環(huán)保煤氣發(fā)生爐

時(shí)間：2020-01-05作者：上?；挽跈C(jī)械科技有限公司瀏覽：555

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摘要：通過對(duì)幾種常用的工業(yè)燃料煤氣在燃燒應(yīng)用過程中，產(chǎn)生的CO2過程排放量的對(duì)比，說明煤氣燃燒產(chǎn)生的CO2較多，其次是煤氣生產(chǎn)、凈化和輸配過程耗電產(chǎn)生的間接CO2排放，燃燒輔助系統(tǒng)耗電產(chǎn)生的間接CO2排放量較少。同時(shí)指出，幾種煤氣中，以焦?fàn)t煤氣單位熱量的CO2排放強(qiáng)度較低，約為天然氣的89%，結(jié)合中國一次能源結(jié)構(gòu)形勢(shì)，發(fā)展以煤為原料生產(chǎn)富含氫氣的人工煤氣技術(shù)，符合中國能源安全和溫室氣體減排戰(zhàn)略。
關(guān)鍵詞：液化石油氣；天然氣；焦?fàn)t煤氣；轉(zhuǎn)爐煤氣；發(fā)生爐煤氣；高爐煤氣； CO2排放量
0. 引言
    CO2是目**放氣體中較主要的溫室氣體，其大量排放會(huì)導(dǎo)致**氣候變暖，若不及時(shí)加以控制，將來會(huì)給人類帶來毀滅性的災(zāi)難。近年來，隨著中國經(jīng)濟(jì)的**發(fā)展，能源消耗迅速增長，CO2排放量同步急劇攀升，2007年中國能源消費(fèi)總量達(dá)到了26.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，荷蘭研究機(jī)構(gòu)“荷蘭環(huán)境評(píng)估局”（MNP）公布的數(shù)據(jù)顯示，2007年中國的CO2排放量為67.2億噸，約占世界總排放量的1/4，CO2減排壓力**。
    工業(yè)生產(chǎn)中的燃料消耗是CO2排放的一個(gè)重要來源，目前中國生產(chǎn)企業(yè)的燃料組成比較復(fù)雜，煤炭、重油、輕柴油以及氣體燃料等都在廣泛應(yīng)用，其中氣體燃料的推廣應(yīng)用尤為迅速。目前作為工業(yè)煤氣應(yīng)用的常用氣體燃料，按煤氣熱值從高至低區(qū)分，有液化石油氣、天然氣、焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、發(fā)生爐煤氣和高爐煤氣等。本文僅就以上常用工業(yè)燃料煤氣在生產(chǎn)應(yīng)用過程中CO2排放強(qiáng)度問題，進(jìn)行分析探討。
1. 工業(yè)燃料煤氣的應(yīng)用現(xiàn)狀
    中國天然氣和液化石油氣資源較為緊張，主要作為民用氣源供應(yīng)，大量的作為工業(yè)用氣，在供應(yīng)穩(wěn)定性的**方面存在嚴(yán)重的風(fēng)險(xiǎn)，而且隨著石油價(jià)格與**接軌趨勢(shì)的發(fā)展，作為石油衍生品的天然氣和液化石油氣，勢(shì)必受到**因素的影響，目前天然氣和液化石油氣多用于燃?xì)庀牧枯^小，或企業(yè)較終產(chǎn)品附加值較高的行業(yè)。
    焦?fàn)t煤氣是焦化廠焦?fàn)t煉焦的副產(chǎn)品，具有較強(qiáng)的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，而且隨著民用氣源領(lǐng)域的“天然氣進(jìn)、焦?fàn)t煤氣退”形勢(shì)的日益推進(jìn)，焦?fàn)t煤氣的工業(yè)供應(yīng)量日益充足。但是，對(duì)于焦化廠而言，其主要產(chǎn)品焦炭的市場(chǎng)供需情況，決定著焦化廠的開工率，從而直接影響到焦?fàn)t煤氣供應(yīng)的穩(wěn)定性，目前焦?fàn)t煤氣多用于企業(yè)自備電廠或距離焦化廠較近的企業(yè)。
轉(zhuǎn)爐煤氣和高爐煤氣作為鋼鐵冶煉的副產(chǎn)煤氣，有著較高的利用**，但是轉(zhuǎn)爐煤氣和高爐煤氣熱值較低，遠(yuǎn)距離輸送的經(jīng)濟(jì)性較差，同時(shí)作為鋼鐵冶煉的副產(chǎn)品，其生產(chǎn)受鋼鐵市場(chǎng)供需關(guān)系的影響，長期供應(yīng)穩(wěn)定性無從**，一般多為鋼鐵廠自用。
    發(fā)生爐煤氣氣化煤種和爐型選擇比較靈活，系統(tǒng)操作比較簡(jiǎn)單，設(shè)備投資相對(duì)較少，而且企業(yè)自建煤氣站后，可以根據(jù)企業(yè)產(chǎn)品的市場(chǎng)行情，自行確定系統(tǒng)開工率，自主性較強(qiáng)，目前，發(fā)生爐煤氣在諸如陶瓷、玻璃、化工、機(jī)械等行業(yè)的應(yīng)用較為廣泛。
2. 工業(yè)燃料煤氣的過程CO2排放    
    工業(yè)燃料煤氣生產(chǎn)、凈化、輸配和應(yīng)用過程中，需要消耗額外的水、電、汽及其他輔助原材料等，這些水、電、汽及其他輔助原材料的生產(chǎn)及輸送過程中同樣存在CO2排放，隨著節(jié)能減排技術(shù)的推廣，煤氣生產(chǎn)過程需要的水蒸氣多由系統(tǒng)余熱利用產(chǎn)生，而外部水的供應(yīng)量和其他輔助原材料的應(yīng)用量較少，所以工業(yè)燃料煤氣的過程CO2排放的核算，一般僅考慮其生產(chǎn)、凈化及輸配過程用電的間接CO2排放，和其應(yīng)用過程燃料本身造成的CO2排放，以及輔助燃燒用電造成的間接CO2排放。
    企業(yè)用電造成間接CO2排放，其排放強(qiáng)度與電力工業(yè)燃料結(jié)構(gòu)、能源利用率水平等因素相關(guān)，受一次能源結(jié)構(gòu)的影響，中國電力工業(yè)燃煤發(fā)電的比例高達(dá)83%，耗煤比重占中國煤炭產(chǎn)量的50%以上，同時(shí)，中國電力工業(yè)的能源利用率水平相對(duì)落后，全國平均供電煤耗為374gce/（kW.h），每供電1 kW.h排放CO2量約為0.845kg。
2.1 工業(yè)燃料煤氣生產(chǎn)、凈化及輸配過程的CO2排放
    由于油氣田及煤礦的性質(zhì)狀況不同，開采工藝技術(shù)存在差異，而且各應(yīng)用地與氣源或煤礦的運(yùn)輸距離相差懸殊，天然氣、液化石油氣及煤炭開采與運(yùn)輸過程的能耗相差較大，CO2排放強(qiáng)度相應(yīng)存在較大差別，所以在CO2排放核算時(shí)暫不考慮天然氣、液化石油氣及造氣用煤炭，在開采和運(yùn)輸過程中造成的CO2排放；同時(shí)由于焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣為煉焦和鋼鐵冶煉過程中的副產(chǎn)品，所以不考慮其生產(chǎn)過程中的CO2排放，僅就其凈化和輸配過程耗電產(chǎn)生的CO2排放進(jìn)行核算。生產(chǎn)、凈化及輸配每GJ熱量的工業(yè)燃料煤氣，其CO2排放量參見表1。



表1工業(yè)燃料煤氣生產(chǎn)、凈化及輸配過程的CO2排放量




2.2 工業(yè)燃料煤氣應(yīng)用過程的CO2排放
2.2.1 煤氣燃燒的CO2排放
    煤氣燃燒過程中，煤氣中的CO2保持原態(tài)排放，其他可燃成分中的碳元素則絕大部分轉(zhuǎn)化為CO2排放，只有較其少量轉(zhuǎn)為CO排放，常用工業(yè)燃料煤氣的成分、熱值及燃燒CO2排放量參見表2，為計(jì)算方便起見，表中就每種煤氣僅列出一種組分比例。


表2 常用工業(yè)燃料煤氣成分、熱值及燃燒CO2排放量



2.2.2 輔助燃燒系統(tǒng)的CO2排放
    工業(yè)燃料煤氣應(yīng)用過程的CO2排放，除燃料自身燃燒時(shí)釋放的CO2外，還包括燃料燃燒過程中，助燃空氣供給與煙氣排放消耗電力所造成的CO2排放，常用工業(yè)燃料煤氣輔助燃燒系統(tǒng)電耗及CO2排放量參見表3。



表3 常用工業(yè)燃料煤氣輔助燃燒系統(tǒng)電耗及CO2排放量（GJ-1煤氣）




注：助燃風(fēng)壓力取2500Pa；引風(fēng)壓力取1000Pa；煙氣溫度取250℃；風(fēng)機(jī)系統(tǒng)效率取0.75。
2.3 工業(yè)燃料煤氣應(yīng)用過程中的CO2排放量
    綜上所述，工業(yè)燃料煤氣的過程CO2排放，由煤氣生產(chǎn)、凈化和輸配過程、煤氣燃燒過程和燃燒輔助過程產(chǎn)生，其CO2過程排放量及總排放量參見表4。


表4 常用工業(yè)燃料煤氣應(yīng)用過程中CO2排放量（GJ-1煤氣）





3. 結(jié)論
    工業(yè)燃料煤氣的過程CO2排放中，煤氣燃燒產(chǎn)生的CO2較多，約占總排放量的92-98%，其次是煤氣生產(chǎn)、凈化和輸配過程耗電產(chǎn)生的間接CO2排放，約占總排放量的2-8%，燃燒輔助系統(tǒng)耗電產(chǎn)生的間接CO2排放量較少。幾種工業(yè)燃料煤氣中，以焦?fàn)t煤氣單位熱量的CO2排放強(qiáng)度較低，其次是天然氣、液化石油氣、發(fā)生爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣和高爐煤氣，燃燒同等熱量的煤氣，焦?fàn)t煤氣CO2排放量約為天然氣的89%，，其主要原因是焦?fàn)t煤氣中氫氣含量較高，結(jié)合中國一次能源結(jié)構(gòu)形勢(shì)，發(fā)展以煤為原料生產(chǎn)富含氫氣的人工煤氣技術(shù)，符合中國能源安全和溫室氣體減排戰(zhàn)略。


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