玻璃窑炉石油焦粉替代燃油

发布时间：2015-04-13 11:22:27    点击量：

玻璃窑炉石油焦粉替代燃油

一、替代能源选择 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 90－97%，含氢 1.5－8%，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 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 8500～8600kcal/kg，重油热值约 9500～9600kcal/kg，燃烧 1.05～1.10 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 1670～1710℃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 1 143 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 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： ⑴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。

⑵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 0．1Kg/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习惯 有一个适应的过程，二是粉料的水份波动对其输送性能和流化状态产生影响，从 而影响火焰质量。因此，根据窑炉工况来调节相关参数。 现全窑燃用石油焦粉后，其熔窑四小稳：窑温、窑压、液面、泡界线保持稳 定，说明使用石油焦对熔窑工况无不利影响。
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