燃气锅炉掺烧多种尾气的实践燃气锅炉掺烧多种尾气的实践
王进兵
(兖矿国泰化工有限公司,山东 滕州277527)
[摘 要]利用燃气锅炉掺烧煤化工装置中的多种尾气,生产蒸汽提供给主工艺生产线使用,减少现有燃煤锅炉产生的污染和煤耗。实践表明,掺烧达到了节能减排的目的,并取得了良好的经济效益。
[关键词] 燃气锅炉;尾气回收;掺烧;技术与安全特性;经济效益
[中图分类号] TK 229.8 [文献标志码] B [文章编号] 1004-9932(2015)06-0052-03
兖矿国泰化工有限公司是一家大型煤化工企业,现生产能力为 800 kt/a醋酸、300 kt/a甲醇、100 kt/a醋酸乙酯、150 kt/a醋酸丁酯、150 kt/a丁醇,联产80 MW电能(发电)。各装置排放的尾气、弛放气(如醋酸高压尾气、甲醇弛放气、丁醇尾气等)有效成分(CO、H2)含量较高,这些尾气,回收技术比较成熟的均已作为化工产品原料进行了回收利用,剩下的醋酸Ⅰ、Ⅱ(系统)低压尾气,膜分离装置放空气,变压吸附一段放空气和氨弛放气(来自邻厂)等,全部排放至火炬燃烧,主要是因为这些尾气组分差异较大,如果作为化工产品原料集中回收利用,分离比较困难,回收成本会很高。这些尾气持续排放到火炬燃烧,热能被白白浪费,为充分回收利用这部分热能,公司决定建设余热回收装置,生产蒸汽供主工艺生产线使用,减少现有燃煤锅炉产生的污染和燃料消耗。2014年上半年,公司建成了1套35 t/h燃气锅炉,掺烧各工艺装置排放的可燃尾气。运行实践表明,掺烧达到了节能减排的目的,并取得了良好的经济效益。
1 系统尾气情况
由于上述尾气流量、压力、组分各异,有些组分具有腐蚀性,有些组分会引起某些催化剂中毒,混合后再集中分离的难度大,而单独分离成本高、效益低。通过调研,上述尾气作为燃气锅炉燃料是可行的。
1.1 尾气参数
据计量显示及分析化验,各尾气部分参数(平均值)如表1。
表1各尾气部分参数
序号 |
尾气名称 |
排放量/m3·h-1 |
压力/kPa |
温度 /℃ |
组分/% |
备注 | |||||
CO |
H2 |
N2 |
CO2 |
CH4 |
Ar |
| |||||
1 |
醋酸Ⅰ低压尾气 |
500 |
80 |
21 |
43.96 |
17.62 |
13.31 |
18.35 |
4.73 |
2.03 |
含少量甲醇、碘甲烷 |
2 |
醋酸Ⅱ低压尾气 |
800 |
80 |
23 |
45.27 |
4.73 |
8.35 |
16.96 |
20.85 |
0.84 |
含少量醋酸、碘甲烷 |
3 |
膜分离装置放空气 |
1 300 |
20 |
20 |
37.45 |
35.2 |
5.59 |
16.42 |
5.03 |
0 |
|
4 |
变压吸附放空气 |
12 000 |
10 |
21 |
25.81 |
1.84 |
1.67 |
69.56 |
0 |
0 |
H2S含量为1.12% |
5 |
氨弛放气 |
|
600 |
常温 |
0 |
42.9 |
45.06 |
0 |
12 |
0 |
NH3含量为0.04% |
6 |
1~4尾气混合后 |
14 600 |
|
|
28.53 |
5.51 |
2.78 |
60.19 |
1.75 |
0.12 |
H2S含量为1.0% |
1.2 尾气热力计算
(1)查表得,3.82 MPa、450 ℃过热蒸汽的焓值为796 kcal/kg。
(2)据气体成分计算各可燃尾气的热值为:醋酸Ⅰ低压尾气2 186 kcal/m3;醋酸Ⅱ低压尾气3 275 kcal/m3;膜分离装置放空气2 468 kcal/m3;变压吸附一段放空气889 kcal/m3;混合气体1 241 kcal/m3。
(3)1~4尾气混合后,气体中的H2S含量为0.88%(体积分数)。燃烧后烟气中SO2含量高,经计算排烟温度定为190 ℃。烟气排至大气中前,先经热电车间氨法脱硫装置处理至达标。
(4)现有可燃尾气(15 200 m3/h)生产蒸汽量,经计算,燃烧后可产生3.82 MPa、450 ℃的过热蒸汽22 t/h左右。
(5)现有可燃尾气燃烧所需配风(空气)量为39 670 m3/h,达到额定产汽量时总配风量为60 544~68 796 m3/h。
(6)现有可燃尾气燃烧后产生的烟气量为51 146 m3/h,达到额定产汽量时总烟气量为78 058~86 568 m3/h。
更多内容请见《中氮肥》2015年第6期