加以资源化利用，沼气发酵液可以作为肥料使用，此为后处理阶段。此沼气工程所产生的沼气甲烷含量要达到天然气甲烷含量才能适用于陶瓷生产，则必须对沼气进行提纯。下面简要介绍一种沼气的提纯方法：低压二氧化碳吸收技术。这项沼气提纯工艺主要有7步骤：1. 利用鼓风机将从储气罐中出来的沼气鼓入工艺设备当中 虽然从初期罐中出来的沼气具有一定的压力，但后续工序有沿程阻力影响，鼓风机的使用是必要的。2. H2S的去除在去除CO2之前，先要去除H2S和其他杂质。H2S可以使用活性碳床，活性碳床的吸收是一个催化反应：2H2S+O22S+2H2O,活性炭起着催化作用。当活性碳吸收元素硫饱和时，更换活性炭即可。此过程还可以使用双床H2S去除系统，优点在于当双床串联使用时，第一床活性炭吸收饱和，H2S会穿透第一床被第二床吸收，克服H2S吸收不完全的缺点。当发现第一床进入气体H2S浓度等于产出气体H2S浓度时，就可以更换活性炭。 3.吸收液接触单元在此步骤中，气体从设备底部向顶部流动，而设备内吸收液与气体逆向流动，CO2被吸收液吸收，被提纯的气体从顶部流出，饱和吸收液从底部流出。这里的吸收液为一种特殊的液体，是这项技术最为关键的一环，由于知识有限不予说明。4.饱和吸收液的分离吸收二氧化碳的吸收液从分离设备的顶部流入，在向下流动的过程中，二氧化碳经高温加热从吸收液中分离出来。分离出来的二氧化碳的纯度十分高，可以另作商品销售。为了充分节能考虑，可在此处添加一个换热器，将被加热的吸收液和二氧化碳热量交换至加热处。5. 压缩和干燥 提纯的气体流出吸收液接触单元处于常压和水饱和状态，需要对其进行压缩干燥。首先根据相应的天然气管路将气体加压至5-8bar，然后通过变压吸附或变温吸附进行吸附干燥。一小部分气体用于吹洗干燥器，之后回流至鼓风机处。6. 添加臭味和分析测试 对提纯气体进行，H2S浓度、O2浓度、CH4浓度、NH3浓度和露点等的测试，合格就可以作为天然气使用，不合格则将回流至鼓风机处重新处理。提出后的气体，甲烷含量极高，没有味道。将用于天然气的臭味添加剂THT加入提纯的气体中。7. 注入天然气管道系统 气体根据要求选择适当的压力和质量注入天然气管道。经过提纯后的气体其实就是优质的天然气，可以输送给陶瓷窑炉进行燃烧。有时候由于原料的不稳定，沼气的生产可能会受到影响，陶瓷窑炉必须备用另一条管道使用天然气公司提供