
沈陽圣工燚科技有限公司成立于2017年9月,是一家從事生物質能源化利用的高新技術企業,公司歷時6年自主研發、生產、銷售的生物質全氣化設備,在“生物質全氣化直接燃燒熔鋁技術”領域,到“生物質全氣化不換向蓄熱燃燒技術”領域均實現了多項技術突破,目前技術成熟穩定,可為傳統鍋爐(熔煉爐窯、蒸汽爐、烘干爐、鍛造爐、導熱油鍋爐等)提供托管式技術升級和改造,提高原有鍋爐的使用效率,使用生物質代替傳統能源,大幅降低企業生產成本。
一、技術介紹
1、生物質全氣化技術介紹(圣工燚燃氣發生器)
該設備的生物質燃氣發生器由我公司自主研發并制造,設備針對生物質碳氫化合物的特性和可揮發性進行研發。以空氣為介質將生物質顆粒通過高溫低氧的方式加溫到600℃以上,生物質即可氧化及還原成小分子的氣體,主要成份為CO、CH4、H2、CnHm等。經過除塵后,熱燃氣即可代替天然氣直接使用,火焰溫度約1400℃(可根據用戶需求自主調節)。
2、圣工燚技術與國外技術對比
國外技術:
蓄熱式高溫空氣燃燒技術在日、美等國家簡稱為HTAC技術,在西歐一些國家簡稱為HPAC(Highly Preheated Air Combustion)技術,亦稱為無焰燃燒技術(Flameless combustion)。其基本思想是讓燃料在高溫低氧濃度氣氛中燃燒。它包含兩項基本技術措施:一項是采用溫度效率高達95%、熱回收率達80%以上的蓄熱式換熱裝置,極大限度回收燃燒產物中的顯熱,用于預熱助燃空氣,獲得溫度為800~1000℃(比爐溫低80~150℃)的助燃空氣;另一項是采取燃料分級燃燒和高速氣流卷吸爐內燃燒產物,稀釋反應區的含氧體積濃度,獲得濃度為3~15%(體積)的低氧氣氛。燃料在這種高溫低氧氣氛中,首先進行諸如裂解等重組過程,造成與傳統燃燒過程完全不同的熱力學條件,在與貧氧氣體作延緩狀燃燒下釋出熱能,不再存在傳統燃燒過程中出現的局部高溫高氧區。這種燃燒是一種動態反應,不具有靜態火焰。它具有高效節能和超低NOX排放等多種優點。蓄熱式高溫空氣燃燒技術自問世起,立刻受到了日本、美國、瑞典、荷蘭、英國、德國、意大利等發達國家的高度重視,其在加熱工業中的應用得到迅速推廣,取得了舉世矚目的節能環保效益。
圣工燚技術:
由公司自主研發的“燃料不換向蓄熱式燃燒技術”,是專門針對有色金屬加工行業的工業窯爐工藝來改進研發的,在吸取并保留傳統蓄熱式燃燒技術優勢的基礎上,公司研發推出了“燃料不換向蓄熱燃燒技術”。技術最大的特點,在于解決了“傳統蓄熱式燃燒技術”在生產過程中,燃料間歇燃燒導致的爐內爐壓持續增加的缺點。
傳統設備為了保障爐內安全,系統中必須設置輔助煙道來釋放爐內壓力,而輔助煙道在釋放爐壓的同時也同樣造成了大量熱量損失,企業生產成本不斷增加。而“燃料不換向蓄熱式燃燒技術”的燃燒方式為火焰連續燃燒,避免了鍋爐泄壓導致的能源流失,既節省了生產成本,又提高了生產效率,真正做到增加企業的核心競爭力。
該技術適用于高溫下的生物質燃料燃燒。具體工藝細節如下:
① 設備采用單火嘴連續供氣、雙蓄熱箱交替換熱、提供高溫空氣的助燃方式。燃燒火嘴不間斷噴火;用戶可按需調節燃燒機功率,自主調節熔鋁速度,具備節能環保效果;
② 采用三級彌散式燃燒方式:一級點燃,二級缺氧,三級足氧,設備通過在物料表面彌散式燃燒形成火膜的方式,阻斷氧氣和物料接觸,達到降低物料氧化燒損的效果,排煙溫度為120度以下。
天然氣與生物質燃氣成本對比表 |
|||||
名稱 |
燃氣熱值 |
燃氣單價 |
熔鋁每噸 |
小時成本 |
年成本 |
天然氣 |
8600kcal |
4元/m³ |
75m³ |
300元 |
240萬元 |
生物質燃氣 |
1350kcal |
0.32元/m³ |
477.8m³ |
152.9元 |
122.3萬元 |
備注:以設備用料量960kg/h,單價為0.9元/kg;顆粒燃盡率95%以上。 |
“生物質全氣化不換向蓄熱燃燒技術”首先將生物質顆料由自動送料系統送入氣化裝置并產生混合高溫燃氣,再經過料氣分離室進行初級過濾,通過管線旋風除塵系統輸出;可燃氣通過專用燃燒機與空氣混合后進入冶煉爐窯燃燒(或蒸汽鍋爐、熱載體鍋爐、熱風爐等)。通過不換向蓄熱設備排煙,換熱,助燃。詳見下圖:
二、
市場前景分析
隨著傳統能源成本逐漸上升,我國更加重視環保產業的快速發展,生物質制氣項目在新能源應用領域更是意義重大。目前國內再生鋁行業普遍采用天然氣、LNG或重油進行熔煉,普遍存在生產成本較為高昂或生產工藝不符合環保要求等問題。“生物質全氣化熔鋁技術”將大幅降低對再生鋁行業天然氣的依賴,國內市場前景廣闊,后續將大面積推廣并擴大建設規模。
三、
案例介紹
2、設備配置
① SGY-600WDK生物質天然氣發生器
② 不換向式蓄熱燃燒系統
“生物質天然氣蓄熱式燃燒技術”是將“燃料不換向蓄熱式燃燒技術”與“生物質天然氣直燃技術”有效地結合起來。利用生物質天然氣的高效、潔凈、低價的特點,依托“燃料不換向蓄熱式燃燒技術”高效的熱能回收、低NOX和多層級燃燒等特點相結合,為用戶提供最優質、高效的環保節能技術。
3、現場實測數據
① 每噸4000kcal熱值的生物質顆??扇蹚U鋁7噸以上(連續運行);
② 煙氣排放溫度110—120℃;
③ 爐門關閉熔鋁時煙氣含氧量≤8%;
④ 煙氣含氧量<8%時,氮氧化物、二氧化硫均可達到地方工業鍋爐煙氣排放標準。
現場照片
1、生物質燃氣發生器(天時銅業)
2、不換向式蓄熱燃燒系統(天時銅業)
熔煉過程中爐門關閉沒有任何煙塵溢出且無需留泄壓孔
3、生物質天然氣直燃熔鋁業績(禹州第一電纜廠)
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