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甲醇重馏分在燃煤锅炉内掺烧处置的研究及应用

[日期:2021-10-15] 来源:《中氮肥》2021年第5期  作者: [字体: ]

段付岗

(陕西润中清洁能源有限公司,陕西 长武713600

 

 [摘  要]陕西润中清洁能源有限公司600 kt/a甲醇装置副产甲醇重馏分约14 kt/a,配套有2GL-280/9.81-M018燃煤锅炉。2016年起甲醇重馏分被列入《国家危险废物名录》,陕西润中的甲醇重馏分外委处置,因费用过高,拟自行在燃煤锅炉内掺烧处置。据燃煤锅炉的运行实际,研究与分析将甲醇重馏分送至燃煤锅炉掺烧处置的可行性与安全稳定性,提出了相应的无害化掺烧处置工艺流程和技改方案。202012月实施甲醇重馏分在燃煤锅炉掺烧处置技改,20211月底完成技改并进行了验收,202123日甲醇重馏分在1#燃煤锅炉内进行掺烧处置试运行(目前暂将掺烧处置作为技术储备,待外委处置费用高时重新启用),详细介绍系统试运行情况和安全操作要点。试运行实践表明,1#燃煤锅炉可处理完甲醇生产过程中实时副产的所有甲醇重馏分,达到废物资源化利用和变废为宝的目的,其成功应用为无害化环保处理甲醇重馏分提供了一条有效的、便捷的途径。

[关键词]甲醇重馏分;燃煤锅炉;掺烧处置;可行性研究;技改方案;试运行情况;操作要点;安全操作要点

[中图分类号]TK229.6   [文献标志码]B   [文章编号]1004-9932202105-0037-04

 

1    

陕西润中清洁能源有限公司(简称陕西润中)甲醇装置设计产能为600 kt/a,副产甲醇重馏分约14 kt/a;配套的2台燃煤锅炉设计产汽能力为2×280 t/h,型号为GL-280/9.81M018,炉膛温度为1 000 ℃,操作压力为-20-50 Pa,所产蒸汽压力9.8 MPa、温度540 ℃。燃煤锅炉一直运行正常,实现了安、稳、长、满、优运行,为甲醇装置最长连续运行140 d、最高年产量达650 kt奠定了坚实的基础。

甲醇精馏过程中会产生甲醇重馏分,俗称杂醇油或异丁基油,约占精甲醇总量的2%3%,为无色或黄色液体,沸点9092 ℃,折射率1.135,密度1 260 kg/m3,基本溶于水,其主要组分含量约为甲醇31.95%、乙醇14.02%、丙醇7.01%、正丁醇4.09%、异丁醇0.58%、异戊醇0.002 1%、水分42.35%。甲醇重馏分中各种醇类物均为易燃、低毒物质,其物化性质及火灾危险性见表1

常温常压下,甲醇重馏分为低毒液体,易燃,会逸散刺激性气味,侵入人体后可引起急性中毒和慢性中毒,对人的神经系统、血液系统影响较大,可损坏人的呼吸道粘膜及视力。鉴于此,自2016年起甲醇重馏分被列入《国家危险废物名录》,废物名称为合成气加压催化生产甲醇过程中产生的重馏分(简称甲醇重馏分),废物类别为精(蒸)馏废渣HW11,废物代码为261-128-11,废物特性为T(毒性)。依据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》,危险废物处置单位应办理《危险废物经营许可证》,统一回收和无害化处理甲醇重馏分。采用焚烧处理时,应严格执行《危险废物焚烧污染控制标准》(GB 184842001),委托具有相应资质的甲醇重馏分处置单位进行处置,严禁作为产品销售,严禁随意倾倒和违法处置,严防污染生态环境,严防造成人身伤害。

但因一部分危险废物处置单位漫天要价,600 kt/a甲醇装置产生的甲醇重馏分处置要价达5001 000/d,为节约费用,陕西润中拟自行处置——在燃煤锅炉内掺烧甲醇重馏分。

2  掺烧处置的可行性与安全稳定性保障

2.1  可行性分析

1)甲醇重馏分在锅炉内燃烧时,与氧气反应主要生成CO2和水,并放出大量热能,这与燃料煤在锅炉内的燃烧产物基本相同,也是甲醇重馏分在锅炉内掺烧处置的前提条件。利用燃煤锅炉掺烧处置甲醇重馏分,可节约煤资源,达到变废为宝的目的,既符合危险废物处置要求,又符合低碳环保、循环经济与可持续发展的国家战略。

2)在锅炉内掺烧时,甲醇重馏分和燃料煤的作用一样,主要是利用其燃烧所产生的热量加热锅炉给水而生产高压蒸汽,供发电机组和压缩机组汽轮机等使用,甲醇重馏分在锅炉内完全燃烧后的主要产物为CO2和水,基本上无粉尘、无SO2NOX,更没有灰渣,比煤炭燃烧后的组分要干净,无需增大除尘器、脱硫塔和脱硝系统、排渣设施的处理能力,对这些系统的运行不会产生不良影响。

3)甲醇重馏分直接由甲醇精馏系统送至带负压燃煤锅炉炉膛内燃烧,其在喷出枪口的瞬间便完全燃烧,不会逸散剌激性气味而污染作业环境,即使有少量逸散,也会被锅炉负压抽至炉膛中心燃烧,而不会逸散至作业现场;所用设备及管道均处于封闭状态,且锅炉保持微负压操作,不会出现泄漏,也不会产生污染。

4)利用燃煤锅炉掺烧处置甲醇重馏分,不需专门投资1台关键设备——焚烧炉或燃烧炉,仅需投资1台小泵、2套掺烧枪及其输送管道等,费用合计约20万元,即可实现甲醇重馏分的无害化处理。

5)企业利用内部的生产装置点对点自行处置危险废物(甲醇重馏分)时,通过进行环境影响评价,在当地环保部门备案,并按要求将甲醇重馏分列入危险废物管理计划,在网上申报及审批,即属合法处置。

2.2  安全稳定性保障

更多内容详见《中氮肥》2021年第5

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