前    言

沈陽圣工燚科技有限公司成立于2017年9月，是一家從事生物質(zhì)能源化利用的高新技術企業(yè)，公司歷時6年自主研發(fā)、生產(chǎn)、銷售的生物質(zhì)全氣化設備，在“生物質(zhì)全氣化直接燃燒熔鋁技術”領域，到“生物質(zhì)全氣化不換向蓄熱燃燒技術”領域均實現(xiàn)了多項技術突破，目前技術成熟穩(wěn)定，可為傳統(tǒng)鍋爐（熔煉爐窯、蒸汽爐、烘干爐、鍛造爐、導熱油鍋爐等）提供托管式技術升級和改造，提高原有鍋爐的使用效率，使用生物質(zhì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源，大幅降低企業(yè)生產(chǎn)成本。

公司在生物質(zhì)全氣化蓄熱熔鋁技術領域已處于國際領先水平，并有多個成功案例。例如2022年2月到6月,公司在江西省新余市天時銅業(yè)有限公司的再生鋁熔煉項目，設備運行安全穩(wěn)定，通過數(shù)據(jù)采集并與國內(nèi)外數(shù)據(jù)進行對比，設備節(jié)能性、環(huán)保性、熔煉速度以及鋁燒損率等，均達到了行業(yè)領先水平。

一、技術介紹

1、生物質(zhì)全氣化技術介紹（圣工燚燃氣發(fā)生器）

該設備的生物質(zhì)燃氣發(fā)生器由我公司自主研發(fā)并制造，設備針對生物質(zhì)碳氫化合物的特性和可揮發(fā)性進行研發(fā)。以空氣為介質(zhì)將生物質(zhì)顆粒通過高溫低氧的方式加溫到600℃以上，生物質(zhì)即可氧化及還原成小分子的氣體，主要成份為CO、CH₄、H₂、CnHm等。經(jīng)過除塵后，熱燃氣即可代替天然氣直接使用，火焰溫度約1400℃（可根據(jù)用戶需求自主調(diào)節(jié)）。

2、圣工燚技術與國外技術對比

國外技術：

蓄熱式高溫空氣燃燒技術在日、美等國家簡稱為HTAC技術，在西歐一些國家簡稱為HPAC（Highly Preheated Air Combustion）技術，亦稱為無焰燃燒技術（Flameless combustion）。其基本思想是讓燃料在高溫低氧濃度氣氛中燃燒。它包含兩項基本技術措施：一項是采用溫度效率高達95%、熱回收率達80%以上的蓄熱式換熱裝置，極大限度回收燃燒產(chǎn)物中的顯熱，用于預熱助燃空氣，獲得溫度為800～1000℃（比爐溫低80～150℃）的助燃空氣；另一項是采取燃料分級燃燒和高速氣流卷吸爐內(nèi)燃燒產(chǎn)物，稀釋反應區(qū)的含氧體積濃度，獲得濃度為3～15%（體積）的低氧氣氛。燃料在這種高溫低氧氣氛中，首先進行諸如裂解等重組過程，造成與傳統(tǒng)燃燒過程完全不同的熱力學條件，在與貧氧氣體作延緩狀燃燒下釋出熱能，不再存在傳統(tǒng)燃燒過程中出現(xiàn)的局部高溫高氧區(qū)。這種燃燒是一種動態(tài)反應，不具有靜態(tài)火焰。它具有高效節(jié)能和超低NO_X排放等多種優(yōu)點。蓄熱式高溫空氣燃燒技術自問世起，立刻受到了日本、美國、瑞典、荷蘭、英國、德國、意大利等發(fā)達國家的高度重視，其在加熱工業(yè)中的應用得到迅速推廣，取得了舉世矚目的節(jié)能環(huán)保效益。

圣工燚技術：

由公司自主研發(fā)的“燃料不換向蓄熱式燃燒技術”，是專門針對有色金屬加工行業(yè)的工業(yè)窯爐工藝來改進研發(fā)的，在吸取并保留傳統(tǒng)蓄熱式燃燒技術優(yōu)勢的基礎上，公司研發(fā)推出了“燃料不換向蓄熱燃燒技術”。技術最大的特點，在于解決了“傳統(tǒng)蓄熱式燃燒技術”在生產(chǎn)過程中，燃料間歇燃燒導致的爐內(nèi)爐壓持續(xù)增加的缺點。

傳統(tǒng)設備為了保障爐內(nèi)安全，系統(tǒng)中必須設置輔助煙道來釋放爐內(nèi)壓力，而輔助煙道在釋放爐壓的同時也同樣造成了大量熱量損失，企業(yè)生產(chǎn)成本不斷增加。而“燃料不換向蓄熱式燃燒技術”的燃燒方式為火焰連續(xù)燃燒，避免了鍋爐泄壓導致的能源流失，既節(jié)省了生產(chǎn)成本，又提高了生產(chǎn)效率，真正做到增加企業(yè)的核心競爭力。

該技術適用于高溫下的生物質(zhì)燃料燃燒。具體工藝細節(jié)如下：

① 設備采用單火嘴連續(xù)供氣、雙蓄熱箱交替換熱、提供高溫空氣的助燃方式。燃燒火嘴不間斷噴火；用戶可按需調(diào)節(jié)燃燒機功率，自主調(diào)節(jié)熔鋁速度，具備節(jié)能環(huán)保效果；

② 采用三級彌散式燃燒方式：一級點燃，二級缺氧，三級足氧，設備通過在物料表面彌散式燃燒形成火膜的方式，阻斷氧氣和物料接觸，達到降低物料氧化燒損的效果,排煙溫度為120度以下。

③ 熔鋁速度：每小時5-6噸左右。

 

 

3、天然氣與生物質(zhì)燃氣價格對比

以生物質(zhì)燃氣按同等熱值的天然氣換算，天然氣熱值計8600大卡，生物質(zhì)燃氣為1300-1350大卡（由于原料種類、濕度等因素存在些許差異）。生物質(zhì)顆粒低位熱值為4000大卡，通過公司專有技術提高燃氣熱值后，每1公斤秸稈可產(chǎn)3 m³的450℃高溫燃氣。預計每年可為每臺鍋爐節(jié)省成本117.7萬元。大幅降低了熔鋁成本，提高了產(chǎn)品的價格競爭力。詳見下表：

天然氣與生物質(zhì)燃氣成本對比表
名稱	燃氣熱值	燃氣單價	熔鋁每噸 耗氣量	小時成本	年成本 (8000小時)
天然氣	8600kcal	4元/m³	75m³	300元	240萬元
生物質(zhì)燃氣	1350kcal	0.32元/m³ （含原料及生產(chǎn)成本）	477.8m³	152.9元	122.3萬元
備注：以設備用料量960kg/h，單價為0.9元/kg；顆粒燃盡率95%以上。

4、工藝流程

“生物質(zhì)全氣化不換向蓄熱燃燒技術”首先將生物質(zhì)顆料由自動送料系統(tǒng)送入氣化裝置并產(chǎn)生混合高溫燃氣，再經(jīng)過料氣分離室進行初級過濾，通過管線旋風除塵系統(tǒng)輸出；可燃氣通過專用燃燒機與空氣混合后進入冶煉爐窯燃燒（或蒸汽鍋爐、熱載體鍋爐、熱風爐等）。通過不換向蓄熱設備排煙，換熱，助燃。詳見下圖：

5、技術優(yōu)勢總結

★ 通過生物質(zhì)全氣化裝備加裝“蓄熱不換向彌散式燃燒節(jié)能系統(tǒng)”，每噸顆粒可熔廢鋁7噸以上（取決于廢鋁出水率和熔鋁工藝及爐前工的熟練操作），可降低原鋁燒損50%以上。

★ 蓄熱熔鋁設備可大大減少除塵布袋的燒損次數(shù)。

★ 生物質(zhì)燃料為近零碳排放，還可申請有關部門技改補貼。

 

 

二、

 

 

市場前景分析

隨著傳統(tǒng)能源成本逐漸上升，我國更加重視環(huán)保產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，生物質(zhì)制氣項目在新能源應用領域更是意義重大。目前國內(nèi)再生鋁行業(yè)普遍采用天然氣、LNG或重油進行熔煉，普遍存在生產(chǎn)成本較為高昂或生產(chǎn)工藝不符合環(huán)保要求等問題。“生物質(zhì)全氣化熔鋁技術”將大幅降低對再生鋁行業(yè)天然氣的依賴，國內(nèi)市場前景廣闊，后續(xù)將大面積推廣并擴大建設規(guī)模。

作為國內(nèi)生物質(zhì)全氣化熔鋁的先行者，沈陽圣工燚科技有限公司生物質(zhì)燃氣蓄熱熔鋁技術的成功，標志著公司在“再生鋁熔煉”新能源業(yè)務板塊取得了重大突破，為今后在“再生鋁熔煉”領域開拓更廣泛的市場奠定了堅實的基礎。沈陽圣工燚科技有限公司將以此技術為依托，從實處著眼、向?qū)嵦幇l(fā)力、用業(yè)績說話，以實際行動踐行國家“雙碳”戰(zhàn)略目標，全面拓寬再生鋁市場新能源項目。

 

 

三、

 

 

案例介紹

1、爐窯改造項目概述

公司名稱：江西新余天時銅業(yè)有限公司；

地    址：江西新余市渝水區(qū)高新產(chǎn)業(yè)園；

改造時間：2021年11月份；

爐窯類型：矩形爐；

爐窯噸位：35噸；

熔煉產(chǎn)品：廢鋁；

熔煉溫度：850-1100℃；

燃    料：雜木生物質(zhì)顆粒，熱值：4000kcal；

2、設備配置

① SGY-600WDK生物質(zhì)天然氣發(fā)生器

該項目低功率運行即可滿足生產(chǎn)需求，低功率運行即節(jié)省燃料，又延長了設備使用壽命，降低設備故障率。

② 不換向式蓄熱燃燒系統(tǒng)

“生物質(zhì)天然氣蓄熱式燃燒技術”是將“燃料不換向蓄熱式燃燒技術”與“生物質(zhì)天然氣直燃技術”有效地結合起來。利用生物質(zhì)天然氣的高效、潔凈、低價的特點，依托“燃料不換向蓄熱式燃燒技術”高效的熱能回收、低NO_X和多層級燃燒等特點相結合，為用戶提供最優(yōu)質(zhì)、高效的環(huán)保節(jié)能技術。

3、現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)

① 每噸4000kcal熱值的生物質(zhì)顆粒可熔廢鋁7噸以上（連續(xù)運行）；

② 煙氣排放溫度110—120℃；

③ 爐門關閉熔鋁時煙氣含氧量≤8%；

④ 煙氣含氧量＜8%時，氮氧化物、二氧化硫均可達到地方工業(yè)鍋爐煙氣排放標準。

 

 

現(xiàn)場照片

1、生物質(zhì)燃氣發(fā)生器（天時銅業(yè)）

2、不換向式蓄熱燃燒系統(tǒng)（天時銅業(yè)）

熔煉過程中爐門關閉沒有任何煙塵溢出且無需留泄壓孔

 

3、生物質(zhì)天然氣直燃熔鋁業(yè)績（禹州第一電纜廠）