石油焦粉替代油燃烧技术项目

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科学配置耐火材料助力熔窑节能减排

有限公司集中“ 势兵力 ” 组成创新团队，挥科研优，发优势，结实践经验，总为玻璃行业提出了在耐火材料
耐火材料的直接结合全部被破坏，共熔相成为基质低的结合相，使镁质耐火材料格子体很容易发生变形、倒塌而损坏；硅砖对于熔渣的化学侵蚀几乎没有什么
代烧结格子砖可以大幅提高蓄热室的寿命。第二，要更多使用熔铸 — ｐ氧化铝耐火材料替
玻璃窑上部结构。目前主要使用９％的硅砖，实际６而
上，７、８９％９％硅砖的生产技术已经被突破。纯硅砖高有两个特点：１矿化剂掺量少；２砖材裂纹少、（）（）显气孔率低。以，所当现有硅砖使用寿命偏短时，以高纯可
硅砖取而代之。
４结语
瑞泰科技在 “ 十一五” 间，期通过三年的攻关解决了一系列技术难题，大幅改进了熔铸仅￣ｌ。的一Ａｚ砖Ｏ性能，功研究开发出高纯致密硅砖、成低玻璃相熔铸
代熔铸锆刚玉耐火材料。熔铸仪Ｂ氧化铝砖不仅具一
第一，更多使用熔铸耐火材料替代烧结耐火材要料。熔铸耐火材料具有很低的显气孔率，以防止外可部物质侵入耐火材料内部，持耐火材料组织结构的保完整性。因此，熔铸耐火材料具有烧结耐火材料不可比拟的耐侵蚀和抗蠕变性。例如，使用熔铸格子砖替

纵观德国水泥工业发展史探究水泥窑替代燃料技术进展(上)

Environm ental Engineering环境工程纵观德国水泥工业发展史探究水泥窑替代燃料技术进展(上)江旭昌(天津市博纳建材高科技研究所，天津300400)摘要：水泥是基建三大材料之一，水泥工业是国家的基础原材料工业，是一个国家经济发展的支柱产业。

水泥工业的科技发展水平不仅反映了一个国家科学技术的发展水平，而且可以折射出一个国家国民经济的发展程度。

德国水泥工业通过不断的科技创新，已拥有全世界现代化和智能化程度最高、最高效和最环保的水泥工业，并已提高为可持续发展的绿色工业；同时其先进的水泥工程技术和装备，深受各国青睐。

它山之石可以攻玉，德国水泥工业可为我国水泥工业可持续发展提供借鉴。

关键词：德国水泥工业；智能化；可持续发展；绿色工业中图分类号：TQ172.9 文献标识码：B文章编号：1671 —8321 (2020) 12—0085—070引言水泥是基本建设三大材料（钢材、水泥和木材)之一。

水泥工业是一个国家基础原材料T.业，可折射出一个国家国民经济的发达程度。

同时，它又是一个高能耗、高污染和高投资的产业，曾被国人称为“两高一资”产业。

随着科学技术的高速发展，德国水泥工业通过不断的科技创新，已转变为可持续发展的绿色T.业。

2002年，德_科技部、环保部和I:业部联合宣布：德国水泥T业在本国重化工行业中首先达到了绿色和环境友好型的标准。

很多高端技术都走在世界前列，如烟气脱硝和替代燃料AF (A lte rn a tive F u e丨）的研发和应用等。

鉴于此，对德国水泥工业报道的文章很多，但多侧重于某一个方面，缺乏比较全面系统的资料，而且在报道同一项技术时有些数据不尽 -致，有碍于对其全貌准确的了解，影响借鉴效果。

.因此，笔者进行了比较系统的梳理，以方便专业人士参考1德国水泥工业的发展简况德国水泥工业诞生于1877年，迄今已有142余年历史：20世纪前50年，受第二次世界大战及战后重建的影响，德国水泥产能增长较快20世纪70年代的石油危机对德国水泥工业产生了重要影响，引发了两个重大转变：第一是水泥生产线转变为规模更大、热效率更高的新型干法（预热器窑和预分解窑）生产线生产，生产线平均能力由350t/d提高到2 400t/c l,到2013年预热器窑和预分解窑的产能就达到了93.8%,水泥熟料热耗显著降低，有些年平均熟料单位热耗已降到24001d/kg •d;第二是水泥生产所用燃料的转变，即采用替代燃料的研究取得了显著进展，使用免税甚或可获得政府补贴而由城市生活垃圾、工业垃圾和商业垃圾等可燃废弃物制成的替代燃料，一方面可以较大幅度地节能，又可大大降低水泥生产成本，对改善城市面貌也有较大助益，能够提高社会效益；另一方面由于替代燃料运输、储存和使用等方便，对水泥生产的影响也小，价格又低，另外国家还给予一定补贴，提高了水泥厂的积极性，使用量逐年增大，年平均热量替代率TSR (Thermal Subtitution R ate)从1987年的4.1%增至 2017年的68.3%。

石油焦粉项目建议书

⽯油焦粉项⽬建议书“⽯油焦粉-低凝燃料油”组合燃料(锅炉⽤新型节能环保燃料）项⽬建议书（国家发改委⿎励发展项⽬）⽬录第⼀章总论---------------------------------------——---------------------2第⼀节项⽬简介及编制原则----------------------------------------------2第⼆节项⽬背景、有利条件和经济意义------------------------------------4第三节市场前景分析----------------------------------------------------5第⼆章产品⽅案建设规模---------------------------------------------------6第三章原材料供求、建设地点条件及协作关系--------------------第⼀节主要原材料------------------------------------------------------6第⼆节建⼚地区条件----------------------------------------------------7第三节协作关系-------------------------------------------------------10第四章总⼯艺流程及主要设备选型-------------------------------------------10第⼀节技术⽅案-------------------------------------------------------10第⼆节全⼚⾃控⽔平---------------------------------------------------12第三节主要⼯艺设备选型-----------------------------------------------12第四节总⼯艺流程⽰意图-----------------------------------------------13第五章环境保护与公⽤⼯程-------------------------------------------------13第⼀节⼚址与环境现状-------------------------------------------------13第⼆节本建设项⽬的主要污染物状况及治理-------------------------------14第三节公⽤公程-------------------------------------------------------15第六章企业组织及定员---------------------------------- ------------------16第七章项⽬实施计划------------------------------------ -----第⼋章投资估算及资⾦筹措-------------------------------------------------17第⼀节投资估算-------------------------------------------------------17第⼆节资⾦筹措-------------------------------------------------------20第九章成本核算-----------------------------------------------------------20第⼀节成本核算依据---------------------------------------------------20第⼆节成本核算汇总---------------------------------------------------21第⼗章经济评价---------------------------------------- ------------------21第⼗⼀章经济效益和社会效益-----------------------------------------------24第⼀章总论第⼀节项⽬简介及编制原则⼀、项⽬简介1、本项⽬是⼀种炉窖⽤燃料油的代替品，暂定名为“⽯油焦微粉组合燃料”顾名思义就是把⽯油焦通过破碎、碾磨加⼯，形成超细粉末，经过表⾯改性，助燃处理以后和⼀定量的点⽕油⼀起，形成组合型或悬浮型燃料。

浮法玻璃窑炉石油焦粉全富氧燃烧探讨分析

富氧燃烧思路，取消蓄热室和小炉，并对浮法玻璃窑炉石油焦粉全富氧燃烧进行理论与经济效益分析，认为浮法玻璃窑炉
石油焦粉全富氧燃烧技术是可行的。
关键词
石油焦粉
全富氧燃烧
余热发电
经济效益分析
中图分类号：ＴＱ１７１文献标识码：Ａ文章编号：１００３—１９８７（２０１３）０８ —００２７ —０３
ｈｏｗｅｖｅｒ，ａｎｕｍｂｅｒｏｆｐｒｏｂｌｅｍｓｃａｎａｌｓｏｂｅｃｒｅａｔｅｄ．Ｆｏｒｔｈｉｓｒｅａｓｏｎ，ｔｈｅｔｈｏｕｇｈｔｏｆｐｅｔｒｏｌｅｕｍｃｏｋｅｐｏｗｄｅｒｗｉｔｈｏｘｙ — ｕｅｆｌｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗａｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｅｄ．Ｔｈｅｒｅｇｅｎｅｒａｔｏｒａｎｄｐｏｒｔｗｅｒｅｎｏｌｏｎｇｅｒｕｓｅｄ．Ｉｔｉｓｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔｔｈａｔｈｅｔｐｅｔｒｏｌｅｕｍｃｏｋｅｐｏｗｄｅｒｕｓｅｄａｓｕｅｆｌｗｉｈｔｏｘｙ— ｕｅｆｌｔｅｃｎｏｈｌｏｇｙｉｎｌｏｆａｔｇｌａｓｓｕｒｆｎａｃｅｉｓ
ｐｒａｃｔｉｃａｌｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎｄｅｃｏｎｏｍｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ．ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ｐｅｒｏｔｌｅｕｍｃｏｋｅｐｏｗｄｅｒ，ｏｘｙ－ｕｅｆｌｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ，ｃｏｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｆｉｔｓ

高硫石油焦化学链燃烧特性及硫的转化

高硫石油焦化学链燃烧特性及硫的转化王璐璐;冯璇;沈来宏【摘要】为了有效利用石油精炼过程中固体残留废弃物石油焦,在批次进料小型流化床上进行了基于赤铁矿石的高硫石油焦化学链燃烧实验,研究载氧体的存在对燃烧过程中碳和硫转化的影响,以及不同燃料化学链燃烧中的反应特性.结果发现,赤铁矿石的存在使碳转化率从49.6％增加到80％,化学链燃烧过程中硫主要以SO2形式释放,SO2和H2 S总量提高了43％.不同燃料的碳转化率和碳转化速率与其固定碳含量成反比.同时进行14次循环实验发现,虽然CO2相对浓度有轻微下降,但仍保持在60％以上,未发现载氧体表面出现硫中毒和明显烧结现象.因此,以赤铁矿石为载氧体通过化学链燃烧方式利用高硫石油焦实验是可行的.【期刊名称】《东南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(049)002【总页数】8页(P288-295)【关键词】化学链燃烧;石油焦;硫;赤铁矿石【作者】王璐璐;冯璇;沈来宏【作者单位】东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室,南京210096;东南大学能源与环境学院,南京210096;【正文语种】中文【中图分类】TK16石油焦是炼油厂炼油过程产生的一种固态副产品，固定碳含量高，灰分低，比煤热值高.随着石油的大规模开采以及世界原油的重质化和劣质化，石油焦的产量也大幅增加，因此石油焦，尤其是高硫石油焦的合理利用受到广泛的关注[1].高硫石油焦通常被当作廉价替代燃料，但其燃烧会排放出大量的二氧化硫、重金属和二噁英等有毒有害物质[2].化学链燃烧(CLC)是一种新型燃烧技术，与传统燃烧相比具有更高的能源利用效率，同时可以控制CO2和污染物的迁移排放，更适用于固体燃烧尤其是易带来严重污染的燃料和固体废弃物[3].化学链燃烧是通过载氧体(通常为金属氧化物)在燃料反应器和空气反应器中循环，传递晶格氧和热量，并完成燃料的氧化燃烧过程，避免了燃料和空气的直接接触.目前常见的固体燃料化学链燃烧技术主要是固体燃料直接化学链燃烧技术(iG-CLC)，固体燃料直接在燃料反应器中实现燃料的热解气化以及气化产物与载氧体的氧化还原反应.研究者们的关注点主要集中在采用小型流化床或串行流化床等反应器进行煤、生物质和污泥等固体燃料的化学链燃烧特性以及在化学链燃烧过程中所需的高活性载氧体的制备等相关研究[4-9].对于石油焦的化学链燃烧研究较少，Berguerand等[10]在10 kW串行流化床上进行了石油焦和钛铁矿的化学链燃烧实验，得到CO2捕集率为60%～75%，燃料转化率为66%～78%；Leion等[11]研究了基于合成Fe2O3/MgAl2O4和钛铁矿的包括石油焦在内的多种固体燃料的化学链燃烧过程，发现载氧体可以提高中间气化速率，气化过程是影响化学链燃烧反应速率的关键.但对于高硫石油焦中硫的转化释放性质和硫的释放对载氧体的影响尚未可知，因此本文以天然廉价赤铁矿石作为载氧体，研究载氧体的存在对石油焦的碳和硫转化的影响，对比不同固定碳和挥发分含量的燃料中化学链燃烧性质的差异，同时进行了多次循环实验探究高硫石油焦的长期化学链燃烧中赤铁矿石的反应活性以及表面特征的变化.1 实验1.1 石油焦及载氧体实验所用的载氧体为南京钢铁厂提供的澳洲赤铁矿，通过破碎，筛选出0.1～0.2 mm的颗粒，堆积密度为2.0×103kg/m3.在实验前，为提高其机械性能，将赤铁矿置于950 ℃的马弗炉中，在空气气氛中煅烧3 h.通过X射线荧光光谱分析对煅烧后的载氧体进行化学成分检测，分析结果见表1.为了维持相同的床层高度，将石英砂作为空白实验和对比实验的惰性床料，石英砂具有良好的机械性能和传热能力.为方便分离载氧体和石英砂，选用石英砂的筛分粒径为0.2～0.3 mm.表1 赤铁矿石的化学组成成分 %组成成分Fe2O3Al2O3SiO2MgO其他质量分数83.215.357.061.922.46实验采用的石油焦是由中国扬子石油化工有限公司提供的高硫石油焦，采用的对比燃料是淮北无烟煤和准东煤，不同燃料经过破碎和筛选，得到粒径为0.1～0.3mm的颗粒.准东煤、淮北无烟煤以及高硫石油焦的工业分析和元素分析见表2.表2 准东煤、淮北无烟煤以及高硫石油焦的工业分析和元素分析煤种工业分析/%元素分析/%MVw(FC)Aw(C)w(H)w(O)w(N)w(S)准东煤7.5836.0053.033.3964.184.3019.700.500.35淮北无烟煤1.499.1679.489.8780.213.232.920.971.31高硫石油焦0.7612.9885.870.3985.943.241.920.946.81注:M为水分;V为挥发分;A为煤的灰分.1.2 实验装置及过程基于高硫石油焦的化学链气化燃烧实验在小型流化床上进行，反应装置如图1所示[12].实验所需氮气、氧气均通过质量流量计控制，水蒸气通过微型恒流泵输送水，并在150 ℃预热后成水蒸气进入反应器.在单批次进料实验中，将载氧体及惰性床料从反应器顶部加入，在氮气气氛下升温至反应温度.为保证颗粒的流化状态，气体总流量大于等于2 L/min.实验过程：①通入5%的O2 (100 mL/min)进行载氧体完全氧化，当反应器内温度达到设定温度后，通入水蒸气 (1 g/min)作为气化介质，同时通入N2作为载气，流量为1 L/min.②温度稳定在900 ℃后，打开储料仓，将1 g石油焦加入反应器中进行化学链气化和燃烧反应，反应时间为50 min.每一工况的实验均进行2遍，第1遍实验尾部烟气依次通过除尘器、冷凝器和干燥器，每隔2 min用集气袋收集，然后通过美国EMERSON公司NGA2000型气体分析仪测试烟气中CO、CO2、CH4和H2成分的气体浓度；第2遍实验研究石油焦中硫的释放性质，还原反应时间为5 130 s，为满足量程要求通过稀释气N2对尾气进行稀释，含硫气体SO2和H2S通过德国MRU的VARIO PLUS 在线烟气分析仪进行分析测试，接着通入氮气吹扫5 min后再次进行氧化.批次小型流化床是通过将载氧体暴露在不同的反应气氛下来模拟循环过程的.在循环实验中，单批次实验结束后，先通入氮气进行吹扫，然后切换为O2(100mL/min)+N2(2 L/min)，使赤铁矿石发生氧化再生反应，反应时间设定为15 min.然后再切换为水蒸气(1 g/min) + 氮气(1 L/min)，每次将1 g石油焦颗粒投入到反应器中，以此进行循环实验.图1 化学链燃烧的实验装置1.3 数据处理N2作为惰性载气，不参与反应，因此可以根据进出口的N2平衡来计算出口气体流量nout，即(1)式中，nN2为氮气进口流量，L/min；Xi(i为 CO，CO2，CH4,H2)为各气体出口浓度.由于从气体分析仪得到的气体浓度是经过流化气体稀释后的值，因此为了消除这种稀释作用带来的影响，采用相对气体浓度Wi(i为CO，CO2,CH4,H2)对反应后的气体进行重新表征，即(2)碳转化率ηC是固体燃料中碳消耗比例的指标，可以衡量整个系统的燃烧效率.通过将烟气中所有含碳气体进行积分并与燃料中的总碳量进行对比得到(3)式中，nC,Fuel为燃料中的含碳量.碳转化速率γC的计算方法如下:(4)2 结果与讨论2.1 载氧体对石油焦气化特性的影响为研究载氧体对石油焦气化产气的影响，首先选取30 mL的石英砂作为惰性床料进行了石油焦水蒸气气化实验，通入水蒸气1 g/min作为气化介质，反应时间为50 min.图2给出了石油焦在水蒸气气化时气体浓度随时间变化的曲线.由图可知，各种气体均在开始1 min达到最大值，主要原因是由于石油焦中挥发分的释放，各气体浓度下降，H2浓度稳定在2%左右，CO和CO2浓度有所回升，CO持续缓慢增长，CO2达到最大值0.79%后缓慢下降，CH4快速降低至0.可以发现，整个石油焦水蒸气气化过程可以分为反应速率快的挥发分释放过程以及反应速率慢的固定碳气化过程2个部分.图2 石油焦水蒸气气化过程中的气体体积分数图3对比了当床料分别为等体积石英砂和赤铁矿石时，普通气化和化学链燃烧过程中气体相对浓度和碳转化率的变化.当石英砂为床料时，气体产物以H2为主，其次是CO，CO2和微量的CH4，主要进行如下反应：石油焦→焦炭+挥发分(5)C+H2O ↔ CO+H2(6)C+CO2 ↔ 2CO(7)CH4+H2O ↔ CO+3H2(8)CO+H2O ↔ CO2+H2(9)图3 赤铁矿石对各气体相对浓度以及碳转化率的影响但当赤铁矿石为床料时，气体主要以CO2为主，其次是CO，以及少量的H2和CH4，这是因为除了进行反应(5)～反应(9)，还进行了如下载氧体与气化产物反应：H2+3Fe2O3 → 2Fe3O4+H2O(10)H2+Fe3O4 → 3FeO+H2O(11)CO+3Fe2O3 → 2Fe3O4+CO2(12)CO+Fe3O4 → 3FeO+CO2(13)CH4+12Fe2O3 → 8Fe3O4+CO2+2H2O(14)CH4+4Fe3O4 → 12FeO+CO2+2H2O(15)气化产生的H2和载氧体反应，生成H2O，冷凝后被除去，所以H2的相对浓度大幅减小；CO2浓度也由于气化产物CO和CH4与赤铁矿石反应，生成CO2.添加了载氧体后，碳转化率从49.6%增加到80%，因而载氧体的存在大幅提高了石油焦的碳转化率.图4给出了60 g赤铁矿石和等体积石英砂为床料碳转化速率随时间变化的趋势.床料虽然不同，但碳转化速率都存在2个峰值，再次验证了石油焦的气化可以分为2个主要过程：①挥发分的释放；②固定碳的气化.并且固定碳的转化速率小于挥发分的释放速率，因此，固定碳的转化是整个化学链燃烧过程的控制步骤[13].与石英砂为床料的实验相比，当赤铁矿石为床料时，第1个过程中碳转化速率最大为2.96 %/min，提高了11.3%；第2个过程中碳转化速率最大为2.20 %/min，提高了1.1倍，赤铁矿石载氧体的存在使还原性气体减少，可以加快化学链燃烧中的气化速率，不仅可以提高挥发分释放时的碳转化速率，还可以显著提高固定碳气化过程中的碳转化速率[14-15].图4 赤铁矿石对碳转化速率的影响在水蒸气气化和化学链燃烧过程中，硫主要以SO2和H2S的形式存在，还有微量的COS可忽略不计.图5为60 g赤铁矿石作为载氧体和等体积石英砂作为惰性床料时，高硫石油焦释放含硫气体的不同规律和还原后通入氧气进行再次氧化过程中的气体浓度变化.由图可知，在石英砂作为床料时，石油焦中的硫主要以H2S的形式释放，SO2和H2S分别在18、16 s时达到各自的最大值；SO2浓度快速减小至0，仅在反应前段60 s内存在SO2，这部分SO2来自石油焦中挥发分的释放；H2S在最大值后快速降低至0.02%，之后降低速度减小，接着小幅增加至0.007%，出现第2个峰值后再缓慢下降，此过程中硫主要来自焦炭中硫的气化反应，石油焦中的硫铁矿硫(主要是FeS2)会分解为Fe(1-x)S，并与水蒸气反应.在采用赤铁矿石作为载氧体时，石油焦中的硫主要以SO2的形式存在，这是由于气化产物H2S与载氧体赤铁矿石发生了反应；SO2和H2S浓度峰值出现的时间提前至16和14 s，且峰值总和大于石英砂为床料的情况，说明载氧体的存在可以提高挥发分中硫的释放；达到最大值后，SO2浓度快速下降至0.006%，并逐渐增大至0.014%，后又减小，H2S的变化趋势与SO2趋势相似，在反应前段的高而细峰后还存在一个小而宽的峰，并在1 500 s时浓度为0.H2S和SO2浓度在快速下降后仍存在一个逐渐增加并形成第2个峰值的情况，可能是由于焦炭中含硫的气化反应生成H2S后，在赤铁矿石作为载氧体时，H2S等含硫产物会被载氧体氧化生成SO2，SO2浓度也出现第二次增加.在反应进行了5 130 s后，切断水蒸气的引入，通入氮气进行吹扫5 min，之后通入氧气.可以看出通入氧气后，当石英砂为床料时，仍能检测到0.001%左右的SO2，说明还有微量石油焦未完全反应；赤铁矿石为床料时几乎没有检测到含硫气体，并且发现载氧体存在时O2浓度增加速度小于无载氧体的情况，这是因为O2被用于还原态的载氧体再生.反应过程如下：Fe(1-x)S+H2O → Fe3O4/FeO+H2S(16)H2S+9Fe2O3 → 6Fe3O4+SO2+H2O(17)H2S+3Fe3O4 → 9FeO+SO2+H2O(18)图5 赤铁矿石对硫的转化和释放的影响表3总结了SO2和H2S的释放过程.从表中可以明显看出，化学链过程中释放的SO2和H2S总量与水蒸气气化时相比提高了43%；以石英砂为床料时60 s后硫完全以H2S形式释放，且H2S释放的总量为SO2释放量的54.9倍；当赤铁矿石为床料时60 s后硫继续以SO2和H2S形式同时释放，但以SO2为主，H2S释放的总量为SO2释放量的0.1倍.这一结论为通过化学链技术利用石油焦回收单质硫提供了可能性.目前主要采用克劳斯反应(2H2S+SO2→3S+H2O)来回收制备单质硫，本文通过改变载氧体量来满足H2S与SO2的摩尔比值为2的克劳斯反应要求.充足的载氧体使反应(17)更易生成SO2；同时，充足载氧体还会与可燃气体生成可充当氧化剂的高浓度CO2和H2O，而高浓度CO2和H2O也可提高SO2的生产率[16].因此，可以通过减小赤铁矿石的添加量，来提高H2S的释放，减弱SO2的生成，从而将H2S与SO2的摩尔比从0.1提高为2，使其适合直接进入克劳斯反应.表3 不同床料对SO2和H2S释放的影响 %时间/s石英砂赤铁矿石w(SO2)w(H2S)Smw(H2S)/w(SO2)w(SO2)w(H2S)Smw(H2S)/w(SO2)600.1880. 9441.1325.021.117 40.336 41.453 80.305 1300.18810.322 310.510354.9013.648 91.416 515.065 40.10 注:Sm=w(SO2)+w(H2S).2.2 石油焦、无烟煤和准东煤的化学链燃烧差异为考察石油焦的化学链燃烧特性，实验对比研究了石油焦和无烟煤以及准东煤化学链燃烧过程，其中燃料均为1 g，赤铁矿石为60 g(与空白实验中的石英砂等体积).图6分别是准东煤、淮北无烟煤和石油焦3种燃料的化学链燃烧过程中各种气体的浓度随时间的变化曲线.准东煤属于烟煤，挥发分较高.当准东煤作为燃料进行化学链燃烧实验时，CO、CO2、CH4、H2各气体体积分数均在开始1min达到峰值5.15%、16.8%、2.6%和3.6%，这一阶段的气体产物主要是挥发分的释放和挥发分与载氧体的反应.之后气体浓度快速下降，在28 min，各气体体积分数均为0，可见准东煤化学链燃烧反应速度极快，主要是因为准东煤中含有大量的碱金属钠，而碱金属钠是煤气化的有效催化剂[17-18].与准东煤不同，当燃料采用淮北无烟煤时，由于其挥发分含量低而固定碳含量高，因此其燃烧过程相对缓慢，反应时间较长.同时，CO和CO2气体的释放曲线也与图6(a)中略有不同，无烟煤化学链燃烧过程中，CO浓度在开始1 min达到最大值后，仅稍有下降后又逐渐增大，形成了第2个峰，CO浓度的第1个峰值主要是由于挥发分的释放，第2个峰的产生原因主要是固定碳的气化以及水汽变化反应，但由于2个峰的区分并不明显，2个过程不是完全独立的；CO2浓度是一个逐渐增大的过程，在8～9 min达到最大值后逐渐降低，仅存在一个峰.当进行石油焦化学链燃烧时，各气体浓度见图6(c)，除了CH4浓度变化与准东煤和无烟煤相似外，CO、CO2、H2各气体浓度都与图6(a)、(b)有所不同.在石油焦化学链燃烧中，H2浓度在达到最大值后快速下降至0，在反应末期，再次观察到微量氢气的释放；CO和CO2都呈现出2个较明显的峰，在达到第1个峰值后略有下降，之后浓度再次提高达到第2个峰值，第2个峰较宽，说明与挥发分的释放相比，固定碳的气化更难进行，反应所需时间更长；CO2体积分数的第2个峰值达到2.53%甚至高于第1个峰值，这是由于石油焦中固定碳的含量远大于其挥发分含量，因而石油焦的CO2体积分数最大值仍然小于无烟煤的CO2体积分数最大值4.3%和准东煤的CO2最大值16.8%.综合来看，与准东煤和无烟煤相比，石油焦由于自身固定碳高的特性，反应更明显分为挥发分的释放和固定碳的气化过程2部分，并且石油焦中固定碳的气化难于准东煤和无烟煤.(a) 准东煤(b) 淮北无烟煤(c) 石油焦图6 不同燃料的化学链燃烧过程中各气体的释放特性图7给出了准东煤、无烟煤和石油焦3种燃料在化学链燃烧过程中的碳转化率随时间的变化曲线，曲线的斜率可表征碳转化速率.在反应20 min时，准东煤的碳转化率已经达到85%，但此时无烟煤的碳转化率为64%，石油焦的碳转化率仅为38%，说明石油焦的碳转化速率极慢.准东煤在反应进行了26 min后已经达到碳转化率最大值，无烟煤在50 min时增长得很缓慢，但石油焦在反应进行了50 min时，还处于稳定增长趋势.其中准东煤的碳转化率在50 min时基本保持不变，但转化率未达到100%，原因是由于过小的燃料颗粒会在化学链燃烧反应前和反应过程中被气体携带吹出，使实际有效的燃料添加量小于进料量.由图7可知，准东煤的碳转化率大于无烟煤的碳转化率和石油焦的碳转化率.随着燃料中固定碳含量的增大，碳转化率减小，碳转化速率也减小.图7 不同特性燃料对碳转化率的影响不同燃料在化学链燃烧过程中气体释放和碳转化率的结果表明，燃料的差异对化学链燃烧的性质影响显著，主要与燃料的固定碳含量和挥发分含量有关.碳转化率和碳转化速率与固定碳含量成反比，固定碳较高的石油焦碳转化率低，碳转化速率也低，这也说明了燃料的气化决定整个化学链燃烧的限制过程.同时，由于石油焦中固定碳和挥发分的总和较大，耗氧量也较大，即使反应缓慢，在反应末期也能再次检测到氢气的存在.这可能是气化产物未完全反应，也可能是还原态的载氧体与水蒸气反应的产物.相较于准东煤和无烟煤，石油焦中的固定碳更难进行气化反应，所需的反应时间也更长，因而需要提高载氧体的活性来提高其碳转化率.2.3 循环特性在固体燃料的化学链燃烧过程中，载氧体是否能维持稳定运行，从而不发生烧结和滞流化是该技术的关键.本文采用的固体燃料为高硫石油焦，释放的硫可能会导致载氧体中毒而影响载氧体的反应活性，因此在批次进料小型流化床上进行多次循环实验，研究载氧体是否发生硫中毒以及载氧体的循环稳定性[19-20].图8为14次循环实验过程中CO、CO2、CH4和H2的相对浓度.由图可知，在多次循环中，H2和CH4的相对浓度较为稳定，分别在4.0%～5.5%和1.8%～2.7%之间波动；在前3个循环内，CO和CO2浓度变化较明显，CO2浓度呈现略有下降的趋势，从第1循环的69%降低到62%，相应地，CO相对浓度轻微增长，从23%增长到31%；并在后续循环中CO2浓度均保持在60%以上，CO最高浓度为32%.虽然CO2浓度随着循环次数微弱地减小，但总的来说，赤铁矿石还是保持着相对稳定的反应活性.图8 循环次数对各气体释放的影响图9(a)～(f)分别给出了新鲜载氧体、3次循环后的载氧体、14次循环后的载氧体在500×下放大的颗粒和在20 000×下放大的颗粒表面的局部微观形貌的扫描电镜(SEM)图.新鲜载氧体(见图9(b))的表面致密，而反应后的载氧体表面(见图9(d)、(f))表现出多孔的结构，但在实验结果中却出现了CO2浓度下降的状况.对比图9(a)和(c)发现，颗粒在3次循环后出现了更小的细微颗粒，说明CO2浓度的下降很可能是因为初始循环时颗粒快速磨损而破碎，使得细粉和细微颗粒飞出反应器，而使总的载氧体活性降低[21].此外，随着循环实验的进行，新鲜载氧体表面锋利尖锐的边缘消失，逐渐变得圆滑，仅在颗粒表面有轻微烧结，未发现明显的烧结现象.图10为新鲜载氧体和14次循环后载氧体的EDX分析，由图可知，新鲜的载氧体主要有O、Al、Si、Fe，元素质量分数分别为31.72%、0.70%、1.41%、66.17%.在循环反应后，载氧体的主要元素仍然为O、Al、Si、Fe，元素质量分数为25.55%、0.45%、1.51%和72.48%，Fe/O质量比约为2.8，介于2.63～3.50之间，说明还原产物主要为Fe3O4，可能还存在少量FeO.在载氧体表面并未检测到硫元素的存在，说明赤铁矿石并未与含硫物质形成FeS等，未出现硫中毒现象.由于石油焦中灰分含量极低，经过多次循环后，载氧体表面未检测到其他种类金属元素，因此可以忽略灰分对载氧体的影响.所以，以赤铁矿石作为载氧体进行石油焦化学链燃烧具有可行性.(a) 新鲜载氧体500×(b) 新鲜载氧体20 000×(c) 3次循环后载氧体500×(d) 3次循环后载氧体20 000×(e) 14次循环后载氧体500×(f) 14次循环后载氧体20 000×图9 载氧体的SEM图像(a) 新鲜载氧体(a) 14次循环后载氧体图10 载氧体的EDX分析图3 结论1) 当床料为赤铁矿石时，碳转化率提高了61%，碳转化速率也显著提高，缩短了反应时间；同时也促进了硫的转化，硫的释放主要以SO2为主，可以通过调节载氧体的添加量改变H2S/SO2的摩尔比，这为化学链技术回收制取单质硫提供可能.2) 通过对比准东煤、淮北无烟煤和石油焦3种性质不同燃料的化学链燃烧过程，发现与另外2种燃料相比，石油焦化学链燃烧可以分为挥发分的释放和固定碳的气化及气化产物与载氧体的氧化过程2部分，主要是由于石油焦中固定碳成分含量过高，且与准东煤和无烟煤相比，石油焦中的固定碳更难气化.固定碳较高的石油焦碳转化率低，碳转化速率也低.3) 赤铁矿石在经历了14次循环实验后，CO2相对浓度仍维持在60%以上，表面无硫元素中毒和明显烧结现象，体现了较好的反应性能.因此，基于赤铁矿石采用化学链技术利用高硫石油焦是一种可行的方法.参考文献【相关文献】[1] 张朴，巩向胜. 新型液态燃料水焦浆与循环流化床锅炉工业应用若干问题的探讨[J]. 洁净煤技术，2004，10(2): 16-20,28. 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Journal of Engineering Thermophysics，2017，38 (12): 2731-2737.(in Chinese)[13] Cuadrat A，Abad A，García-Labiano F，et al. Relevance of the coal rank on the performance of the in situ gasification chemical-looping combustion[J]. Chemical Engineering Journal，2012，195/196 : 91-102. DOI:10.1016/j.cej.2012.04.052.[14] Keller M,Leion H，Mattisson T，et al. Gasification inhibition in chemical-looping combustion with solid fuels[J]. Combustion and Flame，2011，158 (3): 393-400.DOI:10.1016/bustflame.2010.09.009.[15] Leion H，Jerndal E，Steenari B M，et al. Solid fuels in chemical-looping combustion using oxide scale and unprocessed iron ore as oxygen carriers[J]. Fuel，2009，88 (10): 1945-1954. DOI:10.1016/j.fuel.2009.03.033.[16] Wang B W，Yan R，Lee D H，et al. Thermodynamic investigation of carbon deposition and sulfur evolution in chemical looping combustion with syngas[J]. Energy & Fuels，2008，22 (2): 1012-1020. DOI:10.1021/ef7005673.[17] Wu H W，Quyn D M，Li C Z. Volatilisation and catalytic effects of alkali and alkaline earth metallic species during the pyrolysis and gasification of Victorian brown coal. Part Ⅲ. The importance of the interactions between volatiles and char at high temperature[J]. Fuel，2002，81 (8): 1033-1039. DOI:10.1016/s0016-2361(02)00011-x.[18] Ge H J，Shen L H，Gu H M，et al. Combustion performance and sodium absorptionof ZhunDong coal in a CLC process with hematite oxygen carrier[J]. Applied Thermal Engineering，2016，94 : 40-49. DOI:10.1016/j.applthermaleng.2015.10.043.[19] Arabczyk W，Moszyński D，Narkiewicz U，et al. Poisoning of iron catalyst bysulfur[J]. Catalysis Today，2007，124 (1/2): 43-48. DOI:10.1016/j.cattod.2007.02.003. [20] Gu H M，Shen L H，Xiao J，et al. Evaluation of the effect of sulfur on iron-ore oxygen carrier in chemical-looping combustion[J]. Industrial & Engineering Chemistry Research，2013，52 (5): 1795-1805. DOI:10.1021/ie303023w.[21] 程煜，刘永卓，田红景，等. 铁基复合载氧体煤化学链气化反应特性及机理[J]. 化工学报，2013，64(7):2587-2595.Cheng Y，Liu Y Z，Tian H J，et al. Chemical looping gasification reaction characteristics and mechanism of coal and Fe-based composite oxygen carriers [J]. Journal of Chemical Industry and Engineering(China)，2013，64 (7): 2587-2595. DOI： 10.3969/j.issn.0438-1157.2013.07.038.(in Chinese)。

工业锅炉石油焦富氧燃烧器冷态试验与数值模拟

第42卷第10期2013年10月热力发电T H E R M A L P O W ER G E N E R A T l0NV01．42N o．10O ct．2013[摘工业锅炉石油焦富氧燃烧器冷态试验与数值模拟周志军，丁峰浙江大学能源清洁，胡昕，游卓，黄镇宇，周俊虎利用国家重点实验室，浙江杭州310027要]通过冷态试验和数值模拟2种方式对功率为1．5M W、设计燃料为石油焦粉的工业锅炉富氧燃烧器进行了研究。

其中，冷态试验中运用了温度标记法，数值模拟通过商业模拟软件FL U EN T进行计算。

试验中温度测量则是通过红外热像仪来捕捉瞬时温度场。

比较表明，冷态试验和数值模拟2种方法结果一致。

[关键词]富氧燃烧器；冷态试验；温度标记法；FLU E N T；红外热像仪[中图分类号]TK227[文献标识码]A[文章编号]1002—3364(2013)10—0043—06 I D O l编号]10．3969／j．i s sn．1002—3364．2013．10．043Z H O UE xpe r i m ent a l s t udy and num er i c al s i m ul at i on ofa pe t r ol eum coke oxyf uel bur ne rZhi j un，D I N G Fe ng，H U X i n，Y O U Z huo，H U A N G Z he nyu，Z H O U J unhu S t at e K e y Labo r a t or y of C l ea n E nergy U t i l i zat i on，Z hei i ang U ni ve r s i t y，H a ngzhou310027，C hi naA bs t r ac t：A1．5M W oxyf ue l i ndus t r i al boi l er bur ner usi ng pet r ol eum coke as t he desi gn f uel w a s i nves t i gat e d t hr ough col d s t a t e exper i m ent and num er i cal s i m ul a t i on．T he t em per at ur e l abel i ng m e t hod w as appl i ed t o s t udy t he f l ow cha r act er i st i cs i n t he col d t es t，and t he com m er ci al s i m ul a—t i on s of t w a r e F L U E N T w a s em pl o yed i n t he s i m ul a t i on。

浮法生产线使用石油焦后的控制

４结语
锡槽是一个相对密闭的工作环境，针对锡缺陷
ｓｌｕｕｆｒ．Ｋｅｒｙｗｏｄｓ：ｔａｈ，ｆｏｔｇａｓ，ｔｎｄｅｅｔ，ｏｌｔｏａｅｙｉｂｔｌａｌｓｎｉｆｃｐｌｉｎｃｕｓｄｂｕ
ｏｙｎａｄｓｐｕａｍｏｓｈｅｅｉｅｔｎｂａｈ，ｆｅｔｏｒｌｘｇｅｕｌｈｒ．ｔｎｐｒｎｔｉｔｅｃｉｃｎｔｏｈｖｅ
Ａｂｔａｔ：Ｔｈｅｓｒｃｏｃｕｒｎｅｃｒｅｃｍｅｈｎｓｏｆｔｎｅｅｔｎｔｅｃａｉｍｉｄｆｃａｄｈｃｒｅｐｎｄｎｇｐｒｃｉａｌｅｓｒｓｗｅｅｄｓｕｓｅｆｅｎｌｚｎｏｒｓｏｉａｔｃｂｅｍａｕｅｒｉｃｓｄａｔｒａａｙｉｇｈｔｓｅｅｉｉｔｅａｍｏｐｈｒｎｔｂａｎｈｏｌｔｏａｅｙｅｎｎｔａｄｔｅｐｌｕｉｎｃｕｓｄｂｙｏｘｇｎａｄｈ
移（周），锡槽内部气氛逐步达到了良好的生约２产状况，锡缺陷基本消除。
（ｚｅｉｎｈｎ－ｉｌｓＣ．Ｌｄ．－ｏＺｅａｇ，ｈ＿ａｇＣａｇｘｇｇｓｏ．ｔ．Ｈｕｈｕ．ｈ－ｎＪｎａｚｉｆ３３０１１２）
了解锡槽内多种化学反应，制定合理的措施，才能
达到最佳效果。同时保护气体系统可作为保持锡槽内正常化学性质的最重要的工具，并且浮法玻璃生产中所使用的其它辅助技术必须合理。在解决该类问题时，不能把焦点放在某一处，应该全面考虑，

石油焦粉在玻璃熔窑直接燃烧代替重油的适用性分析

ｏｅｐｔｌｕｃｋｎｓｅｄｏｅｖｉａｔｒｅａｕｔｇｔｅａｐｉａｉｔｆｐｔｌｕｃｋｎｇａｓｆｔｅｒｅｍｏｅｉｔａｆｈａｙｏｌｆｖｌａｉｈｐｌｂｌｙｏｅｒｅｍｏｅｉｌｓｈｏｅｎｃｉｏｔｒａｅＦｒｈｒｒ，ｈｐｏｌｍｓｔａｕｄｃｍｅｆｒｆｒｕｉｇ出ｅｐｔ０ｅｍｏｅａｄｉｕｎｃ・ｕｔｅｍｏｅｔｅｒｂｅｈｔｗｏｌｏｏｔａｔｓｈｅｎｅＩｌｕｃｋｎｔ．ｓ
ｓｌｔｎｒｉｕｓｄｈｅｈｏｏｉｆｈｇｅｐｒｔｒａｒｃｍｂｓｏｎｎｉｅｘｇｎｏｕｉｓａｅｄｓｓ．Ｔｅｔｃｎｌｇｓｏｉｈｔｍｅａｅｉｏｕｔｎａｄｅｒｈｄｏｙｅｏｃｅｅｕｉｃ
ｃｍｂｓｉｎｃｎｅｈｎｃｈｇｉｏｅｏｍａｅａｄｃｍｂｔｏｆｉｉｎｙｏｔｏｅｍｏｅｏｕｔｏａｎａｅｔｅｉｎｔｎｐｒｒｎｃｎｏｕｓｉｎｅｆｃｅｃｆｐｅｌｕｃｋｉｆｒ
２ＧｕｎｚｏｎｔｕｅｏｎｒｙＣｎｅｉｎｏＡＳ，．ａｇｈｕＩｓｉｔｆＥｅｇｏｖｒｏｆＣｔｓ
Ｇａｇｈｕ５００Ｃｉａｕｎｚｏ１６，ｈ）４ｎ
Ａｂｓｒｃ：ｏｔｏｌｓｎｆｃｕｅｈｓｂｅｒａｌｎａｃｄｉｅｅｔｙａｓｄｏｔｅｉｃｅｓｎｔａｔＴｈｅｃｓｆｇａｓｍａｕａｔｒａｅｎｇｅｔｅｈｎｅｎｒｃｎｅｒｕｅｔｈｎｒａｉｇｙｐｅｏｈｕｌｎｃｆｔｅｆｅ・Ｔｏｒｄｕｅｔｅｃｓ，ｔｓｐｐｒｐｔｆｒｒｈｏｓｂｌｔｆｕｉｇｄｉｅｔｃｍｂｓｉｎｅｃｈｏｔｈｉａｅｕｏｗａｄｔｅｐｓｉｉｙｏｓｎｒｃｏｕｔｏｉ

中国节能技术政策大纲(2006年)(发改环资[2007]199号)

中国节能技术政策大纲（2006年）（发改环资[2007]199号）国家发展改革委、科技部关于印发中国节能技术政策大纲（2006年）的通知发改环资（2007）199号为贯彻落实《国务院关于加强节能工作的决定》推动节能技术进步，提高能源利用效率，促进节约能源和优化用能结构，国家发展改革委、科技部有关方面修订了《中国节能技术政策大纲（2006年）》，现印发给你们，请按照执行。

附件：中国节能技术政策大纲（2006年）2007年01月25日中国节能技术政策大纲（2006年）为推动节能技术进步，提高能源利用效率，促进节约能源和优化用能结构，建设资源节约型、环境友好型社会，我们组织有关单位和专家，在广泛征求社会各界意见的基础上，重新修订《中国节能技术政策大纲》(以下简称《大纲》)。

1 总论1.1 节能工作方针和原则节能是一项长期的战略任务，也是当前的紧迫任务。

节能工作要全面贯彻科学发展观，落实节约资源基本国策，以提高能源利用效率为核心，以转变经济增长方式、调整经济结构、加快技术进步为根本，强化全社会的节能意识，建立严格的管理制度，实行有效的激励政策，逐步形成具有中国特色的节能长效机制和管理体制。

坚持开发与节约并举，节约优先的方针，通过调整产业结构、产品结构和能源消费结构，用高新技术和先进适用技术改造提升传统产业，促进产业结构优化升级，淘汰落后技术和设备，提高产业的整体技术装备水平和能源利用效率。

坚持节能与发展相互促进，把节能作为转变经济增长方式的主攻方向，从根本上改变高耗能、高污染的粗放型经济增长方式；坚持发挥市场机制作用与政府宏观调控相结合，努力营造有利于节能的体制环境、政策环境和市场环境；坚持源头控制与存量挖潜、依法管理与政策激励、突出重点与全面推进相结合。

1.2 制定《大纲》的目的和意义《大纲》所称节能技术是指：提高能源开发利用效率和效益、减少对环境影响、遏制能源资源浪费的技术。

应包括能源资源优化开发利用技术，单项节能改造技术与节能技术的系统集成，节能型的生产工艺、高性能用能设备、可直接或间接减少能源消耗的新材料开发应用技术，以及节约能源、提高用能效率的管理技术等。

2009年水泥窑替代燃料进展

2009年水泥窑替代燃料进展建筑材料工业技术情报研究所王新春替代燃料，也称作二次燃料、辅助燃料，是使用可燃废弃物作为水泥窑熟料生产，替代天然化石燃料，可燃废弃物在水泥工业中的应用不仅可以节约一次能源，同时有助于环境保护，具有显著的经济、环境和社会效益。

发达国家从1970年代以来使用替代燃料，替代燃料的数量和种类不断扩大，水泥工业成为这些国家利用废弃物的首选行业。

本文介绍总体情况及38个国家和地区的情况。

一、总体情况发达国家政府已经认识到其对节能、减排和环保的重要作用，都在积极推动燃料替代的普及和替代率的提高，替代率越来越高。

使用替代燃料能够在熟料生产能耗基本不变的情况下节约一次能源的使用，所产生的CO享受无排放待遇，2同时实现利废、减排和降低成本，可谓一举多得，备受国外企业和政府的推崇。

经过30年多年的探索，欧美等发达国家逐步建立起贯穿于废弃物产生、分选、收集、运输、储存、预处理和处置、污染物排放、水泥和混凝土质量安全的一系列法规和标准，水泥行业替代燃料技术和经验已经成熟，已经成为发达国家水泥行业节能减排的重要手段。

发达国家有三分之二的水泥厂使用替代燃料，可燃废弃物在水泥工业中的应用替代比例平均达20%。

以污泥处置为例，工业污泥和城镇生活用水处理厂污泥是欧洲水泥协会定义的14类替代燃料的2类，污泥是日本、德国、瑞士、荷兰等国重要的替代燃料。

瑞士水泥行业替代燃料使用最多的是干化污泥，2007年达5.7万吨；德国从2002年处置4000吨猛增到2006年的23.8万吨，4年增长了58倍。

日本水泥业使用替代燃料的数量逐年增多，其中城镇生活水处理厂湿污泥的用量2008年达303万吨，是水泥行业利用和处置废弃物的第三大品种，日本水泥行业处置污泥的数量占日本污泥产生量的30%。

2007年韩国水泥行业处置污泥71.3万吨。

发达国家均有较高的替代比例。

美国的替代率是10%，德国水泥行业的替代率从2000年的25.7%迅速上升为2009年的58%，荷兰是世界上水泥行业使用燃料替代率最高的国家，从2001年的83%上升为2007年的92%。

中国及部分省市石油焦行业相关政策加快清洁能源替代

中国及部分省市石油焦行业相关政策加快
清洁能源替代
石油焦可视其质量而用于制石墨、冶炼和化工等工业。

主要用于制造超高功率石墨电极和某些特种炭素制品；在炼钢工业中针状焦是发展电炉炼钢新技术的重要材料。

国家层面石油焦行业相关政策
显示，近些年来，为了促进石油焦行业的健康发展，中国相关部门制定了一系列支持石油焦产业的法律法规和政策。

国家层面石油焦行业相关政策
部分省市石油焦行业相关政策
为了响应国家号召，各省市积极推动石油焦行业发展，发布了一系列政策推进石油焦产业发展，如河南省人民政府关于印发河南省“十四五”生态环境保护和生态经济发展规划的通知、关于保粮食能源安全的十五条政策措施等。

部分省市石油焦行业相关政策。

水泥替代燃料使用技术

水泥替代燃料使用技术
水泥替代燃料使用技术是指将一些非传统燃料，如煤泥、石油焦、生物质等，用于水泥工业的燃烧过程，以替代传统的化石燃料如煤。

这种技术的目的是减少水泥工业对化石燃料的依赖，降低能源消耗和碳排放，同时提高水泥生产的能源效率。

水泥替代燃料使用技术的主要内容包括：
1.燃料制备技术：针对不同的替代燃料，采用适当的破碎、研磨等工艺，将
其制备成适合水泥工业燃烧的颗粒尺寸和形态。

2.燃烧技术：研究不同替代燃料的燃烧特性，优化燃烧工艺参数，提高燃烧
效率，降低能耗和减少污染物排放。

3.热工控制技术：开发和应用先进的热工控制技术，实现对燃烧过程的实时
监测和自动控制，确保燃烧过程的稳定性和安全性。

4.污染物处理技术：针对替代燃料燃烧过程中产生的烟气、粉尘等污染物，
研究和应用相应的处理技术，降低对环境的影响。

总结来说，水泥替代燃料使用技术是指将非传统燃料用于水泥工业的燃烧过程，以替代传统的化石燃料。

这种技术的目的是降低能源消耗、减少碳排放和提高能源效率。

其包含的主要内容包括燃料制备技术、燃烧技术、热工控制技术和污染物处理技术。

通过这种技术的应用，水泥工业可以更好地实现可持续发展。

[新版]石油焦在玻璃窑炉上的应用商量

石油焦在玻璃窑炉上的应用探讨-----广东丰乐能源科技有限公司国内部分浮法玻璃企业已经尝试将石油焦粉、添加剂与油浆或煤焦油混合后形成油焦浆应用于浮法玻璃生产，或将石油焦粉加以少量添加剂喷入窑炉内直接燃烧，对节约能源、降低成本均起到了一定作用。

２油焦浆的性能及应用2.1油焦浆的性能油焦浆是由石油焦粉、重油(或煤焦油)和化学添加剂混合而成的一种浆体燃料。

它具有石油一样的流动性，能泵送、雾化和着火燃烧，可替代重油、煤焦油等在工业窑炉、工业锅炉上燃烧，是近几年发展起来的新型节能环保燃料。

油焦浆采用30～60％的石油焦粉、40～70％的重油(或煤焦油)和微量化学添加剂组成。

根据浮法玻璃生产对燃料的要求一般选择低硫、低灰、高热值的石油焦为佳。

添加剂的主要成分为碳氢化合物，参与燃烧，不会对燃烧过程产生影响，也不会对设备产生不利影响。

添加剂在油焦浆中添加量一般为O.5～l％，主要起降低粘度、分散灰分、防止结胶的作用。

油焦浆与重油(煤焦油)具有相同的流体力学性质，与原重油燃烧工艺流程可通用。

油焦浆与原料重油相比粘度增高，并且随着石油焦粉添加比例的增加而增加，通过适当提高拌热温度可以降低油焦浆粘度。

原料油粘度越高油焦浆粘度也高，因此降低原料油粘度是降低焦浆粘度的重要手段，生产中一般采用粘度较小的油浆或中温煤焦油做为原料油，同时添加适量的添加剂。

2.2油焦浆调配和贮存2.2.1油焦浆调配工艺油焦浆调配系统是核心技术，要求适应范围广泛，即可以对煤焦化系列的燃油如煤焦油进行合成，也可以对石化系列的燃油如重油进行合成。

油焦浆制备和燃烧工艺流程见图1。

2.2.2石油焦粉石油焦粉来源一是自己购进石油焦进行加工，优点是成本相对低一些；二是购买石油焦粉。

石油焦粉质量对油焦浆是否可以正常使用起着非常重要的作用，因此无论来源如何，应从以下几个方面引起注意。

石油焦粉粒度应适宜，为了确保油焦浆的雾化效果，焦粉粒度应控制在250目以上，400～600目最佳。

石油焦粉燃烧技术过程

干喷石油焦粉代替重油、天然气、煤气等燃烧技术我公司为解决玻璃厂燃料居高不下的局面，通过广泛的市场调研和认证，运用积累多年的国外引进的先进喷吹技术，经过多次的工业试验，成功开发出石油焦粉连续均匀的喷吹技术及相应的燃烧技术。

通过在改造浮法玻璃厂玻璃熔窑上近几年的工业应用和不懈努力，攻克了多项技术难题，实现了石油焦粉的全窑使用。

现在的燃油系统保留不动，不停产，在现有重油燃烧系统上增加焦粉燃烧系统，使得窑炉成为双燃烧系统，以保障窑炉的安全生产。

运行焦粉燃烧系统与原重油系统互不干涉，只要把重油枪撤出，装上焦粉专用燃烧器即可，操作简单方便。

承担改造设计各种燃气、燃油、燃煤炉窑工程，能满足用户多种生产工艺要求，承揽一条龙服务的交钥匙工程。

服务项目：一、提供玻璃窑炉干喷石油焦粉的技术改造、工程施工、技术咨询二、协助玻璃企业建立不同规模的石油焦粉厂三、为厂家节省燃料成本50%左右。

1、燃用重油与石油焦粉经济性比较分析热值比较：〔常用标准值〕重油热值大约10000大卡，石油焦粉热值大约8800大卡，重油与石油焦粉的热值比为；1比1.1～1.17之间（约1.15）, 以此推算在消耗1吨重油的情况下, 需要消耗1.15吨石油焦粉才能达到1吨重油的热值。

一条以重油为燃料的500t/d浮法玻璃生产线燃料能耗：重油全年消耗量约32000吨/年重油市场价大约3500元/吨（为湖南地区2009年5月单价）重油年消耗费用为32000吨/年×3500元/吨=11200万元/年重油系统设备年利用8760小时重油系统设备功率为25千瓦/小时（电能单价约0.8元/千瓦）重油系统电耗费用为8760小时×25千瓦/小时×0.8元/千瓦≈17.5万元重油系统全年总费用：重油11200万元+电耗17.5万元≈11217万元一条以石油焦粉为燃料的500t/d浮法玻璃生产线燃料能耗：成品石油焦粉全年消耗量约32000吨/年×1.15比值≈36800吨/年成品石油焦粉市场价大约1400元/吨（为湖南地区2009年5月单价）成品石油焦粉全年消耗费用为36800吨/年×1400元/吨=5152万元/年石油焦粉系统设备年利用8760小时石油焦粉系统设备功率为220千瓦/小时（电能单价约0.8元/千瓦）石油焦粉系统电耗费用为8760小时×220千瓦/小时×0.8元/千瓦≈154万元石油焦粉系统全年总费用：石油焦粉5152万元+电耗154万元=5306万元一条500t/d浮法玻璃生产线其采用石油焦粉燃料替代重油燃料一年可节约燃料成本: 11217万元―5306万元=5911万元年能耗比值：1―（5306÷11217）=52.7%，由此可见一年可节约52.7%燃料成本，经济较益十分显著，如自建磨粉基地，经济效益将更加显著。

燃石油焦玻璃窑炉烟气净化技术的研究与进展

为节约生产成本，很多玻璃企业以石油焦粉替代重油、煤焦油、天然气等，实现了石油焦粉的全窑使用，但烟气污染问题比较严重，不同燃料烟气中污染物含量见表1。

石油焦的挥发分比较高，处于无烟煤和烟煤之间。

燃石油焦窑炉烟气成分见表2。

现行燃石油焦玻璃窑炉烟气净化工艺主要有以下几种：（1）“低灰侧”余热锅炉烟气调质电除尘工艺，如图1所示。

由于玻璃窑炉烟气中烟尘具有成分复杂、黏性大等特点，运行一段时间后会出现效率下降等问题，影响催化剂的实际使用寿命。

图1 “低灰侧”余热锅炉烟气调质工艺图（2）“低灰侧”换热器烟气调质工艺，如图2所示。

此工艺路线的缺陷：在长期运行下，布袋除尘器容易糊袋，加剧布袋腐蚀，布袋更换周期短。

图2 “低灰侧”换热器烟气调质工艺图（3）前置半干法除酸调质工艺，如图3所示。

此法的优点是缩短玻璃窑炉烟气净化工艺路线，节约了投资成本。

该工艺适用于产量比较小的玻璃窑炉，但余热浪费严重，烟气最终排放温度较高。

图3 前置半干法除酸调质工艺图（4）“高灰侧”余热锅炉调质工艺，如图4所示。

经余热锅炉后烟气温度降低，SCR段烟气温度较高，所使用的催化剂运行活性较高，前期脱硝效率较高。

但烟气中粉尘浓度高，产生的副产物Na2S2O7容易黏结在催化剂表面，极易堵塞磨损。

图4 “高灰侧”余热锅炉调质工艺图燃石油焦玻璃窑炉高温烟气袋式除尘器技术，是整体煤气联合循环和增压流化床联合循环技术。

其核心技术是高温过滤材料的制备，要求有：①孔隙率高，微孔结构发达，过滤精度高，压力损失小；②高耐候性，如良好的耐腐蚀性，耐高温性，耐磨性等等。

高温烟气袋式除尘器技术科替代将传统“低灰侧”余热锅炉烟气调质工艺路线，形成“低灰侧”余热锅炉烟气调质高温袋式除尘器工艺路线，解决传统高温电除尘故障率高、运营成本高、传统布袋式除尘器难耐高温、易糊袋堵塞的难题，实现玻璃窑炉超低排放。

石油焦粉全氧燃烧方式

本发明公布一种石油焦粉燃烧方式，包括，由紧缩气体将石油焦粉送至烧枪，并在烧枪内与另一路氧气混合后喷出燃烧。

石油焦粉在玻璃窑炉上燃烧温度可达到或接近重油燃烧的火焰温度。

石油焦粉的燃点为600-800℃，玻璃窑炉温度达1500-1600℃，石油焦被研磨成固体粉末后，经气体输送喷入玻璃窑炉火焰空间内会迅速点燃而充分燃尽，提高了石油焦粉的燃烧效率，幸免现有方式中未燃尽石5油焦粉沉积对玻璃造成的缺点，同时减少大气污染。

1.石油焦粉燃烧方式，包括，由紧缩气体将石油焦粉送至烧枪，并在烧枪内与另一路氧气混合后喷出燃烧。

2.依照权利要求1所述石油焦粉燃烧方式，其特点在于：所述紧缩气体为空气或天然气。

3.依照权利要求1所述石油焦粉燃烧方式，其特点在于：所述石油焦粉进入烧枪的速度为10～400kg/h，紧缩气体的流量为5～80Nm3/h。

4.依照权利要求1所述石油焦粉燃烧方式，其特点在于：所述石油焦粉的粒度为30～300目。

5.依照权利要求1所述石油焦粉燃烧方式，其特点在于：在烧枪内，按1kg的石油焦粉与～3Nm3的氧气进行混合。

石油焦粉燃烧方式技术领域本发明属于窑炉燃烧领域，具体涉及一种石油焦粉燃烧方式。

背景技术玻璃行业是一个高耗能的行业，在玻璃本钱中燃料本钱约占30%-50%，而玻璃窑炉是玻璃生产线中能耗最多的设备。

我国玻璃产能已经占到全世界产能的70%左右，可是玻璃窑炉有效的工艺仍然是传统掉队的工艺，污染大、能耗高、本钱高。

石油焦粉是石油经延迟焦化提炼后的副产品，用来做燃料能够提高石油能源的利用率，很适合应用到玻璃生产等高耗能领域中。

当前的石油焦粉玻璃窑炉，用空气进行助燃，由于空气中氧气含量低，使得焦粉很难在窑炉中与氧气充分混合，从而大大降低了焦粉的燃烧效率，未燃尽的石油焦粉会随着尾气排入到大气层中或沉积在玻璃液内形成缺点，同时空气中的氮气在窑炉的高温下与氧发生反映，生成氮氧化物污染环境、又增加能耗。

发明内容本发明的目的现有窑炉以石油焦粉为燃料时燃烧不尽的问题，提供一种使石油焦粉充分燃烧的方式。

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前景分析：

玻璃行业的前景：
目前珠三角很多玻璃企业都已经进行了技术改造，使用了石油焦粉作为燃料，但是内地还有相当一部分企业还没有进行改造。因此，在内地的玻璃企业还有推广价值。
熔块窑行业前景：此项目在该行业的应用刚刚开始，主要原因是石油焦粉在熔块窑上应用存在一定的技术难点，本人2010年7月到今年7月整整花了一年的时间在河源某企业的熔块窑进行试验调试，攻克了难点，取得了成功。熔块窑在全国来讲是一个很大的市场。在这个行业有很大的推广价值。

燃烧产生的烟气对比：
石油焦粉燃烧产生废气量比燃烧重油略高。但是其灰分与重油相当，所以烟气中灰分含量也与重油燃烧相当，不会对窑炉产生负面影响。
三、项目市场可行性分析

目前玻璃、陶瓷行业很多高能耗企业在使用重油或煤焦油作为燃料，而且燃料成本在生产成本中占有大35%～ 50%的比例，所以其生产成本居高不下，如果将这部分企业的重油以石油焦粉替代，那么将为这些企业节约一大笔燃料成本，产生很好的经济效益。

其他行业的前景：
其他行业如：熔铝炉、锻造窑、退火窑、坩埚窑、工业锅炉等只要是以重油为燃料的热工设备经过一定的技术设计都可以使用石油粉作为燃料替代重油。在这些行业有着相当大的推广价值。
项目后续效益前景分析：
有相当一部分企业石油焦粉用量在几吨到几十吨不等，这些企业都不愿意自己直接建立磨粉厂进行石油焦粉加工，一般都采取外购石油焦粉的方式。而在外购时，又希望“石油焦粉燃烧系统”提供的单位能直接供应石油焦粉，这样燃烧效果出了问题就会排除燃烧系统制作商和焦粉供应商之间扯皮的现象。鉴于此，一般来讲，不出意外，只要做了系统改造，还可以附带进行石油焦粉的供应。从而在供应焦粉方面也会产生相当的经济效益。

石油焦粉火焰与重油火焰对比：
石油焦粉燃烧时火根温度低于火梢约20～30℃。其它如火焰长度、刚度、扩散面、形状以及稳定性等都与重油燃烧时的火焰类似。

燃烧所产生的水份含量比较
重油元素组成：C～86.4%；H～12.7%，每吨重油含氢 127Kg，可生成1150公斤左右的水。石油焦粉替代1吨重油时，其物理化合合成水分约为1100公斤，比等热值重油或重油生成水份略少或者说相当。石油焦粉在雾化燃烧过程中水分呈微料状态，高温下迅速气化并随烟气排放，不会对窑炉耐火材料形成异常侵蚀。
二、项目技术可行性分析
（一）、石油焦粉可燃性分析

低硫石油焦技术指标：
挥发份（% ）≤14.0 灰分（% ）≤ 0.5 硫分（% ） ≤ 1 真密度（g/cm3） 1.99 粒度： 100～300目着火点 750℃ 热值： 8300～8600kcal/kg

石油焦经一级破碎、烘干、强力研磨工艺制成一定规格的石油焦粉料，通过输送系统定量连续、均匀、稳定地喷入窑炉内进行燃烧。

（二）、与重油的对比
技术指标对比项目石油焦粉重油
热值(kcal/kg) 灰分（%）
含硫量（%）含碳（％）
83 00～8600 ≤0.5
≤ 1.0 ～ 85.9
～10000 0.02～0.1
0.3～3.5 85～90

当量热值比较：
石油焦粉热值约8300～8600kcal/kg，重油热值 9500～10000kcal/kg，根据窑炉不同热效率和熔化率，燃烧1.1 ～1.2吨石油焦粉与1吨重油热值相当；重油的热值在 8600～8800kcal/kg ，燃烧1.04~1.2吨石油焦粉与1吨的重油热值相当。通过实验, 石油焦粉燃烧时火焰温度稳定在 1680～1700℃之间，完全满足窑炉的需要。

石油焦粉作为一种固体燃料，经良好的雾化后，以高速紊流状进入窑炉，在高温状态下，通过辐射和对流被迅速加热到着火点，进行燃烧放热。石油焦粉在窑炉内的燃烬率主要是由其在炉内的停留时间与完全燃烧总时间的关系决定的，燃料在炉内的停留时间是由燃料雾化速度决定的。燃烧总时间包括了石油焦粉燃烧的五个阶段，其中起主导作用的是炭粒燃烬过程，燃烧时间与炭粒半径的平方成正比，与反应气体的初始浓度成反比，其他参数是经验常数。所以燃烬率的关键点就落在了石油焦粉的粒度和雾化质量上。粒度可以在磨粉过程中得以保证。雾化质量有专有喷枪保证。两方面结合保证了石油焦粉的燃烬率和火焰的长度和刚度。
使用石油焦粉作为燃料替代重油可取得的经济效益分析：以目前石油焦粉2300元/吨、重油4800元/ 吨的市场价格来计算。根据石油焦粉和重油的热值换算，一吨重油相当于1.2吨的石油焦粉产生的热量。窑炉消耗重油以每天 5吨计算。

石油焦粉与重油的经济性比较
项目石油焦粉 8500 2300元/吨 1.2 6.00 1.38万元 372万元重油 10000 4800元/吨 1 5.00 2.4万元热值（Kcal/kg) 单价（元/t) 等有效值热量燃料消耗（t) 整条线每天耗燃料量（t）整条线每天燃料费用年节约燃料费用
石油焦粉替代油燃烧技术项目计划书
ห้องสมุดไป่ตู้
一、项目背景

我国是世界第二耗能大国，能源利用率仅为33%,GDP 单位能耗是世界平均水平的3.1倍，亚太经合组织的 4.3倍，日本的9倍。因此寻求新型能源，节约和合理利用能源，走循环经济道路势在必行。

石油焦粉是以石油焦为主要原料经合成深加工制备而成作为燃料可替代油，其中石油焦是石油提炼过程中最末端的“废料”，因此石油焦粉替代油技术也是典型的循环经济。到目前为止，石油焦尚未列入国家能源序列，国家能耗统计口径也未计入能耗指标，以石油焦替代重油作为燃料也是新能源应用的一个很好的途径，同时也响应了国家的政策。
由上表可以看出，以石油焦粉替代重油作为燃料，每天可为企业节约燃料费用42.5%。所以其经济效益是非常可观的。因此，该项目很容易被市场接受，从市场这方面来讲是绝对可行的
四、项目市场前景分析
石油焦粉作为燃料使用的技术是在2007年开始的，当时只是把石油焦粉以一定比例混合在重油中与重油一起进行燃烧，在2009年开始，发展到石油焦粉完全替代重油进行直燃。这种技术首先主要是在珠三角的一些玻璃企业得以应用，所以在珠三角目前已经有相当一部分玻璃窑炉对原有的重油燃料进行了替代，使用效果很好。石油焦粉代油节能是一项成熟的技术，已经在玻璃行业成功推广。实践证明，应用该项技术，可以降低燃料成本40%以上，这部分费用将直接变成企业的纯利润。