钢铁企业富余煤气的q-g预测法及其应用研究

【摘要】：钢铁生产过程在不断消耗资源、能源的同时,也产生大量的二次能源,其中副产煤气是钢铁企业重要的二次能源之一。据统计,煤气消耗约占钢铁企业总能源消耗的40%,且随着节能工作的推进,煤气富余率一般在30%左右。因此煤气资源的“减量化”和富余煤气的“再资源化”是企业走新型工业化道路、提高企业竞争力的重要支撑技术。 长期以来,研究者着眼于各设备或各工序煤气消耗量的降低,较少关注煤气的富余量。本文以系统节能的思想为指导原则,追求产生煤气的“量”和“质”的最大回收、消耗煤气的“减量化”和“匹配使用”、富余煤气所创造价值的最大化。 参照吨钢能耗的e-p分析法,本文提出了富余煤气的q-g预测法。为了弄清楚影响吨钢煤气富余量的影响因素,对q-g预测法的数学表达式进行了分解,即分别给出的吨钢煤气产率的q-p预测法和吨钢煤气燃耗的g-p预测法。可见,影响煤气系统供需平衡的主要因素有钢比系数、工序煤气产率、工序煤气燃耗三类。考虑到目前钢铁企业再对煤气利用评价指标方面存在的问题,提出了把工序煤气燃耗和吨钢煤气放散量同时纳入煤气消耗量的吨钢煤气燃耗的评价指标。 为了解决高炉煤气等低热值煤气大量放散的问题,多将其与焦炉煤气混合后使用。随着高温空气燃烧技术等前沿技术的发展,高炉煤气已可单独应用于工艺加热。因此,混合煤气是否还有存在的必要值得探讨。本文根据热力学第二定律的相关知识,推导出了煤气混合过程的(?)损失计算式,得出了煤气混合会降低煤气质量的结论。针对现场中存在的混合煤气广泛情况,研究了煤气加压混合方式对能耗的影响。结果表明,先加压后混合比先混合后加压约节能25%。综合考虑煤气匹配用能和各煤气用户对煤气热值的要求,给出了煤气种类选择的原则。 本文基于富余煤气的q-g预测法,考虑到先进节能技术的应用情况,预测并分析了南钢1000万吨发展规划时的煤气产生量、消耗量和富余量,并对燃煤气锅炉—汽轮机发电、焦炉煤气制氢—电力多联产、焦炉煤气制甲醇—电力多联产等富余煤气的再资源化利用方案进行了比较。 【关键词】：富余煤气 q-g预测法 钢铁企业 煤气混合 再资源化利用
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X757
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 钢铁工业发展历程10-11
• 1.2 钢铁企业煤气回收利用现状11-15
• 1.3 本文的研究工作15-16
• 第2章 富余煤气的q-g预测法16-22
• 2.1 吨钢能耗e-p法的回顾16
• 2.2 富余煤气的q-g预测法16-18
• 2.3 影响煤气平衡的因素18-22
• 2.3.1 钢比系数18
• 2.3.2 工序煤气产率18-19
• 2.3.3 工序煤气燃耗19-22
• 第3章 煤气混合过程对能耗的影响22-34
• 3.1 煤气混合过程评价指标22-24
• 3.1.1 评价指标的选择22-24
• 3.1.2 (?)分析的意义24
• 3.2 煤气混合过程的(?)损失24-27
• 3.2.1 (?)损失计算公式的推导24-26
• 3.2.2 南钢煤气混合过程分析26-27
• 3.3 煤气混合方式对能耗的影响27-31
• 3.4 煤气种类选择原则31-34
• 第4章 q-g预测法在南钢煤气系统的应用34-66
• 4.1 南钢煤气系统现状34-39
• 4.1.1 南钢简介34-36
• 4.1.2 南钢煤气回收利用现状36-39
• 4.2 南钢煤气系统存在的问题及节能对策39-48
• 4.2.1 煤气回收与净化环节39-40
• 4.2.2 煤气输配与使用环节40-43
• 4.2.3 节能措施43-47
• 4.2.4 节能措施实施后煤气产耗47-48
• 4.3 基于q-g预测法的富余煤气量计算48-53
• 4.3.1 煤气产生50-51
• 4.3.2 煤气使用51-52
• 4.3.3 煤气富余52-53
• 4.4 富余煤气优化利用方案比较53-66
• 4.4.1 燃煤气锅炉—蒸汽轮机发电54-56
• 4.4.2 焦炉煤气制氢—电力多联产56-59
• 4.4.3 焦炉煤气制甲醇—电力多联产59-64
• 4.4.4 富余煤气利用方案比较64-66
• 第5章 结论66-68
• 参考文献68-72
• 致谢72-74
• 攻读学位期间参与的科研项目和发表论文情况74

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