在焦炭、兰炭、页岩油、电石及铁合金等炼化生产企业,生产过程中会伴随产生大量的低热值工业尾气。多为干馏煤气,这些可燃气体成分以H2、CO和甲烷为主,成分复杂,不稳定、杂质多、毒性大、易燃易爆,除小部分炼化厂自用外,大部分排空浪费。我们经营的发电机组能适应高、中、低不同热值区间多种燃料的运行需求。可用于发电的工业尾气燃料有: 焦炉煤气、兰炭气(半焦煤气)、转炉煤气、高炉煤气、油页岩尾气、电石尾气、铁合金尾气等等。
1. 焦炉煤气, 英文名为Coke Oven Gas(COG), 又称焦炉气,粗煤气或荒煤气,是指用几种烟煤配制成炼焦用煤,在炼焦炉中经过高温(1000 ℃左右)干馏后,在产出焦炭和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体,是炼焦工业的副产品。由于可燃成分多,属于高热值煤气。热值为17-19 MJ/Nm³或4,063-4,541 大卡/Nm³,低热值为18,250 kJ/Nm³。
焦炉气是混合物,其产率和组成因炼焦用煤质量和焦化过程条件不同而有所差别,一般每吨干煤可生产焦炉气300~350 Nm³。其主要成分为氢气(55%~60%)和甲烷(23%~27%),另外还含有少量的一氧化碳(5%~8%)、C2以上不饱和烃(2%~4%)、二氧化碳(1.5%~3%)、氧气(0.3%~0.8%))、氮气(3%~7%)。其中氢气、甲烷、一氧化碳、C2以上不饱和烃为可燃组分,二氧化碳、氮气、氧气为不可燃组分。
2. 兰炭气, 英文名为Semi Coke Gas, 是指在600℃的炼焦炉中将煤进行干馏,并采用回收的煤气二次发火燃烧烘干产生半焦(即兰炭)而伴生的可燃性尾气。低温干馏兰炭窑每生产1吨兰炭将产生600 - 700 Nm3左右的兰炭气。兰炭气热值为6,732~8,439 kJ/Nm³ 或1,609-2,017 大卡/Nm³,属低热值气体。可以用作发电的燃料。
兰炭气的主要成分为甲烷(8.8%-17.6%),氢气(12%-28%),一氧化碳(6%-22%),不饱和烃(0.8%-1.2%),氮气(44%-52%),氧气(0.2%-5%),二氧化碳(2%-12%),硫化氢(0.4%-0.8%)。
3. 转炉煤气, 是指氧气顶吹转炉炼钢过程中,铁水中的碳和氧气作用后产生的可燃气体。其主要可燃成分一氧化碳的含量高,体积为60%~80%,二氧化碳体积含量为(15%-20%),以及氮、氢和微量氧。标态下低位热值为6,200 kJ/Nm³左右。转炉煤气中不含硫,含氢量也很少,是一种非常理想的燃料和化工原料。炼1t钢大约能回收60 m³的转炉煤气用于余热锅炉,产生的蒸气基本可以满足冶炼1 t钢所需氧气消耗的热量及转炉辅助设备所需能量。
4. 高炉煤气, 是指高炉炼铁生产过程中副产的可燃气体。它的大致成分为一氧化碳25-33%、氢气1-4%、二氧化碳12-15%、氮气55%、烃类0.2-0.5%及少量的二氧化硫。它的含尘浓度10-50 g/Nm³,产尘量平均为50 kg/t(生铁)-75kg/t(生铁)。粉尘粒径在500 μm以下,主要是铁、氧化亚铁、氧化铝、氧化硅、氧化镁和焦炭粉末。高炉煤气热值仅为3,500 kJ/Nm³左右。
高炉煤气的成分和热值与高炉所用的燃料、所炼生铁的品种及冶炼工艺有关,现代的炼铁生产普遍采用大容积、高风温、高冶炼强度、高喷煤粉量的生产工艺,采用这些先进的生产工艺提高了劳动生产率并降低能耗,但所产的高炉煤气热值更低,增加了利用难度。高炉煤气中的CO2,N2既不参与燃烧产生热量,也不能助燃,相反,罗茨风机还吸收大量的燃烧过程中产生的热量,导致高炉煤气的理论燃烧温度偏低。
这种含有可燃一氧化碳的气体,是一种低热值的气体燃料,可以用于冶金企业的自用燃气,如加热热轧的钢锭、预热钢水包和发电等。也可以供给民用,如果加入焦炉煤气,就叫做混合煤气,这样就提高了热值。
工业尾气发电气源要求:■ 进机燃气温度 ≤ 40℃;■ 燃气压力 2.5~10 kPa;■ 压力变化率 ≤ 1 kPa/min;■ 燃气热值 ≥ 4.0 MJ/Nm³;■ 水分含量 ≤ 40 g/Nm³,不含游离水;■ 粉尘粒度 ≤ 5 μm;■ 粉尘含量 ≤30 mg/Nm³;■ 焦油含量 ≤ 50 mg/Nm³;■ 硫化氢含量 ≤ 50 mg/Nm³;■ 硫总含量 ≤ 100 mg/Nm³;■ 氨含量 ≤ 20 mg/Nm³;■ 苯含量 ≤ 50 mg/Nm³;■ 萘含量 ≤ 50 mg/Nm³;
■ 氢气体积含量 ≤ 60%;■ 含氢气体氧气体积含量 ≤ 1%。