重力除塵式廢氣廢液焚燒裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

張曉東 衛(wèi)兵 單宏偉 端午祥 趙娟

摘 要：針對某石化新材料公司非光氣法聚碳酸酯項(xiàng)目研發(fā)設(shè)計(jì)的重力除灰式廢氣廢液焚燒裝置，有害物質(zhì)去除率≥99.99%，且排放尾氣粉塵≤20mg/m3，SO2≤50mg/m3，NOx≤180mg/m3。該裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，可有效地沉降煙氣中大部分的粉塵，減少余熱鍋爐積灰、堵塞的可能，也可降低后期除塵裝置的除塵壓力，減少投資，延長除塵壽命，廣泛適用于化工、冶金等工業(yè)行業(yè)廢氣廢液焚燒處理及余熱回收系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：重力除塵 焚燒 余熱回收

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）10（a）-0075-02

Abstract：The gravity ash-removing waste gas and liquid incineration device developed by our company for non-phosgene polycarbonate project of a petrochemical new material company is introduced in detail. The harmful substance removal rate ≥99.99%，and the exhaust gas dust ≤20mg/m3， SO2 ≤50mg/m3，NOx ≤180mg/m3.

Key Words：Gravity ash removal； Incineration； Waste heat recovery

目前，石油、化工、冶金行業(yè)均設(shè)計(jì)有處理各種易燃易爆、可燃、劇毒、高危等廢氣廢液的焚燒裝置，焚燒裝置后端配套余熱鍋爐和煙氣治理，余熱回收后達(dá)標(biāo)排放。但廢氣廢液的種類成分多而復(fù)雜，且具有不確定性，實(shí)際生產(chǎn)與設(shè)計(jì)參數(shù)均有偏差。部分廢氣廢液中含有粉塵顆粒物，或燃燒后生成粉塵，容易造成余熱鍋爐積灰、堵塞、磨損、傳熱惡化，影響裝置的正常運(yùn)行[1-2]。

某石化新材料公司非光氣法聚碳酸酯項(xiàng)目產(chǎn)生廢氣、廢液，但經(jīng)焚燒處理后含大量粉塵，該公司有針對性地研發(fā)設(shè)計(jì)了一套重力除灰式廢氣廢液焚燒裝置，焚燼率達(dá)99.9%，且排放尾氣符合相應(yīng)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

1 項(xiàng)目概況

某石化新材料公司7萬t/年非光氣法聚碳酸酯項(xiàng)目的真空系統(tǒng)產(chǎn)生含污染因子苯酚、DPC、甲醇、碳酸二甲酯、甲基苯基碳酸酯、二氧化碳的廢氣，最大流量740kg/h，以及含冷凝液，廢催化劑的廢液，最大流量811.0kg/h。由于該廢氣廢液焚燒處理產(chǎn)生的煙氣含有大量粉塵，現(xiàn)以經(jīng)脫硫處理的半水煤氣為燃料，設(shè)計(jì)一套重力除塵式直燃式廢氣廢液焚燒裝置，滿足廠區(qū)工藝要求。

2 主要工藝及性能介紹

2.1 工藝流程

廢氣和廢液分別由管道輸送進(jìn)入焚燒爐內(nèi)燃燒，在開車、烘爐以及伴燒時(shí)以半水煤氣為燃料。焚燒爐內(nèi)溫度控制在1100℃以上，壓力控制在微負(fù)壓，將廢氣、廢液中的有害有機(jī)物全部氧化成CO2、H2O，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)過余熱鍋爐產(chǎn)生的飽和蒸汽后并入蒸汽管網(wǎng)。余熱鍋爐出口煙氣經(jīng)布袋除塵后達(dá)標(biāo)排放。

2.2 焚燒爐

焚燒爐采用立式V型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尾部接后工段的余熱回收系統(tǒng)。焚燒爐頂部裝有廢氣廢液混燒燃燒器，側(cè)壁有火焰檢測器，焚燒爐下部出口連接有重力除灰裝置。爐膛的結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)焚燒廢氣、廢液流量、爐膛溫度、燃燒生成煙氣停留時(shí)間的要求確定（見表1）。

2.3 重力除灰裝置

如圖1所示，重力除灰裝置安裝在焚燒爐下部，其底部有一級卸灰閥和二級卸灰閥。除灰原理是利用突然降低煙氣流速和改變煙氣流向，使煙氣中較大部分粉塵在重力和慣性力的作用下，與煙氣分離，沉降在除灰裝置底部，通過兩級卸灰閥進(jìn)行排灰，避免在余熱鍋爐積灰、堵塞、磨損、傳熱惡化，影響裝置的正常運(yùn)行。

該除灰設(shè)置在線清灰系統(tǒng)，在一個(gè)大修周期期間，不需要進(jìn)行停爐清灰。

2.4 混燒燃燒器

在焚燒爐前部，廢氣、廢液、燃料氣經(jīng)混燒燃燒器多路均勻的進(jìn)入焚燒爐，以保證焚燒爐內(nèi)溫度場平穩(wěn)均勻。

混燒燃燒器為管群式分級燃燒器，由直流風(fēng)套管、廢液噴槍，安裝在廢液噴槍周圍一圈的廢氣噴管組成。直流風(fēng)套管外周安裝有旋流片，調(diào)節(jié)旋流風(fēng)強(qiáng)度，調(diào)整火焰尺寸[3]?；鞜紵骶哂辛己玫牟僮鲝椥约胺€(wěn)定性，具體特點(diǎn)如下。

（1）廢氣和空氣通過燃燒器時(shí)壓損低。

（2）廢氣與空氣混合能力強(qiáng)，燃燒反應(yīng)速度快。

（3）火焰形狀短而清晰，火焰溫度高，火焰根部穩(wěn)定。

（4）有效熱解廢液、廢氣中的有害成分。

（5）二級點(diǎn)火，長明小火引主噴嘴大火，安全可靠。

（6）渦旋狀的混合氣流在焚燒爐中心部分形成低壓區(qū)，使部分爐氣被抽回，加長廢物在爐內(nèi)停留時(shí)間，燃燒充分。

3 結(jié)語

該重力除塵式廢氣廢液焚燒處理系統(tǒng)運(yùn)行性能如下。

（1）正常操作條件下，爐膛溫度>1100℃，煙氣停留時(shí)間≥2s，露點(diǎn)溫度<煙氣排放溫度<170℃，焚燒處理的有害物質(zhì)去除率≥99.99%，燃燒效率≥99.9%，無不完全燃燒現(xiàn)象產(chǎn)生。

（2）系統(tǒng)安全可靠，實(shí)現(xiàn)全自動控制。

（3）煙氣排放粉塵≤20mg/m3，SO2≤50mg/m3，NOx≤ 180mg/m3，均滿足相應(yīng)環(huán)保要求。

重力除塵式廢氣廢液焚燒裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，該裝置中設(shè)置的重力式除灰裝置，可有效地沉降煙氣中大部分的粉塵，減少余熱鍋爐積灰、堵塞的可能，也可降低后期除塵裝置的除塵壓力，減少投資，延長除塵壽命，廣泛適用于化工、冶金等工業(yè)行業(yè)廢氣廢液焚燒處理及余熱回收系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 汪天尖.蒸發(fā)冷卻填料的除塵性能研究[D].廣州大學(xué)，2015.

[2] 陶藝天，應(yīng)杰.DCS系統(tǒng)控制在石油焦粉燃燒裝置上的應(yīng)用[J].儀器儀表用戶，2018，25（8）：44-47.

[3] 張智.油氣混燒型燃燒器系統(tǒng)研究[D].東北石油大學(xué)，2017.