可再生能源在陶瓷生產(chǎn)中的應(yīng)用.doc

班級(jí)：09熱工（1）班 姓名：周亞 學(xué)號(hào)：200910610102可再生能源在陶瓷生產(chǎn)中的應(yīng)用摘要：我國(guó)天然氣較缺乏，天然氣遠(yuǎn)遠(yuǎn)地供不應(yīng)求，在一定條件下，采用比較經(jīng)濟(jì)可靠的工藝實(shí)現(xiàn)沼氣的天然氣化，無(wú)疑是一個(gè)好的方法。隨著能源需求的提高和傳統(tǒng)能源的減少，能源結(jié)構(gòu)的改變勢(shì)在必行，可再生能源的重要性將日漸凸顯。關(guān)鍵詞：可再生能源 陶瓷 沼氣提純 能源是現(xiàn)代社會(huì)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，清潔燃料的供給能力密切關(guān)系著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展，國(guó)家戰(zhàn)略安全保障的基礎(chǔ)之一?？稍偕茉粗饕ㄌ?yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、生物能、水能海洋能等。?dāng)今能源形式極度緊張，油價(jià)煤價(jià)節(jié)節(jié)攀升。同時(shí)，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，大量的化石燃料被使用，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，可再生能源引起人們的關(guān)注。而陶瓷行業(yè)恰恰是一個(gè)高耗能的行業(yè)，特別是建筑衛(wèi)生陶瓷工業(yè)。陶瓷窯爐使用能源可以分為熱燃料和電力兩種，主要包括天然氣、水煤氣、電、輕柴油等。但是可再生能源的轉(zhuǎn)化形式大多是轉(zhuǎn)換為電能，由于電能比較昂貴，所以陶瓷窯爐主要使用熱燃料。為了提供熱能，需要與現(xiàn)有燃燒器相適應(yīng)的氣態(tài)和液態(tài)燃料，潛在的氣態(tài)燃料是沼氣。在厭氧生物降解過(guò)程中產(chǎn)生的含甲烷混合氣體CH4含量一般為50%65%，其余的為CO2、H2S、NOx和水汽等。由于CO2含量過(guò)多，沼氣進(jìn)入窯爐的燃?xì)鈿怏w體積翻倍，二氧化碳的存在通常會(huì)降低熱的利用率、降低火焰溫度、導(dǎo)致放熱過(guò)程成本增加。沼氣經(jīng)凈化提純后甲烷質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)97%以上，可以的到純凈高熱值天燃?xì)?，作為陶瓷窯爐的燃料完全足夠，所以沼氣的凈化提純十分關(guān)鍵。對(duì)沼氣提純而言，把其中的二氧化碳調(diào)節(jié)到10%左右，使用和處理的綜合效益最高。 生產(chǎn)沼氣的原料不僅僅只局限于垃圾填埋廠的垃圾，相對(duì)于一個(gè)陶瓷企業(yè)，僅靠處理垃圾獲得沼氣難以滿足需求，可以使用一些作物作為補(bǔ)充。比如整株玉米、秸稈、能源型甜菜等，這些原料的使用充分發(fā)揮作物高效轉(zhuǎn)化的優(yōu)勢(shì)。沼氣工程建設(shè)內(nèi)容包括“一池三建”，一池：沼氣池，即在厭氧條件下，利用微生物分解有機(jī)物并產(chǎn)生沼氣的裝置；三建：原料預(yù)處理、沼氣利用、沼渣沼液的利用和處理。大型沼氣工藝可以分為三個(gè)階段：預(yù)處理階段、中間階段和后處理階段。料液進(jìn)入消化器之前為預(yù)處理階段，主要是除去原料中的砂粒和雜物，并調(diào)節(jié)料物濃度。如果發(fā)酵溫度較高還要對(duì)料液進(jìn)行加溫。原料滿足要求后料液進(jìn)入消化器進(jìn)行厭氧發(fā)酵，消化掉有機(jī)物產(chǎn)生沼氣，此為中間階段。從消化器排出的消化液要經(jīng)過(guò)沉淀和固液分離，沼氣發(fā)酵液不能直接排放，否則會(huì)導(dǎo)致二次污染，必須后處理加以資源化利用，沼氣發(fā)酵液可以作為肥料使用，此為后處理階段。此沼氣工程所產(chǎn)生的沼氣甲烷含量要達(dá)到天然氣甲烷含量才能適用于陶瓷生產(chǎn)，則必須對(duì)沼氣進(jìn)行提純。下面簡(jiǎn)要介紹一種沼氣的提純方法：低壓二氧化碳吸收技術(shù)。這項(xiàng)沼氣提純工藝主要有7步驟：1. 利用鼓風(fēng)機(jī)將從儲(chǔ)氣罐中出來(lái)的沼氣鼓入工藝設(shè)備當(dāng)中 雖然從初期罐中出來(lái)的沼氣具有一定的壓力，但后續(xù)工序有沿程阻力影響，鼓風(fēng)機(jī)的使用是必要的。2. H2S的去除在去除CO2之前，先要去除H2S和其他雜質(zhì)。H2S可以使用活性碳床，活性碳床的吸收是一個(gè)催化反應(yīng)：2H2S+O22S+2H2O,活性炭起著催化作用。當(dāng)活性碳吸收元素硫飽和時(shí)，更換活性炭即可。此過(guò)程還可以使用雙床H2S去除系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)雙床串聯(lián)使用時(shí)，第一床活性炭吸收飽和，H2S會(huì)穿透第一床被第二床吸收，克服H2S吸收不完全的缺點(diǎn)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)第一床進(jìn)入氣體H2S濃度等于產(chǎn)出氣體H2S濃度時(shí)，就可以更換活性炭。 3.吸收液接觸單元在此步驟中，氣體從設(shè)備底部向頂部流動(dòng)，而設(shè)備內(nèi)吸收液與氣體逆向流動(dòng)，CO2被吸收液吸收，被提純的氣體從頂部流出，飽和吸收液從底部流出。這里的吸收液為一種特殊的液體，是這項(xiàng)技術(shù)最為關(guān)鍵的一環(huán)，由于知識(shí)有限不予說(shuō)明。4.飽和吸收液的分離吸收二氧化碳的吸收液從分離設(shè)備的頂部流入，在向下流動(dòng)的過(guò)程中，二氧化碳經(jīng)高溫加熱從吸收液中分離出來(lái)。分離出來(lái)的二氧化碳的純度十分高，可以另作商品銷售。為了充分節(jié)能考慮，可在此處添加一個(gè)換熱器，將被加熱的吸收液和二氧化碳熱量交換至加熱處。5. 壓縮和干燥 提純的氣體流出吸收液接觸單元處于常壓和水飽和狀態(tài)，需要對(duì)其進(jìn)行壓縮干燥。首先根據(jù)相應(yīng)的天然氣管路將氣體加壓至5-8bar，然后通過(guò)變壓吸附或變溫吸附進(jìn)行吸附干燥。一小部分氣體用于吹洗干燥器，之后回流至鼓風(fēng)機(jī)處。6. 添加臭味和分析測(cè)試 對(duì)提純氣體進(jìn)行，H2S濃度、O2濃度、CH4濃度、NH3濃度和露點(diǎn)等的測(cè)試，合格就可以作為天然氣使用，不合格則將回流至鼓風(fēng)機(jī)處重新處理。提出后的氣體，甲烷含量極高，沒有味道。將用于天然氣的臭味添加劑THT加入提純的氣體中。7. 注入天然氣管道系統(tǒng) 氣體根據(jù)要求選擇適當(dāng)?shù)膲毫唾|(zhì)量注入天然氣管道。經(jīng)過(guò)提純后的氣體其實(shí)就是優(yōu)質(zhì)的天然氣，可以輸送給陶瓷窯爐進(jìn)行燃燒。有時(shí)候由于原料的不穩(wěn)定，沼氣的生產(chǎn)可能會(huì)受到影響，陶瓷窯爐必須備用另一條管道使用天然氣公司提供