RRS蒸汽热解技术
中国华电集团公司火力发电工程设计导则(B版)
中国华电集团公司火力发电工程设计导则（B版）中国华电集团公司2015年6月北京中国华电集团公司火力发电工程设计导则（B版）编制单位：华电技术经济研究院批准部门：中国华电集团公司中国华电集团公司前言《中国华电集团公司火力发电工程设计导则（A版）》（以下简称“导则（A 版）”）自2005年7月颁布后已执行十余年。
近年来随着国家火电项目产业政策的变化，新的《大中型火力发电厂设计规范》（GB50660-2011）、《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）、《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020年）》等陆续印发，电力行业新技术、新设备不断发展，集团公司的火电工程建设目标也转变为建设“安全优质、高效环保、指标先进、竞争力强”的电厂，2015年又提出了更高的“三同领先”要求，为积极响应这些变化和要求，更好的指导火电项目开展初步设计及优化工作，在总结导则（A版）实施经验教训的基础上，集团公司于2013年3月启动对导则（A版）进行修编。
2013年10月完成导则修编的征求意见稿，2013年11月集团公司有关部门及二级机构进行了内部评审，2014年2月委托电力规划设计总院进行了全面的评审，至2015年5月全面完成了《中国华电集团公司火力发电工程设计导则（B版）》（以下简称“导则（B版）”）的修编工作。
本导则共分21章。
主要技术内容有：总则，厂址选择，总体规划，机组选型，主厂房区域布置，运煤系统，锅炉设备及系统，除灰渣系统，烟气脱硫系统，烟气脱硝系统，汽轮机设备及系统，水处理系统，信息系统，仪表与控制，电气设备及系统，水工设施及系统，辅助及附属设施，建筑与结构，采暖通风，环境保护，劳动安全职业卫生。
本导则由中国华电集团公司火电产业部归口管理，由华电技术经济研究院负责具体内容解释。
执行过程中如有意见或建议，请及时反馈华电技术经济研究院，以便今后修订时参考。
目录1 总则............................................................................................................................... - 1 -2 厂址选择................................................................................................................................. -3 -2.1 基本规定........................................................................................................................ - 3 -2.2 厂址自然条件................................................................................................................ - 4 -2.3 建厂资源条件................................................................................................................ - 7 -2.4 国家及地方环境保护政策.......................................................................................... - 10 -2.5 发电厂选址其他要求.................................................................................................. - 11 -3 总体规划............................................................................................................................... - 12 -3.1 基本规定...................................................................................................................... - 12 -3.2 厂区外部规划.............................................................................................................. - 13 -3.3 厂区规划及总平面布置.............................................................................................. - 13 -4 机组选型............................................................................................................................. - 16 -4.1 机组参数...................................................................................................................... - 16 -4.2 机组选型...................................................................................................................... - 18 -4.3 主机容量匹配.............................................................................................................. - 20 -5 主厂房区域布置................................................................................................................... - 21 -5.1 基本规定...................................................................................................................... - 21 -5.2 汽机房及除氧间布置.................................................................................................. - 21 -5.3 煤仓间布置.................................................................................................................. - 22 -5.4 锅炉布置...................................................................................................................... - 23 -5.5 集中控制室和电子设备间布置.................................................................................. - 23 -5.6 烟气脱硫设施布置...................................................................................................... - 24 -5.7 烟气脱硝设施布置...................................................................................................... - 24 -5.8 维护检修...................................................................................................................... - 25 -6 运煤系统............................................................................................................................... - 26 -6.1 基本规定...................................................................................................................... - 26 -6.2 卸煤设施...................................................................................................................... - 26 -6.3 贮煤场及其设备.......................................................................................................... - 28 -6.4 带式输送机系统.......................................................................................................... - 30 -6.5 筛碎设备...................................................................................................................... - 31 -6.6 混煤设施...................................................................................................................... - 32 -6.7 循环流化床锅炉运煤系统.......................................................................................... - 32 -6.8 运煤系统辅助设施...................................................................................................... - 32 -6.9 入厂煤入炉煤计量及采制化设施.............................................................................. - 33 -7 锅炉设备及系统..................................................................................................................... - 38 -7.1 锅炉设备...................................................................................................................... - 38 -7.2 煤粉制备...................................................................................................................... - 39 -7.3 烟风系统...................................................................................................................... - 42 -7.4 点火、助燃油系统及锅炉辅助系统.......................................................................... - 43 -7.5 启动锅炉...................................................................................................................... - 44 -7.6 循环流化床锅炉系统.................................................................................................. - 44 -7.7 进口配套产品和阀门.................................................................................................. - 44 -8 除灰渣系统............................................................................................................................. - 46 -8.1 基本规定...................................................................................................................... - 46 -8.2 除渣系统...................................................................................................................... - 46 -8.3 除灰系统...................................................................................................................... - 48 -8.4 干灰分选系统.............................................................................................................. - 49 -8.5 石子煤处理系统.......................................................................................................... - 50 -8.6 循环流化床锅炉除灰渣系统...................................................................................... - 50 -8.7 厂外干灰渣输送系统.................................................................................................. - 50 -8.8 除灰渣系统辅助检修设施和防护设施...................................................................... - 51 -8.9 除尘设备...................................................................................................................... - 51 -9 烟气脱硫系统....................................................................................................................... - 54 -9.1 基本规定...................................................................................................................... - 54 -9.2 吸收剂制备系统.......................................................................................................... - 55 -9.3 二氧化硫吸收系统...................................................................................................... - 57 -9.4烟气系统....................................................................................................................... - 58 -9.5 脱硫副产品处置系统.................................................................................................. - 59 -9.6 脱硫系统设备进口范围.............................................................................................. - 60 -10 烟气脱硝系统....................................................................................................................... - 61 -10.1 基本规定.................................................................................................................... - 61 -10.2 选择性催化还原烟气脱硝（SCR）工艺 ................................................................ - 62 -10.3 选择性非催化还原烟气脱硝（SNCR）工艺.......................................................... - 66 -11 汽轮机设备及系统............................................................................................................... - 67 -11.1 汽轮机设备................................................................................................................ - 67 -11.2 主蒸汽、再热及旁路系统........................................................................................ - 67 -11.3 给水及除氧系统........................................................................................................ - 68 -11.4 凝结水系统................................................................................................................ - 71 -11.5 辅机冷却水系统........................................................................................................ - 71 -11.6 供热式机组的辅助系统和设备 ................................................................................ - 72 -11.7 进口配套产品和阀门................................................................................................ - 72 -12 水处理系统........................................................................................................................... - 74 -12.1 基本规定.................................................................................................................... - 74 -12.2 锅炉补给水处理........................................................................................................ - 75 -12.3 汽轮机组凝结水精处理............................................................................................ - 81 -12.4 热力系统的化学加药................................................................................................ - 82 -12.5 热力系统的水汽取样及监测.................................................................................... - 83 -12.6 冷却水处理................................................................................................................ - 83 -12.7 热网补给水及生产回水处理.................................................................................... - 84 -12.8 制氢和供氢................................................................................................................ - 85 -12.9 废水处理及回用........................................................................................................ - 86 -13 信息系统............................................................................................................................... - 88 -13.1 基本规定.................................................................................................................... - 88 -13.2 信息系统总体规划.................................................................................................... - 88 -13.3 厂级监控信息系统.................................................................................................... - 89 -13.4 管理信息系统............................................................................................................ - 89 -13.5 视频监视系统............................................................................................................ - 91 -13.6 视频会议系统.......................................................................................................... - 91 -13.7 门禁管理系统............................................................................................................ - 92 -13.8 培训仿真机................................................................................................................ - 92 -13.9 信息安全.................................................................................................................... - 92 -14 仪表与控制........................................................................................................................... - 94 -14.1 基本规定.................................................................................................................... - 94 -14.2 自动化水平................................................................................................................ - 94 -14.3 控制方式.................................................................................................................... - 95 -14.4 集中控制室和电子设备间...................................................................................... - 95 -14.5 检测与仪表.............................................................................................................. - 96 -14.6 报警............................................................................................................................ - 97 -14.7 机组保护.................................................................................................................... - 97 -14.8 开关量控制................................................................................................................ - 98 -14.9 模拟量控制................................................................................................................ - 99 -14.10 机组控制系统.......................................................................................................... - 99 -14.11 辅助车间控制系统................................................................................................ - 102 -14.12 仪表与控制系统选型............................................................................................ - 103 -14.13 控制电源和气源.................................................................................................... - 103 -14.14 仪表与控制系统进口范围.................................................................................... - 104 -15 电气设备及系统................................................................................................................. - 105 -15.1 发电机与主变压器.................................................................................................. - 105 -15.2 电气主接线.............................................................................................................. - 106 -15.3 主要电气设备选择.................................................................................................. - 108 -15.4 厂用电系统.............................................................................................................. - 110 -15.5 电气设备布置.......................................................................................................... - 113 -15.6 直流系统及交流不间断电源.................................................................................. - 115 -15.7 励磁系统................................................................................................................ - 116 -15.8 电气监控及继电保护系统...................................................................................... - 116 -15.9 照明系统................................................................................................................ - 117 -16 水工设施及系统................................................................................................................. - 119 -16.1 水务管理.................................................................................................................. - 119 -16.2 供水系统.................................................................................................................. - 121 -16.3 取排水建筑物.......................................................................................................... - 122 -16.4 空冷系统.................................................................................................................. - 124 -16.5 湿式冷却塔.............................................................................................................. - 126 -16.6 给水和废水排放...................................................................................................... - 126 -16.7 贮灰场...................................................................................................................... - 127 -16.8水工专业试验........................................................................................................... - 128 -17 辅助及附属设施................................................................................................................. - 130 -17.1 基本规定.................................................................................................................. - 130 -17.2 辅助生产系统.......................................................................................................... - 130 -17.3 辅助建筑.................................................................................................................. - 131 -17.4 附属建筑.................................................................................................................. - 132 -17.5 辅助及附属建筑物建筑装修标准.......................................................................... - 134 -18 建筑与结构....................................................................................................................... - 136 -18.1 基本规定.................................................................................................................. - 136 -18.2 建筑设计.................................................................................................................. - 137 -18.3 主厂房结构.............................................................................................................. - 139 -18.4 地基与基础.............................................................................................................. - 140 -18.5 直接空冷构筑物...................................................................................................... - 141 -18.6 烟囱及烟道结构...................................................................................................... - 142 -18.7 运煤建（构）筑物.................................................................................................. - 142 -18.8 主厂房及集中控制室建筑装修标准...................................................................... - 143 -19 采暖、通风和空气调节................................................................................................... - 146 -19.1 基本规定.................................................................................................................. - 146 -19.2 主厂房采暖、通风.................................................................................................. - 146 -19.3 主厂房空气调节系统.............................................................................................. - 147 -19.4 制冷站...................................................................................................................... - 148 -19.5 采暖加热站.............................................................................................................. - 149 -19.6 厂区管道.................................................................................................................. - 149 -19.7 运煤系统采暖通风除尘.......................................................................................... - 149 -19.8 厂外取水和灰场建（构）筑物采暖通风空调 ...................................................... - 150 -19.9 脱硫、脱硝建筑通风空调除尘.............................................................................. - 150 -20 环境保护和水土保持......................................................................................................... - 152 -20.1 基本规定.................................................................................................................. - 152 -20.2 大气污染防治.......................................................................................................... - 152 -20.3废水利用及排放....................................................................................................... - 153 -20.4 厂区噪声污染防治.................................................................................................. - 154 -20.5 灰渣污染防治和综合利用...................................................................................... - 154 -20.6 清洁生产和总量控制.............................................................................................. - 154 -20.7 水土保持.................................................................................................................. - 155 -20.8 环境保护管理和监测.............................................................................................. - 156 -21 消防、劳动安全与职业卫生............................................................................................. - 157 -21.1 消防...................................................................................................................... - 157 -21.2 劳动安全.................................................................................................................. - 157 -21.3 职业卫生.................................................................................................................. - 158 -1 总则1.0.1 本导则适用于中国华电集团公司系统（以下简称：集团公司）及其全资、控股公司投资新建或扩建的国内燃煤火力发电工程，由集团公司投资建设、采用中国设计标准的境外燃煤火电工程可参照执行。
煤热解主要装置和技术汇总
煤热解主要装置和技术（一）鲁奇鲁尔煤气公司法（LurgiRuhrgas）1．工艺简介该法是由LurgiGmbH公司（联邦德国）和RuhrgasAG公司（美国）开发研究的，其工艺流程见图1－1。
粒度小于5mm的煤粉与焦炭热载体混合之后，在重力移动床直立反应器中进行干馏。
产生的煤气和焦油蒸气引至气体净化和焦油回收系统，循环的焦炭部分离开直立炉用风动输送机提升加热，与废气分离后作为热载体再返回到直立炉。
在常压下进行热解得到热值为26～32MJ／m3的煤气，半焦以及煤基原油，后者是焦油产品经过加氢制得。
2．开发应用状况此工艺过程在日处理能力12t煤的装置上已经掌握，并建立了日处理250t煤的试验装置以及日处理800t煤的工业装置。
（二）大连理工大学固体热载体干馏新技术1．工艺简介大连理工大学郭树才等人开发的固体热载体干馏新技术主要实验装置有混合器、反应槽、流化燃烧提升管、集合槽和焦油冷凝回收系统等。
原料煤粉碎干燥后加入原料槽。
干馏产生的半焦为热载体，存于集合槽，煤和半焦按一定的焦煤比分别经给料器进入混合器。
由于混合迅速而均匀，物料粒度小，高温的半焦将热量传给原料粒子，加热速度很快，煤即发生快速热分解。
由于煤粒热解产生的挥发物引出很快，二次热解作用较轻，故新法干馏煤焦油产率较高。
经混合器混匀的物料进入反应槽，在此完成干馏过程，析出干馏气态产物，即挥发产物。
反应槽固态产物半焦经给料器进入燃烧器。
半焦或加入的燃料与预热的空气进行燃烧，使半焦达到热载体规定的温度，在提升管中被提升到一级旋风分离器，半焦与烟气分离。
热半焦自一级旋风分离器人集合槽，作为热载体循环。
多余的半焦经排料槽作为干馏产物外送。
烟气在二级旋风分离器除尘后外排。
干馏气态产物自反应槽导出后，经过除尘器、空冷器和水冷器析出焦油和水。
煤气经干燥脱去水分，在－30℃左右条件下进行冷冻，回收煤气中的汽油。
净煤气经抽气机及计量后送出。
2．开发应用状况已完成多种油页岩、南宁褐煤、平庄褐煤和神府煤的10kg／h的试验室实验，在内蒙古平庄煤矿进行了能力为150t／d的褐煤固体热载体热解的工业性实验并建成5．5万t／a的工业示范厂。
第二章 火管热回收蒸汽发生器
第二章火管热回收蒸汽发生器2.1 概述火管热回收蒸汽发生器(HRSG)由管外的锅炉给水发生蒸汽，同时管内的热流体得到冷却。
热流体通常为燃烧或化学反应得到的高温气体。
也可使用中温气体、液体或浆体。
高温高苛刻度火管热回收蒸汽发生器(HRSG)的火管被远超过蒸发量的炉水包围，采用自然（热虹吸）循环或强制（泵送）循环。
锅炉给水引入上部的汽包，汽包除用来提供自然循环系统的静压头推动力外，还作为水储存及汽水分离空间。
低温低苛刻度火管热回收蒸汽发生器(HRSG)通常为一次通过式（无再循环）锅壳锅炉。
图1及图2所示为通过上汽包自然循环的卧式及立式单体。
图3为锅壳式蒸汽发生器。
图2-带外部汽包的直立火管式热回收蒸汽发生器（HRSG）2.2 用途2.2.1 高温/高热强度装置介质为高温工艺流体（超过9000F）（482℃），并产生高蒸发热强度（30,000BTU/(h.ft2)）（81325kcal/(m2.h)）的火管热回收蒸汽发生器(HRSG)可认为是高苛刻度。
火管热回收蒸汽发生器(HRSG)可适应气流温度超过20000F（1093℃）及热强度达到100,000BTU/(h.ft2)（271250 kcal/(m2.h)）的情况。
2.6.1节描述了这些高苛刻度应用时所要求的机械特性。
下列是高苛刻度火管热回收蒸汽发生器(HRSG)的典型工艺应用：a.蒸汽转化炉流出物（制氢，甲醇，合成氨装置）b.乙烯装置裂解炉流出物c.流化催化裂化烟气d.硫磺装置反应炉流出物e.煤气化炉流出物f.硫酸及硝酸反应气典型蒸汽侧操作压力范围可以低至流化催化裂化及硫磺装置的150 lb/in2（1MPa），高至合成氨及乙烯装置的1800 lb/in2（12.7MPa）。
2.2.2 中温/低热强度装置热流体温度不超过9000F（482℃）并且热强度小于等于30,000BTU/(h.ft2)（81375 kcal/(m2.h)）的火管热回收蒸汽发生器(HRSG)具有广泛的工艺应用。
煤热解主要装置和技术汇总
煤热解主要装置和技术（一）鲁奇鲁尔煤气公司法（LurgiRuhrgas）1．工艺简介该法是由LurgiGmbH公司（联邦德国）和RuhrgasAG公司（美国）开发研究的，其工艺流程见图1－1。
粒度小于5mm的煤粉与焦炭热载体混合之后，在重力移动床直立反应器中进行干馏。
产生的煤气和焦油蒸气引至气体净化和焦油回收系统，循环的焦炭部分离开直立炉用风动输送机提升加热，与废气分离后作为热载体再返回到直立炉。
在常压下进行热解得到热值为26～32MJ／m3的煤气，半焦以及煤基原油，后者是焦油产品经过加氢制得。
2．开发应用状况此工艺过程在日处理能力12t煤的装置上已经掌握，并建立了日处理250t煤的试验装置以及日处理800t煤的工业装置。
（二）大连理工大学固体热载体干馏新技术1．工艺简介大连理工大学郭树才等人开发的固体热载体干馏新技术主要实验装置有混合器、反应槽、流化燃烧提升管、集合槽和焦油冷凝回收系统等。
原料煤粉碎干燥后加入原料槽。
干馏产生的半焦为热载体，存于集合槽，煤和半焦按一定的焦煤比分别经给料器进入混合器。
由于混合迅速而均匀，物料粒度小，高温的半焦将热量传给原料粒子，加热速度很快，煤即发生快速热分解。
由于煤粒热解产生的挥发物引出很快，二次热解作用较轻，故新法干馏煤焦油产率较高。
经混合器混匀的物料进入反应槽，在此完成干馏过程，析出干馏气态产物，即挥发产物。
反应槽固态产物半焦经给料器进入燃烧器。
半焦或加入的燃料与预热的空气进行燃烧，使半焦达到热载体规定的温度，在提升管中被提升到一级旋风分离器，半焦与烟气分离。
热半焦自一级旋风分离器人集合槽，作为热载体循环。
多余的半焦经排料槽作为干馏产物外送。
烟气在二级旋风分离器除尘后外排。
干馏气态产物自反应槽导出后，经过除尘器、空冷器和水冷器析出焦油和水。
煤气经干燥脱去水分，在－30℃左右条件下进行冷冻，回收煤气中的汽油。
净煤气经抽气机及计量后送出。
2．开发应用状况已完成多种油页岩、南宁褐煤、平庄褐煤和神府煤的10kg／h的试验室实验，在内蒙古平庄煤矿进行了能力为150t／d的褐煤固体热载体热解的工业性实验并建成5．5万t／a的工业示范厂。
宋怀河 喷雾热解法
宋怀河喷雾热解法宋怀河喷雾热解法是一种新型的废弃物处理技术，它可以对各种固态物质进行高温分解和资源化利用。
该技术基于固态物质通过高温热解转化为气态和液态产物的原理，通过喷雾热解设备将固态废物雾化成微小颗粒，加入高温反应器进行热解反应，最终得到可用于能源、化工和农业等领域的有价值产物。
宋怀河喷雾热解法的研究始于20世纪90年代，当时在传统的热解方法中存在一些问题，如反应温度不易控制、产物分布不均匀等。
为了解决这些问题，宋怀河教授提出了喷雾热解法，并在不同领域的固态废物处理中得到了广泛应用。
喷雾热解法的基本原理是将固态废物通过喷雾装置雾化成微小颗粒，然后通过高温反应器进行热解反应。
这样可以有效控制反应温度，并提高产物的分布均匀性。
喷雾装置通常由泵、雾化器和控制系统组成，通过控制喷雾装置的参数，可以调整雾化颗粒的大小和浓度，从而进一步改善反应过程。
在喷雾热解反应中，固态废物经过高温和催化剂的作用，发生热解分解反应。
固态废物中的有机物质会转化为气态产物，包括油气和气体。
同时，一部分无机物质会转化为液态产物，如石蜡和沥青。
这些产物可以进一步利用，用于能源生产和化工原料的制备。
喷雾热解法的优点主要体现在以下几个方面：首先，该技术对固态废物的处理能力较强。
不同于传统的焚化、填埋等处理方法，喷雾热解法可以处理多种废物，包括固体和半固体废物，如废纸、废塑料、废橡胶和废油渣等。
这可以有效解决废物处理中的资源浪费和环境污染问题。
其次，喷雾热解法具有较高的热效率。
热效率是衡量热解技术性能的重要指标，它可以反映废物在热解过程中的能量利用效率。
与传统的热解方法相比，喷雾热解法具有更高的热效率，可以更充分地利用废物中的化学能，提高能源回收效果。
此外，喷雾热解法还具有较好的产物分布控制性。
通过调整喷雾装置的参数，可以控制反应温度和雾化颗粒的大小，从而影响产物的分布和形态。
这对于资源化利用来说非常重要，例如可用于发电的油气和可用于化工生产的液态产物。
高温废气净化热回收工作原理介绍
高温废气热回收废气净化系统结构原理工作原理及结构特点介绍YDSR——CS(Y)高温废气热回收废气净化系统（以下简称系统）在用户处使用已经有5年时间，第一批系统于2009年在山东华纺股份等多家纺织染整上市公司定型机尾气处理招标中成功中标并安装使用，多年来根据在用户使用中提出不同的建议和特殊要求，并根据定型机排出废气的不同性质，在毛屑多、烟尘多、有结焦、防火安全、热回用利用率、自动清洗、方便安装维修等诸多方面的不断努力，达到其在定型机废气处理上的使用要求和多省市地方行业排放标准，并且根据印染企业对用水限额及高温废水处理费用高、需要热回收回用节能、操作简单维修方便等要求形成了YDSR####CS（少水型）、YDSR####CY（无水型）二个主系列多个品种，并可根据用户要求进行灵活配置，下面根据介绍其工作原理和结构特点。
一：高温废气的毛屑自动过滤高温废气通过设备（定型机）原有的废气风机正常送出（不影响原设备的排出风量），通过管道集中后送到系统废气接入口，再经过自动毛屑过滤装置时对废气中的毛屑进行过滤（其毛屑过滤率95%以上），且过滤毛屑通过负压毛屑集中储存装置与废气分离（可定期清理），此时废气中的毛屑已经基本上被过滤，对废气后续的处理如：热交换器自动清洗、干式静电烟尘净化、水浴水喷淋管道和废气风道的堵塞和清理、火灾产生的隐患处理等提供了极大地方便和安全保障，也极大地保证了热交换器的热交换效率。
二：气气热交换高温废气无水降温高温废气进入到系统气气热交换器（根据高温废气量计算配置热交换面积）后，通过常温新空气与高温废气的逆向紊流热交换，使高温废气温度逐步下降到60-900C、常温新风温度逐步上升到100-1600C。
高温新风通过专用风道输送到定型机入布口1-3节不同烘房，代替定型机原来需要补充的常温新风回用而节省能源；高温废气降温后进行后续的废气高压静电、水浴水喷淋等净化工序。
在热交换废气降温过程中废气绝大部分烟尘、毛屑在热交换器的废气通道进行冷凝（约占50%以上），从而进行废气的第一级废气净化，为后续的废气净化创造及其有利的条件。
日本的煤炭快速热解技术
日本的煤炭快速热解技术徐 振 刚(煤炭科学研究总院北京煤化学研究所,北京 100013)摘要:为了开发独具特色的煤炭快速热解技术,日本先后建立了原料煤处理量分别为7t/d 和100t/d 的工艺开发和中间试验装置。
大量的试验研究结果表明:1t 高挥发分原料煤经过快速热解,大致可以得到低热值为17187MJ /m 3的煤气1000m 3、半焦250kg 、焦油70kg 、苯类(主要是苯、甲苯及二甲苯)35kg ,同时还可副产水蒸气约300kg 。
目前,中试研究仍在进行中。
关键词:煤炭;快速热解;气流床中图分类号:TQ534 文献标识码:A 文章编号:100626772(2001)0120048204收稿日期:2001-02-12作者简介:徐振刚(1960-),男,吉林梨树人,高级工程师,现任煤科总院北京煤化学研究所副所长。
为了实现煤炭的洁净与高效利用,提高煤炭产品的附加值,并能从高挥发分煤中同时获得气态、液态及固态的多种化工产品和燃料,日本开发了独具特色的煤炭快速热解技术,并先后建立了原料煤处理量分别为7t/d 和100t/d 的工艺开发和中间试验装置。
本文将对日本煤炭快速热解技术的反应器结构、工艺流程、工艺开发研究、中间试验研究以及将来商业化生产装置的物料衡算等有关情况作简要介绍。
1 反应器结构 日本煤炭快速热解技术采用的反应器为两段气流床形式,上段用于煤粉干馏,下段用于半焦气化。
下部半焦气化段的作用主要有二:一是为上部煤粉热解段提供热量;二是分离和排出半焦中的灰(试验表明:半焦中8314%的灰从气化段底部以液态形式排出,其余部分的灰随煤气带走)。
图1为该两段气流床反应器的结构示意图。
图1 日本煤炭快速热解反应器结构示意2 工艺流程 图2为日本煤炭快速热解技术的工艺流程框图。
原料煤经干燥,并被磨细到有80%小于01074mm 后,用氮气或热解产生的气体密相输送,经加料器喷入反应器的热解段。
然后被来自下段半焦化产生的高温气体快速加热,在600～950℃和013MPa 下,于几秒内快速热解,产生气态和液态产物以及固体半焦。
蒸汽喷射器废热资源化技术及其在工业节能中的应用
蒸汽喷射器废热资源化技术及其在工业节能中的应用一、目前供热系统状况及存在的问题1. 目前供热系统状况目前，在工业生产中，普遍采用阀门进行节流减压，将高压（高品位）蒸汽节流减压至生产所需压力（低品位）后，向工业生产中的用热部位供汽。
换热设备换热后的蒸汽冷凝水通过疏水系统排水，蒸汽冷凝水系统产生的二次蒸发气及疏水系统产生的泄漏蒸汽对空排放或进行简单的热回收。
2. 常规热力系统存在的问题常规的阀门节流减压造成了能量的无效贬值，使高品位（压力）的蒸汽在没有对外做功的情况下转化为低品位（压力）的蒸汽，这属于用能质量上的浪费。
供热系统产生的二次蒸发气（或副产蒸汽）以及疏水系统产生的泄漏蒸汽，通常直接对空排放，或者没有进行合理的回收利用，这属于用能数量上的浪费。
常规的阀门节流减压供热系统从用能质量和用能数量上，都存在着用能不合理和不能综合利用能量的问题。
同时在工业生产中，冷凝水的排放主要是依靠蒸汽冷凝后造成的压力差为排放动力，由于排水压差通常不大，经常造成换热设备积存冷凝水，导致换热设备换热效率下降，也造成影响设备的生产能力的问题。
二、蒸汽喷射器废热资源化技术概述蒸汽喷射器废热资源化技术，利用热平衡、火用平衡和能级平衡理论，主要研究在工业生产中，利用新型的蒸汽喷射器供热系统替代常规的阀门节流减压供热系统，使蒸汽中的能量在品位和数量上都能够得到充分合理的使用。
利用蒸汽喷射器对高品位蒸汽进行引射式减压替代传统的阀门节流减压，向热力系统提供所需要品位和数量的蒸汽，即可以实现蒸汽无损耗减压，又可以利用高品位蒸汽减压前后的压力差为动力，回收工业废热蒸汽（或冷凝水系统产生的二次蒸发汽或副产低品位蒸汽）并回用到工业生产，从而实现热力系统用汽数量上和质量上的平衡，达到优化工业生产用热网络，实现能源梯级利用、实现废热资源化，提高能源利用率、降低单位产品能耗、节约能源、保护自然环境的目的。
蒸汽喷射器是一种没有运转部件和不需要额外能量输入的热力压缩机，它以工作蒸汽节流减压前后的能量差为动力，提高低品位废热蒸汽（或冷凝水系统产生的二次蒸发汽或副产蒸汽）压力后再供生产使用，是一种高效节能设备。
喷雾热解法
喷雾热解法喷雾热解法是一种常用的热分析方法，通过将样品转化为气态或液态的热分解产物，然后通过分析这些产物来研究样品的性质和组成。
喷雾热解法广泛应用于材料科学、环境监测、生物医药等领域。
喷雾热解法的原理是将样品溶解或悬浮在适当的溶剂中，然后通过喷雾器将溶液雾化成微小的液滴。
这些液滴在高温环境下迅速蒸发，使样品中的物质被转化为气态或液态的产物。
这些产物经过采样器收集，并通过各种分析方法进行定性和定量分析。
喷雾热解法具有以下优点。
首先，该方法可以将样品转化为气态或液态产物，使得分析更加方便和灵敏。
其次，喷雾热解法可以在较高温度下进行，加速样品的热分解反应，提高分析速度。
此外，由于样品溶解或悬浮在溶剂中，喷雾热解法可以对不同类型的样品进行分析，具有较高的适用性。
喷雾热解法有多种操作模式，常见的包括喷雾热解-气相色谱质谱联用（SPME-GC/MS）、喷雾热解-电感耦合等离子体质谱联用（SPME-ICP/MS）等。
这些方法在不同领域的应用中发挥了重要作用。
在材料科学中，喷雾热解法可以用于研究材料的热稳定性和热分解机理。
通过分析样品的热分解产物，可以确定材料的热稳定性，并为材料的合成和应用提供指导。
在环境监测中，喷雾热解法可以用于分析大气颗粒物、水样和土壤中的有机物、金属元素等。
通过分析样品的热分解产物，可以了解污染物的来源和分布，评估环境质量，为环境保护提供科学依据。
在生物医药领域，喷雾热解法可以用于分析生物样品中的有机物、药物和代谢产物。
通过分析样品的热分解产物，可以了解生物样品的组成和代谢路径，为药物研发和临床诊断提供支持。
喷雾热解法是一种重要的热分析方法，广泛应用于材料科学、环境监测、生物医药等领域。
通过将样品转化为气态或液态的热分解产物，喷雾热解法可以研究样品的性质和组成，为科学研究和实际应用提供支持。
热解的基本原理和式
热解是一种传统的生产工艺, 大量应用于木材、煤炭、重 油、油母页岩等燃料的加工处理, 已经有了非常悠久的历 史。70年代初期, 热解被应用于城市固体废物, 固体废物 经过这种热解处理后不但可以得到便于储存和运输的燃料 和化学产品, 而且在高温条件下所得到的炭渣还会与物料 中某些无机物与重金属成分构成硬而脆的惰性固态产物, 使其后续的填埋处置作业可以更为安全和便利地进行。
焦炭
焦炭、液体1） 和气体2）焦 炭和气体
液体
液体 液体和气体 气体
注: 1）液体成分主要有乙酸、乙醇、丙酮及其他碳水化合物组成的焦油或化合物组成 可通过进一步处理转化为低级的燃料油； 2）气体成分主要由氢气、甲烷、碳的氧化物等气体组成。
焚烧和热分解的比较
经济方面
焚烧
热解
设备投资规模 投资费用过多 （费用高） 低价的设备规模( 费用少)
维护费用
维护费用多
维护费用少，简单的管理和 替换零配件即可
操作费用 作业环境 需要面积
操作费用高 恶劣
大 (需要宽敞用地)
操作费用少 好
小 ( 需要少量空间)
7.1.2 热解原理
7.1.2.1 热解过程
有机物成分比例大、热值高的物料，其可热解性相对就 好、产品热值高、可回收性好、残渣也少。
含水率 : 含水率低，干燥过程耗热少，将废物加热到 工作温度的时间短，易于热解进行。
物料颗粒的尺寸较小有利于热量传递、保证热解过程的 顺利进行，尺寸过大时，情况则相反。
5. 反应器类型
污泥处理与处置
加热调理和冷冻调理 加热调理和冷冻调理一样，用改变有 机污泥的胶体结构，提高脱水性能。 加热调理：在一定压力（1~1.5MPa） 下短时间（1~2h）加（160~200℃）， 使污泥固体凝结，破坏凝胶体的结构， 降低污泥颗粒与水的亲和力，而且污泥 也被消毒，臭味几乎消除。加热调理和 湿式氧化不同，在湿式氧化中通入空气 以使污泥在高温下有比较深的氧化程度。
式中：Wi——污泥中第i项组分的百分含量；
Si——污泥中第i项组分的比重。
污泥体积与含水率的关系
含水率为P0的污泥，其体积为V0，若含水率变为 P，则其体积公式可按下式计算：
[100S2 P( S1 S2 )](100 P0 ) V V0 [100S2 P0 ( S1 S 2 )](100 P )
分层沉降过程示意图
②气浮浓缩法
重力浓缩法最适于重质污泥（如初沉污泥），对 于比重接近于1的轻质污泥，如活性污泥或发生膨 胀的污泥则效果不佳，在此情况下可采用气浮浓缩 法。气浮浓缩是依靠微小气泡与污泥颗粒产生粘附 作用，使污泥颗粒的密度小于水而上浮得到浓缩。 气浮浓缩的工艺流程如下：澄清水从池底引出， 一部分排走，另一部分用水泵回流。通过水射流器 或空压机将空气引入，然后在溶气罐内溶入水中。 溶气水经减压阀进入混合池，与流入该池的新污泥 混合。减压析出的空气泡携带固体上浮，形成浮渣 层，用刮板刮出便得到分离。
②影响因素
温度
污泥厌氧消化受温度影响很大。温度不同，优势 菌种不同，反应速率和产气速率都不同。 负荷 如果负荷过高会超过系统的消化能力，降低消化 效果。如果负荷过低，虽然能保证消化效果，但污 泥处理量将大大降低，造成消化能力的浪费。
pH值和碱度
厌氧消化过程对pH值很敏感。厌氧消化池正常运 行时产酸菌和产甲烷菌会自动保持平衡，如果产酸 阶段和产甲烷阶段失去平衡，甲烷菌会逐渐失去活 性，不再产生甲烷，直至消化系统被完全破坏。 消化池的搅拌 厌氧消化池的搅拌方式有三种：机械搅拌，污泥 泵循环抽送，沼气搅拌。 有毒物质
污泥处理蒸汽热解技术项目的背景意义和国内外研究现状
xx市科技应用示范计划-科技应用示范项目可行性研究报告项目可行性研究报告项目名称：污泥蒸汽热解技术项目可行性研究申请单位：项目负责人：联系电话：电子邮箱：传真：一、项目实施的背景和意义1.1 项目所面向的我市经济、社会和科技发展等有效需求1.1.1 经济发展的需求从国内来看，发展节能环保产业已成为建设美丽中国的重要举措。
“十二五”期间，国家要求大力发展节能环保产业，将节能环保产业列为七个战略性新兴产业之首，制定了相关扶持政策。
全国节能环保产业潜力巨大，拉动经济增长前景广阔。
据测算，全国节能环保产业产值年均增速在15%以上，到20xx年，节能环保产业总产值预计达到4.5万亿元；技术可行、经济合理的节能潜力超过4亿吨标准煤，可带动城镇污水、垃圾、脱硫脱硝设施建设投资超过8000亿元。
发展节能环保产业，是我国实现绿色发展、循环发展、低碳发展和建设美丽中国的必然选择。
为落实国家产业发展战略、提升经济发展质量，必须大力发展节能环保产业。
从xx来看，节能环保产业正成为我市转型发展的内生动力。
经过30多年的发展，2013年xxGDP已超过2000亿美元，人均GDP约2万美元，经济社会发展进入较高的平台，xx正进入内涵增长和绿色发展的转型期。
为实现有质量的稳定增长和可持续的全面发展，需要大力发展节能环保产业，将其打造成为战略性新兴支柱产业，形成xx新的经济增长点。
另一方面，xx建设现代化国际化先进城市，面临资源环境的瓶颈制约，为了大幅降低经济社会发展的资源成本和环境代价，以良好的生态环境持续承载经济社会发展，需要大力发展节能环保产业，为建设生态文明、美丽xx提供物质保障和技术支撑。
1.1.2 社会发展需求“十二五”时期，国家继续把降低单位GDP能耗作为约束性指标，并增加碳排放强度作为约束性指标，加大了节能环保政策支持力度。
国内良好的节能政策环境将对我市新时期节能工作开展起到积极的推动作用。
从我市发展形势看，贯彻落实国家提出的“加快经济发展方式转变”的要求，创造“xx质量”，成为xx经济特区“十二五”时期新的历史任务。
机理蒸汽裂解模型-概述说明以及解释
机理蒸汽裂解模型-概述说明以及解释1.引言1.1 概述蒸汽裂解是一种重要的热化学反应过程，广泛应用于工业生产中。
它通过加热水蒸汽来分解化合物，生成反应产物。
蒸汽裂解具有高效、快速和灵活的特点，可以用于制取多种化学品，如烯烃、烷烃和芳香烃等。
在蒸汽裂解过程中，高温和高压条件下，水蒸汽与化合物发生热分解反应，使原料分子断裂生成活性物种，然后形成新的化学键，最终得到反应产物。
蒸汽裂解的反应温度通常在500-900之间，压力在0.1-2.5MPa 之间。
蒸汽裂解反应是一个复杂的过程，其反应机理涉及多种化学反应。
裂解反应的速率受到多个因素的影响，如反应温度、反应压力、反应时间、催化剂种类和负载等。
因此，建立一个准确的蒸汽裂解模型对于理解和预测反应过程至关重要。
本文将就蒸汽裂解的基本原理以及反应机理进行详细探讨。
首先，介绍蒸汽裂解的基本原理，包括裂解反应的定义、蒸汽裂解的优点以及在工业生产中的应用。
然后，讨论裂解反应的机理，包括反应步骤、反应中间体和活性物种的生成过程。
最后，展望蒸汽裂解模型的应用前景，并对全文进行总结。
通过本文的研究，对蒸汽裂解反应的基本原理和反应机理有了更深入的理解，有助于优化蒸汽裂解过程的条件和提高反应效率。
同时，为蒸汽裂解模型的建立和应用提供了理论基础。
希望本文的研究成果能为相关领域的研究者提供一定的参考和借鉴。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以如下所示：文章结构部分旨在介绍本文的章节安排和内容概述。
本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言中，我们将概述蒸汽裂解模型的背景和重要性，并简要介绍本文的结构和目的。
在正文部分，将详细讨论蒸汽裂解的基本原理和反应机理。
首先，我们将介绍蒸汽裂解的基本原理，包括裂解反应的定义和原理。
其次，我们将深入探讨蒸汽裂解的反应机理，包括各种反应路径和关键反应步骤的描述。
在结论部分，我们将展望蒸汽裂解模型的应用前景，探讨其在能源和化工等领域的潜在价值，并对本文进行总结。
高温高压蒸汽热解模拟实验系统设计
高温高压蒸汽热解模拟实验系统设计姚传进;郑洋;李蕾;杜殿发;雷光伦;陈德春【摘要】结合油页岩注蒸汽原位开采技术,设计了一套高温高压蒸汽热解模拟实验系统,建立了高温高压蒸汽热解模拟实验装置与方法,实现了高温高压蒸汽条件下的油页岩热解特性研究,也可作为其他物质热解特性研究的重要辅助手段.该套系统有利于开拓学生的学科交叉研究视野,激发学生的创新热情,培养学生分析和解决实际工程问题的能力.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2019(036)006【总页数】4页(P104-107)【关键词】高温高压蒸汽;热解特性;油页岩;热重分析;创新性实验【作者】姚传进;郑洋;李蕾;杜殿发;雷光伦;陈德春【作者单位】中国石油大学石油工程学院,山东青岛 266580;中国石油大学石油工程学院,山东青岛 266580;中国石油大学石油工程学院,山东青岛 266580;中国石油大学石油工程学院,山东青岛 266580;中国石油大学石油工程学院,山东青岛266580;中国石油大学石油工程学院,山东青岛 266580【正文语种】中文【中图分类】TE38;G642.423近年来,随着国民经济的快速发展以及国际能源结构的不断调整,对石油工程专业创新人才的培养提出了新的挑战和要求[1-2]。
创新性实验是高等学校教育教学改革的重要组成部分,对于培养学生的自主学习能力、团队协作能力和创新实践能力具有至关重要的作用[3-4]。
结合实际工程问题,将科研成果转化为创新性实验资源,对于激发学生的创新思维和创新意识,全面提升学生的创新实践能力,具有重要的现实意义。
油页岩是一种重要的非常规油气资源,对国际能源结构和我国国民经济的发展具有重要的影响[5-6]。
针对传统的油页岩地面干馏技术环境污染大、能量利用率低的问题[7-8],从20世纪80年代开始,国内外的许多能源公司与科研机构积极研究和发展绿色高效的油页岩原位加热开采技术[9-10]。
医疗废物高温蒸气杀菌工艺中质热传递模型
2606
环 境 工 程 学 报
第5卷
和传热; 不考虑外扩散; 多孔物料在处理过程中不变 形。建立如图 1 所示模型。
j m， i = － a m， i ρ s u 式中: am — — —质扩散系数( m2 / s) 方程( 1 ) 可变为:
( 4)
图1 Fig． 1
模型示意图
u l = － divj m， ( 5) l + Γl τ u g = － divj m， ( 6) ρs g + Γg τ Γ i 是 由 相 变 引 起 的， 在 由 汽 相 变 成 液 相 中， 总有: ρs Γl = － Γg ( 6 ) 式相加有: 所以( 5 ) 、 u = － j m， ρs l － j m， g = div ( a m， l ρ s u + τ a m， ( 7) g ρ s u ) 化简为:
［8 ］
— —多孔物料骨架的密度( kg / m3 ) ; ρs — ui — — — i 组分相对于多孔物 料 骨 架 的 相 对 质 量 浓度; — —时间( s) ; τ— jm — — —质量通量( kg / ( m2 ·s) ) ; — —相变引起的质量变化( kg / ( m3 ·s) ) ; Γ— l— — —水相; g— — —汽相。 能量守恒方程: ( h ρ + ∑h i ρ s u i ) = － div( j q + ∑h i j m， i) τ s s ( i = l， g) 式中: hs — — —多孔物料骨架的焓( J / kg) ; h— — —物质的焓( J / kg) ; jq — — —热通量( J / ( m2 ·s) ) 。 由 Fourier 定律: j q = － k T 式中: k— — —传热系数( W / ( m ·ħ ) ) ， T— — —温度( ħ ) 。 由 Fick 定律: ( 3)
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RRS®亚临界热水解技术
RRS®亚临界热水解技术（又称污泥深度热调理技术），以亚临界热水解方式破坏污泥持水结构，将机械方式难以去除的“结合水”释放出来，转化为可通过机械方式脱除的“自由水”，然后以低能耗的机械脱水方式取代高能耗的热力干化脱水方式进行污泥脱水，大幅度降低污泥脱水能耗和处理成本，在确保经济可行的前提下，实现污泥的减量化和无害化。
RRS®污泥亚临界热水解处理成套技术设备
一、工艺特点
1.工艺路线设计以保证稳定运行为首要任务，吸收国外先进技术的经验教训，
完善功能设计，充分适应国内物料特性，保证生产线连续运行。
2.最大限度的破除污泥中的“持水结构”，以低能耗来保证项目收益。
3.整个工艺过程处于微负压环境中，利于系统产生的臭气收集，不影响周围环
境。
4.最大限度的脱除结合水，含水45%脱水污泥进行资源化利用，脱除液高效厌
氧后能源回用。
二、主工艺流程
三、技术优势
1.整个过程不添加任何药剂，不造成二次污染；环保、安全系数高，一次性完
成污泥杀菌、消毒、除臭处理
2.RRS®技术克服了传统热水解技术污泥含固率不能高于10%的限制，可直接处
理（无需预先浆化调质）含固超过20%（即含水低于80%）的污泥，效率较传统技术高出1倍以上。
3.无相变脱水，节能效果显著，较传统热力干化节能50%以上
4.污泥减量化程度高，含水率下降70%以上
5.占地面积少，能实现源头治污
6.模块化设计，自由组合工艺
7.废气产生量低，减排效果明显
8.系统内部能量循环利用
9.产品种类多、出路广。