T_CI 067-2023 生物柴油冶金炉窑低碳技术规范.pdf
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1、团体标准ICS 25.180.01CCS F01T/CI 067-2023生物柴油冶金炉窑低碳技术规范Low Carbon Technical Specification for Metallurgical FurnaceBased on Biodiesel中国国际科技促进会发 布CI2023-5-19 发布2023-5-19 实施1前言本文件按 GB/T 1.1-2020标准化工作导则 第 1 部分:标准化文件的结构和起草规则起草。本文件包含两项 CN111965974B(一种粘度梯度优化温度调节生物质燃油运动粘度的方法)、CN109678801B(一种苯羟基阴离子功能化离子液体抗氧化剂及其
2、制备方法)专利;具体内容由昆明理工大学负责解释。本文件由昆明理工大学提出。本文件由中国国际科技促进会归口。本文件起草单位:昆明理工大学、昆明有色冶金设计研究院股份公司、云南铜业股份有限公司西南铜业分公司、瀚蓝绿电固废处理(佛山)有限公司、楚雄滇中有色有限责任公司、易门铜业有限公司、昆明鹏翼达气体产品有限公司、曲靖大为焦化制供气有限公司、国科联盟(北京)国际信息科学研究院。本文件主要起草人:王华、李法社、华志宇、王霜、李舟航、翟玉玲、倪梓皓、王文超、隋猛、谭方关、张慧聪、张小辉、段耀宗、陈仁义、卢凤菊、陈勇、严鹏、保德山、张裕斌、赵芳萱。本文件为首次发布。T/CI 067-20232生物柴油冶金
3、炉窑低碳技术规范1范围本文件规定了生物柴油冶金炉窑低碳技术的术语和定义、基本要求、技术内容、技术要求、分析检测与计算、工程设计、施工与验收、运行与维护、安全管理等。本文件适用于精炼炉、奥斯麦特熔炉、熔铝炉、艾萨炉、闪速炉、焙烧炉、连续吹炼炉、贫化炉、阳极炉、挥发回转窑、烟化炉、侧吹炉等冶金常用炉窑。2规范性引用文件下列文件对本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本规范。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 603化学试剂 试验方法中所用制剂及制品的制备DB31/667利用废油加工的工业锅炉、窑炉用生物柴油技术条件GB/T
4、265石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法GB/T 7304石油产品酸值的测定 电位滴定法GB/T 261闪点的测定 宾斯基-马丁闭口杯法GB/T 1884原油和液体石油产品密度实验室测定法(密度计法)GB/T 17144石油产品 残炭的测定 微量法GB/T 19839工业燃油燃气燃烧器通用技术条件GB/T 37433低功率燃油燃烧器通用技术要求GB 25199B5 柴油GB/T 28713管壳式热交换器用强化传热元件GB/T 51316烟气二氧化碳捕集纯化工程设计标准GB 50016建筑设计防火规范(2018 年版)GB 150压力容器(合订本)GB/T 51316烟气二氧化碳捕集纯化工程
5、设计标准GB 50016建筑设计防火规范(2018 年版)GB 150压力容器(合订本)GB 16912深度冷冻法生产氧气及相关气体安全技术规程T/CI 067-20233GB 50673有色金属冶炼厂电力设计规范(附条文说明)GB/T 50050工业循环冷却水处理设计规范GB/T 16618工业炉窑保温技术通则GB 50414钢铁冶金企业设计防火规范GB 50057建筑物防雷设计规范GB 50264工业设备及管道绝热工程设计规范GB 50015建筑给水排水设计标准GB 12268危险货物品名表GB 5083生产设备安全卫生设计总则GB/T 12801生产过程安全卫生要求总则GB 2894安全
6、标志及其使用导则GBZ 1工业企业设计卫生标准GBZ 2.1工作场所有害因素职业接触限值第 1 部分:化学有害因素GBZ 2.2工作场所有害因素职业接触限值 第 2 部分:物理因素GB/T 50087工业企业噪声控制设计规范(附条文说明)GB 50040动力机器基础设计标准SH/T 0253轻质石油产品中总硫含量测定法(电量法)NB/T 13007生物柴油(BD100)原料 废弃油脂NB/T 10897烃基生物柴油NB/T 10769BD100 生物柴油原料 废弃油脂预处理工艺规范SH/T 0921生物柴油及其调合燃料氧化安定性的测定 加速法YS/T 1410重有色冶金炉窑余热回收利用技术规范
7、SH 3012石油化工金属管道布置设计规范(附条文说明)SH/T 3161石油化工非金属管道技术规范HG/T 20507自动化仪表选型设计规范DB35/T 1675生物质燃烧器通用技术规范DB62/T 4398工业换热设备节能管理规范DB12/556工业炉窑大气污染物排放标准T/SCDA 063WD 建筑防水系统构造T/CI 067-202343术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1生物柴油 Biodiesel由动植物油脂或废弃油脂与醇(例如甲醇或乙醇)反应制得的脂肪酸单烷基酯,最典型的为脂肪酸甲酯(FAME),以 BD100 表示。3.2冶金炉窑 Metallurgical furna
8、ce指金属冶炼生产中用固体、液体或气体燃料燃烧产生的热量,对物料进行加热或热处理的热工设备。3.3冶金炉窑低碳技术 Low carbon technical for metallurgical furnace指涉及冶金炉窑部门在可再生能源及新能源利用方面开发的有效调控二氧化碳排放的新技术。3.4索特平均直径 Sauter mean diameter假定存在直径相同的一个均匀雾化液滴群,其所有液滴的总体积与总表面积之比等于雾化液滴样本的总体积与总表面积比,表示为 D32。3.5运动粘度梯度 Kinematic viscosity gradient指单位温度下运动粘度的变化量,表示温度变化对生物柴
9、油运动粘度变化影响规律。t ddgrad式中:为运动粘度,mm2/s;grad 为运动粘度梯度,mm2s-1-1;t 为温度,;令 grad=0.03 mm2s-1-1,计算得到的温度 t,即为最佳预热温度。3.6分散度 Dispersity指某一粒子群中,不同粒径的粒子所占比例及空间位置分布状况。T/CI 067-202353.7余热回收利用 Waste heat utilization以环境温度为基准,对冶金炉窑生产过程排出的烟气热量或其他可回收热能的利用。3.8涡旋 Vortex指一种半径很小的圆柱在静止流体中旋转引起周围流体作圆周运动的流动现象。3.9浸没燃烧 Submerged co
10、mbustion指通过喷枪直接向熔池中喷吹燃料与空气进行燃烧。3.10热值损失速率 Heat value loss rate单位时间范围内(月份数),生物柴油自氧化的热值损失量。4基本要求4.1坚持源头减碳、过程降碳、末端负碳全流程低碳原则,整体生物柴油冶金炉窑低碳技术工艺设计根据企业实际冶炼工序进行综合匹配,以达到最优的减碳效果。4.2应用企业应避免国家明令淘汰的落后设备和工艺。4.3生物柴油冶金炉窑低碳技术改造除应符合本文件外,还应符合国家及行业相关技术、质量、安全、卫生、消防等方面的法律法规和强制性标准条文的规定。5生物柴油冶金炉窑低碳技术5.1燃料替代低碳技术生物柴油在采购或制备上分别
11、按照 GB/T 265、GB/T 7304、GB/T 261、GB/T 1884、GB/T 17144、SH/T 0253 等有关规定执行。依据冶金炉窑用生物柴油品质需求,可选用以下技术对生物柴油进行深度提质,使生物柴油满足冶金炉窑使用要求。(1)生物柴油运动粘度调控技术T/CI 067-20236生物柴油运动粘度依据“运动粘度梯度”概念进行调控,梯度值应控制在 0.030.01mm2/(soC),运动粘度评价方法参考 GB/T 265、质量指标可参考 GB 25199。(2)生物柴油氧化安定性优化技术生物柴油氧化安定性可选用新型离子液体抗氧化剂进行优化,添加量0.9,评价方法参考 SH/T0
12、921、质量指标可参考 GB 25199。5.2富氧旋流混沌强化燃烧源头减碳技术可选用以下技术解决生物柴油在冶金炉窑替代应用时,存在粘度高、易积碳、腐蚀性强导致燃烧过程燃料分散性差、热场/流场不均匀、燃烧火焰不稳定、燃烧不充分、喷嘴烧蚀严重、NOx 排放高等问题。(1)生物柴油旋流雾化调控技术及新型旋流燃烧器冶金炉窑使用生物柴油作燃料时,燃料雾化索特平均直径一般不超过 100m,新型燃烧器设计需满足 GB/T 19839、DB35/T 1675 与 GB/T 37433 等相关要求。(2)生物柴油富氧旋流混沌直接燃烧及污染物控制技术生物柴油冶金炉窑燃烧可采用混沌理论评价优化,实现炉温均匀性控制
13、在8oC 以内,CO 排放浓度控制在不超过 7mg/m3,NOx排放浓度不超过 100mg/m3。(3)旋流混沌浸没燃烧技术生物柴油旋流混沌浸没燃烧采用浸没喷吹分散优化策略,以液滴群平均粒径和分散度为调控目标,满足分散度不高于 0.01,平均粒径不高于 0.03mm。5.3冶金炉窑高效节能过程降碳技术可选用以下技术解决冶金炉窑内热量-质量-动量协调性差,炉膛中高温烟气无法均匀充满炉膛、炉气与被加热物料间的辐射传热效率低、局部高温致使过热过烧;尾部中低温烟气余热回收利用率低,导致生产过程能量逸散严重、用能效率低等问题。(1)炉窑内高温烟气涡旋强化辐射传热技术采用涡旋强化混合设备提升高温烟气辐射传
14、热能力,辐射换热通量不低于 40.1kW/m2,混合设备设计可参考 DB62/T 4398。(2)低温压驱动下单相/多相强化换热技术采用双离散倾斜肋、三维肋片 GY 管,增强低温压下单相/多相强化换热能力,换热系数较传统内螺纹管、光管提升 23 倍,具体设计可参考 GB/T 28713。T/CI 067-20237(3)烟气余热多元混合工质梯级利用发电技术采用多元混合低沸点有机工质超临界 ORC 发电新技术、多级蒸发-热电联供的水循环高温余热发电-低温余热 ORC 系统,实现冶金炉窑全流程烟气余热回收,余热回收利用率不低于 50%,具体设计可参考 YS/T 1410。5.4冶金炉窑烟气二氧化碳
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