廢熱鍋爐技術(shù)在乙二醇裝置的應(yīng)用

吳 軍，丁國敏

（中國石油吉林石化分公司，吉林吉林 132022）

廢熱鍋爐技術(shù)在乙二醇裝置的應(yīng)用

吳 軍，丁國敏

（中國石油吉林石化分公司，吉林吉林 132022）

針對(duì)乙二醇裝置的工藝特點(diǎn)，采用廢熱鍋爐的尾氣處理技術(shù)，燃燒工藝廢氣中的乙烯、甲烷、部分乙醛氣體，從而提高資源的利用效率，減少廢氣的排放，同時(shí)自產(chǎn)蒸汽供裝置使用，實(shí)現(xiàn)裝置的節(jié)能減排的目標(biāo)，減少污染，亦可為同類裝置或其他氣體排放裝置提供參考。

廢熱鍋爐；節(jié)能；減排

1 項(xiàng)目來源

目前，世界上絕大多數(shù)環(huán)氧乙烷/乙二醇裝置的生產(chǎn)工藝都有一個(gè)共同的特點(diǎn)：為了控制進(jìn)入反應(yīng)器氣體中的惰性氣體含量，必須將一部分循環(huán)氣放空。循環(huán)氣中含有約50%的甲烷和24%的乙烯，在國內(nèi)多數(shù)裝置將這部分氣體放空，一方面造成環(huán)境污染，另一方面也造成了資源的浪費(fèi)。隨著產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，裝置經(jīng)過二次改產(chǎn)，聯(lián)產(chǎn)12萬t環(huán)氧乙烷，對(duì)于環(huán)氧乙烷精制塔中部抽提的乙醛，經(jīng)過脫醛塔進(jìn)入汽提塔通過一、二效蒸發(fā)器收集在脫水塔熱水槽中，將產(chǎn)生的乙醛氣體進(jìn)行放空對(duì)環(huán)境造成污染?；谝陨弦蛩?，吉化公司增設(shè)廢熱鍋爐項(xiàng)目，通過燃燒尾氣中的有機(jī)氣體，產(chǎn)生2.5MPa的蒸汽，提供裝置熱能，同時(shí)減少有機(jī)氣體排放。

2 鍋爐基本情況

鍋爐型號(hào) WNS4-2.5-Q。裝置所采用的廢熱鍋爐最高處理廢氣量419m3/h，用于生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣。主要包括廢氣焚燒爐、余熱鍋爐、換熱器、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和煙囪。

3 爐本體

1）焚燒爐本體是焚燒爐系統(tǒng)中的主要設(shè)備，工藝廢氣、甲烷氣、助燃空氣在爐膛內(nèi)經(jīng)過復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，使工藝廢氣、甲烷氣中的有機(jī)物質(zhì)徹底分解銷毀。爐體的結(jié)構(gòu)形式及尺寸決定了焚燒爐的處理量和有害物質(zhì)的分解去除率。

2）本焚燒爐用于高溫焚燒工藝廢氣，通過調(diào)節(jié)燃燒空氣的供給來確保工藝廢氣的完全燃燒和維持爐內(nèi)的燃燒溫度，并按焚燒煙氣在爐膛內(nèi)的滯留時(shí)間、容積熱負(fù)荷來確定爐膛容積，以保證工藝廢氣的有機(jī)物在爐內(nèi)達(dá)到完全燃燒分解。

3）本焚燒爐特點(diǎn)如下

（1）焚燒爐的主體是臥式爐體，內(nèi)襯高溫耐火材料，中間是輕質(zhì)隔熱材料和高溫纖維板，最外層以鋼板為保護(hù)層，爐體外壁溫度不超過70℃。

（2）安全性高。設(shè)有啟動(dòng)前不排除易爆氣體就不能點(diǎn)火的功能，以防氣爆，爐內(nèi)設(shè)有長明火和火焰檢知器，一旦爐內(nèi)發(fā)生熄火或點(diǎn)火失敗，立即自動(dòng)切斷廢料供給，警報(bào)系統(tǒng)完善，安全可靠。

（3）采用多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，使設(shè)備簡(jiǎn)化，易于維修，并降低了運(yùn)行成本。

（4）爐本體燃燒室內(nèi)采用高鋁耐火材料澆注，一次性成型，經(jīng)久耐用。

4 余熱鍋爐

1）采用隧道式直通結(jié)構(gòu)，鍋爐受熱面布置合理，煙氣對(duì)管束沖刷無死角，鍋爐傳熱效果好，余熱回收率高，且具有10%的超負(fù)荷能力；

2）多管組受熱面各段流速更利于調(diào)整，能使各段煙氣流速均勻，結(jié)灰、防磨等問題易于解決，且煙氣阻力小，可減小風(fēng)機(jī)功率，降低運(yùn)行費(fèi)用；

3）鍋爐所有受壓元件均采用懸吊結(jié)構(gòu)，可以向下自由膨脹，有效解決鍋爐管束受熱膨脹問題；

4）由于煙氣中含灰量較少，鍋爐后部受熱面采用螺旋翅片管結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化傳熱，降低設(shè)備重量，節(jié)省場(chǎng)地。

5）鍋爐全部受熱面均采用組裝出廠，可縮短安裝周期，同時(shí)維修更加方便；

5 鍋爐運(yùn)行優(yōu)點(diǎn)分析

5.1 節(jié)能增效

B-910廢熱鍋爐在焚燒廢氣過程中回收了廢氣中的熱量產(chǎn)生蒸汽供裝置再利用。其放出的熱量約4 243 900 kJ/h，同時(shí)產(chǎn)生蒸汽約3.4t/h，回收熱量2 955 907 kJ/h，熱回收率約70%。有效起到了節(jié)能降耗的實(shí)際作用。

5.2 采用甲烷伴燒，污染少，效率高

考慮到乙二醇裝置排放的廢氣組分本身非劇毒氣體，有一定的燃燒熱量，廢熱鍋爐選用甲烷作為燃料氣。甲烷燃燒具有清潔，易控制，成本低，燃燒后尾氣中二氧化硫、氮化物含量低等優(yōu)點(diǎn)，而且不易產(chǎn)生爐灰附著在撤熱段管線外壁，利于鍋爐的長周期運(yùn)行。但由于甲烷燃燒熱值較低，也帶來了爐溫自控系統(tǒng)利用甲烷流量來控制爐溫的作用不能很好的發(fā)揮，影響了鍋爐的自動(dòng)化管理。

5.3 PLC現(xiàn)場(chǎng)集中控制

鍋爐控制系統(tǒng)采用的PLC控制系統(tǒng)將鍋爐所有操作集中于此，可以實(shí)施廢熱鍋爐自動(dòng)程序點(diǎn)火；廢熱鍋爐的焚燒爐爐膛溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)，廢氣、燃料氣燃燒一次風(fēng)量自動(dòng)調(diào)節(jié)，飽和蒸汽輸出壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)，廢熱鍋爐汽包液位自動(dòng)調(diào)節(jié)；還可以根據(jù)設(shè)定的信號(hào)對(duì)廢熱鍋爐實(shí)施自動(dòng)停爐聯(lián)鎖保護(hù)。

6 廢熱鍋爐的不足之處

1）鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)兩套乙二醇裝置廢氣排放流量波動(dòng)估計(jì)不足。由于廢氣來源多，組分復(fù)雜，燃燒值和流量經(jīng)常波動(dòng)，對(duì)鍋爐的正常運(yùn)行產(chǎn)生一定的沖擊。如果廢氣可燃?xì)饨M分突然下降會(huì)導(dǎo)致鍋爐參數(shù)的波動(dòng)，根據(jù)這一現(xiàn)象，將甲烷的伴燒量適當(dāng)提高以提高鍋爐的抗沖擊能力。

2）現(xiàn)場(chǎng)PLC控制柜距離中央控制較遠(yuǎn)，鍋爐僅有部分參數(shù)進(jìn)入DCS供鍋爐工監(jiān)控，鍋爐所有的控制調(diào)節(jié)必須在PLC上完成，不利于操作工遠(yuǎn)程控制，加大了鍋爐操作的工作量。

7 結(jié)束語

節(jié)能減排一直是全球各個(gè)國家關(guān)注的問題，各國也在打響節(jié)能減排戰(zhàn)。節(jié)能減排也是國家大力倡導(dǎo)的。通過本次技術(shù)改造和技術(shù)應(yīng)用，有效的降低了有機(jī)氣體的排放，減少有機(jī)氣體對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)回收尾氣中的熱量，獲得良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

[1] 任偉勁.乙二醇裝置廢氣生產(chǎn)工業(yè)及食品級(jí)二氧化碳[C]//二氧化碳減排控制技術(shù)與資源化利用研討會(huì)論文集.2009：130-131.

A p p l i c a t i o n o f Wa s t e H e a t B o i l e r T e c h n o l o g y i n E t h y l e n e G l y c o l P l a n t

Wu Jun，Ding Guo-min

In view of the technological characteristics of ethylene glycol plant，the exhaust gas treatment technology of waste heat boiler is used to burn ethylene，methane and some acetaldehyde gas in the exhaust gas of the process，so as to improve the eff i ciency of resource utilization and reduce the emission of waste gas.Equipment used to achieve the goal of energy-saving emission reduction devices to reduce pollution，but also for similar devices or other gas emissions device to provide a reference.

waste heat boiler；energy saving；emission reduction

TQ054

A

1003-6490（2017）08-0110-02

2017-06-02

吳軍（1964—），男，吉林吉林人，工程師，主要從事設(shè)備管理工作。