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冰膨胀做功能量的转化
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。
《大纲》从实际出发,根据节能技术的成熟程度、成本和节能潜力,采用“研究、开发”,“发展、推广”,“限制、淘汰、禁止”等措施,规范节能技术政策。《大纲》以2010年前推行的节能技术为主,相应考虑中长期节能技术的研发。
《大纲》用于指导节能技术研究开发、节能项目投资重点方向,为编制能源开发利用规划和节约能源规划提供技术支持,为实现“十一五”节能目标奠定基础。
2工业节能
我国工业能源消费量约占全国能源消费总量的70%。技术与装备良莠不齐,部分装备技术能低下,生产工艺落后,导致能耗指标较高,总体用能效率低,严重制约国民经济持续快速发展。
2.1能源资源优化开发利用与合理配置技术
2.1.1发展能源资源优化开发与优化利用技术
制定煤炭、石油、天然气、煤层气(煤矿瓦斯)、水电和海上油气田等大型能源资源总体开发方案并滚动修订;优化煤、油、气和水电资源的配置;统筹规划能源开发、运输、储存、加工、转换、燃料替代等,以达到能源开发利用佳整体效益。
优化和调整用能结构,实现有效利用能源资源。高耗能产业因地制宜地靠近能源产地布局。有条件的矿区统筹发展煤电、煤化工、煤炭建材等综合利用产业。
扩大煤炭洗选加工比例。供应炼焦用煤必须全部洗选加工。重点发展化肥和高炉喷吹用煤及高硫、高灰份煤的洗选。
2.1.2发展多种能源发电与合理配置技术
依据我国一次能源资源和大用电负荷中心分布特征,发展煤炭坑口大容量电技术与大水电基地发电技术;发展大容量燃气、蒸汽联合循环发电和燃气轮机调峰发电技术,缺水地区发展节水型发电技术;在缺乏能源资源地区,积极发展安全堆型核电技术;发展煤矸石综合利用电厂。
在热负荷集中地区,发展热电联产,热、电、冷三联产发电技术;北方采暖地区大中城市发展集中供热的热电联产,优先建设以热定电的背压供热机组和200MW以上的抽汽供热机组。
发展高参数、大容量、高效率发电技术。大型电力系统发展超临界、超超临界压力等级发电技术;推广建设600MW及以上高参数大容量燃煤机组、高效洁净煤发电机组和大型联合循环机组,限制在大电网内新建常规300MW及以下中、小型凝汽式机组。重点开发并推广适合国情的循环流化床及整体煤气化发电技术,积极发展300MW及以上大型循环流化床锅炉。优化供电方案,逐步淘汰单机容量100MW及以下常规燃煤纯凝汽式小火电机组和单机容量50MW及以下的以发电为主的燃油锅炉、发电机组。
实施节能电力调度,限制能耗高的机组发电,大限度节约能源。
发展大容量、远距离、安全经济输电技术。
发展500kV超高压输电技术。
禁止电力系统新建燃油发电厂。
2.1.3发展水电资源综合优化开发、利用技术
大力发展流域梯级水电优化开发技术。
大电网重点发展500MW以上大型混流或水轮机发电技术。
靠近负荷中心的地区,重点发展300MW及以上大型抽水蓄能电站技术。
2.1.4发展、推广煤炭资源高效开采利用技术
发展煤炭大规模、集约化开采技术。发展采掘机械化,推广综采、综掘技术装备,建设高产高效矿井和大型煤炭生产基地,按品位开采利用,提高回采率。
研发煤炭地下气化技术,促进报废矿井残留煤的回收利用。
鼓励、支持矿井煤与煤层气(煤矿瓦斯)共采,研究、推广新型高效的煤层气(煤矿瓦斯)抽采技术。加快煤层气(煤矿瓦斯)资源勘探、开发力度;加速引进、开发煤矿煤层气(煤矿瓦斯)等可燃气体回收利用技术和低浓度瓦斯利用技术,降低煤气放散率。
研发煤化工、煤炭液化替代石油技术。推广洁净煤代油,石油焦气化燃烧技术。
推广高效、低污染炼焦技术,提高焦炭产出率,回收利用炼焦过程副产煤气、焦油等。
关停回采率低与不具备安全条件的小煤矿。
保护开采焦煤资源,严禁将主焦煤当动力煤使用。
2.1.5鼓励低热值矿物燃料综合利用技术
就地利用热值12560kJ/kg及以下矿物燃料,10500kJ/kg以上的煤矸石用作低热值工业锅炉燃料。
发展、推广燃烧煤矸石、煤泥等低热值燃料的循环流化床锅炉发电技术,充分利用煤矸石、煤泥、中煤、油页岩、石煤等低热值燃料。
发展低热值煤矸石、石煤生产砖瓦,或用作水泥厂燃料和配料、混凝土和建筑砌块及墙板用骨料等新型节能建材的技术。
2.1.6发展褐煤利用技术
发展褐煤气化技术,利用褐煤生产甲醇等化工产品。
研发褐煤提干、快速热解工艺、褐煤直接液化和无粘结剂成型技术。
2.1.7发展、推广油气资源综合开发利用技术
推广油田伴生气回收利用技术,如撬装式轻烃回收装置、套管气回收、大罐抽气和天然气发动机等技术。整装油田必须同步建设伴生气、凝析油回收设施。推广汽油装车站台、加油站和油库油气回收技术。
2.1.8研究油页岩资源开发和综合利用技术
2.1.9发展资源再生循环利用技术
加强废旧资源再生利用,扩大加工能力,提高利用效率。发展废旧钢铁、废旧有色金属、废旧塑料、碎玻璃、废纸、废旧轮胎、报废汽车、废旧电子设备与器件、废旧家用电器和废旧电池等再生利用技术。
开发利用工业炉渣、煤矸石、粉煤灰、烟道灰等工业废渣,生产废渣砖、内燃砖、砌块等墙体材料的工艺技术;发展冶炼废渣、化工废碴、造纸废液、粉煤灰、脱硫石膏、制糖废渣等工业废料的综合利用技术,构建循环经济产业链。
发展城市生活垃圾、农林废弃物、沼气池废渣、人畜排泄物等综合利用技术。
2.2重点生产工艺节能技术
2.2.1煤炭生产节能技术
推广煤炭开采优化巷道布置技术,简化系统、减少岩巷。有条件的矿井推广巷道光面和锚杆、锚索、锚喷支护减少风阻。发展选煤厂闭路循环工艺,实现废水和煤泥回收利用。在缺水或高寒地区,推广干法选煤新工艺。
2.2.2电力生产节能技术
发展、推广火电厂全过程优化运行和状态监控技术。在煤粉锅炉中推广气化小油枪、等离子点火等节油或无油点火稳燃节能技术。
推广电力设备改造提效技术。对现有200MW、300MW机组,进行提高低压缸通流部分效率的改造及各类机组低效辅机的技术改造。
发展、推广电网经济运行技术。优化电网运行方式,优化变压器分接头配置,加强无功补偿及其调节能力,提高用电功率因数。建立、完善电网运行信息系统,推广电网线损诊断与管理技术。加强对电网线损率的分级管理和分区分压分线(台站)的统计分析、理论计算和小指标考核等线损管理制度。发展推行电网用电侧监测管理技术。
发展、推广大型企业用电管理信息系统、车间工艺自动控制节能技术。
2.2.3钢铁生产节能技术
发展钢铁露天矿山陡帮和高台阶开采以及地下矿开采结构参数优化技术。
焦化发展型煤炼焦技术,干熄焦大型化技术。
发展超高铁、低硅、低燃耗、高还原度烧结技术,推广低碳厚料层、混合料预热、热风点火和小球烧结等节能技术。
发展高炉大型化、优化炉料结构和长寿命技术,实现精料、高风温、高喷煤比、低硅冶炼,建立高炉操作专家系统。研发熔融还原、直接还原炼铁新技术。
发展炼钢节能技术。转炉向大型化发展,逐步实现负能炼钢;电炉炼钢采用水冷炉壁—泡沫渣埋弧熔炼及高电压、低电流供电熔炼技术;推广废钢预热技术;开发超高功率直流电弧炉和双壳电弧炉等节电产品。
推广高效连铸、薄板坯连铸连轧和近终型连铸技术。
发展蓄热式加热炉技术,连铸坯热装热送、直送技术,汽化冷却技术等。
2.2.4有色金属生产节能技术
发展有色金属矿露天开采和地下矿采场大型化技术、大型开采设备,实现浮选和多碎少磨设备大型化。
发展中低品位铝土矿选矿脱硅技术和高效短流程生产工艺;发展氧化铝生产间接加热、强化熔出工艺技术;拜耳法管道化熔出技术。烧结法熟料烧成工艺过程发展窑外烘干预热、智能集中控制技术;发展氢氧化铝焙烧工艺过程流态化闪速焙烧及循环流化床焙烧技术;高效能降膜蒸发、闪速蒸发、多效蒸发、板式蒸发等工艺技术。
发展300kA以上大型预焙槽电解铝生产技术、电解铝液直接生产铝及铝合金锭等综合节能工艺。
发展大型硫化铜精矿冶炼,推广富氧强化熔池熔炼及高浓度富氧、常温鼓风闪速熔炼工艺;发展铜冶炼连续吹炼和湿法炼铜技术;推广不锈钢阴极母板。
推广铅冶炼过程氧气底吹熔炼、渣还原炼铅(SKS法)及氧气顶吹熔池炼铅新工艺,改进现有烧结—鼓风炉工艺;研究开发直接炼铅工艺。
推广锌冶炼过程富氧强化焙烧及加压浸出工艺技术。发展镍硫化矿冶炼过程的富氧强化闪速熔炼或熔池熔炼工艺。
发展锡冶炼奥斯麦特富氧顶吹熔炼工艺。
利用焦炉煤气发展硅热法炼镁技术,开发新型镁还原工艺及大型无隔板镁电解槽。
发展铜铝铅锌冶炼过程检测和优化控制技术及短流程、连续化加工成型技术。
发展钛渣冶炼密闭电炉的连续加料、大型沸腾氯化炉生产四氯化钛和还原—蒸馏联合法制取海绵钛新工艺。
2.2.5黄金生产节能技术
发展高效选矿、多碎少磨和优化冶炼工艺技术:高硫、高砷金精矿采用生物氧化技术;载金炭采用高压无氰和常温常压解吸工艺;高品位贵液采用一步电积工艺;金泥采用湿法冶金工艺。
2.2.6建筑材料生产节能技术
发展、推广水泥大型窑外分解新型干法窑生产技术,以及相应的生产技术装备,如高效粉磨、高效冷却、优质耐火材料生产技术等。开发利用可替代原、燃料的废弃物再生能源。
发展大型(日熔化量500t以上)优质浮法线生产技术。全面提高洛阳浮法玻璃成套工艺技术与装备,研发推广浮法玻璃窑炉的辅助熔化与全氧、富氧燃烧技术。
发展建筑陶瓷、卫生陶瓷辊道窑技术,大吨位压砖机技术,高速烧嘴燃烧技术,窑炉大型化及窑体耐火保温轻质化,节能煅烧技术等。
发展煤矸石、粉煤灰、页岩等生产空心砖和装饰砖的新技术和新设备;发展各种具有轻质、保温、节能、隔音、装饰功能的建筑砌块制品;研究开发工业化生产的成套技术等。
发展年产3万t以上无碱玻璃纤维池窑拉丝生产技术和产品深加工技术。
推广和提高石灰连续生产节能立窑技术。
2.2.7化工生产节能技术
发展大型化、集成化、自动化生产合成氨技术;发展以天然气为原料的生产合成氨技术,主要有天然气自热转化技术(ATR)、非催化部分氧化技术(POX),以及相应合成氨净化技术;发展用烟煤、褐煤等粉煤和水煤浆制合成氨技术;采用能量系统优化技术对传统工艺进行改造。
发展低能耗合成氨工艺。改进和发展工艺单元技术,包括温和转化、燃气轮机、低热耗的脱碳与变换、深冷净化、效率更高的合成回路和低压合成技术。
发展离子膜烧碱技术和氧阴极技术;推广节能型离心膜电解槽;推广烧碱改隔膜+金属扩张阳极+活阴极隔膜法电解技术;推广高效节能型蒸发技术和装置。
纯碱生产推广氨碱法真空蒸馏或干法加灰蒸馏技术,蒸馏废液闪发技术;联碱法高效淡液蒸馏塔技术,新型变换气直接制碱技术,高效换热设备节能技术,氯化铵结晶工序节能技术。
发展大型密闭电石炉和大型黄磷电炉,采用机械自动上料和配料密闭系统技术。
2.2.8石油天然气开采节能技术
陆上石油天然气开采发展高效采油工艺设备,推广抽油机系统优化匹配和优化运行技术;优化简化油气集输工艺流程,建设多功能合一、高效节能的油田联合处理站;推广整装稀油油田油气集输密闭流程;发展优化注水工艺技术,高含水期完善注采井网、扩大注水波及体积,特高含水期采取细分层注水、细分层堵水、调剖等措施;推广高效注水泵机组和注水系统优化运行技术;推广稠油热采提高注汽锅炉能效技术、高压高温输汽管道保温技术、稠油污水深度处理回用锅炉技术;管道输油推广密闭输送工艺和高效加热炉、输油泵及配套的电动机;推广降凝降粘减阻技术,不加热输送技术和智能清管技术;管道输气推广管道内壁涂层技术、不停输清管技术;石油钻井推广水平井、欠平衡钻井、分支井等钻井技术,推广钻井提速技术和网电驱动钻机;油井施工推广“绿色作业”技术。
海洋石油天然气开采推广的油藏模拟软件和油藏监测的四维地震技术;研究油气田开发动态跟踪技术;优化油田寿命期内的采油方式;推广水驱、CO2驱、聚合物驱、微生物采油等新技术;合理利用地层压力提高驱油效率和采收率;利用水平井、大斜度井、多底井等钻完井技术;在油田高含水阶段,推广“稳油控水”新工艺。发展从油藏、井筒、油气处理到外输全过程的整体能耗优化工艺技术。充分考虑油田群或气田群天然能量的平衡利用,确定联合开发中心平台的位置;充分利用气井压力输送天然气。采用水力旋流器、膜分离技术等高效含油污水处理设备;采用油气集输系统密闭流程工艺。
2.2.9石油化工生产节能技术
炼油常减压蒸馏装置,采用夹点技术优化换热和预闪蒸等节能型流程;催化裂化装置,推广降低焦炭产率和减少装置结焦技术;芳烃抽提工艺过程,推广高效溶剂(四乙二醇醚、环丁砜等)技术;用氢装置发展氢能优化技术;研究开发低能耗的过滤—吸附再生法;推广应用抽提蒸馏工艺。
研究开发加氢装置热高分流程的优化技术;采用液力透平回收压力能;开发、应用新型加氢催化剂、的反应器内构件和循环氢脱硫措施;推广延迟焦化装置大型化、双面辐射加热炉技术;推广装置间热联合技术。
推广乙烯装置裂解炉空气预热技术、乙烯在线烧焦技术,推广乙烯裂解炉强化传热技术;开发加注结焦抑制剂,推广低能耗分离技术。研发合成树脂催化剂技术,完善聚丙烯装置的丙烯原料精制系统。推广合成橡胶吸收式热泵技术。研发直接干燥技术。
2.2.10轻工生产节能技术
造纸化学制浆向深度脱木素蒸煮工艺、氧脱木素、无元素氯和全无氯漂白方向发展;采用高浓筛浆、高效精浆技术和设备;发展高得率制浆技术(如TMP、CTMP、APMP等)及中高浓漂白技术;造纸机采用新型脱水器材、宽区压榨、全封闭式气罩、热泵、热回收技术等;制浆、造纸工艺过程及管理系统计算机控制等技术。
日用玻璃推广节能环保型窑炉,综合采用新型优质耐火材料并合理匹配,强化窑体保温,减少流液洞玻璃液回流,增加蓄热室回收效率及合理应用窑坎、鼓泡、电助熔、深澄清池等技术,发展推广纯氧助燃、全氧燃烧和减压澄清技术,提高窑炉熔化率和窑炉寿命;改善燃烧工艺条件,选用燃烧效率高、污染小的燃料,保持佳空气系数,阻止三次空气漏入;优选玻璃配方,推广全国基本统一的日用玻璃化学成分组成及组成范围,提高废玻璃加入量的比例,改善工艺条件和生产过程控制,发展瓶罐玻璃轻量化技术。
日用陶瓷推广节能型窑炉,采用新型优质耐火保温材料,全保温和优化窑炉结构及燃烧控制系统等技术;开发日用陶瓷工业窑炉技术支撑体系;推广轻质耐火材料匣钵、窑具、窑车,采用清洁气体燃料或液体燃料,实现明焰无匣烧成。
制糖业向大型化发展(日处理糖大于3000t),充分利用低热值煮糖汁汽和热能,提高糖厂蒸汽复用指数;采用降膜蒸发罐、强制循环煮糖罐、全自动分蜜机等设备,实现制糖生产热能集中控制。
井矿盐向生产装置大型化(单套设备生产能力大于60万t/n)发展;鼓励发展液体盐;推广卤水净化新技术;改造现有高耗能设备;积极采用盐硝联产制盐技术;提高自动化控制水平;产品综合能耗达到行业规定指标。
2.2.11纺织工业生产节能技术
推广自动化、高效化纺织工业工艺技术和装备,缩短工艺流程,提高效率。棉纺行业推广紧密纺、中高支转杯纺纱工艺和高智能型宽幅无梭织机等新技术;染整行业推广高效节水、节能型助剂和冷轧堆一步法、一浴法等新工艺,采用智能化高效短流程前处理机、高效节能的拉幅定型机等。采用多效多级蒸发设备与技术处理印染的碱液、化纤的酸液。
2.3生产过程余热、余压、余能利用技术
推广生产过程余热、余压、余能的回收利用技术,遵循“梯级利用,高质高用”原则,优先把高品位余热余能用于做功或发电,低温余热用于空调、采暖或生活用热。
2.3.1发展工业窑炉余热、余能利用技术
工业窑炉烟气余热可用于空气、燃料及物料的预热及炉外热回收设施。
2.3.2发展钢铁生产过程余热回收利用技术
推广干法熄焦技术,开发推广炉渣余热回收利用技术,综合利用焦炉煤气和焦油做民用燃料或生产化工产品。
2.3.3推广钢铁生产过程副产煤气等余压回收利用及发电技术
推广高炉煤气干式除尘压差发电技术和转炉煤气、蒸汽回收技术,转炉干法除尘技术。充分利用低热值高炉煤气和转炉煤气,发展燃气蒸汽联合发电技术,逐步实现钢铁生产工艺过程燃料无油化。
2.3.4发展有色金属生产过程余热和副产煤气的回收利用技术
2.3.5发展、推广大型干法水泥窑纯低温余热发电技术,玻璃窑低温余热利用技术
2.3.6发展利用焦炉废气生产石灰工艺技术,提高石灰副产品回收综合利用
2.3.7发展利用电石炉炉气和炭黑、黄磷、合成氨、硫酸生产中产生的可燃气体作燃料或原料技术
2.3.8发展推广石油化工生产过程能量回收利用技术
推广余热、余汽发电、吸收式热泵和制冷技术。催化重整(包括半再生和连续重整)过程推广回收重整加热炉烟气余热技术。发展油品储运系统回收放散气体和减少原油加工损失的技术。采用自动点火系统,提高火炬气回收率。
2.3.9发展乙烯热联合技术,采用燃气轮机—加热炉(裂解炉)联合供热供电
2.3.10加强合成纤维原料丙烯腈回收系统的余热回收利用
推广PTA蒸汽透平技术;精制部分推广能量回收技术;己内酰胺生产采用仿生催化氧化、环己酮氨肟化等技术。
2.3.11研发卫生陶瓷梭式窑余热利用技术
重点解决“双炉”系统梭式窑和梭式窑专用助燃空气预热换热系统。
2.4高效节能设备
研发、推广高效节能型工业通用设备和专用设备,主要包括工业锅炉、工业窑炉、各种电动机、风机、泵、压缩机、气体分离设备、电力变压器等。
2.4.1发展、推广高效和清洁燃料工业锅炉
发展、推广新型高效工业锅炉系列。
发展、推广循环流化床工业锅炉,采用与燃气轮机或内燃机配套的余热锅炉。
推广使用洁净煤、型煤和生物质燃料等的锅炉。
发展高效的燃烧装置,推广煤粉分级燃烧等洁净燃烧方式;提高工业锅炉自动控制装置和燃烧监测手段;推广低阻高效旋风除尘器。
2.4.2发展、推广高效工业窑炉
发展新型隔热保温材料工业窑炉。新建工业窑炉应向连续化、大型化、自动化方向发展。
研发、推广蓄热式燃烧器自身预热烧嘴系列、高速烧嘴系列、平焰烧嘴系列产品。开发组合燃烧单元,炉温自动控制,空燃比控制,炉压控制等系列产品。
发展大容量和高功率密度炉型感应熔炼炉。
2.4.3发展高效、强化换热设备
发展高效、长寿、强化换热设备,如各种管壳式强化换热器,波纹管换热器、板式换热器、螺旋管式换热器、新型高效喷流换热器、流化床换热器、碳化硅换热器、陶瓷换热器等高温换热器以及热管等小温差换热器。
2.4.4发展、推广高效机电设备
推广S11型及低损耗变压器、低能耗导线、金具等节能型配电设备及附件。
发展高能无功补偿装置。推广可调节型低压无功补偿装置、高压能无功补偿装置(SVC、SVG等);改进电网供电质量的节电设备,如谐波防治装置等。
发展、推广高效率的泵类设备。通过完善泵的三元流场、二相流分析计算方法,改进加工工艺,使泵的能效达到83%~87%;开发使用与变频器结合的可进行流量调节的恒流量、变扬程特水泵,替代水阀进行流量调节,并扩大系列型谱范围,增加品种。
推广节能型通用风机产品,通用风机的效率平均应达到80%~85%。开发新型矿用风机、风扇,电厂、工业锅炉用高效节能风机,如三叶罗茨风机,三元流动叶轮的高效节能风机等;开发使用与变频器结合,用于流量调节的恒流量、变扬程特风机。
发展、推广变频调速技术与装置及内反馈斩波调速技术与装置。开发电动机拖动用节能调速装置、工艺调速能用交流调速装置、特种调速用交流调速装置、变频电源及车船使用的直—交逆变电源、牵引调速专用装置、绿色发电用异步电动机变频调速装置等。
研究、发展节能高效电动机。采用冷轧硅钢片代替热轧硅钢片,生产动力用电动机和与变频器集成的变频电动机。研发、推广铜转子电机高起动转矩永磁同步电机。
研发余热、废热、太阳能空调、热泵机组和冷热电联产装置。
推广逆变式焊接电源焊机,开发绝缘栅双击型晶体管(IGBT)逆变电源、自动、半自动焊接设备和二氧化碳(CO2)气体保护焊机等。
研发电子音视频节能节电产品,包括低待机能耗的CRT机、液晶等离子平板彩色电视机、DVD/VCD视盘机等家用电子音视频产品和计算机显示器、传真机、复印机等信息通信产品。
2.5节能新技术
2.5.1研发、推广高红外、远红外、等离子、感应加热等高效加热新技术
2.5.2研发、推广微波能高温技术,如微波烧结、微波高温合成工艺及相关设备
2.5.3研发、推广膜技术在气体分离、污水处理、电解等领域的应用
2.5.4研发新型煤粘结剂、助燃剂和工业型煤,发展煤粉成型技术
2.5.5研发中小型高效清洁煤燃烧技术及装备
2.5.6研发机械、电子和信息技术相结合的机电一体化技术装备
2.5.7研发微生物选矿、微生物化肥等微生物技术
2.5.8研发环保、高能效比制冷剂等技术,发展冰(水)蓄冷技术,研发动态蓄冰技术
2.5.9研发新型传热传质技术以及纳米技术、超导技术、超声技术、磁化化技术、稀土技术在节能领域中的应用
2.5.10研发减磨与润滑技术、新型密封技术、防腐蚀技术、清洗与除锈除垢技术、添加剂技术、催化助燃等高新技术
2.5.11研发高温超导技术在大电流传输、电能储存和高效电动机的应用
2.5.12研发天然气水合物等新型能源开采技术
2.5.13发展、推广电子技术、模糊控制技术在用电设备和家电产品中的应用
2.6节能新材料
2.6.1研发、推广新型保温、隔热、高温、密封材料
推广新型优质保温耐火材料。1250℃以下工业窑炉推广高铝纤维,硅酸铝纤维耐火材料,1250~1400℃工业窑炉逐步推广高温氧化铝耐火纤维材料。
推广建筑用模塑聚苯乙烯、挤塑聚苯乙烯、聚氨脂、硬质酚醛泡沫、岩棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩等保温材料,推广应用新型节能墙体材料和节能窗框、玻璃材料。研究开发相变储能材料和薄膜型热反射材料。开发优质岩棉材料。
推广微孔泡沫聚氨酯隔热材料、陶瓷电热膜等。
研发新型高能热力、供冷管网保温材料。
推广高温优质耐火材料,如冶金、建材行业用高纯镁砂、镁铬质、镁铝质及不定型浇注耐火材料。
2.6.
脱硫的工艺种类
石灰石——石膏法脱硫工艺是世界上应用广泛的一种脱硫技术,日本、德国、美国的火力发电厂采用的烟气脱硫装置约90%采用此工艺。
它的工作原理是:将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙,硫酸钙达到一定饱和度后,结晶形成二水石膏。经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水,使其含水量小于10%,然后用输送机送石膏贮仓堆放,脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴,再经过换热器加热升温后,由烟囱排入大气。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触,吸收剂利用率很高,钙硫比较低,脱硫效率可大于95%。
系统组成:
(1)石灰石储运系统
(2)石灰石浆液制备及供给系统
(3)烟气系统
(4)SO2吸收系统
(5)石膏脱水系统
(6)石膏储运系统
(7)浆液排放系统
(8)工艺水系统
(9)压缩空气系统
(10)废水处理系统
(11)氧化空气系统
(12)电控制系统
技术特点:
⑴、吸收剂适用范围广:在FGD装置中可采用各种吸收剂,包括石灰石、石灰、镁石、废苏打溶液等;
⑵、燃料适用范围广:适用于燃烧煤、重油、奥里油,以及石油焦等燃料的锅炉的尾气处理;
⑶、燃料含硫变化范围适应强:可以处理燃料含硫量高达8%的烟气;
⑷、机组负荷变化适应强:可以满足机组在15~负荷变化范围内的稳定运行;
⑸、脱硫效率高:一般大于95%,高达到98%;
⑹、专利托盘技术:有效降低液/气比,有利于塔内气流均布,节省物耗及能耗,方便吸收塔内件检修;
⑺、吸收剂利用率高:钙硫比低1.02~1.03;
⑻、副产品纯度高:可生产纯度达95%以上的商品级石膏;
⑼、燃煤锅炉烟气的除尘效率高:达到80%~90%;
⑽、交叉喷淋管布置技术:有利于降低吸收塔高度。
的适用范围:
⑴、200MW及以上的中大型新建或改造机组;
⑵、燃煤含硫量在0.5~5%及以上;
⑶、要求的脱硫效率在95%以上;
⑷、石灰石较丰富且石膏综合利用较广泛的地区喷雾干燥法脱硫工艺以石灰为脱硫吸收剂,石灰经消化并加水制成消石灰,消石灰由泵打入位于吸收塔内的雾化装置,在吸收塔内,被雾化成细小液滴的吸收剂与烟气混合接触,与烟气中的SO2发生化学反应生成CaSO3,烟气中的SO2被脱除。与此同时,吸收剂带入的水分迅速被蒸发而干燥,烟气温度随之降低。脱硫反应产物及未被利用的吸收剂以干燥的颗粒物形式随烟气带出吸收塔,进入除尘器被收集下来。脱硫后的烟气经除尘器除尘后排放。为了提高脱硫吸收剂的利用率,一般将部分除尘器收集物加入制浆系统进行循环利用。该工艺有两种不同的雾化形式可供选择,一种为旋转喷雾轮雾化,另一种为气液两相流。
喷雾干燥法脱硫工艺具有技术成熟、工艺流程较为简单、系统可靠高等特点,脱硫率可达到85%以上。该工艺在美国及西欧一些有一定应用范围(8%)。脱硫灰渣可用作制砖、筑路,但多为抛弃灰场或回填废旧矿坑。磷铵肥法烟气脱硫技术属于回收法,以其副产品为磷铵而命名。该工艺过程主要由吸附(活炭脱硫制酸)、萃取(稀硫酸分解磷矿萃取磷酸)、中和(磷铵中和液制备)、吸收(磷铵液脱硫制肥)、氧化(亚硫酸铵氧化)、浓缩干燥(固体肥料制备)等单元组成。它分为两个系统:
烟气脱硫系统——烟气经高效除尘器后使含尘量小于200mg/Nm3,用风机将烟压升高到7000Pa,先经文氏管喷水降温调湿,然后进入四塔并列的活炭脱硫塔组(其中一只塔周期切换再生),控制一级脱硫率大于或等于70%,并制得30%左右浓度的硫酸,一级脱硫后的烟气进入二级脱硫塔用磷铵浆液洗涤脱硫,净化后的烟气经分离雾沫后排放。
肥料制备系统——在常规单槽多浆萃取槽中,同一级脱硫制得的稀硫酸分解磷矿粉(P2O5含量大于26%),过滤后获得稀磷酸(其浓度大于10%),加氨中和后制得磷氨,作为二级脱硫剂,二级脱硫后的料浆经浓缩干燥制成磷铵复合肥料。炉内喷钙加尾部烟气增湿活化脱硫工艺是在炉内喷钙脱硫工艺的基础上在锅炉尾部增设了增湿段,以提高脱硫效率。该工艺多以石灰石粉为吸收剂,石灰石粉由气力喷入炉膛850~1150℃温度区,石灰石受热分解为氧化钙和二氧化碳,氧化钙与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙。由于反应在气固两相之间进行,受到传质过程的影响,反应速度较慢,吸收剂利用率较低。在尾部增湿活化反应器内,增湿水以雾状喷入,与未反应的氧化钙接触生成氢氧化钙进而与烟气中的二氧化硫反应。当钙硫比控制在2.0~2.5时,系统脱硫率可达到65~80%。由于增湿水的加入使烟气温度下降,一般控制出口烟气温度高于露点温度10~15℃,增湿水由于烟温加热被迅速蒸发,未反应的吸收剂、反应产物呈干燥态随烟气排出,被除尘器收集下来。
该脱硫工艺在芬兰、美国、加拿大、法国等得到应用,采用这一脱硫技术的大单机容量已达30万千瓦。烟气循环流化床脱硫工艺由吸收剂制备、吸收塔、脱硫灰再循环、除尘器及控制系统等部分组成。该工艺一般采用干态的消石灰粉作为吸收剂,也可采用其它对二氧化硫有吸收反应能力的干粉或浆液作为吸收剂。
由锅炉排出的未经处理的烟气从吸收塔(即流化床)底部进入。吸收塔底部为一个文丘里装置,烟气流经文丘里管后速度加快,并在此与很细的吸收剂粉末互相混合,颗粒之间、气体与颗粒之间剧烈摩擦,形成流化床,在喷入均匀水雾降低烟温的条件下,吸收剂与烟气中的二氧化硫反应生成CaSO3和CaSO4。脱硫后携带大量固体颗粒的烟气从吸收塔顶部排出,进入再循环除尘器,被分离出来的颗粒经中间灰仓返回吸收塔,由于固体颗粒反复循环达百次之多,故吸收剂利用率较高。
此工艺所产生的副产物呈干粉状,其化学成分与喷雾干燥法脱硫工艺类似,主要由飞灰、CaSO3、CaSO4和未反应完的吸收剂Ca(OH)2等组成,适合作废矿井回填、道路基础等。
典型的烟气循环流化床脱硫工艺,当燃煤含硫量为2%左右,钙硫比不大于1.3时,脱硫率可达90%以上,排烟温度约70℃。此工艺在国外目前应用在10~20万千瓦等级机组。由于其占地面积少,投资较省,尤其适合于老机组烟气脱硫。燃烧前脱硫就是在煤燃烧前把煤中的硫分脱除掉,燃烧前脱硫技术主要有物理洗选煤法、化学洗选煤法、添加固硫剂、煤的气化和液化、水煤浆技术等。洗选煤是采用物理、化学或生物方式对锅炉使用的原煤进行清洗,将煤中的硫部分除掉,使煤得以净化并生产出不同质量、规格的产品。微生物脱硫技术从本质上讲也是一种化学法,它是把煤粉悬浮在含细菌的气泡液中,细菌产生的酶能促进硫氧化成硫酸盐,从而达到脱硫的目的;微生物脱硫技术目前常用的脱硫细菌有:属硫杆菌的氧化亚铁硫杆菌、氧化硫杆菌、古细菌、热硫化叶菌等。添加固硫剂是指在煤中添加具有固硫作用的物质,并将其制成各种规格的型煤,在燃烧过程中,煤中的含硫化合物与固硫剂反应生成硫酸盐等物质而留在渣中,不会形成SO2。煤的气化,是指用水蒸汽、氧气或空气作氧化剂,在高温下与煤发生化学反应,生成H2、CO、CH4等可燃混合气体(称作煤气)的过程。煤炭液化是将煤转化为清洁的液体燃料(汽油、柴油、航空煤油等)或化工原料的一种的洁净煤技术。水煤浆(Coal Water Mixture,简称CWM)是将灰份小于10%,硫份小于0.5%、挥发份高的原料煤,研磨成250~300μm的细煤粉,按65%~70%的煤、30%~35%的水和约1%的添加剂的比例配制而成,水煤浆可以像燃料油一样运输、储存和燃烧,燃烧时水煤浆从喷嘴高速喷出,雾化成50~70μm的雾滴,在预热到600~700℃的炉膛内迅速蒸发,并拌有微爆,煤中挥发分析出而着火,其着火温度比干煤粉还低。
燃烧前脱硫技术中物理洗选煤技术已成熟,应用广泛、经济,但只能脱无机硫;生物、化学法脱硫不仅能脱无机硫,也能脱除有机硫,但生产成本昂贵,距工业应用尚有较大距离;煤的气化和液化还有待于进一步研究完善;微生物脱硫技术正在开发;水煤浆是一种新型低污染代油燃料,它既保持了煤炭原有的物理特,又具有石油一样的流动和稳定,被称为液态煤炭产品,市场潜力巨大,目前已具备商业化条件。
煤的燃烧前的脱硫技术尽管还存在着种种问题,但其优点是能同时除去灰分,减轻运输量,减轻锅炉的沾污和磨损,减少电厂灰渣处理量,还可回收部分硫资源。炉内脱硫是在燃烧过程中,向炉内加入固硫剂如CaCO3等,使煤中硫分转化成硫酸盐,随炉渣排除。其基本原理是:
CaCO3==高温==CaO+CO2↑
CaO+SO2====CaSO3
2CaSO3+O2====2CaSO4
⑴LIMB炉内喷钙技术
早在本世纪60年代末70年代初,炉内喷固硫剂脱硫技术的研究工作已开展,但由于脱硫效率低于10%~30%,既不能与湿法FGD相比,也难以满足高达90%的脱除率要求。一度被冷落。但在1981年美国环保局EPA研究了炉内喷钙多段燃烧降低氮氧化物的脱硫技术,简称LIMB,并取得了一些经验。Ca/S在2以上时,用石灰石或消石灰作吸收剂,脱硫率分别可达40%和60%。对燃用中、低含硫量的煤的脱硫来说,只要能满足环保要求,不一定非要求用投资费用很高的烟气脱硫技术。炉内喷钙脱硫工艺简单,投资费用低,特别适用于老厂的改造。
⑵LIFAC烟气脱硫工艺
LIFAC工艺即在燃煤锅炉内适当温度区喷射石灰石粉,并在锅炉空气预热器后增设活化反应器,用以脱除烟气中的SO2。芬兰Tampella和ⅣO公司开发的这种脱硫工艺,于1986年首先投入商业运行。LIFAC工艺的脱硫效率一般为60%~85%。
加拿大的燃煤电厂Shand电站采用LIFAC烟气脱硫工艺,8个月的运行结果表明,其脱硫工艺能良好,脱硫率和设备可用率都达到了一些成熟的SO2控制技术相当的水平。中国下关电厂引进LIFAC脱硫工艺,其工艺投资少、占地面积小、没有废水排放,有利于老电厂改造。简介
(Flue gas desulfurization,简称FGD)
燃煤的烟气脱硫技术是当前应用广、效率高的脱硫技术。对燃煤电厂而言,在今后一个相当长的时期内,FGD将是控制SO2排放的主要方法。目前国内外火电厂烟气脱硫技术的主要发展趋势为:脱硫效率高、装机容量大、技术水平、投资省、占地少、运行费用低、自动化程度高、可靠好等。
干式脱硫
该工艺用于电厂烟气脱硫始于80年代初,与常规的湿式洗涤工艺相比有以下优点:投资费用较低;脱硫产物呈干态,并和飞灰相混;无需装设除雾器及再热器;设备不易腐蚀,不易发生结垢及堵塞。其缺点是:吸收剂的利用率低于湿式烟气脱硫工艺;用于高硫煤时经济差;飞灰与脱硫产物相混可能影响综合利用;对干燥过程控制要求很高。
⑴喷雾干式烟气脱硫工艺:喷雾干式烟气脱硫(简称干法FGD),先由美国JOY公司和丹麦Niro Atomier公司共同开发的脱硫工艺,70年代中期得到发展,并在电力工业迅速推广应用。该工艺用雾化的石灰浆液在喷雾干燥塔中与烟气接触,石灰浆液与SO2反应后生成一种干燥的固体反应物,连同飞灰一起被除尘器收集。中国曾在四川省白马电厂进行了旋转喷雾干法烟气脱硫的中间试验,取得了一些经验,为在200~300MW机组上采用旋转喷雾干法烟气脱硫优化参数的设计提供了依据。
⑵粉煤灰干式烟气脱硫技术:日本从1985年起,研究利用粉煤灰作为脱硫剂的干式烟气脱硫技术,到1988年底完成工业实用化试验,1991年初投运了首台粉煤灰干式脱硫设备,处理烟气量644000Nm3/h。其特点:脱硫率高达60%以上,能稳定,达到了一般湿式法脱硫能水平;脱硫剂成本低;用水量少,无需排水处理和排烟再加热,设备总费用比湿式法脱硫低1/4;煤灰脱硫剂可以复用;没有浆料,维护容易,设备系统简单可靠。
湿法工艺
世界各国的湿法烟气脱硫工艺流程、形式和机理大同小异,主要是使用石灰石(CaCO3)、石灰(CaO)或碳酸钠(Na2CO3)等浆液作洗涤剂,在反应塔中对烟气进行洗涤,从而除去烟气中的SO2。这种工艺已有50年的历史,经过不断地改进和完善后,技术比较成熟,而且具有脱硫效率高(90%~98%),机组容量大,煤种适应强,运行费用较低和副产品易回收等优点。据美国环保局(EPA)的统计资料,全美火电厂采用湿式脱硫装置中,湿式石灰法占39.6%,石灰石法占47.4%,两法共占87%;双碱法占4.1%,碳酸钠法占3.1%。世界各国(如德国、日本等),在大型火电厂中,90%以上采用湿式石灰/石灰石-石膏法烟气脱硫工艺流程。
石灰或石灰石法主要的化学反应机理为:
石灰法:SO2+CaO+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O
石灰石法:SO2+CaCO3+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O+CO2
其主要优点是能广泛地进行商品化开发,且其吸收剂的资源丰富,成本低廉,废渣既可抛弃,也可作为商品石膏回收。目前,石灰/石灰石法是世界上应用多的一种FGD工艺,对高硫煤,脱硫率可在90%以上,对低硫煤,脱硫率可在95%以上。
传统的石灰/石灰石工艺有其潜在的缺陷,主要表现为