工业燃料（精选3篇）
工业燃料 篇1
1 甲醇液体燃料应用背景
随着石油资源的日益枯竭及其带来的严重环境污染问题, 国内外将目光转向了更加节能环保的新能源的开发和利用。而在近年来, 由于城市内禁止燃煤、液化气涨价和石油价格剧烈波动等因素的影响, 在考虑环保和价格方面的问题下, 甲醇液体燃料作为替代能源在生产生活中的作用慢慢的凸显出来。
2 甲醇液体燃料理论依据
甲醇液体燃料指的是一种以甲醇为主, 部分混合有乙醇、丙醇等多元醇类和极少量的烷烃, 并且适当的添加一定量的添加剂的液体燃料。此外也被VulcanCincinnati组织称呼为“甲基燃料”以及根据添加剂的变化也被称为“醇基燃料”、“生物醇油”、“醇化油”等等。
甲醇是无色透明、易挥发、易燃的液体, 抗爆性能好, 含氧量高, 燃烧后的废气排放比柴油和液化气少, 具有燃烧充分的优势, 因此是优质的清洁燃料。诺贝尔化学奖获得者George A.Olah教授就提出了“甲醇经济”的概念:甲醇主要作为碳循环中能量的载体, 可以实现从CO2到甲醇再到CO2的绿色能源循环[1]。而作为替代能源, 甲醇液体燃料有如下特点。
(1) 甲醇液体燃料原料来源广, 以煤炭、重油、天然气或生物质等为原料进行生产甲醇的工艺简单, 技术成熟, 国内产量逐年累计上升。据统计, 2013年全国精甲醇累计总产量达到了2878万t。此外, 甲醇液体燃料可以通过煤炭液化技术和生物质生产再生能源技术等直接获得, 因此规模化生产甲醇液体燃料的成本远低于其他清洁燃料, 市场竞争力较大。
(2) 甲醇液体燃料热值较低, 蒸发潜热大。通过试验可知, 甲醇液体燃料的热值一般能达到20100~26000kJ/kg, 仅是柴油、液化气等高热值燃料热值的60%左右, 属于低热值液体燃料。纯物质在其相态变化 (温度不变化) 时所吸收或放出的热称为潜热。从液态到气态的变化过程中所吸收的热称为蒸发潜热, 而甲醇液体燃料蒸发潜热为1130kJ/kg, 是汽油的4倍多[2]。因此, 采用雾化燃烧的方式可以使甲醇液体燃料的性价比更高。
(3) 甲醇液体燃料闪点不高, 通过测定, 其闪点为16℃左右, 根据液体燃料关于闪点的分类, 属于中闪点液体燃料 (-18~23℃) ;查化工手册可知, 原料甲醇沸点只有64.7℃, 因此调配后的甲醇液体燃料沸点在64.7~200℃间, 属于较易燃烧的燃料。因此, 在生活生产中对于甲醇液体燃料的应用需要特别的注意。
(4) 甲醇液体燃料是一种清洁能源。由于原料甲醇本身含氧, 调配后甲醇液体燃料燃烧时需氧较少, 燃料燃烧充分, 呈蓝色火焰, 烟气中不含有炭黑, 仅含有二氧化碳和水, 并且由于硫含量极低, 燃烧后烟气中基本不含硫化物。但未燃尽的甲醇液体燃料气体对眼睛有强烈的刺激作用, 并可使人致盲。
(5) 甲醇液体燃料适应面广。甲醇液体燃料适用于城市餐饮业炉灶、中小型锅炉、居民家用灶具及工业炉窑, 但由于性能与其他燃料的区别, 需要使用专用的燃烧设备[3]。
3 甲醇中掺水的问题
由于甲醇存在闪点低, 热值不高的问题, 所以不能直接应用做燃料, 所以应该适当的添加一定量的添加剂实现闪点和热值的提高, 从而达到燃料正常使用的目的。而目前甲醇液体燃料供应单位基本都是小微型的民营企业, 企业自身条件使得企业在大规模规范化生产以及对产品的研发改进等方面受到一定限制。由于甲醇液体燃料是一种多组分的混合燃料, 国标主要是对主要成分做了明确规定, 对辅助成分的要求只是进行了限制。少数企业为了降低成本, 在甲醇液体燃料的配方上不太规范。
基于成本上的考虑, 很多厂家选择在甲醇液体燃料的调配过程中添加水作为添加剂, 含水可以提高开口闪点, 提升了产品储存的安全性, 但是有的厂家为了降低更多成本而添加了过量的水, 甚至燃料中甲醇含量在75%以下、密度达到0.85 (体积) , 很大程度上降低了热值, 最后反而影响燃烧的效果。而在使用中发现甲醇液体燃料中掺水存在着以下的问题。
3.1 掺水后容易造成系统腐蚀
在许多厂商对甲醇液体燃料的调配时, 受场地和技术水平的影响, 存在很多不确定性的问题, 导致存在游离状的水, 而这一部分的水分会直接引起金属的化学和电化学腐蚀, 并且在燃料中可能含有的某些含硫及酸性腐蚀物质会溶解在水中时, 与金属反应, 会加快金属的腐蚀过程。处于游离状态的水对金属的危害很大, 它能腐蚀各种设备和钢制零件, 如钢油罐、油桶、管道、阀门等零件。水分对低合金钢有较强烈的腐蚀作用, 也腐蚀铜和锌等有色金属, 对青铜不产生腐蚀, 溶解在燃料中的微量水分只引起低含量钢铁腐蚀[4]。
3.2 含水量对燃料的低热值有双重的降低作用
水不属于燃料, 因此会降低甲醇液体燃料的热值, 影响燃烧效果。在甲醇液体燃料燃烧过程中, 由于水本身无法燃烧, 必须得由甲醇燃烧后提供热量使其汽化为水蒸气, 使得燃料燃烧的热值转换效率下降, 热值降低。
3.3 掺水会对燃烧效果产生影响
由于在甲醇液体燃料中, 水是不具有燃烧效果的, 因此在燃烧过程中会影响燃料中甲醇的燃烧。主要是因为甲醇需要提供部分的热量使水分蒸发, 降低燃料的热值, 并且由于燃料掺比的关系, 燃烧出口的燃烧效果有限, 会出现燃烧过程断断续续的情况, 如果含水量过多, 燃烧过程还有可能被中断。
4 甲醇液体燃料掺水的实际应用
在实际应用中, 甲醇液体燃料的使用事故, 很大一部分原因可能是由燃料中掺水的关系。为此, 笔者主要调查了厦门市场的甲醇液体燃料掺水的情况, 发现主要存在如下问题。
一部分产品掺水量过多, 达到25%以上, 使得甲醇液体燃料密度为0.85以上。其中主要有厦门火焰山新能源科技有限公司、厦门绿洁宝能源科技有限公司、厦门双赢能源科技有限公司、厦门中邮陆航油气有限公司以及厦门金锐新能源有限公司等。还有直接使用精甲醇作为原料的, 主要有厦门圣大新能源科技有限公司。
通过上文对掺水的分析可以知道, 掺水不容易实现热值和闪点的提高, 还会带来更多的问题, 因此可以认定掺水的方法不佳。而直接使用精甲醇也存在巨大的安全隐患。精甲醇为有毒化工产品, 闪点低, 挥发性强, 对人体有显著的麻醉作用, 对视神经危害最为严重, 吸入浓的精甲醇蒸汽时会出沉醉、头痛、恶心、呕吐、流泪、视力模糊和眼痛等, 需要数日才能恢复。
近年来, 市场上出现了新产品“生物醇油”, 指的是以低碳醇和醚类、酯类等替代石油产品烃类作为热值增效剂, 经化学勾兑和物理络合合成的一种高清洁的燃料, 其原料仍然为以甲醇为主的醇类, 一样属于甲醇液体燃料, 而非生物燃料。
厦门鑫烨盛能源科技有限公司通过多年对甲醇液体燃料的研究, 从提升甲醇燃料化应用的技术水平, 与生物质能源的综合利用, 以生物柴油作为添加剂, 替代水以及其他添加剂的作用, 可以提高甲醇液体燃料的热值, 克服此类燃料因热值低而不能让客户满意使用的缺点, 同时还可以提高甲醇液体燃料的闪点, 大大提高使用和储存的安全性, 减少相关事故的发生[5]。其中, 生物柴油为生物质能源, 符合国家新能源政策的导向, 并且通过生物柴油提高甲醇液体燃料的闪点和热值, 通过甲醇改善生物柴油的燃烧效果, 提升产品质量。
5 甲醇液体燃料应用的展望
通过对甲醇液体燃料的研究发现, 由于甲醇的特性决定了作为燃料应用必须达到燃料的标准, 需要一定的技术改善, 而水作为常见的添加剂在甲醇液体燃料中的作用弊大于利, 因此在应用中会被逐步替代, 接下来厂家应该研发出热值和闪点更高的产品来满足市场的要求, 以科学地应用新能源。
参考文献
[1]张全, 林飞, 王宝璐, 等.关于醇经济产业链的思考[J].化工进展, 2010 (29) :17~20.
[2]张瑞, 王亚妮, 李峰, 等.环保民用燃料的现状及研究进展[J].化工新型材料, 2012, 40 (5) :22~23.
[3]傅学政, 管天球, 许朝晖, 等.醇基燃料高效燃烧技术研究。湖南科技学院学报, 2006, 27 (5) :73~75.
[4]肖贵和.节能减排的柴油替代品[C]//中国农村能源行业协会.新型液体燃料技术发展前景研讨会文集.北京:中国农村能源行业协会, 2008.
[5]周思安.一种甲醇液体燃料及其制备方法[P].中国专利:ZL 201310126629.6, 2013.04.15, 2013-09-30.
工业燃料煤气的应用与CO2排放 篇2
CO 2是目前排放气体中最主要的温室气体, 其大量排放会导致全球气候变暖, 若不及时加以控制, 将来会给人类带来毁灭性的灾难。近年来, 随着中国经济的快速发展, 能源消耗迅速增长, CO 2排放量同步急剧攀升, 2007年中国能源消费总量达到了26.5亿吨标准煤, 荷兰研究机构“荷兰环境评估局” (MNP) 公布的数据显示, 2007年中国的CO 2排放量为67.2亿吨, 约占世界总排放量的1/4, CO减2排压力巨大。
工业生产中的燃料消耗是CO 2排放的一个重要来源, 目前中国生产企业的燃料组成比较复杂, 煤炭、重油、
轻柴油以及气体燃料等都在广泛应用, 其中气体燃料的推广应用尤为迅速。目前作为工业煤气应用的常用气体燃料, 按煤气热值从高至低区分, 有液化石油气、天然气、焦炉煤气、转炉煤气、发生炉煤气和高炉煤气等。本文仅就以上常用工业燃料煤气在生产应用过程中CO 2排放强度问题, 进行分析探讨。
1. 工业燃料煤气的应用现状
中国天然气和液化石油气资源较为紧张, 主要作为民用气源供应, 大量的作为工业用气, 在供应稳定性的保障方面存在严重的风险, 而且随着石油价格与国际接轨趋势的发展, 作为石油衍生品的天然气和液化石油气, 势必受到国际因素的影响, 目前天然气和液化石油气多用于燃气消耗量较小, 或企业最终产品附加值较高的行业。
焦炉煤气是焦化厂焦炉炼焦的副产品, 具有较强的价格竞争优势, 而且随着民用气源领域的“天然气进、焦炉煤气退”形势的日益推进, 焦炉煤气的工业供应量日益充足。但是, 对于焦化厂而言, 其主要产品焦炭的市场供需情况, 决定着焦化厂的开工率, 从而直接影响到焦炉煤气供应的稳定性, 目前焦炉煤气多用于企业自备电厂或距离焦化厂较近的企业。
转炉煤气和高炉煤气作为钢铁冶炼的副产煤气, 有着极高的利用价值, 但是转炉煤气和高炉煤气热值较低, 远距离输送的经济性较差, 同时作为钢铁冶炼的副产品, 其生产受钢铁市场供需关系的影响, 长期供应稳定性无从保证, 一般多为钢铁厂自用。
发生炉煤气气化煤种和炉型选择比较灵活, 系统操作比较简单, 设备投资相对较少, 而且企业自建煤气站后, 可以根据企业产品的市场行情, 自行确定系统开工率, 自主性较强, 目前, 发生炉煤气在诸如陶瓷、玻璃、化工、机械及冶金等行业的应用较为广泛。
2. 工业燃料煤气的过程CO 2排放
工业燃料煤气生产、净化、输配和应用过程中, 需要消耗额外的水、电、汽及其他辅助原材料等, 这些水、电、汽及其他辅助原材料的生产及输送过程中同样存在CO 2排放, 随着节能减排技术的推广, 煤气生产过程需要的水蒸气多由系统余热利用产生, 而外部水的供应量和其他辅助原材料的应用量较少, 所以工业燃料煤气的过程CO 2排放的核算, 一般仅考虑其生产、净化及输配过程用电的间接CO 2排放, 和其应用过程燃料本身造成的CO 2排放, 以及辅助燃烧用电造成的间接CO 2排放。
企业用电造成间接CO 2排放, 其排放强度与电力工业燃料结构、能源利用率水平等因素相关, 受一次能源结构的影响, 中国电力工业燃煤发电的比例高达83%, 耗煤比重占中国煤炭产量的50%以上, 同时, 中国电力工业的能源利用率水平相对落后, 全国平均供电煤耗为374gce/ (kW.h) , 每供电1kW.h排放CO 2量约为0.845kg【1】。
2.1 工业燃料煤气生产、净化及输配过程的CO 2排放【2, 3】
由于油气田及煤矿的性质状况不同, 开采工艺技术存在差异, 而且各应用地与气源或煤矿的运输距离相差悬殊, 天然气、液化石油气及煤炭开采与运输过程的能耗相差较大, CO 2排放强度相应存在较大差别, 所以在CO 2排放核算时暂不考虑天然气、液化石油气及造气用煤炭, 在开采和运输过程中造成的CO 2排放;同时由于焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气为炼焦和钢铁冶炼过程中的副产品, 所以不考虑其生产过程中的CO 2排放, 仅就其净化和输配过程耗电产生的CO 2排放进行核算。生产、净化及输配每GJ热量的工业燃料煤气, 其CO 2排放量参见表1。
2.2 工业燃料煤气应用过程的CO 2排放【4】
2.2.1 煤气燃烧的CO 2排放
煤气燃烧过程中, 煤气中的CO 2保持原态排放, 其他可燃成分中的碳元素则绝大部分转化为CO 2排放, 只有极其少量转为CO排放, 常用工业燃料煤气的成分、热值及燃烧CO 2排放量参见表2, 为计算方便起见, 表中就每种煤气仅列出一种组分比例。
2.2.2 辅助燃烧系统的CO 2排放
工业燃料煤气应用过程的CO 2排放, 除燃料自身燃烧时释放的CO 2外, 还包括燃料燃烧过程中, 助燃空气供给与烟气排放消耗电力所造成的CO 2排放, 常用工业燃料煤气辅助燃烧系统电耗及CO 2排放量参见表3。
注:助燃风压力取2500Pa;引风压力取1000Pa;烟气温度取250℃;风机系统效率取0.75。
2.3 工业燃料煤气应用过程中的CO 2排放量
综上所述, 工业燃料煤气的过程CO 2排放, 由煤气生产、净化和输配过程、煤气燃烧过程和燃烧辅助过程产生, 其CO 2过程排放量及总排放量参见表4。
3. 结论
工业燃料煤气的过程CO 2排放中, 煤气燃烧产生的CO 2最多, 约占总排放量的92-98%, 其次是煤气生产、净化和输配过程耗电产生的间接CO 2排放, 约占总排放量的2-8%, 燃烧辅助系统耗电产生的间接CO排2放量最少。几种工业燃料煤气中, 以焦炉煤气单位热量的CO 2排放强度最低, 其次是天然气、液化石油气、发生炉煤气、转炉煤气和高炉煤气, 燃烧同等热量的煤气, 焦炉煤气CO 2排放量约为天然气的89%, , 其主要原因是焦炉煤气中氢气含量较高, 结合中国一次能源结构形势, 发展以煤为原料生产富含氢气的人工煤气技术, 符合中国能源安全和温室气体减排战略。
参考文献
[1]钱伯章, 节能减排—可持续发展的必由之路[M], 北京:科学出版社, 2008年4月
[2]煤气规划设计手册编写组, 煤气规划设计手册[M], 北京:建筑工业出版社, 2008年4月
[3]王永刚等, 转炉煤气干法净化回收技术与湿法技术比较[J], 工业安全与环保, 2008, 34 (5) :10-12
工业燃料 篇3
玻璃生产消耗大量的燃料, 是政府和社会各界关注的重点耗能行业之一。广东是玻璃生产大省, 玻璃生产所用的燃料主要是重油, 其次是天然气, 再次是石油焦。目前广东省平均每重量箱平板玻璃耗能为14.5kg标准煤, 加上玻璃深加工能耗, 全行业生产能耗约150万吨标准煤。广东是缺能省份, 无论是重油还是电力, 供需矛盾非常突出。尤其是重油, 价格一路飙升, 造成玻璃生产成本不断上涨, 严重地影响玻璃的生产和发展。广东省玻璃行业节能减排工作虽有进步, 但能耗仍然偏高, 二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物减排压力依然较大。为了推进新形势下的广东玻璃行业节能减排工作, 广东省玻璃行业协会根据政府部门的统一部署, 承担了广东省省经信委、省财政厅联合下达的“玻璃行业节能减排宣传培训和节能能力建设”项目。本次会议即是该项目的重要工作内容之一。
黄少塔秘书长代表广东省玻璃行业协会作《新形势下玻璃行业节能减排与燃料的科学选用》主题演讲。他首先介绍了全国和广东玻璃行业的发展概况, 分析了当前玻璃行业经济形势, 指出了存在的问题和困难;接下来他就新形势下如何做好广东省玻璃行业的节能减排工作作出具体指示;最后他从玻璃企业的成本结构、燃料品种、生产工艺等方面详细阐述了燃料的科学选择与使用。他期望玻璃企业与工业燃料供应商能深入交流, 加强合作, 共同推广清洁能源和节能减排技术。
本次会议邀请广东省环境保护产业协会副秘书长易颂辉作《广东省能源状况及环保政策》专题演讲。她从能源基础知识、广东省能源状况、广东省环保政策约束、广东省相关产业政策等方面为与会代表进行了详细讲解。
本次会议还邀请有关嘉宾作了《中国天然气市场分析展望》、《工业燃料油市场回顾与展望》、《石油焦在工业燃料中的应用情况分析》、《水煤浆制备技术》等专题演讲。会议内容丰富实用, 受到了与会代表的一致好评。