導(dǎo)語：吹風(fēng)氣余熱回收的工藝設(shè)計(jì)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:通過吹風(fēng)氣余熱回收系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)，把造氣產(chǎn)生的低溫造氣吹風(fēng)氣余氣，經(jīng)過旋風(fēng)除塵器、燃燒爐、一空、余熱鍋爐、二空等設(shè)備共同作用，把富余的吹風(fēng)氣轉(zhuǎn)化為蒸汽進(jìn)行發(fā)電或進(jìn)生產(chǎn)線，達(dá)到了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞:吹風(fēng)氣;余熱回收;工藝;經(jīng)濟(jì)效益

造氣吹風(fēng)氣的化學(xué)潛熱，每m3(標(biāo))吹風(fēng)氣有250～380大卡，每噸氨的吹風(fēng)氣潛熱可以副產(chǎn)1～1．5t蒸汽。針對(duì)小型氨廠的低溫吹風(fēng)氣潛熱回收利用，上海化工設(shè)計(jì)院從20世紀(jì)70年代開始，投入了主要的力量，開發(fā)研究低溫吹風(fēng)氣潛熱回收的新工藝，至20世紀(jì)80年代中、后期達(dá)到了安全可靠，合理成熟，效益十分顯著的可推廣階段，化工部于20世紀(jì)80年代末，20世紀(jì)90年代初按上海化工設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)向全國(guó)小型氨廠全面推廣了吹風(fēng)氣余熱回收新工藝，達(dá)到了造氣工段的副產(chǎn)蒸汽自給的顯著效益，上?；ぴ涸O(shè)計(jì)院為此作出了重大貢獻(xiàn)。中型氨廠，由于眾所周知的原因，在這方面起步較晚，近年來，才開始提到議事日程。中型氨廠造氣吹風(fēng)氣潛熱較小型氨廠略高，但造氣工況與小型氨廠也有一定的差別。必須結(jié)合中型氨廠造氣工況，采取切合實(shí)際的有效措施，才能取得安全可靠，效益顯著的理想效果，避免像某些廠那樣，因措施不當(dāng)造成爆炸事故，或者造氣噸氨原料煤耗明顯增高并存有安全隱患的不良后果。

1設(shè)計(jì)規(guī)模及設(shè)計(jì)方案

1．1設(shè)計(jì)規(guī)模

貴州某化工廠新、老造氣系統(tǒng)各一套均為Φ3000造氣爐，各常開七臺(tái)造氣爐，單臺(tái)爐吹風(fēng)氣流量25000Nm3/h，吹風(fēng)氣平均溫度380℃。吹風(fēng)氣余熱回收裝置分兩套相同的規(guī)模，每套規(guī)模按常開7～8臺(tái)爐設(shè)計(jì)，即每套同時(shí)送入吹風(fēng)氣氣量50000Nm3/h，及相應(yīng)的合成二氣。

1．2產(chǎn)氣方案

(1)產(chǎn)汽壓力:3．82MPa(發(fā)電用);(2)產(chǎn)汽溫度:450℃。

2設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

2．1吹風(fēng)氣氣量及成份吹風(fēng)氣氣量及成份見表1。2．2合成二氣量及成份(提H2后)提H2后合成二氣量及成份見表2。2．3吹風(fēng)氣、合成二氣、軟水等溫度吹風(fēng)氣平均溫度380℃;合成二氣溫度:常溫;軟水溫度:20℃。

3工藝流程及設(shè)備

通過物料和熱量衡算，確定工藝流程及設(shè)備。

3．1工藝流程見工藝流程圖

工藝流程見工藝流程圖見圖1。

3．2低溫吹風(fēng)氣燃燒的基本條件

3．2．1創(chuàng)造一個(gè)高溫的燃燒環(huán)境眾所周知，低溫吹風(fēng)氣(小于600℃)，因溫度低于其可燃組份氣體的著火溫度(600℃)，就不能送入助燃二次空氣讓其燃燒，否則不但不能燃燒，而且要發(fā)生破壞性的爆炸事故。本設(shè)計(jì)能使低溫度吹風(fēng)氣安全燃燒的核心關(guān)鍵，是創(chuàng)造并保持一個(gè)有適當(dāng)容積的高溫(800～950℃)燃燒環(huán)境(空間)－－蓄熱型燃燒爐(以下簡(jiǎn)稱燃燒爐)，讓低溫的吹風(fēng)氣(低熱值)和二次空氣進(jìn)入該高溫燃燒環(huán)境后就在瞬間迅速提高到600℃以上的著火溫度，并燃燒放出化學(xué)潛熱，保持燃燒爐內(nèi)的高溫燃燒環(huán)境，離開燃燒爐的高溫?zé)煔?，再由其后面的余熱鍋爐回收熱量產(chǎn)生蒸汽。即燃燒與取熱必須分開為兩個(gè)獨(dú)立的設(shè)備，才能保持燃燒爐內(nèi)的高溫環(huán)境，才能不降低燃燒爐內(nèi)的溫度，實(shí)現(xiàn)低溫吹風(fēng)氣的連續(xù)安全燃燒和回收熱量。適當(dāng)容積的燃燒空間，是指與生產(chǎn)規(guī)格相匹配的燃燒空間，并非越大越好，過大了，散熱損失也大，投資也大，適得其反。3．2．2引入合成二氣燃燒，提高和保持燃燒爐內(nèi)的高溫燃燒環(huán)境由于低溫的吹風(fēng)氣(250～350℃)燃燒后放出的化學(xué)潛熱，尚不能將其煙氣溫度提高到750℃以上(稱750℃為安全燃燒溫度)，為此引入合成二氣［熱值2500～3300大卡/m3(標(biāo))］高熱值的氣體送入燃燒爐燃燒，使燃燒爐內(nèi)溫度保持在800～950℃的高溫狀態(tài)，其核心和關(guān)鍵仍然是創(chuàng)造并保持一個(gè)高溫燃燒環(huán)境。一些缺少基本知識(shí)的人將合成二氣引入燃燒稱為“長(zhǎng)明燈”或“助燃明火”，當(dāng)看不見“明火”時(shí)，就說是“熄火了”或“不燃燒了”，這些說法是不夠恰當(dāng)或不科學(xué)的。燃燒三大要素:①要有可燃物質(zhì);②要有助燃物質(zhì)－－空氣;③要有著火溫度。強(qiáng)調(diào)的是溫度，即著火溫度。燃燒本身也有“有焰燃燒”和“無焰燃燒”兩種形態(tài)，看不見火焰并不等于不燃燒，只要燃燒爐內(nèi)溫度保持在750～800℃以上，不管看見明火已否，它都在正常燃燒。如果不正常燃燒會(huì)是怎樣的結(jié)果呢?結(jié)果:①燃燒爐內(nèi)溫度急劇下降到200℃以下，即低于吹風(fēng)氣的溫度(因?yàn)楹铣啥夂椭级物L(fēng)空氣都是常溫，與250℃的吹風(fēng)氣混合后就低于200℃了);結(jié)果②不燃燒即爆炸，絕不客氣。3．2．3預(yù)熱二次風(fēng)空氣，以此熱量來提高和保持燃燒爐內(nèi)的高溫燃燒環(huán)境利用引風(fēng)機(jī)前的低溫?zé)煔庥酂釋⒊氐亩物L(fēng)空氣預(yù)熱至250℃以上，然后送入燃燒爐助燃，以此來提高燃燒爐的燃燒溫度，同時(shí)煙氣也降至130℃以下再排入煙囪。但是當(dāng)吹風(fēng)氣溫度小于250℃，其可燃組份也較低，合成二氣又已經(jīng)提H2，數(shù)量和熱值減少，余熱鍋爐又用低壓鍋爐(或者余熱鍋爐富余能力較大)，離開鍋爐的煙氣溫度比較低，二次風(fēng)空氣預(yù)熱溫度也只有150℃，在以上等等因素的影響下，就有必要設(shè)置中溫空氣預(yù)熱器或者設(shè)置高溫空氣預(yù)熱器(設(shè)在燃燒爐出口)，將初步預(yù)熱至150℃的二次風(fēng)空氣進(jìn)一步預(yù)熱至350℃或者400℃，讓其將熱量帶回燃燒爐，保持燃燒爐內(nèi)的高溫燃燒環(huán)境，才能實(shí)現(xiàn)低溫吹風(fēng)氣的連續(xù)安全燃燒而回收其潛熱。雖然此法由于高溫?zé)崃吭诖蜓h(huán)，增加一些散熱損失，和增加一臺(tái)設(shè)備的投資，但也是必要和十分安全可靠的好措施。總而言之，要保持燃燒爐內(nèi)的高溫(800～950℃)的熱量平衡，才能實(shí)現(xiàn)低溫吹風(fēng)氣的連續(xù)安全燃燒，反之將會(huì)帶來嚴(yán)重的不良后果。

3．3工藝流程簡(jiǎn)述

380℃的吹風(fēng)氣經(jīng)旋風(fēng)除塵器進(jìn)一步除塵后，與高溫空氣預(yù)熱器來的400℃二次吹風(fēng)空氣經(jīng)混合器混合后進(jìn)入燃燒爐燃燒。與此同時(shí)，合成二氣與低溫空氣預(yù)熱器來的150℃的二次風(fēng)空氣經(jīng)混合器混合后，也進(jìn)入燃燒爐燃燒。離開燃燒爐的高溫?zé)煔?，分別經(jīng)過高溫空氣預(yù)熱器、25t/h水管鍋爐(含過熱器)、軟水加熱器、低溫空氣預(yù)熱器、引風(fēng)機(jī)至煙囪經(jīng)除塵后放空。20℃的軟水(除氧)，經(jīng)軟水加熱器加熱到160℃后送入25t/h鍋爐產(chǎn)約25t/h、3．82MPa、450℃過熱蒸汽送去發(fā)電用。由二次風(fēng)機(jī)來的空氣，經(jīng)低溫空氣預(yù)熱器加熱至150℃后，分二路、一路與合成二氣混合后進(jìn)入燃燒爐燃燒。另一路再經(jīng)高溫空氣預(yù)熱器加熱至400℃后與吹風(fēng)氣混合后進(jìn)入燃燒爐燃燒。

3．4技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

(1)助燃合成二氣氣量500m3(標(biāo))/h;(2)產(chǎn)汽量:平均23～24t/h;(3)燃燒爐外壁溫度60℃，爐內(nèi)溫度800～950℃(4)煙氣中煙塵含量≤250mg/m3，CO%含量為0，O2%≤2%。

4投資概算

總概算價(jià)值383萬元，其中設(shè)備購(gòu)置費(fèi)289萬元，占總概算75%，其余為其他費(fèi)用占25%。5經(jīng)濟(jì)效益吹風(fēng)氣余熱回收的經(jīng)濟(jì)效益是十分顯著的，以每小時(shí)產(chǎn)汽24噸計(jì)，其中50%是原有顯熱回收的蒸汽，即每小時(shí)產(chǎn)12噸蒸汽是本次技改增加潛熱回收所產(chǎn)蒸汽，每噸蒸汽按50元計(jì)，每年開工300天計(jì)，則:每年產(chǎn)汽價(jià)值:12×24×50×300=430(萬元)?？鄢O(shè)備折舊費(fèi)、水、電費(fèi)、人工費(fèi)、管理費(fèi)和銀行貸款利息等，投資300多萬元，一年多即可收回全部投資，其經(jīng)濟(jì)效益是十分明顯的。此外本項(xiàng)目又是環(huán)境保護(hù)工程，吹風(fēng)氣含有大量煤灰和約5%～7%的一氧化碳?xì)?，它?duì)人體和生物體是十分有害的。上述物資經(jīng)過本裝置進(jìn)一步除塵，并在燃燒爐高溫燃燒后，成為無害的煙氣，經(jīng)回收熱量后排入大氣。本裝置無跑、冒、滴、漏，因此可以大大改善造氣和廠區(qū)的環(huán)境衛(wèi)生。

作者:徐蘭勇 單位:安徽神健化工醫(yī)藥裝備有限公司