碳中和企业经典案例.doc
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碳中和企业经典案例
华美钢铁工业生物燃气项目
深圳市第九届“深圳企业新纪录”揭晓，华美钢铁“生物质能源在钢铁加热系统中的使用”被确认为“深圳企业新纪录”，同时获得“循环经济项目奖”。
审定委员会一致认为，华美钢铁改良加热炉能源介质，将建厂初期采用的重油燃烧加热技术，改良为现在最先进的生物质燃料加热技术是国内首创，同时开创了钢铁行业应用生物质燃料加热技术的新纪录。
这充分体现出华美钢铁在发展低碳经济、循环经济和新能源的开发利用的决心和努力，也为华美金属材料产业园走生态、环保之路迈出了坚实的一步。
经过相关行业协会的初审、推荐，深圳市企业新纪录审定委员会全体会议审定、公证处公证和媒体公示，诞生了188项“深圳企业新纪录”，评选产生6个“创新项目奖”和“循环经济项目奖”。
该项目由中科院广州能源研究所全程提供技术解决方案，广州迪森公司投资建设，将原燃烧重油的两段式连续推钢加热炉改烧生物燃气，气化炉选型为循环流化床。
2009年初立项，2010年5月正式投产，主要为两段式连续推钢加热炉提供热源用于轧钢，加热温度在1200℃-1300℃之间。
项目所采用的发明专利“一种非对称结构的内循环生物质流化床气化炉”技术，曾获广东省专利金奖、国家专利优秀奖，专利技术经中国科学院批准，由广州能源研究所投资入股深圳碳中和生物燃气股份有限公司。
该气化炉结构包括炉体、旋风分离器和飞灰回流管，炉体的下部构建倾斜壁面，形成一纵截面呈直角梯形的倒圆台形，使靠近旋风分离器的一侧形成一倾斜角a为60°～75°的隔墙，在隔墙上设有排灰通道，位于炉体底部的布风分布板为一非对称的倒锥形结构，在非对称的倒锥形锥顶部位设有排渣口，在布风分布板上设置变开孔率的风孔。
该发明采用由外循环和内循环相结合的循环流化床炉型，通过在流化床反应炉底部设置非对称的锥形结构布风分布板和变开孔率设计，强化不均匀布风，加强炉内物料内循环流动，可有效地实现生物质物料的快速气化。
项目技术方案采用高温燃气燃烧系统技术方案，利用生物质燃气代替重油燃料送入两段式连续推钢加热炉燃烧，实现热能利用。
主要工艺流程为：
原料通过斗式提升机和螺旋给料机从上部送入循环流化床气化炉，气化介质空气通过鼓风机送入气化炉风室，原料在气化炉内沸腾燃烧。
在燃气出口处设有旋风分离器，循环流化床流化速度较高，使产出气中含有大量固体颗粒。
在经过旋风分离器后，通过料脚，使这些固定颗粒返回流化床，再重新进行气化反应，从而提高碳的转化率。
通过空气的合理匹配，尽量将能量转化和保留到可燃气体中，可燃气体在引风机作用下，经旋风分离器净化除尘后送入加热炉燃烧。
华美钢铁工业生物燃气替代石化能源项目，不仅创造了“深圳企业新纪录”，也创造了世界企业新记录，这是目前世界范围内建成运行的最大的工业生物燃气项目，中国科学院、广州迪森和华美钢铁产学研结合，共同创造了工业生物燃气产业化的奇迹。
立国制药工业生物燃气项目
广东立国制药有限公司成立于1995年，位于广东省河源市紫金县蓝塘镇。
是一家专业从事头孢类系列原料药研发及生产的制药企业，2000年通过国家食品药品监督管理局的GMP认证，目前年生产能力为无菌原料药300吨，口服原料药100吨。
广东立国制药有限公司现役一台WNS10-1.25-Y卧式内燃燃油蒸汽锅炉，由于燃油成本较高，为了降低运行成本，2009年初，通过制药同行企业的推荐、介绍，该公司主动找到深圳碳中和生物燃气股份有限公司，提出了锅炉改造的迫切需求。
经过几个月的充分论证，深圳碳中和生物燃气股份有限公与广东立国制药有限公司正式签定能源管理合同，由碳中和公司投资，以合同能源管理的合作方式，对立国制药石化能源工业热力系统进行技术改造，深圳碳中和生物燃气股份有限公司负责进行项目的能源审计、可行性研究、项目设计、项目投资、设备和材料采购、工程施工、人员培训、节能减排监测、以及技术改造后系统的运行、维护、管理和服务等，在立国制药“零投资、零风险、低排放、高效益”原则下，开展节能减排，进入低碳经济领域。
立国制药工业生物燃气项目于2011年1月29日建成投产，稳定运行，实现了工业生物燃气完全替代石化能源，在世界范围内创造了工业企业“碳中和”的经典案例。
该项目技术方案采用高温燃气燃烧系统技术方案，利用生物质燃气代替煤、天然气等化石燃料送入锅炉燃烧产生蒸汽，实现热能利用。
主要工艺流程为：
原料通过斗式提升机和螺旋给料机从上部送入气化炉，气化介质空气通过鼓风机送入气化炉风室，原料在气化炉炉排上方进行部分燃烧，在炉排上方自上而下形成干燥层、热解层、还原层和氧化层，依靠氧化层燃烧所产生热量为还原层、热解层及干燥层提供能量。
通过空气的合理匹配，尽量将能量转化和保留到可燃气体中，可燃气体在引风机作用下，经旋风分离器净化除尘后送入锅炉燃烧器燃烧。
该项目针对立国制药WNS10Ⅱ型10T/h燃油蒸汽锅炉，配套1台生物质固定床气化炉，完成生物质燃气替代燃油系统的改造，由广州能源研究所设计整套生物质气化燃气发生系统及相关附属系统技术方案，并汇同设计院完成施工图设计。
主要新增与改造的系统由原料储存、上料设备、固定床气化系统、灰渣处理装置、燃气输送、锅炉燃烧器、锅炉烟风系统及主辅设备控制系统构成。
1）燃气来源—生物质气化系统
本项目采用固定床生物质空气气化技术提供燃烧气源，气化原料为木屑和或木块木片，可燃气体发热值在1100kcal/Nm3至1300kcal/Nm3之间，可燃气体温度约为350℃左右。
气化系统由气化炉、空气输送系统、燃气净化系统、燃气加压输送系统，燃气放散系统、燃料输送系统及控制系统等组成。
2）燃烧系统结构和设计
生物质燃气主要成分为：
CO、H2、CH4、N2等，虽然热值低，但温度较高，燃气着火不困难，由于N2含量高的特点，燃烧过程中吸收热量，导致理论燃烧温度低。
燃烧过程必须对燃气和空气进行充分的混合，才能保证燃烧的稳定、高效和安全。
因此必须结合现有锅炉结构设计专用高温燃气燃烧器，才能满足用户需求。
燃气燃烧器采用多通道蜂窝状结构形式，将燃气和空气切割成多股混合喷燃，在燃烧器出口设置旋转叶片，加强燃气和空气的混合，保证稳燃和高效。
燃烧器由中心点火燃烧器和主燃烧器组成，使用时中心点火燃烧器首先采用液化石油气，高能点火，待主燃烧器燃烧稳定后关闭。
燃烧系统由中心点火燃烧器、主燃烧器、风机、电子点火装置、高能点火枪、火焰探测器、电动执行器、燃气快速切断阀、风气联调器、锅炉压力变送器、燃气高低压保护、程序控制器和电控柜等主要部件组成。
工作时，程序控制器按设定程序对燃烧机启动、燃气高低压保护、扫气、点火、负荷调节、熄火保护进行自动控制，PID调节仪按压力变送器传送的模拟电流信号，比较设定值对燃烧机工作负荷进行调节。
表1.11原料的基本性质
序号
名称
技术参数
1
原料性质
木片及木质颗粒
2
原料热值
≥3600kcal/kg
3
原料水分
≤15%
4
原料堆积密度
≥0.3T/m3
5
灰份
3%
6
挥发份
79%
7
固定碳
18%
原WNS10Ⅱ型10T/h燃油蒸汽锅炉参数如下：
表1.12原WNS10Ⅱ型10T/h燃油蒸汽锅炉参数
序号
项目
技术参数
备注
1
锅炉型号
WNS10Ⅱ型
蒸汽锅炉
2
额定负荷
10t/h
饱和蒸汽
3
蒸汽压力
1.25MPa
4
蒸汽温度
194℃
5
给水温度
105℃
6
设计原料
0号柴油
广东立国制药有限公司的生产用汽量在0~6t/h范围内无序波动，为了满足立国制药正常生产与产能扩大的需要，改造后的WNSⅡ型蒸汽锅炉运行参数如表1.12。
表1.13改造后WNS10Ⅱ型锅炉参数
序号
项目
技术参数
备注
1
额定负荷
6T/h
2
蒸汽压力
1.25MPa
3
蒸汽温度
194℃
4
给水温度
105℃
5
炉内压力
微负压
6
设计原料
生物燃气
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