可行性研究报告(例)

气化技术,设计制造可行性研究报告

莱芜市什么镇秸秆气化项目可行性研究报告

第一章 项目情况摘要

1.1 项目名称：什么镇秸秆气化工程建设项目 1.2 建设地点：什么镇

1.3 建设单位：什么镇人民政府

1.4 建设规模：新建年产（）万立方米秸秆气化站（）个，用于满足什么镇（）户农民的生活燃气。

1.5 项目资金规模及资金筹措：项目总投资（）万元，自筹（）万元，申请上级资金（）万元。

1.6 项目效益分析：项目建设周期半年，项目建成后年产秸秆气（）万立方米，（）年收回全部投资。

第二章 项目建设的必要性及有利条件

2.1 项目的由来

为贯彻落实2008年中央1号文件关于“继续改善农村人居环境”的要求，推进农村秸秆综合利用，改善区域卫生环境，提高当地居民的生活质量，促进农村经济可持续发展。什么项目由谁和谁共同投资兴建，总投资（）万元，占地（）亩，总建筑面积（）平方米，规划为（）栋住宅楼，可容纳住户（）户，项目建设将切实改善村企关系，化解社会矛盾，促进社会和谐发展；解决用地瓶颈，为招商引资的项目提供建设用地，促进经济发展；通过村庄合并搬迁，节约、集约用地，更好的服务于新农村建设，入住公寓将彻底改变人民的生活方式和生活习惯，实行统一、集中提供生活用能，已迫在眉睫。为方便群众生活，提高生活质量，降低生活成本，改善生活环境，什么镇正在积极筹备秸秆气化工程。 2.2 建设的必要性

2.2.1 保护环境、维持生态平衡的需要

据不完全统计农村大量废弃秸秆导致日益严重的环境污染问题，迫切需要寻求新的出路。我国是世界上最大的农业生产国，种植业在农业生产中占据着十分重要的位置，种植业每年产各类秸秆约7亿吨，其中有约50%为得到有效的处理和利用。这不但浪费了资源，而且由于大量秸秆的露天焚烧环境问题之一，大致严重的大气污染，并易引发火灾和影响高速公路与民航的运行安全，秸秆的处理与利用是我国农村面临的主要的资源的因此迫切需要寻找新的利用途径。

2.2.2 改善人居环境，新农村建设的需要

农作物秸秆除用于工业和畜牧业外，还有大量的剩余，因秸秆过剩引起的焚烧问题，屡禁不止，这些资源大多数没有得到很好的利用，既浪费了资源，又污染了环境。综合利用秸秆，发展农村清洁能源，能够改变农村“脏、乱、差”面貌，加速农村环境净化、美化，更能够促进农业和农村节能减排。不论从我镇的镇情出发，还是农民的需要看，都是实现生产发展、乡风文明、村容整洁等新农村建设目标要求最直接、最有效的手段，是农业和农村发展的一场深刻革命。 2.3 建设的可行性

2.3.1 国家和地方政府高度重视

随着国民经济的快速发展和综合实力的不断增强，国家更加关注可持续发展问题，近几年来把目光更多地投向环保，出台一系列优惠的政策，并把资金更多地投向这一领域。中央一号文件的第十五条说：（十五） 节水灌溉、人畜饮水、乡村道路、农村沼气、农村水电局、

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草场围栏等“六小工程”，对改善农民生活条件、带动农民就业、增加农民收入发挥着积极作用，要进一步增加投资规模，充实建设内容，扩大建设范围，各地要从实际出发，因地制宜地开展雨水集蓄、河渠整治、牧区水利、小流域治理、改水改厕和秸秆气化等各种小型设施。由此可见中央已经开始重视秸秆气化工程的建设，各级政府在秸秆综合利用上采取了一系列有效措施。

2.3.2 具备成熟的技术基础

秸秆气化集中供气技术是我国农村能源建设推出的一项新技术。它是以农村丰富的秸秆为原料，经过热解和还原反应后生成可燃性气体，通过管网送到农户家中，供炊事、采暖燃用。国家对这项技术的开发利用和示范推广工作十分重视，“七五”期间开始进行科研攻关，“八五”期间由国家科委、农业部在山东等地进行试点，从1996年开始在全国各地开始示范推广。目前，全国已建起秸秆气化站400多处，仅山东省就有200多处，河北、河南和江苏等省也都在30处以上。全国已有5万多农户用上了秸秆燃气。 2.3.3 具有充足的生产原料

什么镇是农业生产大镇，全镇耕地面积约为（）万亩，主要农作物为（），年产秸秆约（）千余吨，农作秸秆除用于工业和畜牧业外，还有大量的剩余。经过气化，每公斤秸秆可以产生约2立方米燃气，100万立方米燃气只需约500吨秸秆。 2.3.4 交通、电力等条件优越

（）镇近年来“村村通”水泥路覆盖全镇，为秸秆运输提供便利的交通条件；（）农民公寓建设集中大大缩短了管网铺设的长度；土地及电力资源充足。 2.4 项目编制依据

1、中共中央、国务院、国家农业部、科技部、财政部、民政部、环保总局等有关部委文件推广要求。

2、国家能源法、可再生能源法、节能法等有关法律、法规、条例及规定。 3、认真贯彻《中共中央国务院关于推进社会主义新农村建设若干意见》，加快发展循环农业。要大力开发节约资源和环保的农业技术，重点推广废物综合利用技术、相关产业链技术和可再生能源开发利用技术。制定相应的财税鼓励政策，组织实施生物质工程，推广秸秆气化、固化成型、发电、养畜等技术，开发生物质能源和生物质材料，发电、养畜等技术，开发生物质能源和生物质材料，培育生物质产业。节选自《中共中央国务院关于推进社会主义新农村建设若干意见》。

第三章 项目建设单位的基本情况 3.1 项目承担单位

什么镇位于山东省莱芜市什么部，几几年被山东省人民政府命名为什么镇。全镇总面积多少平方公里，辖多少个行政村，总人口多少万人，

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国标

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国标《GB 12208-1990 城市燃气中焦油和灰尘含量的测定方法》采用滤膜法

城市燃气中焦油和灰尘含量的测定, 国标采用滤膜法, 即一定体积的城市燃气, 通

过已知重量的滤膜, 以滤膜的增重和取样体积, 计算出焦油和灰尘的含量。这种方法取样量大, 分析时间长, 当燃气水分含量高时, 分析结果误差大, 而且焦油和灰尘含量不能分开测量。针对这些问题, 我们通过试验, 采用紫外分光光度法较好地解决了焦炉煤气中焦油含量的测定, 并将吸收液过滤, 分离出灰尘,再用重量法测定。 1 仪器及试剂

仪器主要有751 分光光度计、湿式气体流量计、30mL 容积气体吸收瓶、100mL 容量瓶、离心机、离心试管、25mL 具塞比色管。试剂采用分析纯二甲苯。 2 实验条件的选择

2.1 吸收液的选择

苯、甲苯、二甲苯的沸点分别为80.1℃、110.6℃、140℃, 石油醚的沸点为90～120℃, 在这几种溶液中, 二甲苯和石油醚的沸点较高, 不容易挥发。经试验, 二甲苯吸收效果比石油醚好。因此选用二甲苯作吸收液。 2.2 工作波长的选择

每种有色化合物都有自己特征的吸收曲线, 一般选择最大吸收波长作为测量时的工作波长, 因为最大吸收波长处摩尔吸光系数最大, 测定灵敏度最高。用吸管吸取2mL 标准焦油于25mL 具塞比色管中, 用二甲苯定容至标线, 盖紧塞子, 摇匀, 在751 分光光度计上, 用1cm 石英比色器, 以纯二甲苯溶液为参比溶液, 在波长300～380nm 间测吸光度, 以波长为横坐标, 吸光度为纵坐标绘图, 即可得到一条吸收曲线, 见图1。曲线上有吸收峰, 吸收峰最

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高处对应的波长即为最大吸收波长, 本实验波长选择为350nm。 2.3 取样流速的选择

取样速度太慢, 煤气中的焦油会附在取样管壁和乳胶管上, 二甲苯容易挥发掉一部分, 使结果偏低。取样速度太快, 二甲苯容易从气体吸收瓶中喷溅出来。经实验证明, 取样速度为3.5～4L/min 较好。 3 实验步骤 3.1 标准曲线的制作

( 1) 称取0.1g 标准焦油于30mL 小烧杯中, 用少量二甲苯溶解后, 移入100mL 干燥的容量瓶中,用少量二甲苯洗涤小烧杯3～4 次, 洗涤液并入容量瓶中, 用二甲苯定容至标线。此标液浓度为1mg焦油/mL。

( 2) 分取0.5、1、2、3、4mL 标样于25mL 具塞比色管中, 用二甲苯定容至标线, 盖紧塞子, 摇匀。

( 3) 在751 分光光度计上, 波长350nm 处,用石英比色皿测量其消光值, 以纯二甲苯作参比,测定结果见表1。

( 4) 以焦油含量为横坐标, 消光值为纵坐标,绘制标准曲线, 见图2, 并求出回归方程。

焦油含量(mg/mL) =(A- 0.003) /0.104 r=0.999 3 3.2 回收率试验

取一已知浓度的样本, 加入不同浓度的标准焦油, 测定回收率, 结果见表2。平均回收率为紫外分光光度法测定煤气中的焦油含量

张仲琼( 昆明焦化制气厂, 昆明650211)收稿日期: 2006- 12- 20 作者简介: 张仲琼(1970- ), 女, 工程师 320 330 340 350 360 370 380 390 波长/nm

0.3 0.2

0.1 0

吸光度

表1 标样的消光值

标液。 4 样品检测 4.1 取样

在30mL 气体吸收瓶中放入25mL 二甲苯, 将煤气放空约5min, 连接吸收瓶及湿式气体流量计,检查气密性后, 以3.5～4L/min 的流量取样20L。取样过程中注意核对流速, 并读记温度和大气压。 4.2 测定

将吸收了焦油的二甲苯溶液倒入离心管中离心, 使溶液与水分离, 取上层( 二甲苯层) 少许于1cm 石英比色皿中, 在波长350nm 处以二甲苯试剂为参比, 测定消光值, 将消光值代入回归方程,求出煤气中焦油含量。 4.3 计算结果 焦油(mg/m3) =m/(v×k) ×1 000

式中m 为回归公式求得的焦油含量, v 为取样体积, k 为换算至标准状况下的干燥煤气体积系数。我们用此法对昆明焦化制气厂焦炉煤气中焦油含量进行了分析, 测定结果见表3。

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5 问题讨论

( 1) 取样时应尽可能使吸收瓶靠近煤气活塞,避免焦炉煤气中焦油吸附在乳胶管上, 使测定结果偏低。

( 2) 分光光度计都有一定的测量误差, 实践证明, 吸光度在0.2～0.5 内测量的相对误差最小。因此当煤气中焦油含量高时应减少取样体积或进行分取。

( 3) 煤气中水分对测定有干扰, 取样后样品油水混合, 呈浑浊状态, 需用离心机离心, 将油与水分离, 以保证分析结果准确。 6 结论

用紫外分光光度法测定焦炉煤气中焦油含量,测定回收率平均为98.39%。本方法具有快速、准确、无污染等特点。从取样到结果出来一般在30min 以内, 燃气中水分含量高低对结果没有影响。本方法不但可用于测量燃气, 对液体中焦油的含量也可以适用。 焦油含量/mg·mL1 0 1 2 3 4 5

0.5 0.4 0.3 0.2

0.1 0 消光值

表2 回收率试验结果

加入标样/mg 测定值/mg 回收值/mg 回收率/% 0 1.0 0.0 0.0

0.5 1.512 0.512 102.40 1.0 1.95 0.95 95.00 1.5 2.446 1.446 96.40

2.0 2.942 1.942 97.10 3.0 4.032 3.032 101.07 表3 焦炉煤气中焦油含量 电捕前焦油含量/mg·m- 3 电捕后焦油含量/mg·m- 3 电捕焦油效率/% 154.11 49.70 67.75

186.63 64.22 65.63 123.20 38.37 68.89 180.58 69.32 61.61 263.14 57.76 78.05 184.23 54.59 70.37

245.85 63.58 74.03 317.76 72.60 77.15 185.58 68.82 62.92 217.54 55.27 74.59 157.43 47.86 69.90

371.99 90.07 75.79

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252.73 88.01 75.06 196.04 53.05 70.94 241.44 79.17 67.01 145.28 46.12 68.25

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汇款地址: 鞍山焦耐设计研究总院图文制作中心联系人: 吴君芳传真: 0412- 5534944 帐号: 63010326104284 开户行: 建行鞍山分行营业部 第35卷第3期 2009年6月 包 钢 科 技

Science & Technology of Baotou Steel (Group) Corporation Vol. 35,No. 3 June, 2009

紫外分光光度法测定焦炉煤气中焦油含量 3

江 鑫,李健儒,王 平

(内蒙古包钢钢联股份有限公司焦化厂,内蒙古包头 014010)

摘 要:介绍用紫外分光光度计测定焦炉煤气中的焦油含量的实验方法、步骤以及在取样分析中的问题。开发一种新的、区别于传统重量测定法的仪器检验方发。 关键词:焦炉煤气;焦油;紫外分光光度计;检验方法

中图分类号: TQ54717 文献标识码: B 文章编号: 1009 - 5438 (2009) 03 - 0048 - 03

Determ ina tion of the Tar Conten t in the COG by UV Spectrophotometer J IANG X in, L I J ian - ru,WANG Ping

(Coking Plant of S teel Union Co. L td. of B aotou S teel (Group) Corp. , B aotou 014010, N eiM onggol, China)

Abstract: The article introduces the testmethod and the step s to determine the tar content in the coal gas of coke oven

by UV spectrophotometer, and the analytical p roblems. It is a new instrumental determination method which is different from

traditional gravimetric determination method.

Key words:COG; tar;UV spectrophotometer; determination method

焦炉煤气中的焦油雾要进行较彻底的清除,否则将会对焦炉煤气净化及焦化副产回收的操作带来严重的影响。如果焦油雾在饱和器中凝结下来,会使硫酸铵质量变坏,酸焦油增多。母液起泡沫,降低母液密度,而使煤气从饱和器满流槽中冲出。焦油雾进入洗苯塔,会使洗油质量急剧变坏,影响粗苯回收[ 1 ] 。焦油雾同样也会影响脱硫塔的脱硫效率。因此煤气中焦油含量的分析是焦化副产系统最重要的监测分析项目之一,特别是对电捕焦油器后煤气中焦油含量的准确分析尤为重要。

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1 存在问题

现有焦炉煤气中焦油含量的测定采用的方法为玻璃烧结器重量分析法,是利用烧结片将焦油捕集下来其增重量为焦炉煤气中焦油含量。此种方法焦油与杂质不能较好分离,玻璃烧结片的型号较难选择,孔径大时焦油易穿透而进入真空泵,孔径小时取样不畅。因此,会造成分析结果误差较大,难以反映生产中的真实状况。 2 解决问题 2. 1 基本思路

煤焦油几乎完全是芳香族化合物组成的一种复杂的混合物[ 2 ] 。芳香族化合物或具有共轭体系的物质,由于分子中价电子的跃迁而产生不同波长的紫外光。在特征吸收波长光谱下,该物质具有最大吸光度。吸光度的定量满足朗伯—比耳定律,即吸光度与该物质的浓度及吸收层厚度成正比[ 3 ] 。因此在同样比色皿下测定该物质吸光度即可得到其浓度。所以利用紫外分光光度计测定其吸光度就可以 3 收稿日期: 2009 - 03 - 01

作者简介:江鑫(1975 - ) ,男,河北省博野县人,技师,现从事焦化副产品检化验工作。 第3期紫外分光光度法测定焦炉煤气中焦油含量确定焦油的含量。 2. 2 仪器及试剂

容量瓶、滤纸、脱脂棉、磨口瓶、玻璃管、烧杯、漏斗、玻璃棒、洗瓶均符合化验室常规仪器使用要求。

紫外分光光度计———752N型 湿式转子气体流量计———5 L 真空泵———XZ—1型旋片式 氢氧化钠:分析纯

焦油:采用本厂焦油二甲苯;采用本厂生产的10 ℃的二甲苯且用氢氧化钠脱水后方可使用。 (采用上述焦油和二甲苯与标准焦油和分析纯二甲苯通过做对比实验发现:分析结果相差不大,在误差允许范围之内。此种方法可有效降低分析成本。) 2. 3 工作波长的确定

选择最大吸收波长作为测量时的工作波长,因为最大吸收波长处摩尔吸光系数最大,测定灵敏度最高,检测误差最小。先用二甲苯作溶剂定溶焦油溶液,在752N型紫外分光光度计上,用1 cm石英比色皿,以二甲苯为参比溶液,在波长300～400 nm间检测吸光度,以波长为横坐标,吸光度为纵坐标绘图,即可得到一条吸收曲线,找到吸光度最大的波长为工作波长。以焦油浓度15. 8 mg/L ( Ⅰ ) 和24. 3 mg/L ( Ⅱ)为例,见表1。 表1 不同波长的吸光度 波长/ nm 310 320 330 340 350 吸光度/A

( Ⅰ) 0. 29 0. 26 0. 35 0. 16 0. 07 ( Ⅱ) 0. 55 0. 51 0. 57 0. 32 0. 17

由表1绘制吸收曲线图,从图中可选出本实验波长选择为330 nm,见图1: 图1 吸收曲线 2. 4 实验步骤 2. 4. 1 准备

脱脂棉的处理:将脱脂棉在二甲苯中浸泡24 h以上,取出晾干后,在115～120 ℃干燥箱中干燥后备用。滤纸的处理:将滤纸在二甲苯中浸泡24 h以上,取出晾干后,在115～120 ℃干燥箱中干燥后备用。 2. 4. 2 标准曲线的制作

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(1)称取0. 1 g左右焦油于30 mL小烧杯中,加入少量二甲苯溶解。用滤纸将溶液中的渣子滤掉,用加热到40～50 ℃之间的二甲苯,多次的冲洗小烧杯和滤纸,保证焦油中的渣子都滤到滤纸之上。滤纸干燥后称取渣子的质量,计算焦油的纯度。

(2)将过滤后的焦油溶液倒入500 mL 容量瓶中,用二甲苯多次冲洗后定溶,计算出溶液浓度,本试验浓度为0. 262 6 mg/mL,作为基准溶液备用。

(3)分别取1, 2, 4, 6, 8, 10 mL基准液于50 mL容量瓶中,用二甲苯定溶,盖紧塞子,摇匀。

(4)在752N 紫外分光光度计上,波长330 nm处,使用石英比色皿以二甲苯作参比溶液测定溶液吸光度,结果见表2。

(5)以焦油含量为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制标准曲线,见图2: 表2 不同浓度溶液吸光度表 取样量/mL 1 2 4 6 8 10 浓度/ (mg·L - 1 ) 5. 252 10. 504 21. 008 31. 512 42. 016 52. 52 吸光度/A 0. 119 0. 249 0. 478 0. 684 0. 856 0. 976 图2 标准曲线

2. 5 样品检测 2. 5. 1 取样

玻璃吸收管内疏松均匀的塞入一些脱脂棉(数量根据焦油含量而定) ,然后通入煤气。检查气密性后取样10～40 L (根据含焦油量) ,并记录大气压及温度。 49

包钢科技第35卷 2. 5. 2 测定

将吸收了焦油的脱脂棉及玻璃管内壁的焦油用定量二甲苯溶解,充分溶解10 min,将溶解了焦油的二甲苯倒入1 cm的比色皿中,以纯二甲苯作为参比液,在波长为330 nm处测定吸光度,根据吸光度查标准曲线查出焦油的浓度,计算出焦油含量。 计算公式:

焦油含量(mg/m3 ) = ML / KV

式中:M ———标准曲线查出焦油的浓度, mg/L; L ———二甲苯的体积, mL;

K———换算至标准状况下的干燥煤气体积系数; V ———取煤气样的体积, L。

用此检测方法对焦化厂一回收电捕后煤气焦油含量进行了检测分析,测定结果见表3。 表3 一回收电捕后煤气焦油含量 取样量/L 二甲苯体积/mL 吸光度/A

焦油浓度/ (mg·L - 1 ) 焦油含量/ (mg·m - 3 ) 15 50 0. 358 15. 1 62. 9 17 100 0. 339 15. 0 110. 3

10 50 0. 436 19. 0 118. 8 15 50 0. 315 14. 1 58. 8 10 50 0. 260 11. 5 71. 9 15 50 0. 290 12. 6 52. 5

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15 50 0. 371 16. 5 68. 8

15 50 0. 392 16. 8 70. 2 15 50 0. 362 15. 2 63. 5 15 50 0. 323 14. 5 60. 4 2. 5. 3 回收率实验

取一定准确浓度的标准溶液,在同样条件下,测得吸光度,从标准曲线中查出其浓度,计算含焦油量及回收率。本实验取浓度为42. 016 mg/L,见表4:

表4 回收率加标样量/mL 实际值/mg 回收值/mg 回收率/% 5 0. 210 0. 204 97. 0 6 0. 252 0. 244 96. 8 7 0. 287 0. 279 97. 1 8 0. 336 0. 341 101. 2

9 0. 378 0. 373 98. 6 10 0. 420 0. 413 98. 4 11 0. 462 0. 456 98. 7

12 0. 504 0. 490 97. 3 13 0. 546 0. 534 97. 8

14 0. 588 0. 577 98. 2 平均回收率98. 1 3 问题讨论

(1)取样时应尽可能使取样装置靠近采样口,为了降低煤气中焦油的附着、沉降,保证取样的煤气焦油尽可能多的吸附在脱脂棉上,避免测定结果偏低。

(2)分光光度计都有一定的测量误差,从标准曲线上可以看出,吸光度在0. 2～0. 5 A内测量值准确性较高。因此,适时地调整煤气的取样量和溶剂二甲苯的体积。保证焦油浓度在8～25 mg/L之间,提高计算的准确度。

(3)负压状态下采集煤气,最好制作一根铜质管,深入取样管道的1 /3处,这是因为管道壁煤气阻力最大,流速最缓慢,焦油在此处容易被附着,采样不具有广泛的代表性,测定结果失真。

(4)玻璃吸收管内壁粘附焦油要彻底清洗并入二甲苯洗液中。

(5)取样时煤气的温度对测定结果有影响,特别是在正压状态下取样。 4 结论

(1)开发实验了一种新的测定煤气中焦油含量的仪器分析检验方法,即紫外分光光度计检测法。

(2)用紫外分光光度计测定煤气中焦油含量,测定回收率平均为98. 1%。本方法具有简单、快速、准确,在再现性好等特点,因而对现场的生产状况具有更强的指导意义。 (3)使用药品少,检验成本低廉。

(4)适用范围广,不仅可用于测量煤气,对液体中焦油含量也可适用。 参 考 文 献

[ 1 ] 何建平,李辉. 炼焦化学产品回收技术[M ] 1北京:冶金工业出版社, 20061 [ 2 ] 肖瑞华. 煤焦油化工学[M ] 1北京:冶金工业出版社, 20021 [ 3 ] 魏富祥. 仪器分析及应用[M ] 1北京:中国石化出版社, 2007150

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