EO/EG裝置廢氣廢液焚燒系統(tǒng)工藝流程設計

馬建寬

摘 要：根據(jù)三江化工有限公司38萬噸/年EO/EG裝置產(chǎn)生的廢氣、廢液特性，設計了一套廢氣廢液焚燒系統(tǒng)。EO/EG裝置廢氣廢液主要為高濃度廢氣、熱井放空氣及醇類廢液;本次設計的焚燒系統(tǒng)主要包括焚燒裝置、余熱鍋爐、SCR脫銷裝置、煙囪。該焚燒系統(tǒng)焚燒廢液廢氣，去除率高達99.99%，排放煙氣指標達到GB18484-2001《危險廢物焚燒污染控制標準》要求，具有節(jié)能環(huán)保、安全穩(wěn)定、可靠高效等特點。

關鍵詞：EO/EG裝置;廢氣;廢液;焚燒系統(tǒng);余熱鍋爐;SCR脫硝;工藝設計

面對良好的市場前景，三江化工于2014年投資建設年產(chǎn)38萬噸EO/EG（環(huán)氧乙烷/乙二醇）項目。在EO/EG生產(chǎn)過程中將存在著揮發(fā)性有機化合物的排放問題，為了解決有機化合物對環(huán)境的污染問題，以達到環(huán)保要求，EO/EG裝置安裝了一個廢氣廢液焚燒爐。

一、廢氣廢液焚燒系統(tǒng)工藝流程設計

EO/EG裝置廢氣廢液中含有甲烷、乙烯、環(huán)氧乙烷、乙醛、甲苯、乙烷、乙二醇、二甘醇、三乙二醇及聚乙二醇等對環(huán)境有害的有機物，需進行處理使排放尾氣滿足的要求。針對特有的廢氣組分，設計如圖1所示的焚燒系統(tǒng)工藝流程。

本焚燒系統(tǒng)工藝流程主要有焚燒裝置、余熱鍋爐、SCR脫銷裝置、煙囪4個主要設備組成。輔助設備有鼓風機、引風機、鍋爐加藥系統(tǒng)、鍋爐排污系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。EO/EG裝置在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣、廢液（需蒸汽霧化）通過管道送到焚燒爐內燃燒，通過調節(jié)空氣量使爐膛溫度維持在1100℃和干煙氣氧含量大于6%，使廢氣、廢液中的有機物完全破壞分解;由于高溫焚燒產(chǎn)生的熱力型氮氧化物（NOx）會導致煙氣中 NOx 濃度超標，需要進行脫硝處理。反應后的高溫煙氣首先經(jīng)余熱鍋爐回收熱量之后，與來自管網(wǎng)的氨氣和部分循環(huán)煙氣混合，通過噴氨格柵與煙氣混合，進入選擇性催化還原（SCR）反應器，在 SCR 反應器中，煙氣中的氮氧化物與還原劑 NH3 發(fā)生反應，生成 N2 和 H2O。煙氣經(jīng)余熱回收+SCR脫硝后，再經(jīng)蒸汽過熱器、省煤器進一步回收熱量后，溫度降低到150℃以下，凈化氣經(jīng)煙囪排入大氣;同時副產(chǎn)1.3MPaG的過熱蒸汽，并入全廠蒸汽管網(wǎng)，充分回收余熱，具有很好的經(jīng)濟效益。

二、EO/EG裝置焚燒系統(tǒng)工藝流程設計

（一）焚燒裝置技術分析

根據(jù)三江化工有限公司38萬噸/年EO/EG裝置產(chǎn)生的廢氣、廢液組成，設計一套焚燒系統(tǒng)。該EO/EG裝置廢氣組成見表1，EO/EG裝置廢液組成見表2。

（二）焚燒裝置技術分析

確定焚燒參數(shù)，有效組織焚燒工藝，確保有毒有機介質達到完全焚燒熱解，煙氣排放達到規(guī)定的排放標準，是焚燒裝置性能成敗的關鍵。另外，如何配置余熱鍋爐，簡化受熱面結構;如何設置余熱回收系統(tǒng)減少燃料消耗及排煙溫度的確定等，均是項目技術的關鍵。

（三）焚燒工藝參數(shù)的確定

EO/EG裝置排放的廢氣中含有甲烷、乙烯、醛類及其他有毒有機成分，本焚燒爐處理300kg/h的醇類重組分，重組分分子大，分解困難，因此本焚燒爐的設計過程中要保證每股組分均能完全分解。通過高溫焚燒和熱力氧化，徹底破壞廢氣中的有毒、有機成分，焚燒后排放的煙氣確保滿足國家標準規(guī)定的技術指標及業(yè)主規(guī)定的指標要求。確定焚燒爐爐膛溫度：1100℃;爐膛煙氣停留時間：≥2.0S;煙氣干基氧氣含量：≥6%。

◆焚燒裝置主要性能參數(shù)

（四）低NOx燃燒技術

影響NOx生成的主要因素有焚燒溫度和煙氣含氧量，試驗顯示爐膛溫度高于1300℃，煙氣中的NOx會明顯增多，且隨溫度的升高有增加趨勢;煙氣含氧量高于5%時NOx也會增多，同樣含氧量越大生成的NOx越多。

該焚燒爐方案采用燃料（廢氣）分級、分割火焰技術，降低焚燒溫度，減少高溫區(qū)，控制NOx。為了保證NOx在任何不確定的工況下均可達標，本焚燒爐采用低NOx燃燒技術的同時，設置SCR中溫脫硝。

SCR系統(tǒng)的脫硝劑采用20%的氨水，現(xiàn)場設置一臺噴氨稀釋風機，稀釋風機抽取150℃的煙氣，氨水噴入煙氣后，氨水被氣化，氣化后的氨氣與煙氣混合后送入催化劑之前的煙道內進行脫硝。

本項目的SCR脫硝反應器設置在過熱器與省煤器之間。溫度區(qū)間在250℃～420℃。

爐后煙氣選擇性催化還原脫硝（SCR）過程，是通過往煙氣中噴射氨基還原劑，在一定的溫度條件和催化劑作用下，將NOx 轉化為N2 和H2O。

（五）余熱鍋爐的設計

由于廢氣熱值較高，焚燒爐出來的煙氣含有大量熱量，為了節(jié)約能量，提高系統(tǒng)經(jīng)濟性，該焚燒爐裝置配置余熱鍋爐來回收焚燒后煙氣熱量。余熱鍋爐在設計工況下排煙溫度≯150℃。

◆余熱鍋爐主要性能參數(shù)

（六）工業(yè)應用效果

該項目已于2014年正式投產(chǎn)運行，現(xiàn)已運行7年。整套系統(tǒng)運行狀態(tài)良好、穩(wěn)定，各項指標都已達到設計要求，煙氣檢測數(shù)據(jù)達到GB18484-2001《危險廢物焚燒污染控制標準》要求。

煙氣檢測數(shù)據(jù)見表3

三、結論

根據(jù)三江化工有限公司38萬噸/年EO/EG裝置產(chǎn)生的廢氣、廢液特性，設計了一套廢氣廢液焚燒系統(tǒng)工藝流程，主要設備有焚燒裝置、余熱鍋爐、SCR脫銷裝置、煙囪。

設計的廢氣廢液焚燒系統(tǒng)經(jīng)過7年的長周期運行，驗證了這套廢氣廢液焚燒系統(tǒng)工藝流程運行可靠，焚燒去除率高，能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)需求，煙氣排放指標滿足GB18484-2001《危險廢物焚燒污染控制標準》要求。

參考文獻：

【1】張紹坤，有機廢液和廢氣聯(lián)合焚燒處理技術的研究與應用【J】，工業(yè)爐，2012，34（4）;34-36.

【2】羅秀朋，周皓，董志明.廢氣廢液焚燒裝置的設計與工業(yè)應用【J】.化工機械，2015.42（4）;580-582.