目前稻壳锅炉主要有链条炉和立式循环流化床锅炉。链条炉很难燃尽稻壳,锅炉热效率低,燃料浪费严重。而立式循环流化床的锅炉高度不够,致使飞灰含碳量较高,同时采取高温分离,分离器易结焦,在实际运行当中,很难纯烧稻壳,需混烧煤。
1、项目背景
我国是中草药和中成药的生产大国。每个中药生产企业每天都要排出大量的药渣,目前,这些药渣没有很好的办法进行处理,企业往往出资请人清运出厂。一方面,药渣的随意堆积会造成环境污染,给周边群众的生产、生活造成危害;另外一方面,药渣是一种生物质燃料,具有一定热值,丢弃会造成资源浪费。
2、药渣的特性
中药药渣存在着种类多、水分含量高、热值低、碱金属含量高等特点,致使燃烧困难,锅炉易积灰。含水率一般为55~80%;低位热值一般为250~1600KCal/kg。采用本卧式循环流化床锅炉,可以变废为宝,实现节能减排,保护环境。
表1 药渣的工业分析数据
项目 |
符号 |
单位 |
草本类药渣 |
木质类药渣 |
收到基碳 |
Car |
% |
8.47 |
21.34 |
收到基氢 |
Har |
% |
1.09 |
2.65 |
收到基氧 |
Oar |
% |
7.03 |
19.13 |
收到基氮 |
Nar |
% |
0.41 |
0.16 |
收到基硫 |
Sar |
% |
0.00 |
0.00 |
收到基灰 |
Aar |
% |
3.32 |
0.57 |
收到基水 |
Mar |
% |
79.68 |
56.15 |
收到基高位发热量 |
Qar.gross.v |
Kcal/kg |
814.62 |
2007.64 |
收到基低位发热量 |
Qar.net.v |
Kcal/kg |
279.50 |
1528.91 |
3、产品介绍
由于中药药渣水分含量比较大,燃烧药渣比较困难,普通的锅炉很难进行燃烧处理。针对药渣的特点,本公司和清华大学热能工程系联合开发出了卧式循环流化床锅炉,由于采取了三级炉膛、两级回灰结构,使得药渣的燃烧时间加长,药渣能够充分分解燃烧,该锅炉能够很好地处理药渣,使得药渣变废为宝,减少锅炉的运行成本和药渣的处理费用,并且杜绝了药渣造成的环境污染。
中药药渣主要分为草本类和木质类两大类药渣。
木质类药渣:含水率约55%左右,热值超过1500kca/kg,可以直接投入锅炉燃烧;
草本类药渣:含水率一般为80%左右,热值为280Kcal/kg,需要进行挤压、烘干:
通过挤压将80%含水率的药渣脱水到含水率65~70%,热值提高到940~720 kca/kg;
通过尾气烘干进一步将药渣的含水率降到55~60%;热值提高到1380~1160kca/kg。
药渣的脱水、烘干工艺流程图如下:
1.湿药渣2. 皮带输送机3. 螺旋挤压设备4. 药液收集5. 锅炉尾气6. 转筒烘干机7. 旋风分离器
8. 皮带输送机 9. 引风机10. 至烟囱 11. 至锅炉 图1药渣脱水、烘干工艺流程图
序号 |
项目 |
单位 |
链条炉
|
卧式循环流化床药渣锅炉 |
备注 |
|
案例一 |
案例二 |
|||||
一 |
锅炉主要参数 |
|
|
|
|
|
1 |
锅炉出力 |
t/h |
15 |
15 |
15 |
|
2 |
蒸汽压力 |
Mpa |
0.98 |
0.98 |
0.98 |
|
3 |
蒸汽温度 |
oC |
179 |
179 |
179 |
|
4 |
锅炉热效率效率 |
% |
65 |
85 |
85 |
|
二 |
燃料消耗量及费用 |
|
|
|
|
|
1 |
燃料 |
|
优质烟煤 |
劣质煤+药渣 |
劣质煤+药渣 |
|
2 |
煤的发热量 |
|
|
|
|
|
2.1 |
煤的发热量 |
kcal/kg |
5200 |
3500 |
3500 |
|
2.2 |
药渣发热量(含水率65%) |
kcal/kg |
|
940 |
940 |
|
3 |
燃料消耗量 |
|
|
|
|
|
3.1 |
耗煤量 |
t/h |
2.73 |
2.50 |
1.59 |
|
3.2 |
药渣消耗量 |
t/h |
|
4.17 |
6.25 |
|
4 |
每年满负荷运行时间 |
小时 |
6500 |
6500 |
6500 |
|
5 |
年耗煤量 |
|
|
|
|
|
5.1 |
年耗煤量 |
t/a |
17757 |
16258 |
10342 |
|
5.2 |
年消耗药渣量 |
t/a |
|
27086 |
40627 |
|
5.3 |
煤的单位热值价格 |
元/103kcal |
0.14 |
0.12 |
0.12 |
|
6 |
燃料价格 |
|
|
|
|
|
6.1 |
煤价格 |
元/t |
728 |
420 |
420 |
|
6.2 |
药渣价格 |
元/t |
|
-10 |
-10 |
含水率80%药渣的处理费按10元/t |
7 |
每年燃料费用 |
万元/a |
1293 |
656 |
394 |
|
三 |
电耗及电费 |
|
|
|
|
|
1 |
运行功率 operation power |
KW |
90 |
250 |
250 |
只计算鼓引风机,药渣挤压机 |
2 |
电耗 |
万kwh |
58.5 |
162.5 |
162.5 |
|
3 |
电价 |
元/KWh |
0.7 |
0.7 |
0.7 |
|
4 |
运行期电费 |
万元/a |
40.95 |
113.75 |
113.75 |
|
四 |
经济效益 |
|
|
|
|
|
1 |
燃料费+电费 |
万元 |
1334 |
769 |
507 |
|
2 |
节省金额 |
万元 |
/ |
564 |
826 |
|
3 |
节省比例 |
|
|
42.3% |
61.9% |
|
五 |
节能效益 |
|
|
|
|
|
1 |
燃料折成标准煤 |
t/a |
13191 |
8129 |
5171 |
|
2 |
电耗折成标准煤 |
t/a |
236 |
657 |
657 |
|
3 |
折合标准煤小计 |
t/a |
13427 |
8785 |
5827 |
|
4 |
节能量 |
t标煤/a |
/ |
4642 |
7600 |
|
5 |
节能比例 |
|
|
34.57% |
56.60% |
|
六 |
减排效益 |
|
|
|
|
|
1 |
CO2减排量 |
t/a |
/ |
12161 |
19911 |
|
2 |
SO2减排量 |
t/a |
/ |
39 |
65 |
|
3 |
NOX减排量 |
t/a |
/ |
34 |
56 |
|
6、示范工程
华润三九药业集团山东三九药业有限公司一期工程20t/h药渣锅炉 2009年投产
华润三九药业集团安徽金蟾生化股份有限公司2×20t/h药渣锅炉 2011年投产
华润三九药业集团山东三九药业有限公司二期工程20t/h药渣锅炉 2013年投产
安徽亳州宏路药业有限公司 20t/h药渣锅炉 2014年投产
贵州太和药业有限公司 15t/h药渣锅炉 2014年投产