釜殘液焚燒處置方案

王新軍(東營海德新材料有限公司安全生產(chǎn)部，山東 東營 257400)

1 引言

本方案主要用于釜殘液的焚燒處置，釜殘液是由丙烯酸丁酯生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粘稠釜殘摻入生產(chǎn)過程的廢水制成的，將釜殘液直接噴入焚燒爐內(nèi)燃燒，燃燒后的高溫煙氣進入余熱鍋爐，加熱爐內(nèi)的導熱油，提供生產(chǎn)所需熱量的85%左右。其中一部分導熱油熱量作為蒸汽發(fā)生器熱源產(chǎn)生蒸汽用于生產(chǎn)。本方案需要建造釜殘液焚燒爐一座和購置內(nèi)附導熱油盤管的余熱鍋爐一座。焚燒爐設(shè)計為臥式結(jié)構(gòu)，按照三“T”原則設(shè)計，釜殘液經(jīng)蒸汽霧化噴入焚燒爐內(nèi)，保證其在適宜的溫度下完全燃燒(1100℃以上)，并且停留足夠長時間(大于2s)，從而使煙氣中的有機物充分燃燒分解，達到排放標準要求。整個系統(tǒng)由焚燒爐(爐體、通風系統(tǒng)、循環(huán)煙氣系統(tǒng)、釜殘液燃燒系統(tǒng)、檢測自動控制系統(tǒng))、余熱鍋爐(內(nèi)附導熱油盤管)和蒸汽發(fā)生器組成。

2 工藝設(shè)計說明及系統(tǒng)組成

2.2.3 循環(huán)煙氣系統(tǒng)

焚燒爐設(shè)置循環(huán)煙氣系統(tǒng)，利用離心風機將余熱鍋爐后的低溫低氧煙氣抽出后，再通過管道及手動間門后再送入焚燒爐后段將低溫煙氣送入焚燒爐內(nèi)可以降低爐內(nèi)溫度，增強爐內(nèi)氣流擾動，降低爐內(nèi)氧濃度，減少燃燒時產(chǎn)生的NOx量。

2.2.4 釜殘液燃燒系統(tǒng)

釜殘液燃燒系統(tǒng)由釜殘液輸送管路系統(tǒng)、爐體管道系統(tǒng)和霧化蒸汽管道系統(tǒng)組成。罐內(nèi)攪抖均勻的釜殘液通過渦流泵(一用一備)抽出后加壓送至焚燒爐前，為維持穩(wěn)定燃燒，釜殘液輸送管路設(shè)置有回油管路，泵送到爐前多余的釜殘液通過回油管路仍送回釜殘液罐，供由壓力通過控制回液閥門調(diào)節(jié)。爐體管道系統(tǒng)由爐體釜殘液管道、調(diào)節(jié)閥門及噴槍組成。由管道輸送到爐前的釜殘液通過爐體管道，由閥門自動調(diào)節(jié)后分別進入釜殘液噴槍，霧化后噴入爐內(nèi)燃燒。釜殘液分兩組分別沿一定角度噴入爐內(nèi)，每組設(shè)兩支噴槍，每支槍處理能力為800kg/h。因現(xiàn)場蒸汽壓力為0.5MPa，相對較低，小規(guī)格噴槍能獲得更好的霧化效果，從而縮短燃燒時間，提高燃燒效率[2]。噴搶采用釜殘液專用二流體噴槍，高壓蒸汽霧化，霧化后顆粒小于100μm，可在極短時間內(nèi)燃燒，減少殘?zhí)康纳伞Ｓ晒艿浪蛠淼恼羝ㄟ^管道、電動閥門、手動閥門后進入釜殘液噴槍，作為釜殘液霧化介質(zhì)使用。本系統(tǒng)可配置引燃燃燒機，可將燃燒機安裝于爐端墻，或仍采用木柴點燃傳統(tǒng)點爐工藝。

2.2.5 檢測自動控制系統(tǒng)

系統(tǒng)采用集散控制(DCS)，西門子1500 系列IC 為控制核心，用工業(yè)計算機為工作站，實現(xiàn)焚燒爐運行過程中的溫度、壓力、氣氛、報警、安全連鎖等進行自動控制。通過專用控制軟件，操作者可在工控機上實現(xiàn)對焚燒爐的操作控制。沿長度方向，爐內(nèi)設(shè)兩個測溫點，用熱電偶對爐內(nèi)溫度進行實時測量，并將數(shù)據(jù)上傳至工控機上實時顯示并記錄。在釜殘液輸送總管上安裝電動調(diào)節(jié)閥、氣動切斷閥、手動閥和楔形流量計，進入焚燒爐的釜殘液總量由電動閥調(diào)節(jié)控制，并實時進行流量測量。經(jīng)過調(diào)節(jié)后的釜殘液通過管道分成兩路，分別進入四支噴槍。進入每個噴槍的釜殘液通過手動閥門調(diào)節(jié)平衡。工控機中安裝專用控制和管理軟件，能實現(xiàn)各類實時數(shù)據(jù)采集和管理、模擬工藝畫面運行、報警記錄、歷史記錄曲線查詢、報表打印等各類任務(wù)[3]?？刂栖浖δ苋妫缑娌僮鞣奖鉡4]，具有較強的適應(yīng)性，能滿足釜殘液焚燒工藝要求。對操作人員進行分類設(shè)置，開放不同使用權(quán)限，保護系統(tǒng)運行安全。

2.2.6 余熱鍋爐

由內(nèi)附有導熱油盤管的主體、循環(huán)系統(tǒng)、儀表閥門、循環(huán)泵、注油泵組成。

2.1 工藝設(shè)計說明

釜殘液焚燒爐采用臥式結(jié)構(gòu)，末端與余熱鍋爐進氣口連接。焚燒爐內(nèi)釜殘液燒產(chǎn)生的高溫煙氣直接進入余熱鍋爐[1]，進行余熱回收。釜殘液分兩次同時從焚燒爐兩側(cè)墻噴入爐內(nèi)，助燃風同樣分兩次供入，兩次送入爐內(nèi)的風量按比例設(shè)置，分別在爐內(nèi)形成富氧區(qū)、貧氧區(qū)和燃盡區(qū)，通過控制爐內(nèi)溫度分布及含氧量，以盡量減少NOx的生成量。從余熱鍋爐后將已降溫至200℃的煙氣利用循環(huán)風機再次抽回并送入焚燒爐內(nèi)設(shè)定部位，可以起到降低爐溫、降低爐內(nèi)氧含量、減少NOx生成的作用。本方案中暫未考慮脫硝措施，只從燃燒角度考慮盡量減少NOx的生成。需要時，可以向焚燒爐內(nèi)噴入還原劑，將NOx還原。

2.2 系統(tǒng)組成

整個系統(tǒng)由焚燒爐(爐體、通風系統(tǒng)、循環(huán)煙氣系統(tǒng)、釜殘液燃燒系統(tǒng)、檢測自動控制系統(tǒng))、余熱鍋爐(內(nèi)附導熱油盤管)和蒸汽發(fā)生器組成。

2.2.1 爐體

焚燒爐爐體設(shè)計為臥式，釜殘液從兩側(cè)墻噴入，在爐內(nèi)完全燃燒后通過末端排煙口進入余熱鍋爐。焚燒爐采用復(fù)合結(jié)構(gòu)，外部為型鋼和鋼板制成的整體框架，牢固耐用。內(nèi)部耐火爐襯與鋼結(jié)構(gòu)相連錨固，避免爐墻內(nèi)傾，燒爐鋼板內(nèi)壁采用防露點腐蝕處理，增強鋼板抗腐蝕能力。爐墻耐火材料分別由剛玉增強澆注料、剛玉莫來石質(zhì)澆注料、輕質(zhì)澆注料和硅鈣板組成，莫來石結(jié)合剛玉質(zhì)澆注料耐蝕性和高溫強度好，且澆注料施工周期短。焚燒爐采用平頂結(jié)構(gòu)與部分拱頂結(jié)構(gòu)相結(jié)合，由重質(zhì)澆注料、輕質(zhì)澆注料和陶瓷纖維組成，吊掛于爐頂鋼結(jié)構(gòu)上，整體高強度、低蓄熱，同時具有較好的密封性。在焚燒爐內(nèi)設(shè)置蓄熱擋墻，可以增強氣流擾動，使煙氣燃燒更完全。在爐墻下部設(shè)兩個檢修人孔，便于內(nèi)部檢查修。在爐墻底部設(shè)溢流口，正常處于封閉狀態(tài)，打開時可以讓爐內(nèi)液態(tài)融鹽在線流出。爐體設(shè)有安全防爆裝置，保障設(shè)備安全運行。爐體下部設(shè)檢修孔，爐體設(shè)直梯，操作人員可上爐頂進行檢修。分燒爐配移動平臺一個，便于操作檢修。

2.2.2 通風系統(tǒng)

釜殘液焚燒需要大量氧氣，系統(tǒng)配高壓助燃風機一臺，將新 空氣通過管道、閥門及進風口后送入爐內(nèi)。助燃風分兩次送入，一次風和兩次風按比例設(shè)置，分別由電動閥門控制，以在爐內(nèi)形成完全燃燒區(qū)和還原區(qū)，盡量降低氨氧化物的生成。進風口在兩側(cè)爐墻設(shè)置，高速噴入的空氣與爐內(nèi)氣流形成強烈湍流，強化煙氣混合，提升釜殘液燃燒效果。助燃風機采用變控，配消音減震裝置。

3 結(jié)語

在丙烯酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的釜殘和廢水都是危廢，都會對環(huán)境造成污染。將廢水摻入粘稠的釜殘中制成釜殘液，利用本釜殘液焚燒處置方案的工藝，將釜殘液焚燒處置煙氣達標排放，不僅減少了環(huán)境污染，還為生產(chǎn)提供了85%左右的熱量，既保護了環(huán)境又使資源得到了綜合利用。