电石炉余热利用方案

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1、40MVA电石炉节能技改方案草拟:孙继江（高级工程师）电话：i乌海市江嘉节能服务有限公司2014年4月电石炉技改方案引言目前，我国每年产生的电石炉尾气超过150亿m3。处置方式基本为炉气直排或点火 炬，不仅浪费了大量能源，也造成环境污染。国家对此十分重视，在电石行业准入条件（2007 年修订）中明确规定“新建电石生产装置必须采用密闭式电石炉，电石炉气必须综合利用”， “密闭式电石装置的炉气（指CO气体）必须综合利用，正常生产时不允许炉气直排或点火 炬”。但由于电石炉尾气成分复杂，净化提纯难度大，国内外目前可供选用的真正成熟可行 且实现了工业化生产的技术工艺很少，因而电石炉尾气回收利用率一直很低

2、。截至2008年 底，全国电石炉尾气的利用量尚不足15亿m3,利用率不足10%。每年因此损失约240万 吨标准煤，同时排放约1200万吨二氧化碳和90余万吨粉尘。研究开发经济合理、工艺技术可行的电石炉尾气利用途径，迫在眉睫。项目建设单位简介:为乌海xxxx化工公司，现有17MVA电石炉两座,技改为40MVA全 密闭电石炉一座，配套50万t白灰窑一座,2000kw烟气余热发电机组一套。一.电石炉余热回收利用方案全密闭电石炉40 MVA 11000-13500 600-10001、余热资源情况电石炉炉型电石炉容量/MVA烟气发热值/KJ/Nm3出口烟气温度/ C烟气含尘量，/g/Nm350-200

3、炉烟气量 /Nm3/h 22000-30000烟气焦油含量/mg/Nm3W150热值（kJ/Nm3）： 24002700kcal/ Nm3）2. 密闭电石炉、白灰窑烟气余热综合利用工艺流程2.1. 一台40000KVA密闭电石炉，产电石11.5t/h,产生电石废气量4666m3/h,废气 温度600-1000C，尾气综合利用一套干法除尘（旋风+布袋）系统组成。废气入口 600C,废气出口 200C。2.2 一台12万t白灰窑,t灰用CO300m3,产白灰15.5t/h（耗用电石废气4650Nm3）, 产生废气10万m3/h,废气温度350-450C，尾气综合利用机组方案由一台10t/h蒸 汽锅

4、炉和一套除尘（旋风+布袋）系统组成。废气入口 400C,废气出口 100C。余热回收值：10000 m3, 300-400C的废气经过锅炉可产生，1000kg过热蒸汽，发电 200kw/h,1kw/h 等值于 0.39kg 标煤烟气可回收余热量：100000/1000/1000=10t/h （蒸汽）X200kw/t=2000kw/h 可装机 2000kwh/400v.2.3.余热回收产蒸汽10t/h,通过废气贮灌汽源，驱动一套2000kwh/400v汽轮发电机组, 运行8000h/年可发电16MW。减排6240Nt。图1工艺流程简介3. 余热发电投资估算主要投资内容及投资估算如表4所示。品名规

5、格单位数量单价金额/万元备注余热锅炉20t翅管台1360360汽轮发电机2000kwh电液控套1360360用二手60%电器控制配电、变压套1100100废气净化200000m3/h套1180180水处理10t套13030管线套15050总控系统套13535安装、运输套1150150土建保温重钢结构E6002000120其它辅材80合计14653.1投资分析（1）年发电量：发电装机容量2000kW,年发电时间8000小时，年发电量16MWh。（2）运行成本：包括人工、机油、维修及配件、消耗件、管理、不可预测等费用，折 合单位发电成本为0.10 元/kW-h。则年运行成本费用为=16万MWhx0

6、.10元/kWh=160万 元。（3）年发电收益：发电电价按用电电价0.55元/kWh计算，年发电收益=年发电总量 X发电电价=16MWhx0.55元/kWh=880万元。（4）经济效益：年收益=880万元一160万元=720万元。（5）技改奖励:300万元（6） 投资回收期：（1465-300） -720万元=1.3年（约18个月）。二. 140m3气烧石灰窑方案一、简述：用电石炉煤气煅烧石灰是行业最可行的技术改造项目。一来有利 环保、二来有非常好经济效益，而且用圆筒的炉型，投资小、见效快。二、2X280m3竖炉基本参数和指标1. 竖炉为直立圆筒型，有效容积280m3。炉体高度26.5M，直

7、径9M。2. 产量400/日。3. 燃气消耗电石炉煤气300m3/t.灰。4. 石灰石粒度40-80mm。5. 电力总装机容量500kw。三、双筒竖炉主要结构竖炉主要有炉体、上料斜桥、炉顶装料、出灰机、助燃风机、冷却风机和燃烧器及温度仪表控制及抽烟除尘等几部分组成。炉体外为金属壳，内砌耐火砖。四、工艺简述经筛分处理后的合格石灰石原料，由卷杨机拉动料车经斜桥提升至炉顶装入炉内， 在炉体中部，园周装有32组燃烧器（高炉煤气使用预混式蜗流燃烧器，焦炉煤气要使用我 们研究设计的外混式长火焰烧咀燃烧器和煤气稀释装置。焦炉煤气热值高，火焰短，不配用 这两种专用设备是不能用于烧石灰的）将煤气送入炉内并和助燃

8、风混合燃烧，石灰石在自重 作用下的下降过程中，与炽热的煤气火焰进行复杂的热交换，并伴随着石灰石的晶粒发育成 长过程完成煅烧。再三经冷却带被助燃风冷却，然后由卸灰阀卸出炉外。环保要求严格的要增加抽风机和布袋除尘及平板出灰机等设备。五、主要设备（单台）1 、卷杨机3t；2 、上料小车1.2m3；3 、园盘出灰机（或阀式卸灰器）1台；4 、助燃风机9-19 35kw 1台；5 、冷却风机9-19 35kw 1台；6 、煤气燃烧器32套；7 、电振给料器1台；8 、各种管道阀门1套；9 、电器仪表控制系统设备1套；六、投资概算包括土建基础，炉体全部设备，带除尘抽风系统的800万左右。七、效益分析1.

9、气烧石灰没有煤炭能源消耗（用煤烧每吨灰用煤为200公斤-250公斤）所以成本低，而且质量好，无渣又活性好，对电石有非常大的质量作用。根据现在不少企业核算， 每吨灰的利润在60-80元，两座炉一年生产12.5万吨灰，一般一年便可收回投资。2. 效益估算年产白灰12.5万tX64元/t=800万元投资回收期：12个月一星、可二.总结建议1. 电石尾气煅烧白灰窑；投资800万元，年产白灰12.5万t；效益800-1000万元;所产白灰可满足电石炉所需（9万t/年）。2. 白灰窑余热利用发电；投资1465万元，发电16MW/年，效益720万/年;可用于本厂低压侧接入自用。3.两项投资回收期;(800+

10、1465) / (800+720) =1.5 (年)4.并且可以申报节能奖励资金、财政补贴。根据以上设计分析，本项目社会效益与经济效益十分可观，应尽快决策实施。四.相关参考文献2密闭电石炉尾气利用途径分析密闭电石炉尾气现有的利用途径可分为两大类：用做燃料或化工原料。2.1用做尾气余热锅炉热源发电该技术将密闭电石炉的含尘尾气直接引入特别设计的余热锅炉换热，充分利用电石炉 尾气的显热、生产蒸汽。同时通过锅炉炉膛、烟道落灰斗重力沉降及特别设计的电除尘器对 烟气进行除尘处理，达到电石炉尾气热能利用及干法除尘的双重目的。该技术巧妙地避开了电石炉尾气难以净化的难题，采取先换热后除尘的方案，一台尾 气锅炉系

11、统集除尘、供汽、消除有毒有害污染物于一体；电石炉出来的高温炉气经尾气锅炉 后。高温电石炉尾气不经冷却直接进入尾气锅炉换热，其炉气显热、得到了最大限度地利用， 克服了干、湿法除尘装置需先对炉气进行冷却，易造成物理显热及除尘灰中炭尘燃烧热得不 到利用的缺点，是目前较为成功的技术，所产出的过热蒸汽用于发电。2.2用做石灰窑生产的热源燃料电石属高能耗产品，其生产过程中的石灰烧制、焦炭干燥等都需要大量的热源。采用 电石炉尾气做热源燃料，可就近利用电石炉尾气，直接降低电石能耗，国内已有多家企业采 用该技术。君正有限公司采用自行开发的尾气干法净化技术，回收的尾气全部用于气烧石灰窑， 石灰再用于电石炉生产电石

12、，即节约了资源，又保护了环境，实现了尾气平衡综合利用。此种利用途径的缺点和局限性是：电石炉尾气需先除尘净化，净化过程易产生二次污 染；目前，输送工艺、气烧石灰窑工艺本身还存在一些问题；净化后的尾气属高价值燃料， 作为普通燃料使用太可惜。3密闭电石炉尾气利用新途径能源生产和供应形式多样化已经成为必然发展趋势，分布式能源是提高能源有效利用 率、保护环境的有效途径，已受到世界各国的高度重视并得到广泛应用。将净化后的电石炉尾气，作为燃气内燃机发电的燃料，具有典型的分布式能源特征， 可大可小，附加值高，技术成熟可靠。3.1余热发电原理电石炉排出的6001000C烟气直接进入余热锅炉换热，使烟气温度冷却至

13、250C以下 排出，进入除尘器除尘，再进入净化装置，净化后的CO气源供给白灰窑使用。3.2余热发电工艺流程余热锅炉汔轮机发电系统分为三大部分，电石炉尾气预处理系统、发 电系统、外部配套系统。具体包括电石炉尾气净化、冷却水循环、发电和输配电、余热利用 装置、厂房土建等。其工艺流程如下图：4结论与建议(1) 电石炉尾气作为燃气内燃机燃料，具有显着的分布式能源特征，模块式设计可大 可小，投资灵活，技术成熟可靠，能源利用效率高，投资回收期短。主要产品为电，无市场 风险。特别适合我国电石生产企业多、分布广的国情。(2) 建议有关部门在电石行业准入条件(2007年修订)的基础上，制定相应的 鼓励政策，促进

14、电石炉尾气的利用，推进电石行业的节能减排工作。按实际经验生产一公斤石灰约需960kcal热量。但由于各厂的生产设备和工 艺条件各不同也有区别。一般来说，烧一吨灰用高炉煤气需1600m3左右，烧焦 炉煤气需300m3左右。电石尾气需360m3左右，天然气需120m3左右，发生炉煤 气需900m3左右。在气烧炉内煅烧一吨石灰大约需一百万千卡热量。一般所需用不同燃料的数量则 按它的最低热值换算:高炉煤气热值约850千卡故烧1吨石灰约需1200M3左右。焦炉煤气热值约4000千卡故烧1吨石灰约需250M3左右。发生炉煤气热值约1250千卡故烧1吨石灰约需800M3左右。天然气热值约8000千卡故烧1吨

15、石灰约需130M3左右。表1不同炉型电石炉的烟气工艺参数承建节能环保型双套筒石灰窑（气烧窑）（2009-04-09 09:45:49）转载标签：石灰窑 套筒热耗炉况三台杂谈分类：石灰窑双套筒窑采用了窑壳和内套筒的特殊结构，使并流煅烧过程在一个窑体内进行，且占地面积 比双膛窑少，生产出来的石灰活性度较高，可达350ml以上，石灰中残余CO2含量小于1.5%， 如原料条件好，石灰活性度还可提高，且产品的生烧和过烧现象较少。双套筒窑使用的燃料 范围宽，可使用发热值在1100kCal/Nm3以上的低热值煤气，且煤气压力仅为15kPa左右的 常规压力。整座窑采用循环气体、高温废气换热等方式循环利用热能，所以产品所需的热耗 也较低，是一种节能型的石灰窑。煅烧采用则同时采用了气流的并流和逆流原理，有效地解决了生、过烧问题，提高了石灰的 活性。