苑卫军 李建胜 李金海
（唐山科源环保技术装备有限公司 河北唐山 063020）
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摘要：本文就环保节能型两段炉煤气站，与玻璃熔窑等设备检修周期的匹配、煤气稳定性控制、节能降耗和环保达标等方面进行了综合分析，分析结果显示，环保节能型两段炉煤气站无论在节能降耗还是环保达标方面，完全符合玻璃行业的应用要求，具有相当的成本优势。
关键词：环保节能型 两段炉煤气站 设备检修周期 煤气稳定性 节能降耗 环保达标
引言：
近年来，我国玻璃工业发展迅速，就产能而言，已经连续多年位居世界首位，但窑炉能耗大、热效率低，能源浪费严重，制约了我国玻璃工业的进一步发展。目前，工业发达国家玻璃熔窑的热效率一般在30％～40%左右，而我国玻璃熔窑的热效率平均只有25％～35％，玻璃熔窑的能耗占到了玻璃厂总能耗的70%以上，节能潜力巨大。近十几年来，玻璃行业多角度出发，采取了许多节能措施，诸如玻璃料配方的调整、加热系统的改造、燃烧系统的优化、窑体保温的强化、余热的综合利用等，取得了一定的成效。
对企业而言，节能降耗是为了提高经济效益，最大限度的降低生产成本，追求企业利润最大化。如此，企业在采取各种生产配方及窑炉系统保证措施的同时，燃料的选择和有效利用变得尤为重要，因为在玻璃制造成本中，燃料成本所占比重已经超过了1／3，随着国际石油价格的连续飙升，其他有效能源价格也在不断创出新高，严重了影响着玻璃行业的快速发展。
目前，我国玻璃行业应用的燃料种类复杂，天然气、石油液化气、柴油、发生炉煤气等都在应用，在这几种燃料中，以发生炉煤气单位热值成本最低，选择发生炉煤气作为燃料，是玻璃行业降低生产成本的有效途径。本文针对玻璃行业的环境保护、节能降耗及稳定生产等方面的要求，就环保节能型两段炉煤气发生站用于玻璃行业的达标应用性进行综合分析。
1.煤气发生炉在玻璃行业应用现状
发生炉煤气在我国玻璃行业应用较早，应用企业大多采用发生炉热脏煤气熔制玻璃液，而玻璃的退火一般使用发生炉冷煤气或其他燃料。玻璃行业采用的煤气发生炉多为一段炉，该炉型生产的煤气，用做热煤气，煤气管道投资大，焦油无法回收；用做冷煤气，则严重污染周边环境，而且回收的焦油质量差，无法利用，所有这些严重制约了发生炉煤气的深化应用。
1989年山西某玻璃瓶厂率先将一段煤气发生炉改为两段式煤气发生炉，上段煤气以除焦煤气形式用于玻璃瓶退火，下段煤气以热煤气形式作为玻璃熔窑的燃料；1995年，杭州某玻璃厂将两段炉上段煤气除焦后与下段煤气混合，作为热煤气应用取得了成功。应用结果表明：改为两段炉后煤气热值提高10-15%，而且煤气压力相对稳定，输气管道堵塞现象明显减少，同时环保效益也有了显著提高。
2.玻璃行业煤气站生产要求
2.1设备检修周期
玻璃行业连续生产持续性强，一般3-4年才停产检修一次设备，而煤气发生站一般要求每年检修一次，这就要求应用于玻璃行业的煤气发生站，与玻璃窑炉等其他设备具备同等的检修周期，或在保证玻璃熔窑保温前提下检修煤气发生站。
2.2煤气稳定性
玻璃熔窑和退火窑的温度控制精度一般要求控制在±1℃以内，这就要求配套煤气发生站，所产煤气热值及压力具有较高的稳定性，并能够自动控制和调整。
2.3节能降耗
煤气发生站本身有许多潜力可以挖掘，选择适当的炉型及工艺，降低炉出煤气煤粉含量、副产焦油回收利用、煤气站废水资源再利用、节约动力耗电、提高自动化程度降低劳动力成本等措施，都可以有效降低企业成本，从而达到企业整体节能降耗的目的。
2.4环保达标
环保达标是每个行业准入的起码标准，玻璃行业应符合国家相应的环保标准：烟气排放达到国家标准GB9078—1996《工业窑炉大气污染物排放标准》中二级标准的要求；废水排放达到GB8978—1996《污水综合排放标准》的要求；工作现场的粉尘浓度、噪声、有毒有害气体浓度等指标必须达标。
煤气发生站作为燃料生产和输配工段，应该严格符合相关环保规范。
3.发生炉煤气站概述
3.1发生炉煤气站应用工艺概况
目前，发生炉煤气站按照气化炉型区分，煤气站分为一段炉煤气站和两段炉煤气站；按照煤气净化程度区分，煤气站又分为热煤气站和冷煤气站。
就玻璃行业而言，由于熔化玻璃的窑炉温度要高于1550℃，所以在选择煤气炉气化用煤时，大多选择可生产较高热值煤气的烟煤。而玻璃行业应用最多的为气化烟煤的一段炉热煤气站，该煤气站在煤炭利用效率和环保方面都存在许多不足之处；在气化烟煤时，一段炉冷煤气站的环境污染问题更为严重，国内一般不再应用；两段炉热煤气站在煤炭利用效率和环保方面要大大优于一段炉的冷、热煤气站，但煤气不便于远距离输送，限制了它的推广应用。
两段炉冷煤气站，在20世纪90年代开始，被广泛应用于陶瓷、化工等行业，从煤气净化工艺形式分，当时的两段炉煤气站大体存在两种净化工艺，即水冷净化工艺和风冷净化工艺，从环保节能角度分析，这两种工艺分别存在不同的不足之处。随着国家环保节能力度的不断加强，环保节能型两段炉煤气站工艺应运而生。
3.2环保节能型两段炉煤气站工艺概述
利用提升机构将煤加入贮煤仓，通过加煤机将煤注入发生炉。然后煤炭在煤气炉干馏段中进行干燥、干馏。煤炭慢速下移，温度逐渐升高，经6-8小时后到达气化段，在干馏段中，煤炭中的水份都释放出来，焦油及大部分硫化物也都干馏出来。并且产生碳氢化合物，形成上段煤气。进入气化段成半焦状的煤焦，经过气化反应，产生下段煤气。
上段煤气离开煤气炉由旋风除焦器进入电除焦油器，除去煤气携带的焦油；下段煤气经旋风除尘器除去绝大部分灰尘后，进入余热回收器，经冷却饱和后，煤气由400℃左右降至120-150℃左右，再通过自然风冷器对煤气进一步降温。然后上、下段煤气混合进入静电除尘器进一步除尘、除焦。在间接冷却器，将煤气冷却至常温以脱除煤气中的内在水，最后混合煤气经煤气加压机增压后进行煤气脱硫，所生产洁净冷煤气供窑炉使用。
图3-1环保节能型两段炉煤气站工艺流程图
4.环保节能型两段炉煤气站达标应用性
4.1设备检修周期
煤气发生炉的检修周期，与玻璃熔窑和退火窑的检修周期不吻合，可以采取以下方法达到设备正常配合。
（1）煤气发生炉选型时，选择较大些的炉型，其应用负荷为额定负荷的65-75%较为适宜，这样煤气发生炉可以适应偶尔的煤种和操作条件的变化，从而有效延长发生炉使用寿命。
（2）选择多台发生炉，正常运行时每台负荷在75-85%左右，其中一台需要检修时，适当降低玻璃产量，由其他煤气发生炉正常供气。
（3）适当设置备用煤气发生炉，每运行三台炉备用一台，一般最多备用三台炉。
（4）煤气净化设备适当备用或增加旁通，便于在不影响正常生产的前提下，检修净化设备。
对于环保节能型两段炉煤气站，其发生炉的故障率要远小于一段炉，只要合理配置设备，可以完全保证煤气站设备与玻璃熔窑和退火窑等设备检修周期的吻合。
4.2煤气稳定性控制
环保节能型两段炉煤气站气化烟煤时，所产煤气热值可达1450-1550Kcal/Nm3。其煤气压力的稳定，依靠煤气自动稳压系统实现，该系统配合窑炉自动恒温装置，可实现窑炉温度控制精度小于±1℃。煤气自动稳压系统程序框图如下。
图4-1 煤气自动稳压系统程序框图
4.3节能降耗分析
4.3.1 与其他工艺两段炉煤气站节能对比
（1）含酚废水治理方法及节能效果
环保节能型两段炉煤气站治理含酚废水的方法，是充分利用下段高温煤气的显热，将含酚废水汽化为水蒸气，作为气化剂供给发生炉使用。该治理方法与水冷和风冷型两段炉煤气站所采用的酚水焚烧处理方法相比，既节约了燃料能源，又节约了宝贵的水资源。
在含酚废水治理方面，每生产1000Nm3煤气，环保节能型工艺相对水冷净化工艺节约能源590－840 MJ，节约水资源约70－100Kg；相对风冷净化工艺节约能源250－340 MJ，节约水资源约30－40Kg。
（2）余热利用节能效果
余热回收器充分利用煤气显热，生产水蒸气供煤气发生炉生产使用，每生产1000Nm3煤气，该工艺较水冷净化工艺节电2-3KW左右（煤气达到“环保节能型工艺”温降条件下），同时节能250-350MJ；较风冷净化工艺节能250-350MJ。
（3）减少煤气含水节能效果
环保节能工艺与水冷净化工艺不同， 该工艺全程采用煤气间接冷却，从源头上减少煤气含水量，降低煤气终冷能耗。环保节能工艺相比水冷净化工艺而言，煤气终冷过程中，间接冷却器所需冷却水量大大减少，通过实际工程运行测算，约节能80％左右。
4.3.2 与其他洁净燃料成本对比
燃料成本对比，按每熔化1Kg玻璃液耗热6500KJ计算。
表4-1 熔化玻璃燃料成本对比
由表4-1可知,在国家对天然气和液化石油气进行价格干预的形势下，发生炉煤气仍然具有一定的成本优势。
4.4环保治理与达标
4.4.1环保节能型两段炉煤气站排污节点
图4-2 环保节能型两段炉煤气站排污节点图
4.4.2噪声污染控制措施及
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