工業(yè)設計論文煤基烯烴項目廢液廢氣處理技術及應用
由于烯烴裝置本身的特點，在裝置開停車或正常生產過程中，會產生一定量的甲醇廢液、烴廢液及廢氣，這些廢液、廢氣不能進入正常的生產工藝。本文是一篇工業(yè)設計論文投稿范文，主要論述了煤基烯烴項目廢液廢氣處理技術及應用。
[摘 要]充分利用煤炭資源優(yōu)勢，大力發(fā)展煤化工高新技術產業(yè)，以煤化工產品替代石油化工產品。近年來，煤基甲醇制烯烴(MTO/MTP)行業(yè)備受從事煤化工產業(yè)人士的青睞和關注。
[關鍵詞]甲醇制烯烴,乙烯,丙烯
廢氣(乏汽)無法直接進入火炬系統(tǒng)，不能直接排放，需通過燃燒處理達到國家標準后才能排放。而廢液組成特殊，也不能直接進入廢水處理或直接排放，只能收集處理達標后進行排放。
一、廢氣、廢液來源
1.1 廢液來源
廢液主要有兩類：烴類廢液和醇類廢液。
1.1. 1烴類廢液來源。烴類廢液主要來源于甲醇制丙烯(MTP)裝置和火炬區(qū)的分液罐(間斷)以及常壓罐區(qū)(間斷)。MTP裝置廢液量最大，在全廠性大檢修時廢液量達150t/h;火炬區(qū)的分液罐烴廢液和常壓罐區(qū)的烴廢液較少，且是間斷性排放。
1.1.2 醇類廢液來源①MTP裝置的TPP-35廢液(間斷)。主要組成：甲醇86.87%;二甲醚3.29%;水9.81%。②甲醇裝置、低溫甲醇洗裝置的側抽液。連續(xù)性排放量為1300kg/h。③火炬區(qū)的分液罐甲醇廢液(間斷)和常壓罐區(qū)的少量廢液(間斷)。成分主要為：甲醇、水、少量硫化氫、氨氣等酸性物質。
1.2 廢氣來源
廢氣來源于氣化裝置的馳放氣，即氣化單元、黑水處理單元的閃蒸冷卻系統(tǒng)的釋放氣，最大量為788kg/h。
二、廢液、廢氣處理方案
醇類、烴類廢液及氣化馳放氣、廢氣毒性較強不能直接排放，需通過燃燒，煙氣達到國家排放標準后才允許排放。目前國內已研制并采用的方法有精餾法、萃取法、生物法、化學氧化法等。但這些方法存在著投資大、操作管理難度大、菌種培養(yǎng)困難等因素，因而限制了推廣和應用。根據(jù)實際情況，原設計方案采用焚燒爐處理廢液、廢氣，后經研究，考慮采用鍋爐摻燒技術處理裝置試車及生產過程中產生的廢液、廢氣，兩種方案比較如下。
2.1 焚燒爐方案
2.1.1 基本工藝路線(見圖1)
此方案是在廠區(qū)內新建一套焚燒爐裝置，廢液、廢氣自界區(qū)外進入焚燒系統(tǒng)。廢液分連續(xù)流和間歇流，且連續(xù)流和間歇流不同時輸送。當廢液為連續(xù)流時，直接送入焚燒爐進行焚燒;當廢液為間歇流時，先將來液分別存入2個廢液儲罐，然后將罐中廢液每小時定量送入焚燒爐進行焚燒。廢氣為連續(xù)流，直接送入焚燒爐進行焚燒。
2.1.2 焚燒爐系統(tǒng)。廢液、廢氣在焚燒爐中與空氣混合充分燃燒分解，其燃燒溫度為1100℃，燃燒后煙氣的主要成分有氮氣、氧氣、二氧化碳、水、二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、氯化氫等。其中，二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮、氯化氫屬于大氣污染物，必須經過后吸收處理，滿足環(huán)保排放標準后方可排入大氣。燃燒后的煙氣帶有大量的熱量，需要降溫，出于經濟性考慮，讓煙氣經過廢熱鍋爐回收熱量，副產部分低壓飽和蒸汽并入蒸汽管網，供焚燒系統(tǒng)自身或其它裝置系統(tǒng)使用。
2.1.3 采用焚燒爐方案優(yōu)缺點。優(yōu)點：①焚燒爐能夠處理成分復雜的廢氣、廢液。②焚燒爐系統(tǒng)能夠利用系統(tǒng)高溫煙氣余熱，以熱蒸汽形式回收能量加以利用。缺點：①一次性投資大，包括焚燒系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、煙氣處理系統(tǒng)。②運行費用高，長期運行過程中需要穩(wěn)定的油、氣助燃，無論是否有廢液廢氣入爐，都需要穩(wěn)燃燃料的投入，保持焚燒爐內的溫度。③焚燒及余熱利用，爐內筑爐材料無法吸熱，造成耐火材料損耗大，產生的粉粒隨高溫煙氣沖刷余熱爐受熱面，造成余熱爐受對流熱面磨損快。④尾部煙氣處理很難達到國家排放標準。⑤維護及設備的維修費用高。
2.2 鍋爐摻燒方案
2.2.1 基本工藝路線(見圖2)
烯烴項目原有6臺鍋爐供全廠使用，此方案是將其中2臺鍋爐進行改造，在原有鍋爐上增加燃燒器(槍)，單臺鍋爐設置廢液燃燒(槍)2支、廢氣燃燒器(槍)2支。
2.2.2 廢液燃燒系統(tǒng)。單只廢液燃燒器(槍)出力750kg/h，單臺鍋爐1500kg/h。廢液燃燒器(槍)采用微爆―蒸汽霧化。其優(yōu)點是：比常規(guī)蒸汽霧化效果好、粒度小(SMD≤40μm)、燃燒效率高、不完全燃燒損失少，調節(jié)比大，一般在1∶5。廢液燃燒器(槍)采用氣動推進裝置，以利于停用時退出爐膛，對燃燒器霧化、旋流部件的保護及易損件的更換。廢液燃燒管路系統(tǒng)配備相應的切斷、調節(jié)、過濾、流量顯示、壓力顯示、溫度顯示等功能。
2.2.3 廢氣燃燒系統(tǒng)。單只廢氣燃燒器(槍)出力300Nm3/h，單臺鍋爐出力600Nm3/h，2臺鍋爐按最大量1200Nm3/h，廢氣燃燒器(槍)與中廢液燃燒器(槍)錯開布置。廢氣燃燒器(槍)采用中心進氣燃燒方式，裝置為固定式。配備相應調壓、穩(wěn)壓、調節(jié)、放散、切斷、流量顯示、壓力顯示、溫度顯示功能的管路系統(tǒng)，廢氣、廢液現(xiàn)場管路為兩套各自獨立系統(tǒng)。
2.2.4 廢液燃燒出力估算。①廢液燃燒發(fā)熱值平均按18.423MJ/kg計。②廢液耗量3000kg/h，投入鍋爐后產蒸汽量約為22t。單只廢液燃燒器(槍)正常出力750kg，單臺鍋爐產蒸汽量約為11t，占鍋爐總蒸發(fā)量的2.4%。
2.2.5 廢氣燃燒出力估算。通過對排放氣計算、分析，熱值較低僅相似于鋼廠高爐煤氣，理論燃燒溫度僅為920℃。從理論上講如果量大，會降低爐膛容積熱負荷，即爐膛中心溫度降低。但由于所需空氣量少，產生的煙氣量大，主要是排放氣中含氮量達60%以上，煙氣量為空氣量的一倍多，爐膛出口溫度會升高。但考慮單臺鍋爐總量僅530m3/h，發(fā)熱總量1.5萬MJ/h，產蒸汽量約1.3t，理論分析認為此部分低熱值廢氣燃燒沒有問題。
2.2.6 摻燒系統(tǒng)運行控制。①醇類廢液與烴類廢液分別存放�？紤]2個儲罐，爐前廢液焚燒要考慮一個日常用混合儲罐。當醇類廢液有銷路，可當產品出售。②爐前日常儲罐設置�？梢哉{整入爐廢液的含水率。廢液來源壓力各不相同，儲罐可調整焚燒爐前管道壓力。③當廢液含水量最高，全部廢液綜合含水率為32.66%�？煽紤]C2烴類廢液(含水90%)單獨摻燒，即進入爐前管道的量減少，可視總烴類廢液罐中含水率10%的廢液總量，逐量混入，或進入爐前日常儲罐，以降低入爐的含水率。④烴類廢液因裝置停車才產生，時間短、量較大，且部分工況含水率較高，不確定因素較多。經測算分析，全部入爐廢液含水率可以控制在30%。⑤需要控制好入廠煤及入爐煤質量，按鍋爐設計煤種及校核煤種控制好主燃料的水分、發(fā)熱量、灰分指標，可以按計算入爐量摻燒。⑥入爐煤粉除了與原煤水分有關外，磨煤機出口風粉混合物和煤粉細度對它有一定影響。風粉混合物溫度越高，煤粉的水分越少，煤粉細度越細則其水分越少。
工業(yè)設計論文發(fā)表期刊推薦《西北工業(yè)大學學報》(雙月刊)創(chuàng)刊于1957年，由西北工業(yè)大學主辦。本刊為綜合性工業(yè)技術刊物。主要發(fā)表該�？蒲谐晒�，包括航空航天、熱能工程、電子工程、自動控制工程、金屬材料及熱處理、高分子材料、機械學與機械制造工程、檢測技術與儀器、計算機應用與軟件、信息系統(tǒng)工程、工業(yè)企業(yè)管理等方面的學術論文和技術報告。讀者對象為航空航天、自動控制、機械、電子、計算機等領域的科研人員和理工科大專院校師生等。
