Abstract：
In order to guide the construction project of north Shanxi modern coal chemical industry park, and to obtain data from several aspects including output, yield, components etc. of upgraded low rank coal, coal gas, tar and waste water after pyrolyzation of low rank coal, a pilot scale experiment of cascade and clean utilization of low rank coal is carried out under different working conditions for a period of two months. Experimental results show that pyrolyzing furnace can extract more than 90% of volatile components from coal, producing oil-gas products with high added-value; yield of upgraded low rank coal decreases with the increase of pyrolysis temperature, and the yield of coal gas increases with the rising of pyrolysis temperature; under conditions that the pyrolysis temperature is 700 ℃ and pyrolysis time is 7 h, the yield of tar reaches a maximum value (6.29%); the yield of pyrolysis effluent shows no big change with the rising of pyrolysis temperature; the coal gas containing high content of CH4 is suitable to produce synthetic natural gas.
安徽三星化工有限责任公司热电分厂配有额定蒸发量为75 t/h锅炉3台、60 t/h三废炉和40 t/h大吹风气燃烧炉各1台，所用锅炉给水均为除盐水，原采用热力除氧，进除氧器前水温约为45 ℃，除氧温度控制在104 ℃，加热蒸汽成本为120元/t。此种单一的热力除氧方式不仅能耗高且除氧不彻底，溶解氧随给水进入锅炉后，在锅炉工作温度及压力下，分别以化学腐蚀、电化学腐蚀、浓差腐蚀等形式对锅炉本体、给水管网等部位造成腐蚀，甚至引起溃疡穿孔等，是影响锅炉安全运行及使用寿命的重要因素。
1
传统热力除氧与化学深度除氧剂
1.1
传统热力除氧
传统热力除氧因受其除氧工艺特性的制约，加上锅炉本身负荷的波动，存在明显的缺点。
(1) 除氧效果难以保证。对现有的除氧器而言，如果除氧温度不能稳定保持在104 ℃，除氧效果就达不到标准要求；在锅炉负荷突然增大时，因锅炉给水量增大或供汽不及时，有可能出现除氧器倒吸现象，使锅炉给水中氧含量大幅增加。
(2) 耗费大。欲达到要求的除氧效果，则必须保证供汽量充足及设备运行情况良好，这就要求自耗汽量有一定的富余值。但因设备的局限性决定了自耗汽量不能随时进行调节，因此在负荷降低时，就造成了蒸汽的浪费。
1.2
化学深度除氧剂
与单一热力除氧相比，使用化学深度除氧剂辅助热力除氧不仅操作简单，且可将除氧温度从104 ℃降至95 ℃左右，节省了从95 ℃加热至104 ℃所需的大量热能及排空损失，自耗蒸汽量也大幅减少，同时可进一步将锅炉给水中残余溶解氧含量降至50 μg/L以下，除氧效果稳定、达标，使设备在更安全、更经济的条件下运行。
2
技术原理及技术指标
2.1
技术原理
所采用的深度除氧剂型号为YG-108A，是由新型有机脱氧剂、缓蚀钝化剂、酸碱平衡剂等组成，其主要成分丙酮肟主要用作工业锅炉给水化学除氧剂，与传统锅炉化学除氧剂相比，具有用量少、除氧效率高、无毒、无环境污染等特点，是亚临界锅炉的停用保护和钝化处理的理想药剂，也是在中、高压锅炉给水中取代联氨等传统化学除氧剂的理想产品。另外，该除氧剂中有效成分能与系统中的铜、铁等金属氧化物发生化学反应，使金属钝化，起到缓蚀作用。
2.2
技术指标
除氧器进水温度45 ℃，除氧水温90~95 ℃，吨锅炉给水深度除氧剂投加量0.055 kg，锅炉给水溶解氧含量＜50 μg/L。
3
项目技术方案及实施效果
3.1
技术方案
3.1.1
各项技术指标的测试
2013年5月4日至5月8日，记录采用单一热力除氧时的锅炉给水温度、水中氧含量等数据；5月9日上午10：00开始正式投加深度除氧剂，同时将锅炉除氧器温度下调至95 ℃左右。加药前后锅炉给水溶解氧含量对比见表 1。
表 1
|
日期 |
时间 |
氧含量/ (μg·L-1) |
锅炉给水温度/℃ |
|
4日 |
09:00 |
685 |
107.0 |
|
09:30 |
700 |
104.8 |
|
11:00 |
650 |
102.1 |
|
15:00 |
544 |
102.4 |
|
17:00 |
647 |
109.2 |
|
5日 |
09:00 |
580 |
105.4 |
|
10:14 |
550 |
106.3 |
|
11:10 |
600 |
100.4 |
|
15:00 |
670 |
101.6 |
|
17:00 |
415 |
105.3 |
|
8日 |
09:00 |
680 |
101.9 |
|
09:30 |
633 |
104.7 |
|
11:00 |
510 |
103.3 |
|
15:00 |
567 |
103.7 |
|
17:00 |
672 |
99.0 |
|
9日 |
09:00 |
528 |
104.2 |
|
10:00 |
开始加深度除氧剂 |
|
11:00 |
185 |
93.0 |
|
12:00 |
138 |
94.5 |
|
15:00 |
147 |
97.9 |
|
17:00 |
25 |
94.6 |
|
10日 |
09:00 |
0 |
98.8 |
|
11:00 |
15 |
94.8 |
|
15:00 |
60 |
97.1 |
|
17:00 |
0 |
100.0 |
|
11日 |
09:00 |
50 |
97.0 |
|
10:00 |
21 |
95.6 |
|
11:00 |
0 |
97.6 |
|
15:00 |
0 |
95.0 |
|
15:30 |
0 |
96.8 |
由表 1可知：在采用单一热力除氧时，锅炉给水氧含量超标且不稳定；投加深度除氧剂后，检测溶解氧结果合格，充分证明使用深度除氧剂辅助热力除氧的效果远优于单一的热力除氧，除氧更彻底，效果更佳。
测试期间，3#锅炉给水取样点管道阀门存在内漏，故水循环较慢，经现场观察与分析，水循环周期约在4 h左右。5月9日10：00开始投加药剂，当日16：00左右才有了明显的除氧效果。另据现场操作人员的反馈，在每天08：00至09：00的交接班时间段内，给水量波动较大，给水氧含量稍有波动属正常现象。
3.1.2
加药方案
加药工艺要求除氧器水温≥90 ℃。加药点设在除氧器给水母管出口与给水泵之间的管路上，选取最佳位置焊接1个Φ 15 mm的加药口，以便连接加药泵。加药系统示意见图 1。
图 1
3.1.3
加药泵的操作规程
加药泵的开度与锅炉给水量和加药量的关系如表 2所示。
表 2
|
开度/% |
锅炉给水量/(t·h-1) |
加药量/(kg·t-1) |
|
60 |
55 |
0.055 |
|
65 |
57 |
0.055 |
|
70 |
60 |
0.055 |
加药泵采用电磁隔膜计量泵，根据量程和所需的投加量选择合适的档位，在试验过程中选择“5档”。
注意事项：①根据总给水量的变化调节加药泵开度；②保持贮药箱内的药剂量在最低液位以上，即不低于5 cm；③药剂室温储存，保持通风，防止暴晒，注意包装的密封性，以防药剂因氧化而失效；④药剂运输时，按正确放置方向摆放；⑤药剂搬运时，小心轻放，严禁撞击，以免溅出；⑥加药过程中若有药剂溅到衣服或人身上，应及时用清水清洗。
3.2
效果及效益
3.2.1
自耗蒸汽量
(1) 使用深度除氧剂前，锅炉给水温度控制在104 ℃，除氧效果理论上能够达标。设需蒸汽量为M(即自耗汽量)，蒸汽在除氧过程中将锅炉给水温度从45 ℃提高至104 ℃，自身由3.82 MPa下的饱和蒸汽状态转变为104 ℃的水，如果不计热交换期间的热损失和排空损失(排空损失一般在1%~3%)，即热力除氧器的热交换效率为100%，则锅炉给水量×(104 ℃下锅炉给水焓-45 ℃下锅炉给水焓)=M×(3.82 MPa下蒸汽焓-104 ℃下水焓)。按104 ℃时锅炉给水焓为434.7 kJ/kg、3.82 MPa下的蒸汽焓为2 801.0 kJ/kg、45 ℃下锅炉给水焓为188.1 kJ/kg，则1 kg锅炉给水自耗汽量M=0.104 kg，即自耗汽率为10.4%。但由于设备和人为因素的影响，热力除氧在实际运行过程中至少有1%~3%的排空损失，若排空损失按2%计，则热力除氧器的实际自耗汽率在12.4%左右。
(2) 使用深度除氧剂后，锅炉给水温度降至95 ℃即可达到除氧效果，按上述计算方式，此时的自耗汽率(包括排空损失)为10.7%左右。
3.2.2
节能计算
计算依据：蒸汽成本120元/t，YG-108A除氧剂20元/kg，吨锅炉给水加药量0.055 kg。采用单一热力除氧时，吨锅炉给水耗蒸汽费用为1×12.4%×120=14.88(元)。采用化学深度除氧后，吨锅炉给水耗蒸汽费用为1×10.7%×120=12.84(元)，吨锅炉给水深度除氧剂费用为1×0.055×20=1.10(元)。改用化学深度除氧后，吨锅炉给水可以节省费用为14.88-12.84-1.10=0.94(元)，年可节省费用171.2万元，经济效益较为显著。
4
存在问题及解决方法
从目前运行情况来看，在部分锅炉上采用化学深度除氧技术的效果较好，但也存在一些问题：①每天08：00至09：00锅炉给水量波动较大，锅炉给水氧含量会相应稍有波动；②原设计吨锅炉深度除氧剂用量为0.055 kg，而实际投加量为0.065 kg。
针对以上问题，拟采取相应的改进措施：①从锅炉操作工艺及管理入手，尽量控制锅炉负荷稳定，确保锅炉给水量稳定，避免因此造成的氧含量波动；②在贮药箱上标注刻度，加药时深度除氧剂称重后再按比例加入贮药箱中，防止因加药量控制不严而出现浪费。
沪公网安备 31010702007066号