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制氢工艺技术经济分析-转底炉工艺关键技术分析

发布时间:2017-10-26 所属栏目:煤制氢工艺

一 : 转底炉工艺关键技术分析

转底炉还原一般包括原料混合、球团制备、直接还原、直接还原铁进一步处理等主要环节,目前转底炉直接还原技术的关键点如下。

1.符合生产的高强度球团的制备

转底炉一般以冷固结含碳球团为处理对象,由于处理对象广泛,原料的粒度、强度、亲水性有很大差异,因此在球团的制备过程中对粘结剂的品种与使用量上也有不同的要求。冶金中常用的球团制备方式有两种,圆盘造球和压球。圆盘造球在设备成本与生产技术上相对比较成熟,但是生产的球团含水量高,后续工艺烘干要消耗很大的能量,一般使用膨润土做粘结剂,直接还原后膨润土成分大部分留在直接还原球团中,降低产品品质。冷固结成型的方式设备造价与维护成本高,使用粘结剂量较多,粘结剂消耗占成本很大比例,但制得球团可以直接入炉,使用有机粘结剂燃烧过程中可以提供部分热量,且燃烧产物少,不会影响到直接还原后产品品质。

2.转底炉布料、出料方式以年处理能力20万吨转底炉为例,转底炉中径有21m,炉床内外半径差有5m,转底炉工作时内外环的线速度差值在0.5~1m/min。将球团均匀散布在这样连续移动且各点位移速度并不相同的料台上是布料技术的难点,如果不能实现均匀布料必然使物料在炉膛内受热程度不一,从而影响物料的还原品质,导致生产率低下。同时,如果布料装置安装的位置如果过高,布料过程中球团自由落下会产生一定的冲击力,过大的冲击一方面会使球团的破损率增加,影响产品质量,长期对炉床进行冲击造成炉床的使用寿命降低。如果安装位置较低位于炉膛口附近,工作环境的温度较高,布料装置在高温下稳定运行对装置有很高的要求。转底炉的出料装置处理物料的方式与布料类似,要求更高的使用温度环境和连续使用的较强耐磨性能。

3.处理对象的冶金性能不同的处理对象铁氧化物以不同的结合形式存在,品位、杂质成分、还原性等影响因素对直接还原都有很大的影响。在确定转底炉处理对象后,需要对原料的冶金性能进行详细的研究,做好充分的技术准备,确定转底炉工艺适合用于处理,能够获得预期直接还原铁、除尘灰与熔炼渣产品后方能进行转底炉的建设。

4.直接还原铁处理

一般转底炉的产品是具有一定金属化率的金属化球团,在转底炉炉膛内还原后球出料时在800#左右,对于生产直接还原铁的球团要避免球团排出转底炉后冷却过程中与空气接触发生二次氧化。有企业规划将转底炉直接还原产品制成热压块出售,而热压技术在国内应用并不广泛。对于直接还原衔接熔分的工艺,需要解决的技术难点是高温直接还原球团的输送设备以及在输送过程中防止二次氧化的措施。

5.除尘与换热

转底炉生产过程中烟尘产生量较大,尤其是以钢铁厂内的尘(泥)等固体废弃物为处理对象的转底炉,产生烟尘粒度小、总量多、粘性大极易附着在换热器与余热回收装置上,造成热量损失,降低能量利用效率,要保证除尘与换热的效率,同时还要获得具备一定品质的含铅锌粉尘也是转底炉发展的重要课题。

二 : 制氢工艺技术比较

摘 要:本文简要介绍了几种主要制氢工艺技术方法及生产特点,同时从原材料、经济用氢规模等方面对几种主要制氢方法进行了比较,并给出了今后精细化工行业中与特定规模相匹配的制氢工艺技术。

关键词:制氢工艺技术方法 比较 市场
氢气是一种重要的工业产品,它广泛用于石油、化工、建材、冶金、电子、医药、电力、轻工、气象、交通等工业部门和服务部门,由于使用要求的不同,这些部门对氢气的纯度、对所含杂质的种类和含量都有不相同的要求,特别是改革开放以来,随着工业化的进程,大量高精(www.61k.com]产品的投产,对高纯度的需求量正逐步加大,对制氢工艺和装置的效率、经济性、灵活性、安全都提出了更高的要求,同时也促进了新型工艺、高效率装置的开发和投产。
一、主要制氢工艺技术方法
1.电解水制氢
水电解制氢是目前应用较广且比较成熟的方法之一。水为原料制氢过程是氢气与氧燃烧生成水的逆过程,因此只要提供一定形式一定的能量,则可使水分解。提供电能使水分解制得氢气的效率一般在75~85%,其工艺过程简单,无污染,目前国内经济规模是300m3/h以下,主要是要求配电的功率太大,单套装置无法实现大型化,因此其应用受到一定的限制。
2.天然气转化制氢
该法是在有催化剂存在下与水蒸气反应转化制得氢气,反应在800~820℃下进行。用该法制得的气体组成中,氢气体积含量可达74%,大多数大型合成氨合成甲醇工厂均采用天然气为原料,催化水蒸气转化制氢的工艺,该工艺流程复杂,投资大,能耗高,考虑到这些因素的影响,目前天然气制氢经济规模在1000~5000Nm3/h,而后我国曾开发间歇式天然气蒸汽转化制氢工艺,制取小型合成氨厂的原料,这种方法不必采用高温合金转化炉,装置投资成本低。其生产成本主要取决于原料来源,我国天然气分布不均,采用该方法受到限制。
3.煤焦化或煤气化转化法制氢
以煤为原料制取含氢气体的方法主要有两种:一是煤的焦化(或称高温干馏),二是煤的气化。
3.1焦化是指煤在隔绝空气条件下,在900~1000℃制取焦炭,副产品为焦炉煤气,焦炉煤气组成中含氢气55~60%(体积)、甲烷23~27%、一氧化碳6~8%等,而后将其中的萘、硫等杂质去除,通过变压吸附装置将焦炉煤气中的氢气提纯,该工艺流程复杂,投资大,规模大能耗高,同时受到焦化行业的制约。
3.2大型工业煤气化炉如鲁奇炉是一种固定床式气化炉,所制得煤气组成为氢气37~39%(体积)、一氧化碳17~18%、二氧化碳32%、甲烷8~10%。我国拥有大型鲁奇炉,每台产气量可达100000m3/h,另一种新型炉型为气流床煤气化炉,称德士古煤气化炉,用水煤浆为原料,目前已建有工业生产装置生产合成氨、合成甲醇原料气,其煤气组成为氢气35~36%(体积)、一氧化碳44~51%、二氧化碳13~18%、甲烷0.1%,甲烷含量低为其特点。采用煤气化制氢方法,其设备费占投资主要部分,因此水煤气制氢适合100000 m3/h以上的大型氢气用户,一般用于合成氨和甲醇生产中。
4.甲醇水蒸气转化制氢
4.1甲醇水蒸气转化原理及变压吸附原理
4.1.1甲醇水蒸气转化原理
甲醇与脱盐水的蒸汽混合物在转化器中加压加热催化和转化一步完成,生成以氢气和二氧化碳为主的转化气(其组成为氢气体积74.5%、二氧化碳24.5%、一氧化碳1%)。
4.1.2变压吸附原理
变压吸附工作原理是利用吸附剂对不同吸附质的选择性和吸附剂对吸附质的吸附容量随压力变化而有差异的特性,在高压下吸附原料中的杂质组分、低压下脱附这些杂质而使吸附剂获得再生。
4.2 工艺流程简述
来自用户的脱盐水与回收在循环液缓冲罐中未反应的甲醇和水混合,经过循环液升压泵加压与来自甲醇缓冲罐经甲醇升压泵加压的原料甲醇按1:1的重量比混合后,进入换热器中,与来自转化器的转化气进行第一次热交换。完成第一次热交换后的原料液随即进入汽化塔,在再沸器中与导热油进行第二次热交换完成汽化然后通过过热器再次被加热。转化气进入到PSA脱碳工序,经八塔七次均压加抽真空变压吸附过程,从而得到半产品气,杂质被排放到大气中。半产品气进入到PSA提氢工序进一步被提纯,在提氢工序经采用八塔五次均压加抽真空变压吸附过程,最终得到纯度为99.999%以上的氢气(一氧化碳+二氧化碳小于10ppm)。
采用甲醇水蒸气转化制氢技术,工艺流程简单,投资少,操作方便灵活,制氢规模在5000~10000 Nm3/h,甲醇的消耗可降至最低,目前山西最具代表的精细化工企业山西三维集团股份有限公司将陆续建设两套8400Nm3/h甲醇水蒸气转化制氢装置,因此,该工艺技术将成为今后精细化工企业制氢技术的典范。
二、制氢工艺技术方法比较(见表一)
表一 制氢工艺技术方法比较
三、结论
综上所述,随着精细化工的行业的发展,未来市场对氢气的需求将会日趋增多,制氢原材料的来源将制约精细化工行业的发展,由于我们国家资源、能源分布不均,特别是对于严重缺乏煤、石油、天然气的地区,精细化工企业要发展和生存下去,就必须寻找出适合于企业自身的发展道路,而精细化工企业的用氢量在5000~10000Nm3/h时,甲醇水蒸气转化制氢技术表现出很好的技术经济指标,今后将受到更多精细化工企业的重视,市场前景乐观。
作者简介:程亮,男,1984年9月。助理工程师。2006年7月毕业于中北大学化学工程与工艺专业,现就职于山西三维集团股份有限公司丁二醇分厂四车间,主要从事工艺技术工作。

三 : 经典技术分析------当头炮

经典技术分析------当头炮

两阳夹一阴为“多方炮”,具有向上攻击的态势。“多方炮”配合“顶紧右上角”为“当头炮”,更具有向上攻击的态势,见(图221-1)所示。

图221-1

当头炮操作要领,见(图221-1)所示:

(1)E点是60日平均线与120日平均线的黄金交叉点,以后是暖气带F。在暖气带上方,找到两个股价高点,作连线C。然后,在B点作水平线G。G与C形成“筷子线”,“筷子线”以下是庄家建仓区间,“筷子线”以上是股价加速区间。

(2)股价向上突破“筷子线”后,有两种走势:一种是连续向上攻击,没有回档;另一种是回档反压“筷子线”,这时会出现一根或几根阴线,在“筷子线”附近缩量止跌,然后再向上攻击。图是一根阴线反压“筷子线”,且回档幅度很小,属于强势调整。这根阴线与左右的阳线构成两阳夹一阴“多方炮”形态,且“多方炮”是“顶紧右上角”的,形成依托于“筷子线”的强烈向上攻击状态。我们把这种“顶紧右上角”的“多方炮”称为“当头炮”,出现“当头炮”,你就做好黑马跳的准备吧。

图221-2

图221-3

图221-4

小结:【当头炮】是指【顶紧右上角】的多方炮,这种多方炮往往产生于刚刚突破T线、筷子线、打拐线等附近,是对突破的一次确认和夯实,这样的多方炮我们就称为【当头炮】,当头炮出现,则可以积极介入!

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