陆正红
（南京诚志清洁能源有限公司，江苏 南京210047）
［摘 要］南京诚志清洁能源有限公司一期200 kt/a甲醇装置+300 kt/a CO装置于2007年投产，二期200 kt/a甲醇装置+300 kt/a CO装置于2009年投产，其低温甲醇洗尾气无法满足江苏省最新颁发的《大气污染物综合排放标准》（DB 32/4041—2021）要求。经考察研究与对比分析，确定采用蓄热氧化工艺（RTO）对低温甲醇洗尾气进行处理，2套RTO装置（焚烧炉均采用五室工艺、“二进二出一吹扫”运行模式）于2023年7月建成并相继投产。为保障2套RTO装置的安全运行，在其建设过程中对一些控制方式进行了优化改进，对试车过程中出现的异常工况采取了一系列优化改进措施，优化改进后2套RTO装置运行稳定，净化尾气完全可满足地方新排放标准要求。并基于RTO装置建设与运行经验，提出一些设计及运行维护方面的优化建议。
［关键词］低温甲醇洗尾气；RTO装置；控制方式优化；试生产问题；原因分析；优化改进；优化建议；净化尾气参数
［中图分类号］X701.7 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2024）04-0048-05
0 引 言
南京诚志清洁能源有限公司（简称南京诚志）一期装置（200 kt/a甲醇装置、300 kt/a CO装置）于2007年投产，二期装置（200 kt/a甲醇装置、300 kt/a CO装置）于2009年投产，三期装置（300 kt/a甲醇制烯烃装置、250 kt/a合成气装置、250 kt/a丁辛醇装置、35 kt/a氢气装置）于2013年投产；主要生产工艺为，气化系统采用7台GE单喷嘴水煤浆气化炉（五开二备）、1台Shell粉煤气化炉（下行激冷流程），气化系统后续配套4套绝热耐硫变换系统、3套Linde低温甲醇洗系统、2套Linde深冷分离系统、1套PSA制氢系统、2套华东理工甲醇合成及三塔精馏系统等。
南京诚志低温甲醇洗系统排放的尾气主要成分为CO2和N2，还含有少量CO、甲醇、非甲烷总烃、硫化物、NOx、颗粒物等，当前无法采用系统局部优化改进的方式满足新的尾气排放要求——近年来国家层面对大气污染物的排放要求日趋严格，2021年5月江苏省生态环境厅颁发《大气污染物综合排放标准》（DB 32/4041—2021），要求CO最高排放浓度为1 000 mg/m3、速率为24 kg/h，甲醇最高排放浓度为50 mg/m3、速率为1.8 kg/h，非甲烷总烃最高排放浓度为60 mg/m3、速率为3 kg/h，氮氧化物（NOx）最高排放浓度为200 mg/m3，SO2最高排放浓度为200 mg/m3，颗粒物最高排放浓度为20 mg/m3、速率为1 kg/h；H2S［据《恶臭污染物排放标准》（GB 14554—1993）］最高排放速率5.2 kg/h。经考察研究与对比分析，南京诚志最终确定采用蓄热氧化工艺（RTO）对低温甲醇洗（系统）尾气进行处理，以满足环保要求。2套RTO装置（焚烧炉均采用五室工艺）于2023年7月建成并相继投产，一期RTO装置主要处理一期装置低温甲醇洗尾气，设计尾气处理量为55 000 m3/h（标态，下同），设计放空尾气（50 m烟囱高点放空）限值为CO含量300 mg/m3、甲醇含量15 mg/m3、非甲烷总烃含量30 mg/m3、NOx含量150 mg/m3、SO2含量100 mg/m3、颗粒物含量10 mg/m3；二期RTO装置主要处理二期装置低温甲醇洗尾气，设计尾气处理量为55 000 m3/h，二期RTO装置放空尾气与一期RTO装置放空尾气合并后由50 m烟囱高点排放。在2套RTO装置的建设过程中，为保障其安全运行，在控制方式方面采取了一些优化措施；对RTO装置试车阶段出现的异常工况进行原因分析并采取一系列优化改进后，实现了2套RTO装置的安全、稳定、环保达标运行。以下对有关情况作一介绍。
1 RTO装置简介
南京诚志2套RTO装置（核心设备为焚烧炉）均采用五室工艺，主要设备设施有1个焚烧炉炉膛、5个陶瓷蓄热室（A/B/C/D/E）、进气阀、放空阀、补氧风阀、新风风阀、助燃风阀、燃料气紧急切断阀、高温排放阀、进气/排烟/吹扫/气封阀、补氧风机、新风风机、密封风机、冷却风机、吹扫风机、助燃风机等，焚烧炉五室采用“二进二出一吹扫”运行模式。
RTO装置工艺流程：低温甲醇洗尾气经水洗塔洗涤后，由压力调节阀减压至10 kPa后送往RTO装置，低温甲醇洗尾气与补氧管道来的空气在入口掺混器中充分混合后进入气液分离器中进行气液分离，分离出的废水经泵增压后送回低温甲醇洗系统尾气水洗塔利用，气相则进入RTO装置焚烧炉蓄热室A/B的蓄热陶瓷介质层，陶瓷释放热量而温度降低，尾气吸收热量而温度升至650 ℃后进入氧化室；在氧化室中，尾气与空气配比后由燃烧器利用甲醇合成系统弛放气作为燃料气燃烧升温至850 ℃，使其中的CO、甲醇等分解成CO2和水；氧化后的高温气体离开氧化室，进入蓄热室C/D（蓄热室C/D在“二进二出一吹扫”循环中已被冷却），尾气释放热量重新加热蓄热陶瓷介质层，降温后的少部分尾气用于蓄热室E的反吹扫、大部分尾气经RTO装置50 m高主烟囱高点排放。
2 RTO装置优化改进
在同类型甲醇装置中，将RTO技术用于处理低温甲醇洗尾气，南京诚志RTO装置属“首套”。近几年来，RTO装置在化工装置的废气处理中发生爆炸的事故案例较多，故南京诚志在2套RTO装置建设过程中与RTO厂商进行技术对接后，对一些控制方式进行了优化改进；对RTO装置试车过程中出现的异常工况进行原因分析并采取了相应的优化改进；另外，基于2套RTO装置的建设与运行经验提出一些RTO装置设计及运行维护方面的优化建议。具体如下。
2.1 控制方式优化
更多内容详见《中氮肥》2024年第4期