水煤氣站吹風氣回收處理方案

水煤氣站吹風氣回收處理方案編制單位:新疆五江興華實業(yè)有限企業(yè)8月目錄一、概述:1、設(shè)計依據(jù)························12、設(shè)計規(guī)模························13、工作制度及勞動定員···················1二、反式燃燒爐處理工藝概述及特點簡述············11、工藝處理概述······················12、關(guān)鍵燃燒裝置技術(shù)特征及運行確?！ぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁ?3、吹風氣閥門油壓控制系統(tǒng)·················14、燃燒處理系統(tǒng)安全運行特征···············2三、燃燒處理系統(tǒng)設(shè)備配置說明················21、反式燃燒爐及管道閥門··················22、MP磨煤噴粉機······················23、配風用風機·······················24、綜合洗滌塔·······················25、電氣控制部分······················2四、節(jié)能及綜合利用效益分析·················2五、結(jié)論··························3六、附表及附圖·······················3一、概述:企業(yè)從開始使用長焰煤制水煤氣,經(jīng)過數(shù)次設(shè)備和生產(chǎn)操作工藝改造,探索了一套成熟操作管理經(jīng)驗,但對水煤氣爐吹風氣冒黃黑煙處理一直是我們頭痛問題;這幾年國家對環(huán)境保護工作力度越來越大,今年,有幾次環(huán)境保護部門領(lǐng)導(dǎo)責令水煤氣站停產(chǎn)整理,從5月份開始使用焦炭制氣后,吹風氣沒有產(chǎn)生黃煙了,保溫瓶廠生產(chǎn)得以維持,但生產(chǎn)成本有了大提升。因為長焰煤揮發(fā)分較高,最高達45%,使用現(xiàn)有固定床水煤氣制氣工藝條件操作時,吹風升溫過程中,長焰煤中揮發(fā)分在高溫作用下,伴隨燃燒產(chǎn)生吹風氣一起帶出,其中顆粒煤揮發(fā)分在水煤氣爐短暫吹風燃燒過程中易產(chǎn)生大量未燃盡碳粒,俗稱“黃黑煙”;并產(chǎn)生更多一氧化碳、多環(huán)芳烴類、醛類等污染物,其實這些黃煙氣體只要選擇合適燃燒條件和設(shè)備是能夠?qū)⑺耆呀馊急M達成環(huán)境保護排放要求。本項目利用中國開發(fā)粉煤燃燒技術(shù)作為反式燃燒爐助燃體,將反式燃燒爐上半部空間及格子體加熱至吹風氣燃燒溫度650℃以上,使水煤氣爐制氣過程中吹風氣經(jīng)配風后經(jīng)過反式燃燒爐上部裂解燃燒成無煙、無害氣體再進行處理后排放。本項目建成對企業(yè)水煤氣站改變使用焦炭原料,繼續(xù)使用原來長焰煤,確保環(huán)境保護處理工藝要求,達成降低成本、提升企業(yè)競爭能力含相關(guān)鍵經(jīng)濟意義。1、設(shè)計依據(jù):1.1、新疆五江興華實業(yè)有限企業(yè)原有吹風氣數(shù)據(jù)和水煤氣站現(xiàn)場基礎(chǔ)資料;長焰煤吹風氣成份數(shù)據(jù)表:成份COH2CmHnCO2CH4O2N2含量6.5%~8.4%4%~6%7%~9%15%~18%3%~5%1.6%~3.4%50.2%~62.9%根據(jù)上表能夠計算出長焰煤吹風氣熱值范圍為:400~500Kcal/m3,與空氣煤氣發(fā)燒值靠近。1.2、鏈條鍋爐內(nèi)煤揮發(fā)分燃燒原理:動力車間鍋爐房使用鏈條爐是采取揮發(fā)分含量為30%長焰煤粉煤作為燃料,長焰煤粉煤進入鍋爐爐排中部燃燒前燃燒狀態(tài)是這么,首先在煤閘板出200mm位置,因為受燒紅前拱熱輻射作用,粉煤中大量揮發(fā)分干餾出來,揮發(fā)分是可燃物質(zhì),它在經(jīng)過后拱及爐膛高溫擋火墻時,因為處于700℃高溫下,就猛烈燃燒充足,在煙囪排放過程中就看不到黃黑煙,而在鍋爐初始開啟或爐膛前后拱溫度低于600℃燃燒過程中,能夠看到鍋爐煙囪會冒出黃黑煙,只要將鍋爐爐膛溫度提升至650℃以上,合理配風進行助燃,就能夠消除黃黑煙,水煤氣站吹風氣成份含量為8%左右,吹風氣在空氣中展現(xiàn)黃黑煙關(guān)鍵是長焰煤揮發(fā)分在吹風升溫過程中產(chǎn)生,假如采取鍋爐爐膛內(nèi)長焰煤粉煤揮發(fā)分燃燒控制方法就能夠消除。1.3、反式燃燒爐、煤粉噴粉燃燒器、吹風氣回收相關(guān)技術(shù)資料。2、設(shè)計規(guī)模:建設(shè)規(guī)模:實際吹風氣處理范圍為:2800~4000Nm3/h,按處理量為:4000Nm3/h考慮設(shè)計。依據(jù)反式燃燒爐安全工藝特點及操作要求,采取現(xiàn)有微機液壓集中和就地儀表相結(jié)合控制方法。人工和自動化儀表進行生產(chǎn)監(jiān)控和自動化操作。3、工作制度及勞動定員:由動力車間水煤氣站原班人員兼管擔任,不需要增加操作人員。二、反式燃燒爐處理工藝概述及特點簡述1、工藝處理概述:利用煤氣發(fā)生爐吹風氣在650℃以上才能快速燃燒特點,預(yù)先將反式燃燒爐上部空間及格子蓄熱體用磨煤噴粉燃燒器加熱至工藝要求燃燒溫度650℃以上,正常使用時,煤氣爐吹風氣停止輸送后仍然保持燃燒爐上部空間處于燃燒狀態(tài);吹風氣入爐燃燒前與高效風機來空氣預(yù)先混合后進入反式燃燒爐上部燃燒空間快速燃燒,燃燒爐上部空間約為10m3,燃燒氣體在格子體內(nèi)下行燃燒速度約為0.4m/s,這么燃燒速度完全能夠確保吹風氣穩(wěn)定地燃燒而不至于斷火,其中碳氫化合物高溫狀態(tài)下裂解和另外可燃成份燃盡后溫度可能在700℃~900℃之間,在反式燃燒爐下部設(shè)置熱回收器,加熱軟化水或飽和蒸汽,以回收高溫煙氣中熱能;最終煙氣進入綜合洗滌塔處理后放空,以達成節(jié)能環(huán)境保護目。2、關(guān)鍵燃燒裝置技術(shù)特征及運行確保:該反式燃燒爐擬采取磨煤噴粉機助燃系統(tǒng),經(jīng)過篩選干燥顆粒煤,經(jīng)過提升機加入1m3煤倉內(nèi),螺旋給料機加煤裝置將煤粒煤送入MP磨煤噴粉機,磨煤噴粉機含有把供給粉碎、輸送等多個工藝步驟,一次完成特點。原煤經(jīng)過一系列粉碎工藝變成80-120目粉粒,煤粉被風葉以130毫米水柱以上壓力送入反式燃燒爐上部中呈懸浮燃燒狀態(tài),最終達成完全燃燒和保持反式燃燒爐上部處于650℃以上目。磨煤噴粉燃燒機能有效地發(fā)揮煤粉噴吹霧化快速燃燒特點,擴大了燃煤粉與空氣中氧氣接觸面積促成猛烈而快速氧化過程。燃燒過程經(jīng)過煤粉氣流快速運行與旋轉(zhuǎn),使揮發(fā)分氣體薄膜快速脫離固定碳,從而加緊了碳粉燃燒速度,一旦吹風氣配風入爐后快速將其點燃燃燒。3、吹風氣閥門油壓控制系統(tǒng):吹風氣經(jīng)過靠近燃燒爐上部DN600mm座板閥進入反式燃燒爐過程中,D400-21高壓離心風機送來空氣經(jīng)過DN400mm閘閥與吹風氣分別進入反式燃燒爐入口前混合器內(nèi)前后進入反式燃燒爐頂部。燃燒爐上部有三個液壓閥門,這些液壓閥門動作頻率約為每分鐘2次,它們動作與每臺水煤氣爐放空閥聯(lián)動,為了各閥門能正確立刻開啟和關(guān)閉,供油站齒輪泵應(yīng)提供4~5.0Mpa油壓,送入電磁換向閥,由電磁換向閥推進各主油壓缸活塞進行反復(fù)動作。電磁換向閥指令是由煤氣爐微機控制柜提供,另外為預(yù)防忽然斷電等事故,液壓系統(tǒng)配置了蓄能器,使燃燒爐各閥門回到安全位置。4、燃燒處理系統(tǒng)安全運行特征:吹風氣回收處理工程關(guān)鍵危險性燃料為:碳氫化合物、氫氣、硫化氫、甲烷、一氧化炭,在空氣中均易著火,甚至發(fā)生爆炸。本處理系統(tǒng)安全裝置:第一是配置了磨煤噴粉燃燒機,能夠確保吹風氣在燃燒爐內(nèi)正常燃燒而不發(fā)生爆炸;第二是反式燃燒爐上部安裝了DN700mm自動防爆裝置,下部設(shè)置了DN800mm安全水封防爆系統(tǒng),就算是操作失誤,吹風氣發(fā)生了爆炸,也能夠確保整個系統(tǒng)能夠立刻恢復(fù)運行而不影響水煤氣站正常運行;第三是在反式燃燒爐上部空間安裝了熱電偶檢測裝置,利用數(shù)顯儀表在水煤氣操作室內(nèi)進行觀察控制。整個安全處理工藝及設(shè)備相對簡單,從處理能力和安全經(jīng)濟運行性看是可行。三、燃燒處理系統(tǒng)設(shè)備配置說明:1、反式燃燒爐及管道閥門:設(shè)計吹風氣氣量:4000Nm3/h,擬采取Φ2650mm反式燃燒爐;1.1、反式燃燒爐外殼用厚度10mm鋼板整體焊接而成;進出吹風氣回收管道直徑?630mm,壁厚6mm;閥門采取座板閥DN600,PN1.6兩個分別與水煤氣爐1#、2#放空管相連接,閥門安裝時盡可能靠近反式燃燒爐,在座板閥與反式燃燒爐吹風氣管道上配置高壓風管連接DN300~400mm液壓閘閥和調(diào)整風量手輪閥,以確保吹風氣安全正常燃燒。1.2、反式燃燒爐外殼與耐火材料之間用厚度為20mm硅酸鋁版保溫,爐體內(nèi)部耐火材料采取一般粘土耐火磚,上部采取通用筒形底氣孔格子體耐火磚,圓筒四面內(nèi)襯耐火磚厚230mm;中部球拱用異形耐火磚砌筑或者用耐熱混凝土澆注,厚度為300mm。中下部設(shè)置熱回收器約120㎡。1.3、反式燃燒爐下部為錐形段,中間焊接?800mm鋼管作下清灰口;兼起防爆泄壓作用,地面同時設(shè)置了直徑為φ2500mm防爆水封池,水封高度為400mm。1.4、反式燃燒爐設(shè)2個檢修人孔,方便停爐時檢修清堵;2、MP磨煤噴粉機:長焰煤顆粒煤消耗量為~100kg/h,型號為MP130-3,電機功率7.5KW。3、配風用風機:利用現(xiàn)有煤氣爐高壓離心風機D400-21,空氣使用流量為6000Nm3/h,擬選擇一個300~400mm液壓閘閥和配套鋼制風管與高效風機出口管連接。4、綜合洗滌塔:利用現(xiàn)有DN3000mm,H26000mm綜合洗滌塔進行改造。5、電氣控制部分:1000℃以下熱電偶檢測顯示裝置兩套。四、節(jié)能及綜合利用效益分析:反式燃燒爐安全燃燒技術(shù)性能關(guān)鍵是靠MP磨煤噴粉機和工藝操作控制,整個設(shè)備投資費用約為28萬元,每年運行費用按300天計算約為12萬元,具體數(shù)據(jù)以下表:項目價格消耗量年運行費用長焰煤顆粒煤250元/t1.2t/d年消耗量360噸~10萬元電60度/d0.42元/度年耗量18000度7560元維修費70元/d2.1萬元設(shè)備主體12萬元其中閥門、管道費用~4萬元耐火材料費用9萬元儀表、液壓系統(tǒng)2萬元制作安裝費用3萬元基建費用2萬元說明整個設(shè)備投資費用約為28萬元,每年運行費用按300天計算約為12.86萬元,按現(xiàn)在燒焦炭計算一個多月就能夠回收投資。五、結(jié)論:本項目為建設(shè)一臺（套）Φ2650mm水煤氣吹風氣反式燃燒爐,作為水煤氣站兩臺煤氣發(fā)生爐吹風氣回收處理裝置,設(shè)計每小時可處理水煤氣吹風氣為4000Nm3/h,熱值400~500kcal/Nm3。本項目投資總額約為28萬元,大家較熟悉優(yōu)質(zhì)焦煤到廠價格在680元／噸,再加上破碎人工消耗和粉煤損耗,入爐焦煤價格超出700元／噸,現(xiàn)在天天消耗量約23噸,天天成本消花費用為1.61萬元,假如以后國家經(jīng)濟形勢好轉(zhuǎn),市場焦炭價格可能會上升到1200元/噸以上,這就對我們企業(yè)保溫瓶生產(chǎn)成本帶來了沉重經(jīng)濟負擔;假如回到仍然用長焰煤煤塊,現(xiàn)在價格也就是200～300元／噸,天天消耗量按28噸計算,天天生產(chǎn)費用為8400元。考慮到環(huán)境保護需要,對長焰煤制氣過程中產(chǎn)生黃黑色吹風氣經(jīng)過反式燃燒爐進行燃燒凈化處理后達成排放要求,這么保溫瓶廠水煤氣站就能把原料煤成本降低380～450元／噸,企業(yè)市場競爭能力就更有保障了。水煤氣站從5月底開始使用焦炭至現(xiàn)在已經(jīng)兩個月了,天天生產(chǎn)成本能夠屈指可數(shù),每個月估算最少也要22萬元,假如繼續(xù)使用焦炭,今年要增加100萬元以上生產(chǎn)成本。六、附表及附圖:1、平面部署圖:詳見圖。2、工藝步驟圖:詳見圖。3、設(shè)備一覽表:詳見表。序號名稱規(guī)格型號數(shù)量備注1反式燃燒爐外殼?3130mm,H=8500mm1臺焊接件,厚度10mm,~5760kg2反式燃燒