馬建寬

摘 要：根據(jù)三江化工有限公司38萬(wàn)噸/年EO/EG裝置產(chǎn)生的廢氣、廢液特性，設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(dá)99.99%，排放煙氣指標(biāo)達(dá)到GB18484-2001《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》要求，具有節(jié)能環(huán)保、安全穩(wěn)定、可靠高效等特點(diǎn)。

關(guān)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(shè)計(jì)

面對(duì)良好的市場(chǎng)前景，三江化工于2014年投資建設(shè)年產(chǎn)38萬(wàn)噸EO/EG（環(huán)氧乙烷/乙二醇）項(xiàng)目。在EO/EG生產(chǎn)過(guò)程中將存在著揮發(fā)性有機(jī)化合物的排放問(wèn)題，為了解決有機(jī)化合物對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題，以達(dá)到環(huán)保要求，EO/EG裝置安裝了一個(gè)廢氣廢液焚燒爐。

一、廢氣廢液焚燒系統(tǒng)工藝流程設(shè)計(jì)

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(duì)環(huán)境有害的有機(jī)物，需進(jìn)行處理使排放尾氣滿足的要求。針對(duì)特有的廢氣組分，設(shè)計(jì)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(gè)主要設(shè)備組成。輔助設(shè)備有鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、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(guò)程中產(chǎn)生的廢氣、廢液（需蒸汽霧化）通過(guò)管道送到焚燒爐內(nèi)燃燒，通過(guò)調(diào)節(jié)空氣量使?fàn)t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(jī)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(huì)導(dǎo)致煙氣中 NOx 濃度超標(biāo)，需要進(jìn)行脫硝處理。反應(yīng)后的高溫?zé)煔馐紫冉?jīng)余熱鍋爐回收熱量之后，與來(lái)自管網(wǎng)的氨氣和部分循環(huán)煙氣混合，通過(guò)噴氨格柵與煙氣混合，進(jìn)入選擇性催化還原（SCR）反應(yīng)器，在 SCR 反應(yīng)器中，煙氣中的氮氧化物與還原劑 NH3 發(fā)生反應(yīng)，生成 N2 和 H2O。煙氣經(jīng)余熱回收+SCR脫硝后，再經(jīng)蒸汽過(guò)熱器、省煤器進(jìn)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(shí)副產(chǎn)1.3MPaG的過(guò)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(jì)效益。

二、EO/EG裝置焚燒系統(tǒng)工藝流程設(shè)計(jì)

（一）焚燒裝置技術(shù)分析

根據(jù)三江化工有限公司38萬(wàn)噸/年EO/EG裝置產(chǎn)生的廢氣、廢液組成，設(shè)計(jì)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(shù)分析

確定焚燒參數(shù)，有效組織焚燒工藝，確保有毒有機(jī)介質(zhì)達(dá)到完全焚燒熱解，煙氣排放達(dá)到規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，是焚燒裝置性能成敗的關(guān)鍵。另外，如何配置余熱鍋爐，簡(jiǎn)化受熱面結(jié)構(gòu);如何設(shè)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(xiàng)目技術(shù)的關(guān)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(jī)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(shè)計(jì)過(guò)程中要保證每股組分均能完全分解。通過(guò)高溫焚燒和熱力氧化，徹底破壞廢氣中的有毒、有機(jī)成分，焚燒后排放的煙氣確保滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)及業(yè)主規(guī)定的指標(biāo)要求。確定焚燒爐爐膛溫度：1100℃;爐膛煙氣停留時(shí)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(shù)

影響NOx生成的主要因素有焚燒溫度和煙氣含氧量，試驗(yàn)顯示爐膛溫度高于1300℃，煙氣中的NOx會(huì)明顯增多，且隨溫度的升高有增加趨勢(shì);煙氣含氧量高于5%時(shí)NOx也會(huì)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(jí)、分割火焰技術(shù)，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(dá)標(biāo)，本焚燒爐采用低NOx燃燒技術(shù)的同時(shí)，設(shè)置SCR中溫脫硝。

SCR系統(tǒng)的脫硝劑采用20%的氨水，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置一臺(tái)噴氨稀釋風(fēng)機(jī)，稀釋風(fēng)機(jī)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(nèi)進(jìn)行脫硝。

本項(xiàng)目的SCR脫硝反應(yīng)器設(shè)置在過(guò)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(guò)程，是通過(guò)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(zhuǎn)化為N2 和H2O。

（五）余熱鍋爐的設(shè)計(jì)

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

◆余熱鍋爐主要性能參數(shù)

（六）工業(yè)應(yīng)用效果

該項(xiàng)目已于2014年正式投產(chǎn)運(yùn)行，現(xiàn)已運(yùn)行7年。整套系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)良好、穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)都已達(dá)到設(shè)計(jì)要求，煙氣檢測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到GB18484-2001《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》要求。

煙氣檢測(cè)數(shù)據(jù)見表3

三、結(jié)論

根據(jù)三江化工有限公司38萬(wàn)噸/年EO/EG裝置產(chǎn)生的廢氣、廢液特性，設(shè)計(jì)了一套廢氣廢液焚燒系統(tǒng)工藝流程，主要設(shè)備有焚燒裝置、余熱鍋爐、SCR脫銷裝置、煙囪。

設(shè)計(jì)的廢氣廢液焚燒系統(tǒng)經(jīng)過(guò)7年的長(zhǎng)周期運(yùn)行，驗(yàn)證了這套廢氣廢液焚燒系統(tǒng)工藝流程運(yùn)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(biāo)滿足GB18484-2001《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》要求。

參考文獻(xiàn)：

【1】張紹坤，有機(jī)廢液和廢氣聯(lián)合焚燒處理技術(shù)的研究與應(yīng)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(shè)計(jì)與工業(yè)應(yīng)用【J】.化工機(jī)械，2015.42（4）;580-582.