生物基固废化学链气化制备液体燃料装备技术-征求意见稿

T/GDIECXXXX—20261生物基固废化学链气化制备液体燃料技术规范本文件规定了生物基固废化学链气化制备液体燃料技术规范的术语和定义、技术要求、环保及消防安全、及试验方法。本文件适用于以农林剩余物、畜禽粪污、食品加工废渣等生物基固体废弃物为主要原料，通过化学链气化技术制备合成气，并经由费托合成路线生产汽油、柴油等液体燃料的工程建设、装备制造、系统集成与运行管理可参照本文件执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB16297大气污染物综合排放标准GB3836.15爆炸性环境第15部分：危险场所电气安装GB4066碳酸氢钠干粉灭火剂GB4351.1手提式灭火器第1部分：性能和结构要求GB4962氢气使用安全技术规程GB50058爆炸危险环境电力装置设计规范GB50177氢气站设计规范GB50184工业金属管道工程施工质量验收规范GB50231机械设备安装工程施工及验收通用规范GB50235工业金属管道工程施工及验收规范GB50275风机、压缩机、泵安装工程施工及验收规范GB50316工业金属管道设计规范GB50493石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范GB50650石油化工装置防雷设计规范GB8978污水综合排放标准GB/T13347石油气体管道阻火器GB/T151热交换器GB/T20801压力管道规范工业管道GB/T29729氢系统安全的基本要求GB/T3634.1氢气第1部分：工业氢气GB/T3723工业用化学产品采样安全通则GB/T4272设备及管道绝热技术通则GB/T4756-2015石油液体手工取样法GB/T4830工业自动化仪表气源压力范围和质量GB/T50050工业循环冷却水处理设计规范GB/T6719袋式除尘器技术要求TSGD0001-2009压力管道安全技术监察规程-工业管道TSG21固定式压力容器安全技术监察规程SH3097石油化工静电接地设计规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。T/GDIECXXXX—202623.1生物基固废Bio-basedwaste来源于农业、林业、畜牧业及食品加工等生物质资源体系中的固体废弃物。3.2化学链气化Chemicalloopinggasification一种通过循环载氧体实现固体燃料气化的过程，其反应分为氧化反应和还原反应两个区域，实现氧气间接供给、产出高品质合成气的技术。3.3合成气Synga主要由一氧化碳（CO）和氢气（H2）组成的可燃气体混合物，通常通过对含碳原料进行气化或重整等过程获得，可用于合成液体燃料、化学品或作为燃料气使用。3.4载氧体Oxygencarrier具有氧化还原活性的固体颗粒，广泛采用金属氧化物（如Fe2O3、NiO、CuO等）作为化学循环的核心介质。3.5费托合成Fischer-Tropschsynthesis一种将煤或天然气制成的合成气（一氧化碳和氢气）在催化剂作用下，转化为液体燃料（如柴油、汽油）和化学品的过程。3.6液体燃料Liquidfuel通过气化合成等路径最终制备的可流动液体燃料，如汽油、柴油等。4技术要求4.1一般要求4.1.1生物基固废化学链气化制备液体燃料采用化学链气化-粗合成气调质-费托合成制汽柴油技术路4.1.2生物基固废原料应来源明确，不得夹带大量金属、石块、玻璃等不可燃杂质。4.1.3循环冷却水水质应符合GB/T50050的规定。4.1.4仪表空气质量应符合GB/T4830的规定。4.1.5系统应设置置换气体接口，置换气体宜采用氮气。4.1.6载氧体应具备良好的循环稳定性，氧化还原循环次数应满足工艺要求，并能在系统中实现连续循环。4.1.7管道和阀门接头应连接可靠，无泄漏，各管路系统干净畅通4.1.8系统中表面温度高于50℃的设备、管道应采取绝热措施，并符合GB/T4272的规定。4.1.9系统产生的废水处理应符合GB8978的规定，废气处理应符合GB16297的规定、固体废弃物排放应符合GB18599及地方环保的规定。4.2性能指标要求4.2.1合成气中H2/CO≥1.8、焦油残留量≤45mg/Nm3、甲烷体积含量≤1%、CO2体积含量≤1%。4.2.2合成气转化率≥65%、二氧化碳选择性≤10%、载氧体载氧率≥5wt.%。4.2.3烃中汽柴油选择性≥78%；生物质热化学转化制备汽柴油过程能效≥37%。4.2.4新出厂设备色块分明，所有外漏金属表面应经防锈处理，喷涂油漆应附着牢固，漆面应光滑平整，无明显的掉漆、脱漆、龟裂、漆面起泡。4.2.5部件齐全，整体外观应无明显变形。4.2.6焊接件的焊缝应均匀平整，无漏焊、裂纹、夹渣、烧穿、咬边等缺陷。4.2.7设备应有文字或图形等不可擦除或遮盖的以作为工作人员使用的操作指示。4.2.8出厂铭牌应固定在明显位置。T/GDIECXXXX—202634.3工艺设备4.3.1生物基固废化学链气化制备液体燃料系统包括的主要设备部件有：物料破碎机、原料输送机、双流化床气化反应器、热交换器、冷却器、气液分离器、重整反应器、水气变换反应器、费托合成反应器、混沌搅拌混合机。。4.3.2系统内与含有氢气接触的材料，应符合GB/T29729的规定。4.3.3系统内属于压力容器的设备设计、制造、检验和使用应符合TSG21的规定。4.3.4系统内属于热交换器的设备设计、制造、检验和验收应符合GB/T151的规定。4.3.5重整反应器应设置温度检测仪表和压力检测仪表，且进口设置安全阀，出口设置排空出口。4.3.6水气变换反应器应设置温度检测仪表和压力检测仪表，且进口设置安全阀，出口设置排空出口。4.3.7原料液预热器进出口应有温度检测仪表，并对原料液预热器的运行情况进行监控。4.3.8冷却器进出口应有温度检测仪表，并对冷却器的运行情况进行监控。冷却器输出的含氢气体温度宜低于60℃。4.3.9气液分离器的规格尺寸、内部组件的设计应满足工艺设计要求，气液分离器应设置液位控制及安全保护措施。4.3.10蒸发器、原料液预热器、重整反应器、冷却器低压侧设计压力小于高压侧设计压力的2/3时，应在低压侧设置安全保护措施。4.3.11系统应设置废液收集系统，应将气液分离器中排出的液体回收至废液收集系统，不得直接向外排放。4.3.12管道应符合GB/T20801和TSGD0001-2009的规定，氢气及含氢气体管道材质选择还应符合GB50177的规定，对于有热应力的管道还应符合GB50316的规定。4.3.13自动控制系统应具备报警连锁功能，能进行监测报警，自动或手动停车。5防爆及消防安全5.1系统的安全性应符合GB/T29729的规定。5.2氢气的生产、储存及使用应符合GB4962的规定。5.3系统场所有爆炸危险区域范围及等级的划分，应符合GB50177的规定。5.4系统所在区域内应设置可燃气体、CO有毒气体报警装置，配置应符合GB50493的规定。5.5设备应采用降粉尘措施，确保环境、人身、消防安全。5.6系统设备出口应设置气体管道阻火器，阻火器应符合GB/T13347的规定。5.7氢气生产环境的电气设施应符合GB50058的规定，防爆电器设备级别不低于IICT4。5.8在有爆炸危险环境中电气设备及其配线的选用和配置应符合GB50058和GB3836.15的规定。5.9建筑物、构筑物的防雷分类及防雷措施应符合GB50058的规定。5.10在有爆炸危险环境中电气设备及其配线的选用和配置应符合GB50058和GB3836.15的规定。5.11装置区内露天布置的防雷设计应符合GB50650的规定。5.12防静电接地设计应符合SH3097的规定，含可燃介质管道的法兰、阀门连接处应设置防静电金属连接线（铜质）跨接。5.13当发生危险状态或暴露于危险环境时，应有设计上有采取紧急控制伤害和控制伤害后遗留风险的措施。5.14生物基固废化学链气化制备液体燃料系统所在区域应配置手提式干粉灭火器，灭火器应符合GB4351.1的规定，干粉灭火剂应符合GB4066的规定。6试验方法6.1设备试验6.1.1试验前应核查所有制造单位提供的出厂资料，主要包括：设计图纸文件、设备质量证明文件和需监督检验的压力容器的特种设备制造监督检验证书；文件资料齐全，并逐一进行核对无误后，才能进行试验。6.1.2试验前应检查外观和各种相关尺寸，检查各类液体气体管道和仪电线路的连接的准确性。T/GDIECXXXX—202646.1.3检测前应做如下准备：a)对生物基固废化学链气化制备液体燃料系统进行吹扫置换，吹扫置换后系统内氮气中含氧量应小于0.5%，且无其他氧化性介质。b)催化剂需按照催化剂生产厂家技术说明进行催化剂还原；催化剂还原管道及设备内氮气中氧含量应满足催化剂的还原要求。c)生物基固废化学链气化制备液体燃料系统的原料、公用工程及自动控制系统等均应符合设计要求，应达到开车具备的条件。d)生物基固废化学链气化制备液体燃料系统区域环境符合设计要求，各种生产辅助设备均应达到开车具备的条件。e)生物基固废化学链气化制备液体燃料系统试车运行，逐渐增加负荷，原料进料量、转化温度、产品气的组成、工作压力、工作温度、产品气产量直到满足规定工况，并对此过程进行检测、记录。f)性能参数检测的内容有：产品油产量、产品油组分、原料耗量、公用工程耗量。进行上述检测的同时，应测试并记录生物基固废化学链气化制备液体燃料系统工作压力、工作温度和环境温度。6.1.4机械设备、动力设备试车时应符合GB50231和GB50275的规定，并按相关设备的标准、规范和制造单位的技术说明书中的要求进行试验和验收。6.1.5强度试验、泄漏试验，应符合GB50231、GB50235、GB50275和GB50316的规定。6.2参数测定6.2.1产品气的采样、判定和复验按GB/T3634.1的规定执行。6.2.2采样中的安全事项应符合GB/T3723的规定。6.2.3气体样品的采样应按照GB/T6681的规定进行。6.2.4汽柴油的采样、判定和复验按GB/T4756-2015的规定执行6.2.5压缩气体应使用针形阀减压后经采样管送入检测设备。6.2.6管道输送气体在采样点采取采样，经采样器或采样管将试样送入检测设备。6.2.7常压或负压样品采样使用抽吸器，将样品直接抽入检测设备。6.2.8严格保证采样气路的气密性，宜使用金属管道，严防环境气体对样品的污染。6.2.9汽柴油采样时需使用清洁、密封、避光的深色玻璃瓶或耐腐蚀金属容器，取样前应放空管线内油品5-10升。6.2.10每批次汽柴油产品抽取样品不少于4L，其中2L作为检验样品，2L作为备用样品，分别封装并标注。6.2.11样品运输和储存需避光，远离明火，温度控制在5℃~40℃范围内，相对湿度≤90%。7合成气转化率计算7.1合成气转化率计算合成气转化率采用公式（1）计算：式中：X——为合成气转化率；n()——为反应前CO或H2含量；n()——为反应后CO或H2含量。7.2二氧化碳选择性计算二氧化碳选择性采用公式（2）计算：式中：T/GDIECXXXX—20265式中：SCO2——为CO2选择性；nCO2,out——为反应后CO2含量；n