生物质气体燃料蓄热式燃烧技术

分类：公司新闻
作者：
来源：
发布时间：2021-05-25
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【概要描述】在我国的有色金属工业中，熔化炉大多是使用火焰炉对物料进行熔化。

生物质气体燃料蓄热式燃烧技术

【概要描述】在我国的有色金属工业中，熔化炉大多是使用火焰炉对物料进行熔化。

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一、前言：

在我国的有色金属工业中，熔化炉大多是使用火焰炉对物料进行熔化。在我国铝加工最为密集的广东珠三角地区和河南洛阳、许昌、郑州地区以及长三角地区，由于燃料来源问题和国家环保要求，只能使用清洁燃料。因此燃料的消耗成本在加工成本中所占比例越来越高。目前，相关研究机构及加工企业不断探索新的替代能源和技术以降低成本。鉴于此，我们经过多年的研究、实验，以及借鉴国内外的成功经验，决定推广以生物质天然气为燃料的高温空气燃烧技术（蓄热式燃烧技术）。生物质天然气燃料蓄热式燃烧技术可以大幅度地降低能源消耗，使用户的燃料费用消耗降到最低。同时也可以满足最严的环保指标，相关排放指标符合最严苛的环保排放标准（2+26城市排放标准）。同时可以实现国家提倡的碳中和的要求，可谓一举多得。生物质气体燃料的蓄热式燃烧技术为有色金属、冶金、热处理、机械加工、建筑材料等使用燃料加热的相关行业，提供了理想的节能、环保技术。大幅度降低了用户的燃料成本消耗。为实现清洁燃烧和碳中和提供了质优价廉的可再生清洁能源，是现在高价能源的理想替代技术。

二、技术简介：

1.高温空气燃烧技术简介：

蓄热式高温空气燃烧技术在日、美等国家简称为HTAC技术，在西欧一些国家简称为HPAC（Highly Preheated Air Combustion）技术，亦称为无焰燃烧技术（Flameless combustion）。其基本思想是让燃料在高温低氧浓度气氛中燃烧。它包含两项基本技术措施：一项是采用温度效率高达95%、热回收率达80%以上的蓄热式换热装置，极大限度回收燃烧产物中的显热，用于预热助燃空气，获得温度为800～1000℃（比炉温低80~150℃）的助燃空气；另一项是采取燃料分级燃烧和高速气流卷吸炉内燃烧产物，稀释反应区的含氧体积浓度，获得浓度为3～15%（体积）的低氧气氛。燃料在这种高温低氧气氛中，首先进行诸如裂解等重组过程，造成与传统燃烧过程完全不同的热力学条件，在与贫氧气体作延缓状燃烧下释出热能，不再存在传统燃烧过程中出现的局部高温高氧区。这种燃烧是一种动态反应，不具有静态火焰。它具有高效节能和超低NOX排放等多种优点。蓄热式高温空气燃烧技术自问世起，立刻受到了日本、美国、瑞典、荷兰、英国、德国、意大利等发达国家的高度重视，其在加热工业中的应用得到迅速推广，取得了举世瞩目的节能环保效益。

2.燃料不换向蓄热式燃烧技术简介：

针对有色金属加工行业工业窑炉工艺特征，在吸收、保留传统蓄热式燃烧技术优势的基础上，我们推出了新型的燃料不换向蓄热燃烧技术。它解决了原有蓄热式燃烧系统的最大缺点，即由于换向蓄热式燃料间歇燃烧，致使炉内炉压持续增加，为释放炉压保障炉内安全，系统中需要设置辅助烟道，而辅助烟道的设置在释放炉压的同时造成了大量热量的损失。燃料不换向蓄热式燃烧的燃烧方式为火焰连续燃烧，所以该燃烧方式适用于高温的生物质燃料的燃烧。

3.生物质气体燃料技术简介：

生物质气体燃料又称生物质天然气，生物天然气（高温沼气）

生物天然气是生物质在高温低氧状态下强制裂解，产气稳定，需要时即投料生产，停料即停止产气，生物天然气是一种灵活，高效，稳定，安全的清洁能源；低温沼气是生物质在常温厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种混合可燃气体。沼气产生过程缓慢，且需要储存，所以不能满足企业连续生产需求，并且危险极高。

生物质天然气是利用农林竹木废弃物、城市生活污泥、餐厨垃圾、食用菌渣、牛羊畜粪及一切可燃性物质做为原料，转换为可燃性气体能源。为达到环保要求，我们全部采用生物质颗粒。

生物天然气是利用生物质由碳氢化合物组成且可挥发的特点而研发。生物质固体燃料通过加温到600度以上就可以分解成小分子的气体，主要成份H₂、CH₄、CnHm、CO等可燃气体。

工作流程：生物质颗料由自动送料系统送入气化装置后产生混合高温燃气，再经过料气分离室进行初级过滤，通过管线输出；可燃气通过专用燃烧机与空气混合后进行燃烧加热负载（蒸汽锅炉、热载体锅炉、冶炼炉窑等）。

生物天然气中含氢、氧、氮、甲烷、一氧化碳、乙烯、乙烷、丙烷、丙烯等多种混合可燃气体。

原料来源广泛，可循环再生，废物利用；生物天然气主要成分为碳氢化合物，燃烧后非常清洁；植物生长吸收二氧化碳，燃烧排出二氧化碳，一个循环过程碳排放为零，实现了国家提倡的碳中和。

以铝加工行业为例，我国的熔化炉平均热效率不足30%，燃料浪费严重，燃烧烟气直排，甚至有些铝加工企业直接燃煤，这样造成了严重的环境污染和燃料浪费。生物质天然气是清洁高效的气体燃料，是高污染、高能耗、高价格燃料燃烧企业理想的升级换代产品，也是油、气锅炉和窑炉燃料理想替代品。

4.生物质天然气蓄热式燃烧技术：

生物质天然气蓄热式燃烧技术是将燃料不换向蓄热式燃烧技术与生物质天然气直燃技术有效地结合起来。由于生物质天然气有400-500℃的温度，所以不适合传统蓄热式燃烧，利用生物质天然气的高效、洁净、低价的特点，以及燃料不换向蓄热式燃烧高效热能回收、低NOX和多层级燃烧的特点有机地结合，为用户提供最优质、高效的环保节能技术。通过布袋除尘器以后的相关指标：燃烧效率≥95%，系统热效率≥85%，烟尘排放≤10 mg/m³，SO₂排放≤50 mg/m³；NO_x排放≤50 mg/m³。熔铝炉热效率≥50%。

四、巨大的节能省钱空间：

以目前我们改造的天然气熔铝炉平均消耗数据65m³/t铝计算：65m³/t铝×8400kcal/m³（天然气热值）=546000kcal/t铝÷4200kcal/kg（1公斤生物颗粒可以产生的生物质天然气热值下同）=130kg/t。根据上述计算燃料不换向蓄热式燃烧的状态下，吨铝消耗为130kg/t铝，我们把生物质天然气熔铝指标设定在130kg颗粒/t铝，目前市场上生物质颗粒的价格在0.7-1元/公斤，也就是说每吨铝的燃料价格为130元，而使用天然气的价格为65×3.5=227.5元/t。熔化一吨铝可以节省100元/t。像铝板带行业每条生产线每年最少可以节省燃料费用100万元（不含保温炉）。铝型材行业每年最少可以节省费用200万元。

同时，使用生物质天然气蓄热式熔铝可以实现碳中和，使企业的碳排放为0，无需缴纳碳排放税，可以为企业节省大量的费用。

五、巨大的社会效益：

根据国家“十四五”发展纲要规定，我国在2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和。这是我们碳排放企业和节能环保企业的责任和义务，我们理所当然的要负起我们应尽的责任和义务，碳中和功在当代、利在千秋，为国家的发展建设出力是我们每个公民应尽的责任。

生物质天然气直燃熔铝业绩：