炭黑尾氣鍋爐液化氣點(diǎn)火裝置的改進(jìn)與應(yīng)用

闞言強(qiáng)

摘 要：闡述了炭黑尾氣鍋爐點(diǎn)火裝置在改進(jìn)設(shè)計(jì)后，使用液化氣點(diǎn)火，通過(guò)實(shí)踐應(yīng)用，得出了該種點(diǎn)火裝置相對(duì)與柴油點(diǎn)火、等離子點(diǎn)火具有成本低，使用方便，環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，在炭黑尾氣鍋爐、鋼鐵廠高爐煤氣鍋爐等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：鍋爐點(diǎn)火裝置 ?改進(jìn) ?應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TK228 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）11（a）-0038-01

目前，我國(guó)炭黑隨著橡膠工業(yè)的發(fā)展，需量日趨增長(zhǎng)，炭黑行業(yè)發(fā)展迅速。2000年的產(chǎn)量5萬(wàn)噸，2003的產(chǎn)量101萬(wàn)噸，2012年我國(guó)炭黑的產(chǎn)量為376萬(wàn)噸、產(chǎn)能約550萬(wàn)噸，約占全球總產(chǎn)能的38%;在利用煤焦油生產(chǎn)各類炭黑制品的過(guò)程中，伴隨中一種尾氣產(chǎn)生。該中氣體含有一氧化碳（CO），CO可燃但有毒，排到大氣中會(huì)污染空氣且浪費(fèi)能源。為充分利用炭黑尾氣，使用特定的鍋爐燃燒可以發(fā)電、供熱，節(jié)能環(huán)保且能為企業(yè)增加效益。由于炭黑尾氣可燃成分含量低，水蒸氣含量高，大大的增加了點(diǎn)火難度，因此為保證點(diǎn)火可靠性，對(duì)液化氣點(diǎn)火裝置的改進(jìn)研究尤為重要。

1 炭黑尾氣的產(chǎn)生與成分

炭黑生產(chǎn)工藝是利用煤焦化企業(yè)的副產(chǎn)品煤焦油、蒽油、乙烯焦油，經(jīng)過(guò)脫水配制，輸送到反應(yīng)爐經(jīng)高溫裂解、噴水急冷，再經(jīng)過(guò)主袋濾器分離，主產(chǎn)品炭黑進(jìn)行造粒，包裝，副產(chǎn)品炭黑尾氣送入尾氣鍋爐燃燒。由于生產(chǎn)過(guò)程是不完全燃燒，而且中間噴水急冷決定炭黑尾氣的主要成分是水蒸汽、氮?dú)?、一氧化碳等，具體成分見(jiàn)下表1。

2 各種點(diǎn)火方式的比較

（1）等離子點(diǎn)火：等離子點(diǎn)火技術(shù)在2000年之后引進(jìn)我國(guó)并逐漸完善改進(jìn)的一種先進(jìn)的鍋爐點(diǎn)火技術(shù)，它利用陰極和陽(yáng)極接觸引弧，并在強(qiáng)磁場(chǎng)下獲得穩(wěn)定功率的高溫等離子氣體來(lái)引燃燃料。等離子點(diǎn)火裝置包括等離子發(fā)生器、隔離變壓器、等離子空氣系統(tǒng)、等離子冷卻水系統(tǒng)、測(cè)溫系統(tǒng)、火焰監(jiān)控系統(tǒng)、電源柜等組成。一臺(tái)四角切向燃燒的鍋爐，至少要安裝四臺(tái)等離子點(diǎn)火器，投資約300～400萬(wàn)元，所以一般在大型電站煤粉鍋爐上使用。

（2）柴油點(diǎn)火：柴油經(jīng)油泵輸送到燃燒器，高壓霧化，利用高能電子點(diǎn)火器激發(fā)點(diǎn)火，柴油燃燒釋放熱量達(dá)到引燃燃料的目的。設(shè)備投資不高，技術(shù)普通，應(yīng)用廣泛;但是點(diǎn)火成本高，一臺(tái)130 t/h鍋爐一次點(diǎn)火耗油5 t左右，柴油價(jià)格每噸約8000元，約4萬(wàn)元。

（3）液化氣點(diǎn)火：主要設(shè)備有電子高能點(diǎn)火器、液化氣供氣系統(tǒng)，燃燒系統(tǒng)和火焰監(jiān)控系統(tǒng)組成，一臺(tái)JG130-9.81/540-Q的鍋爐點(diǎn)火系統(tǒng)投資僅需20萬(wàn)元左右。燃燒器在柴油燃燒器的基礎(chǔ)上稍作改進(jìn)，結(jié)構(gòu)分三層（如圖1所示），外層送空氣兼有冷卻作用，中間層送炭黑尾氣，前端裝有葉輪便于燃料與空氣混合充分燃燒，內(nèi)層為Φ57液化氣點(diǎn)火槍，前端管內(nèi)加裝穩(wěn)燃孔板，管外裝有防變形的蓄熱加固板，整個(gè)燃燒器固定在爐墻上，并在燃燒器周圍的爐墻上增加聚焦助燃器，助燃器由耐火混凝土澆筑成凹面鏡形，起到聚焦熱量助燃、穩(wěn)燃的作用，增加聚焦助燃器后，點(diǎn)火成功率由原來(lái)的80%提高到99%。液化氣供氣由兩個(gè)60 kg的液化氣鋼瓶并聯(lián)供給四個(gè)燃燒器，氣壓10 kPa，流量2.4 m/h，液化氣主要成分丙烷（C3H6）30%，丁烷（C4H10）70%。點(diǎn)火順序：?jiǎn)?dòng)引、送風(fēng)機(jī)，調(diào)整負(fù)壓，開(kāi)液化氣用高能點(diǎn)火器點(diǎn)著火后，再送入炭黑尾氣，尾氣點(diǎn)燃后用火焰監(jiān)控觀察，如果火焰熄滅需重新點(diǎn)火（一般火焰熄滅原因?yàn)樗惋L(fēng)量過(guò)大），液化氣在點(diǎn)爐期間長(zhǎng)期伴燒穩(wěn)燃。一臺(tái)JG130-9.81/540-Q的鍋爐一次點(diǎn)火耗用液化氣80kg，市場(chǎng)價(jià)8元/kg，點(diǎn)爐成本約640元。

3 結(jié)論

（1）柴油點(diǎn)火成本高，而且在點(diǎn)爐期間除塵設(shè)備、脫硫設(shè)備不能投入使用，經(jīng)旁路排放到大氣，造成環(huán)境污染。

（2）等離子點(diǎn)火設(shè)備投資大，系統(tǒng)復(fù)雜，點(diǎn)火成本較柴油點(diǎn)火低，但等離子電弧形成的4000～10000 ℃超高溫區(qū)，使煙氣中的NOx產(chǎn)生較柴油點(diǎn)火高數(shù)十倍，點(diǎn)火期間的脫硝設(shè)備無(wú)法投用，也會(huì)造成環(huán)境污染。

（3）液化氣點(diǎn)火相對(duì)以上兩種點(diǎn)火方式，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，易操作，維護(hù)方便，點(diǎn)火可靠，設(shè)備投資小僅為等離子點(diǎn)火設(shè)備的1/15，點(diǎn)火成本僅為柴油點(diǎn)火的1/60;特別是液化氣燃燒后幾乎無(wú)污染，可在點(diǎn)火時(shí)伴燒，以防火焰熄滅，對(duì)于炭黑尾氣這種水蒸氣含量大，可燃成分較低的燃料尤其適合，所以液化氣點(diǎn)火在我國(guó)炭黑尾氣鍋爐、鋼鐵廠高爐煤氣鍋爐上有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 殷云龍.炭黑生產(chǎn)節(jié)能減排技術(shù)[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社，2014.

[2] 王彪.離子點(diǎn)火系統(tǒng)的應(yīng)用及與DCS系統(tǒng)的結(jié)合[J].華北電力技術(shù)，2003（1）：31-33.

[3] 王艷贈(zèng).UG在鍋爐設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].鍋爐制造，2007（1）：68-69.endprint

摘 要：闡述了炭黑尾氣鍋爐點(diǎn)火裝置在改進(jìn)設(shè)計(jì)后，使用液化氣點(diǎn)火，通過(guò)實(shí)踐應(yīng)用，得出了該種點(diǎn)火裝置相對(duì)與柴油點(diǎn)火、等離子點(diǎn)火具有成本低，使用方便，環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，在炭黑尾氣鍋爐、鋼鐵廠高爐煤氣鍋爐等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：鍋爐點(diǎn)火裝置 ?改進(jìn) ?應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TK228 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）11（a）-0038-01

目前，我國(guó)炭黑隨著橡膠工業(yè)的發(fā)展，需量日趨增長(zhǎng)，炭黑行業(yè)發(fā)展迅速。2000年的產(chǎn)量5萬(wàn)噸，2003的產(chǎn)量101萬(wàn)噸，2012年我國(guó)炭黑的產(chǎn)量為376萬(wàn)噸、產(chǎn)能約550萬(wàn)噸，約占全球總產(chǎn)能的38%;在利用煤焦油生產(chǎn)各類炭黑制品的過(guò)程中，伴隨中一種尾氣產(chǎn)生。該中氣體含有一氧化碳（CO），CO可燃但有毒，排到大氣中會(huì)污染空氣且浪費(fèi)能源。為充分利用炭黑尾氣，使用特定的鍋爐燃燒可以發(fā)電、供熱，節(jié)能環(huán)保且能為企業(yè)增加效益。由于炭黑尾氣可燃成分含量低，水蒸氣含量高，大大的增加了點(diǎn)火難度，因此為保證點(diǎn)火可靠性，對(duì)液化氣點(diǎn)火裝置的改進(jìn)研究尤為重要。

1 炭黑尾氣的產(chǎn)生與成分

炭黑生產(chǎn)工藝是利用煤焦化企業(yè)的副產(chǎn)品煤焦油、蒽油、乙烯焦油，經(jīng)過(guò)脫水配制，輸送到反應(yīng)爐經(jīng)高溫裂解、噴水急冷，再經(jīng)過(guò)主袋濾器分離，主產(chǎn)品炭黑進(jìn)行造粒，包裝，副產(chǎn)品炭黑尾氣送入尾氣鍋爐燃燒。由于生產(chǎn)過(guò)程是不完全燃燒，而且中間噴水急冷決定炭黑尾氣的主要成分是水蒸汽、氮?dú)狻⒁谎趸嫉?，具體成分見(jiàn)下表1。

2 各種點(diǎn)火方式的比較

（1）等離子點(diǎn)火：等離子點(diǎn)火技術(shù)在2000年之后引進(jìn)我國(guó)并逐漸完善改進(jìn)的一種先進(jìn)的鍋爐點(diǎn)火技術(shù)，它利用陰極和陽(yáng)極接觸引弧，并在強(qiáng)磁場(chǎng)下獲得穩(wěn)定功率的高溫等離子氣體來(lái)引燃燃料。等離子點(diǎn)火裝置包括等離子發(fā)生器、隔離變壓器、等離子空氣系統(tǒng)、等離子冷卻水系統(tǒng)、測(cè)溫系統(tǒng)、火焰監(jiān)控系統(tǒng)、電源柜等組成。一臺(tái)四角切向燃燒的鍋爐，至少要安裝四臺(tái)等離子點(diǎn)火器，投資約300～400萬(wàn)元，所以一般在大型電站煤粉鍋爐上使用。

（2）柴油點(diǎn)火：柴油經(jīng)油泵輸送到燃燒器，高壓霧化，利用高能電子點(diǎn)火器激發(fā)點(diǎn)火，柴油燃燒釋放熱量達(dá)到引燃燃料的目的。設(shè)備投資不高，技術(shù)普通，應(yīng)用廣泛;但是點(diǎn)火成本高，一臺(tái)130 t/h鍋爐一次點(diǎn)火耗油5 t左右，柴油價(jià)格每噸約8000元，約4萬(wàn)元。

（3）液化氣點(diǎn)火：主要設(shè)備有電子高能點(diǎn)火器、液化氣供氣系統(tǒng)，燃燒系統(tǒng)和火焰監(jiān)控系統(tǒng)組成，一臺(tái)JG130-9.81/540-Q的鍋爐點(diǎn)火系統(tǒng)投資僅需20萬(wàn)元左右。燃燒器在柴油燃燒器的基礎(chǔ)上稍作改進(jìn)，結(jié)構(gòu)分三層（如圖1所示），外層送空氣兼有冷卻作用，中間層送炭黑尾氣，前端裝有葉輪便于燃料與空氣混合充分燃燒，內(nèi)層為Φ57液化氣點(diǎn)火槍，前端管內(nèi)加裝穩(wěn)燃孔板，管外裝有防變形的蓄熱加固板，整個(gè)燃燒器固定在爐墻上，并在燃燒器周圍的爐墻上增加聚焦助燃器，助燃器由耐火混凝土澆筑成凹面鏡形，起到聚焦熱量助燃、穩(wěn)燃的作用，增加聚焦助燃器后，點(diǎn)火成功率由原來(lái)的80%提高到99%。液化氣供氣由兩個(gè)60 kg的液化氣鋼瓶并聯(lián)供給四個(gè)燃燒器，氣壓10 kPa，流量2.4 m/h，液化氣主要成分丙烷（C3H6）30%，丁烷（C4H10）70%。點(diǎn)火順序：?jiǎn)?dòng)引、送風(fēng)機(jī)，調(diào)整負(fù)壓，開(kāi)液化氣用高能點(diǎn)火器點(diǎn)著火后，再送入炭黑尾氣，尾氣點(diǎn)燃后用火焰監(jiān)控觀察，如果火焰熄滅需重新點(diǎn)火（一般火焰熄滅原因?yàn)樗惋L(fēng)量過(guò)大），液化氣在點(diǎn)爐期間長(zhǎng)期伴燒穩(wěn)燃。一臺(tái)JG130-9.81/540-Q的鍋爐一次點(diǎn)火耗用液化氣80kg，市場(chǎng)價(jià)8元/kg，點(diǎn)爐成本約640元。

3 結(jié)論

（1）柴油點(diǎn)火成本高，而且在點(diǎn)爐期間除塵設(shè)備、脫硫設(shè)備不能投入使用，經(jīng)旁路排放到大氣，造成環(huán)境污染。

（2）等離子點(diǎn)火設(shè)備投資大，系統(tǒng)復(fù)雜，點(diǎn)火成本較柴油點(diǎn)火低，但等離子電弧形成的4000～10000 ℃超高溫區(qū)，使煙氣中的NOx產(chǎn)生較柴油點(diǎn)火高數(shù)十倍，點(diǎn)火期間的脫硝設(shè)備無(wú)法投用，也會(huì)造成環(huán)境污染。

（3）液化氣點(diǎn)火相對(duì)以上兩種點(diǎn)火方式，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，易操作，維護(hù)方便，點(diǎn)火可靠，設(shè)備投資小僅為等離子點(diǎn)火設(shè)備的1/15，點(diǎn)火成本僅為柴油點(diǎn)火的1/60;特別是液化氣燃燒后幾乎無(wú)污染，可在點(diǎn)火時(shí)伴燒，以防火焰熄滅，對(duì)于炭黑尾氣這種水蒸氣含量大，可燃成分較低的燃料尤其適合，所以液化氣點(diǎn)火在我國(guó)炭黑尾氣鍋爐、鋼鐵廠高爐煤氣鍋爐上有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 殷云龍.炭黑生產(chǎn)節(jié)能減排技術(shù)[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社，2014.

[2] 王彪.離子點(diǎn)火系統(tǒng)的應(yīng)用及與DCS系統(tǒng)的結(jié)合[J].華北電力技術(shù)，2003（1）：31-33.

[3] 王艷贈(zèng).UG在鍋爐設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].鍋爐制造，2007（1）：68-69.endprint

摘 要：闡述了炭黑尾氣鍋爐點(diǎn)火裝置在改進(jìn)設(shè)計(jì)后，使用液化氣點(diǎn)火，通過(guò)實(shí)踐應(yīng)用，得出了該種點(diǎn)火裝置相對(duì)與柴油點(diǎn)火、等離子點(diǎn)火具有成本低，使用方便，環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，在炭黑尾氣鍋爐、鋼鐵廠高爐煤氣鍋爐等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：鍋爐點(diǎn)火裝置 ?改進(jìn) ?應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TK228 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）11（a）-0038-01

目前，我國(guó)炭黑隨著橡膠工業(yè)的發(fā)展，需量日趨增長(zhǎng)，炭黑行業(yè)發(fā)展迅速。2000年的產(chǎn)量5萬(wàn)噸，2003的產(chǎn)量101萬(wàn)噸，2012年我國(guó)炭黑的產(chǎn)量為376萬(wàn)噸、產(chǎn)能約550萬(wàn)噸，約占全球總產(chǎn)能的38%;在利用煤焦油生產(chǎn)各類炭黑制品的過(guò)程中，伴隨中一種尾氣產(chǎn)生。該中氣體含有一氧化碳（CO），CO可燃但有毒，排到大氣中會(huì)污染空氣且浪費(fèi)能源。為充分利用炭黑尾氣，使用特定的鍋爐燃燒可以發(fā)電、供熱，節(jié)能環(huán)保且能為企業(yè)增加效益。由于炭黑尾氣可燃成分含量低，水蒸氣含量高，大大的增加了點(diǎn)火難度，因此為保證點(diǎn)火可靠性，對(duì)液化氣點(diǎn)火裝置的改進(jìn)研究尤為重要。

1 炭黑尾氣的產(chǎn)生與成分

炭黑生產(chǎn)工藝是利用煤焦化企業(yè)的副產(chǎn)品煤焦油、蒽油、乙烯焦油，經(jīng)過(guò)脫水配制，輸送到反應(yīng)爐經(jīng)高溫裂解、噴水急冷，再經(jīng)過(guò)主袋濾器分離，主產(chǎn)品炭黑進(jìn)行造粒，包裝，副產(chǎn)品炭黑尾氣送入尾氣鍋爐燃燒。由于生產(chǎn)過(guò)程是不完全燃燒，而且中間噴水急冷決定炭黑尾氣的主要成分是水蒸汽、氮?dú)?、一氧化碳等，具體成分見(jiàn)下表1。

2 各種點(diǎn)火方式的比較

（1）等離子點(diǎn)火：等離子點(diǎn)火技術(shù)在2000年之后引進(jìn)我國(guó)并逐漸完善改進(jìn)的一種先進(jìn)的鍋爐點(diǎn)火技術(shù)，它利用陰極和陽(yáng)極接觸引弧，并在強(qiáng)磁場(chǎng)下獲得穩(wěn)定功率的高溫等離子氣體來(lái)引燃燃料。等離子點(diǎn)火裝置包括等離子發(fā)生器、隔離變壓器、等離子空氣系統(tǒng)、等離子冷卻水系統(tǒng)、測(cè)溫系統(tǒng)、火焰監(jiān)控系統(tǒng)、電源柜等組成。一臺(tái)四角切向燃燒的鍋爐，至少要安裝四臺(tái)等離子點(diǎn)火器，投資約300～400萬(wàn)元，所以一般在大型電站煤粉鍋爐上使用。

（2）柴油點(diǎn)火：柴油經(jīng)油泵輸送到燃燒器，高壓霧化，利用高能電子點(diǎn)火器激發(fā)點(diǎn)火，柴油燃燒釋放熱量達(dá)到引燃燃料的目的。設(shè)備投資不高，技術(shù)普通，應(yīng)用廣泛;但是點(diǎn)火成本高，一臺(tái)130 t/h鍋爐一次點(diǎn)火耗油5 t左右，柴油價(jià)格每噸約8000元，約4萬(wàn)元。

（3）液化氣點(diǎn)火：主要設(shè)備有電子高能點(diǎn)火器、液化氣供氣系統(tǒng)，燃燒系統(tǒng)和火焰監(jiān)控系統(tǒng)組成，一臺(tái)JG130-9.81/540-Q的鍋爐點(diǎn)火系統(tǒng)投資僅需20萬(wàn)元左右。燃燒器在柴油燃燒器的基礎(chǔ)上稍作改進(jìn)，結(jié)構(gòu)分三層（如圖1所示），外層送空氣兼有冷卻作用，中間層送炭黑尾氣，前端裝有葉輪便于燃料與空氣混合充分燃燒，內(nèi)層為Φ57液化氣點(diǎn)火槍，前端管內(nèi)加裝穩(wěn)燃孔板，管外裝有防變形的蓄熱加固板，整個(gè)燃燒器固定在爐墻上，并在燃燒器周圍的爐墻上增加聚焦助燃器，助燃器由耐火混凝土澆筑成凹面鏡形，起到聚焦熱量助燃、穩(wěn)燃的作用，增加聚焦助燃器后，點(diǎn)火成功率由原來(lái)的80%提高到99%。液化氣供氣由兩個(gè)60 kg的液化氣鋼瓶并聯(lián)供給四個(gè)燃燒器，氣壓10 kPa，流量2.4 m/h，液化氣主要成分丙烷（C3H6）30%，丁烷（C4H10）70%。點(diǎn)火順序：?jiǎn)?dòng)引、送風(fēng)機(jī)，調(diào)整負(fù)壓，開(kāi)液化氣用高能點(diǎn)火器點(diǎn)著火后，再送入炭黑尾氣，尾氣點(diǎn)燃后用火焰監(jiān)控觀察，如果火焰熄滅需重新點(diǎn)火（一般火焰熄滅原因?yàn)樗惋L(fēng)量過(guò)大），液化氣在點(diǎn)爐期間長(zhǎng)期伴燒穩(wěn)燃。一臺(tái)JG130-9.81/540-Q的鍋爐一次點(diǎn)火耗用液化氣80kg，市場(chǎng)價(jià)8元/kg，點(diǎn)爐成本約640元。

3 結(jié)論

（1）柴油點(diǎn)火成本高，而且在點(diǎn)爐期間除塵設(shè)備、脫硫設(shè)備不能投入使用，經(jīng)旁路排放到大氣，造成環(huán)境污染。

（2）等離子點(diǎn)火設(shè)備投資大，系統(tǒng)復(fù)雜，點(diǎn)火成本較柴油點(diǎn)火低，但等離子電弧形成的4000～10000 ℃超高溫區(qū)，使煙氣中的NOx產(chǎn)生較柴油點(diǎn)火高數(shù)十倍，點(diǎn)火期間的脫硝設(shè)備無(wú)法投用，也會(huì)造成環(huán)境污染。

（3）液化氣點(diǎn)火相對(duì)以上兩種點(diǎn)火方式，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，易操作，維護(hù)方便，點(diǎn)火可靠，設(shè)備投資小僅為等離子點(diǎn)火設(shè)備的1/15，點(diǎn)火成本僅為柴油點(diǎn)火的1/60;特別是液化氣燃燒后幾乎無(wú)污染，可在點(diǎn)火時(shí)伴燒，以防火焰熄滅，對(duì)于炭黑尾氣這種水蒸氣含量大，可燃成分較低的燃料尤其適合，所以液化氣點(diǎn)火在我國(guó)炭黑尾氣鍋爐、鋼鐵廠高爐煤氣鍋爐上有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 殷云龍.炭黑生產(chǎn)節(jié)能減排技術(shù)[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社，2014.

[2] 王彪.離子點(diǎn)火系統(tǒng)的應(yīng)用及與DCS系統(tǒng)的結(jié)合[J].華北電力技術(shù)，2003（1）：31-33.

[3] 王艷贈(zèng).UG在鍋爐設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].鍋爐制造，2007（1）：68-69.endprint