六、主要技术指标
1.石油焦烧损率由4.44%降低到1.73%;
2.减少循环水用量3.6万吨/年。
七、技术鉴定情况
该技术于2012年通过山东省科技厅鉴定,并获得了德州市科学技术奖二等奖;2010年获得实用新型专利1项。
八、典型用户及投资效益
典型用户:嘉峪关索通预焙阳极有限公司、索通发展股份有限公司等。
典型案例1索通发展股份有限公司一厂煅烧密封改造技术
建设规模:12万吨预焙阳极煅烧炉生产线。建设条件: 已有预焙阳极煅烧炉生产线。主要建设或改造内容:煅烧炉密封
节能技术主要是在炭素生产过程中,根据罐式煅烧炉排料口装置实际情况,采用负压密封技术将排料口空气阻断,可使进入煅烧炉罐内空气量得到有效遏制,使煅烧炉炭质烧损减少,冷却水用量减小,减少CO2 排放。主要设备:煅烧炉密封装置、除尘系统。项目总投资额为800万元,项目建设期为6个月。年减排量:石油焦烧损降低2.7%,年减少石油焦消耗3.14千吨,年减少二氧化
碳排放2.5万吨,年减少循环水用量3.6万吨。减排成本为200~350元/tCO2。年经济效益约630万元。投资回收期约15个月。
九、推广前景和减排潜力
目前,国内年采用罐式炉煅烧石油焦的产能约350万t/a,其石油焦烧损率在4.4%左右,应用该技术后石油焦烧损率仅为1.7%左右,预计未来五年,该技术在炭素生产行业的推广比例可达到50%,形成年减排能力22万tCO2。
24 低浓度瓦斯真空变压吸附提浓技术
一、技术名称:低浓度瓦斯真空变压吸附提浓技术
二、技术类别:零碳技术
三、所属领域及适用范围:煤炭行业低浓度瓦斯利用
四、该技术应用现状及产业化情况
煤矿通风瓦斯俗称“乏风”,所含甲烷浓度在0.75%以下。据统计,我国煤矿每年排放的甲烷中,矿井乏风占80%左右,约为150 亿m3,其产生的温室气体效应约为2 亿tCO2当量。乏风回收利用的技术问题一直没有得到很好的解决,大量乏风直接排放不仅浪费了能源,而且对环境也会产生不容忽视的影响。目前,淮南矿业集团、贵州盘江煤矿、晋煤集团等均已开展了低浓度煤矿瓦斯的利用,并初步形成了一定的产业化规模。
五、技术内容
1.技术原理
采用理论分析、实验室研究、现场实测等多种研究手段,对低浓度瓦斯气真空变压吸附法(VPSA)提浓技术进行了全面、系统的研究。围绕瓦斯气提浓技术这一难点问题,充分利用当今的真空变压吸附理论,研究出高效经济的低浓度瓦斯气VPSA提浓技术。
主要技术内容包括:
(1)由于使用了在低压下具有较大吸附容量的低压甲烷吸附剂,使整个吸附过程在常压下进行,减少了压缩、升压环节,降低了能耗和投资,提高了安全性;
(2)VPSA提浓装置的吸附塔由6塔或8塔组成,可以多塔吸附,也可实现多塔再生。吸附塔内采用了多层复杂的静电消除设施;
(3)原料气的甲烷浓度可以低到12%左右,而产品气的甲烷浓度一步就能达到30%以上。只通过一步吸附提浓就可实现瓦斯气的提浓。甲烷产品气回收率最高可达95%;
(4)由于实现了12%左右低浓度瓦斯通过VPSA技术提高浓度到30%以上,扩大了煤矿低浓度瓦斯利用的范围。
2.关键技术
(1)低压吸附提浓工艺流程
开发了多次均压的低压真空再生吸附提浓瓦斯中甲烷的工艺流程,实现了在小于20kPa.G压力下,将浓度为12%左右的低浓度瓦斯提浓到30%以上,能耗低,经济性好;
(2)吸附剂的开发与优化
通过多种吸附剂的对比和改进,开发了高效的低压CH4吸附剂,吸附性能可以达到:静态CH4吸附容量大于25ml/g(0.1MPa.G,25℃),CH4/N2和CH4/O2分离系数大于4;
(3)吸附塔的结构设计与优化
吸附塔结构的优化,进一步改善了提浓的效果,并且确保消除静电和安全运行。
3.工艺流程
采用 VPSA提浓工艺流程,以装置为六个吸附塔为例,其吸附和再生工艺过程由吸附、均压降压、抽真空、均压升压和产品气升压等步骤组成。具体工艺过程如下:
(1)吸附过程;
(2)均压降压过程;
(3)抽真空过程;
(4)均压升压过程;
(5)产品气升压过程。
经上述步骤,吸附塔完成一个完整的“吸附-再生”循环过程,并为下一次吸附做好准备。6个吸附塔交替进行以上的吸附、再生操作 ,即可实现 CH4气体的连续提浓。工艺流程图见图1。
图1低浓度瓦斯真空变压吸附提浓技术工艺流程图