顺酐装置蓄热焚烧技术的研究与应用

laxebaziro

摘 要：保护环境、节约资源、降低能源消耗已成为时代主题。丁烷氧化法顺酐生产装置尾气采用热力焚烧法投资大、能耗高，为提高装置技术水平、降低能耗成本，采用节能环保型蓄热焚烧处理技术后，实现了尾气环保达标排放、节约能源消耗的效果，具有广泛的推广应用价值。
关键词：顺酐装置；废气；蓄热焚烧；节能环保
1 概述
顺酐作为一重要有机化工产品，根据生产原料的不同，可分为两种生产工艺，即焦化苯氧化法与正丁烷氧化法。我公司现有两套正丁烷法顺酐生产装置，分两期 新、节能降耗迫在眉睫。通过调研分析，在二期顺酐建设时采用了蓄热焚烧技术，该技术在二期顺酐成功应用，环保、经济效益显著。
2 国内外顺酐废气焚烧系统特点及应用情况比较
国内丁烷法顺酐废气主要采用直接焚烧排放处理，此过程需额外采用天然气助燃达标后排放。新型蓄热式氧化焚烧是把有机废气加热到800℃以上，使废气中的有机废气在氧化室氧化分解成CO2和H2O。氧化产生的高温气体流经特制的陶瓷蓄热体，使陶瓷体升温而“蓄热”，此“蓄热”用于预热后续进入的有机废气，从而节省使废气升温的燃料消耗。
选择从技术可靠性、应用情况、安全环保、投资成本、运行成本、热效率、自动化程度及副产品品质等八个方面进行比较。
目前国内苯法顺酐装置废气蓄热式焚烧技术在江苏亚邦化学、常茂化学、曙光化学三家企业成功应用，都采用高温耐热陶瓷蓄热氧化焚烧技术，通过现场调研考察，运行状况良好。但正丁烷氧化法顺酐装置废气采用蓄热处理技术处于空白状态，无成功工程经验可借鉴。
3 二期顺酐采用蓄热焚烧可行性分析
通过从以上八个方面分析对比，结合一期顺酐热力焚烧炉运行實际情况，从技术可靠性、经济环保性等方面进行论证，在二期顺酐上应用蓄热式焚烧方式是可行的，但存在的主要问题是对蒸汽的过热度及稳定性有影响，进而影响到汽轮机的正常运转，这是需要解决的问题。
4 采用蓄热焚烧技术存在的问题及采取的措施
二期装置采用蓄热焚烧后，余热锅炉副产的435℃、3.5MPa、18t/h过热蒸汽的参数波动问题，会影响汽轮机拖动鼓风机组的平稳运行，并影响整个装置的平稳运行。针对此问题，采取了以下处理措施：
①增大过热段过热面积，使过热能力达到25-27t/h，并设置减温器；②在蓄热炉出口高温烟气管路上增加一台天然气燃烧器，当烟气温度过低时联锁自动点火升温；③从低温回流烟气管道引旁路至高温烟道，当烟气温度过高时做为辅助降温措施；④在过热器前设置蒸发段，起消峰作用；⑤在二期3.5MPa过热蒸汽系统增设减温减压器旁路，保证该系统稳定压力；⑥一期和二期装置的3.5MPa过热蒸汽、3.5MPa饱和蒸汽、1.5MPa饱和蒸汽、0.4MPa饱和蒸汽全部联网，尽可能减少蒸汽管网的波动；
5 正丁烷法顺酐装置废气蓄热焚烧方案
采用一套烟气反吹式尾气蓄热式热氧化装置，热氧化装置工作时尾气先经阻火器后进蓄热室预热到743℃左右，然后进入热氧化室充分氧化分解，烟气温度达到1050℃左右，尾气中的有机成分完全氧化分解，产生的一部分烟气再进入另一组蓄热室，与蓄热陶瓷填料进行换热，另一部分烟气进入余热回收系统将15000～18000kg/h，3.9MPaA、250℃的饱和蒸汽过热到435℃，剩余热量用于产生3.9MPaA、435℃的过热蒸汽，换热后的烟气最终排放到大气。氧化装置共设八个蓄热室，八个蓄热室呈一字形布置，可自动定期轮流切换八个蓄热室的工作状态。该装置系统可保证68597～82316Nm3/h的尾气能够安全、稳定地氧化处理。
6 正丁烷氧化法顺酐装置废气采用蓄热焚烧的优越性
①节省直接焚烧废气时每小时940m3的天然气，大幅降低运行成本，年节约运行成本约800万；②采用蓄热焚烧技术，有机废气在蓄热室内可充分氧化分解，废气排放可达到国家环保要求；③节能降耗，热效率高，排烟温度低于100℃，蓄热氧化放热可充分换热利用副产蒸汽；④蓄热氧化焚烧投资成本较热焚烧低。
7 结束语
废气蓄热焚烧技术在丁烷氧化法顺酐装置中成功工程应用，装置运行状况良好，技术成熟、可靠，取得了良好的经济、环保、社会效益。我公司计划将对一期顺酐废气处理进行蓄热焚烧技术改造。化工装置尾气排放采用蓄热焚烧技术应用前景广阔，技术创新势在必行。
参考文献：
[1]崔海亭主编.蓄热技术及其应用[M].北京：化学工业出版社，2004.
[2]王华，王胜林，饶文涛编著.高性能复合相变蓄热材料的制备与蓄热燃烧技术[M].北京：冶金工业出版社，2008.
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