淺談廢堿焚燒鍋爐節(jié)能技術(shù)改造

林寶山

[摘 要]本文介紹了福建省東鑫石油化工有限公司廢堿焚燒鍋爐裝置在運行幾年后根據(jù)實際生產(chǎn)需要及適應市場供求變化需要，陸續(xù)進行的幾項重要工藝生產(chǎn)節(jié)能改造項目及生產(chǎn)工藝指標調(diào)整。

[關(guān)鍵詞]冷卻水；定排；明溝；污水；冷凝水；閃蒸蒸汽

中圖分類號：TK228 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）03-0005-01

一 前言

皂化廢堿液是環(huán)己酮生產(chǎn)的主要污染源。目前國內(nèi)對皂化廢堿液的處理有中和焚燒兩種方法，各有其利弊，為了減少環(huán)境污染達標排放，相對而言，焚燒是行之有效的處理方法。該法不但可以回收化工原料（Na2CO3）和副產(chǎn)蒸汽，而且可以消除二次污染，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

二 反應原理

皂化廢堿液是環(huán)己烷氧化后經(jīng)堿皂化中和分離排出的廢液，其化學組分是含有復雜的有機酸鈉鹽，外觀呈棕褐色液體，固形物含量42%左右。霧化后噴入爐內(nèi)，液滴在下降過程中與燃燒形成的上升氣流換熱并蒸發(fā)、干燥后，一部分在空氣中懸浮燃燒，一部分落入爐底燃燒，使皂化液中的有機酸鈉鹽轉(zhuǎn)化成Na2CO3，其反應式為：

在干燥過程中，煙氣中的二氧化碳與皂化廢堿液中的活性堿發(fā)生反應生成碳酸鈉，其反應式為：

皂化液在爐內(nèi)懸浮燃燒生成的碳酸鈉，一部分隨煙氣帶出，并經(jīng)靜電除塵器捕集，呈粉狀碳酸鈉予以回收，一部分落入爐底呈熔融狀態(tài)從溜子口流入導流筒溶解成Na2CO3水溶液。皂化廢堿液中有機物燃燒時產(chǎn)生的熱量，經(jīng)余熱鍋爐回收產(chǎn)生1.3-1.47MPa的飽和蒸汽。

三 工藝流程簡述

從環(huán)己酮裝置排出的濃度為大于42%左右的皂化液送入本裝置皂化液貯槽V-2601，利用入爐堿液泵P-2601加壓至2.5MPa左右，并用伴熱蒸汽加熱至80-100℃送到爐前，經(jīng)皂化液噴槍霧化后噴入爐膛，經(jīng)蒸汽加熱到150℃的熱空氣由環(huán)形風道送入爐膛，與由皂化液噴槍噴入爐膛的皂化液一起燃燒產(chǎn)生高溫煙氣，大部分霧化后的顆粒在爐內(nèi)邊干燥邊燃燒，燃燒后的細微灰分隨煙氣逐級經(jīng)過爐膛、水冷屏、蒸發(fā)管屏、上省煤器、空氣預熱器、下省煤器后把煙氣冷卻至約180℃，從鍋爐尾部排出，經(jīng)過橋灰斗沉淀一部分灰后直接進入靜電除塵器，被電除塵器捕集，經(jīng)埋刮機L-2601/L-2602后再包裝，回收Na2CO3純度在99%以上；較大的顆粒落到爐底形成墊層并燃燒，高溫下呈熔融狀態(tài)，經(jīng)溜子槽初步冷卻后經(jīng)導流筒至刮板機L-2603，回收粗堿，純度在96%以上。

四 廢堿鍋爐裝置回收干凈冷卻水的改造

由于歷史遺留問題，廢堿焚燒鍋爐裝置在建設(shè)初期由于設(shè)計和施工的問題，沒有將公司的公用工程循環(huán)水冷卻水系統(tǒng)接入廢堿鍋爐裝置，導致該裝置的所有動設(shè)備冷卻系統(tǒng)都是直接使用自來水進行冷卻的。因此廢堿鍋爐裝置長期以來都將機泵冷卻水，鼓風機引風機冷卻水都集中排往應急水槽；取樣冷卻水、吹灰時的吹灰蒸汽疏水及沖洗地面時產(chǎn)生的廢水都集中排往明溝；還有定排水都集中到定排擴容器，最后也會溢流到明溝。上述這幾部分水，其中定排水所含有雜質(zhì)較多，且呈堿性，以及地面沖洗廢水常常也呈現(xiàn)堿性并含有雜質(zhì)，會導致整個明溝水呈現(xiàn)堿性，所以設(shè)計之初將這些水都排放到污水井，送至污水站處理。如果有辦法將這幾部分廢水分開，將干凈的水長期回收，積少成多，將會產(chǎn)生十分可觀的效益。

由于沖洗地板的用水可以控制，每次沖洗地板時切到污水井就可以了，沖洗完，再切回明溝即可。然而定排緩沖罐的水是長時間溢流的，可以通過改造單獨排往污水井，即可實現(xiàn)與其他干凈水分開。從而可以實現(xiàn)長期回收干凈水的目的，避免資源浪費，還可以減少排污污水站的污水量，解決污水處理站的處理負擔。改造辦法就是將定排擴容器至降溫池的U型管道改成走污水井，同時保留原來定排擴容器的底部排污閘閥，方便根據(jù)實際需要進行切換，可以實現(xiàn)排降溫池和排污水井的自由切換。

4.1 綜上所述，需要整改如下：

4.1.1定排緩沖罐U型管原來往降溫池的管道改成走至污水井；

4.1.2保留原本定排緩沖罐D(zhuǎn)N100的底排閘閥，可以根據(jù)需要自由切換；

4.1.3將廢堿裝置干凈的各臺設(shè)備冷卻水，取樣冷卻水、蒸汽疏水等干凈水集中至明溝，明溝增設(shè)一個蝶閥，引一路至循環(huán)水站涼水池，經(jīng)自然降溫冷卻后最終補充循環(huán)水系統(tǒng)用水，從而節(jié)約自來水供給量。

4.2 改造后達到目的：

4.2.1通過改造可以將干凈水和污染水分開，從而實現(xiàn)回收干凈水的目的，實現(xiàn)資源的回收再利用，實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

4.2.2解決長期以來設(shè)備冷卻水，取樣冷卻水、蒸汽疏水等干凈水與定排水、沖洗地板用水籠統(tǒng)混合排放造成污水量過多，導致污水處理站超負荷運行的情況。通過改造后減少污水排放量，從而大大減輕污水站的工作負擔；

五 堿伴熱及分汽缸冷凝水的余熱回收方案

廢堿鍋爐裝置長期以來，一直是將堿液系統(tǒng)伴熱，以及分汽缸的疏水合并匯總進入軟水罐，進行回收利用軟水的。但是由于軟水罐很小，容不下太多軟水，常常是水滿自溢，故將溢流的水又回收至“降溫池”，以方便包裝車間員工取熱水沖洗包裝車間地板及包裝工具。例如：手推車，鋤頭，鐵锨等。另外一路是將匯成的冷凝水閃蒸蒸汽引向除氧器，用于除氧器的外來脫鹽水加熱除氧。然而，目前存在這樣三個問題：

第一，隨著中間罐區(qū)軟水罐的閃蒸蒸汽回收利用以后，導致外來進我廢堿鍋爐裝置的軟水溫度上升，以至于不需要另外引蒸汽加熱即可達到除氧需要溫度；

第二，多余的連排閃蒸蒸汽以及裝置疏水總管閃蒸蒸汽會導致除氧器溫度常超過正常工藝指標105℃。因此我們不得不在保證汽包水質(zhì)的情況下，關(guān)小連排緩沖罐至除氧器的加熱蒸汽，同時又關(guān)閉蒸汽疏水總管至除氧器的閃蒸蒸汽；

第三，堿液伴熱管本身沒有疏水閥，開太小達不到伴熱目的，太大容易造成蒸汽外泄，需要反復調(diào)整，又會導致廢堿軟水罐的閃蒸蒸汽大量外排造成浪費。

綜上所述，廢堿裝置計劃將疏水總管的冷凝水進行余熱回收改造，即引流至空氣加熱器用于空氣進爐前的預加熱，同時將換熱完的冷凝水引流至裝置內(nèi)明溝從而進一步引流至涼水池集中回收，同時一樓留下一道DN25甩頭，方便需要時接金屬軟管用于零米平臺的地面堿結(jié)晶沖洗。然而，本次改造同樣存在風險，因空氣預熱器的位置在10米平臺，且入口在11米高處，高于分汽缸、X油伴熱管及堿伴熱管，極易導致水擊發(fā)生，且疏水不凈，需要當班操作人員在操作時掌握必要的操作要點。

改造完成后既能解決以上出現(xiàn)的三個問題，又能充分回收冷凝水中的余熱，避免變成閃蒸蒸汽外排造成的浪費，這將產(chǎn)生十分可觀的經(jīng)濟效益。

5.1 綜上所述，需要整改如下：

5.1.1疏水總管引一條DN50的跨接至1號空氣加熱器閥前；

5.1.2空氣加熱器疏水管改用DN32的管道引至一樓明溝，端部增加一道DN25甩頭；

5.2 改造后達到目的：

5.2.1通過改造解決上述三個問題；

5.2.2控制和避免閃蒸罐外排蒸汽造成的浪費；

5.2.3將熱水用于空氣進爐前的預加熱實現(xiàn)余熱回收利用，節(jié)能降耗；

5.2.4將換熱完的熱水統(tǒng)一引流至一樓明溝，方便生產(chǎn)線及包裝人員安全使用熱水，大大提高現(xiàn)場作業(yè)效率。

未來展望，廢堿鍋爐裝置要繼續(xù)加大裝置技術(shù)改造、技術(shù)革新力度，對于影響裝置生產(chǎn)的設(shè)備或工藝操作，要充分地分析、論證，提出科學、合理的解決技術(shù)方案。并組織落實實施，不斷地改進裝置生產(chǎn)條件，提高裝置生產(chǎn)技術(shù)水平。

參考文獻

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[2] 田子平.大型鍋爐裝置及其原理.上海：上海交通大學出版社，1997endprint