炭黑尾氣鍋爐液化氣點火裝置的改進與應用

闞言強

摘 要：闡述了炭黑尾氣鍋爐點火裝置在改進設計后，使用液化氣點火，通過實踐應用，得出了該種點火裝置相對與柴油點火、等離子點火具有成本低，使用方便，環保等優點，在炭黑尾氣鍋爐、鋼鐵廠高爐煤氣鍋爐等方面有著廣闊的應用前景。

關鍵詞：鍋爐點火裝置 ?改進 ?應用

中圖分類號：TK228 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（a）-0038-01

目前，我國炭黑隨著橡膠工業的發展，需量日趨增長，炭黑行業發展迅速。2000年的產量5萬噸，2003的產量101萬噸，2012年我國炭黑的產量為376萬噸、產能約550萬噸，約占全球總產能的38%;在利用煤焦油生產各類炭黑制品的過程中，伴隨中一種尾氣產生。該中氣體含有一氧化碳（CO），CO可燃但有毒，排到大氣中會污染空氣且浪費能源。為充分利用炭黑尾氣，使用特定的鍋爐燃燒可以發電、供熱，節能環保且能為企業增加效益。由于炭黑尾氣可燃成分含量低，水蒸氣含量高，大大的增加了點火難度，因此為保證點火可靠性，對液化氣點火裝置的改進研究尤為重要。

1 炭黑尾氣的產生與成分

炭黑生產工藝是利用煤焦化企業的副產品煤焦油、蒽油、乙烯焦油，經過脫水配制，輸送到反應爐經高溫裂解、噴水急冷，再經過主袋濾器分離，主產品炭黑進行造粒，包裝，副產品炭黑尾氣送入尾氣鍋爐燃燒。由于生產過程是不完全燃燒，而且中間噴水急冷決定炭黑尾氣的主要成分是水蒸汽、氮氣、一氧化碳等，具體成分見下表1。

2 各種點火方式的比較

（1）等離子點火：等離子點火技術在2000年之后引進我國并逐漸完善改進的一種先進的鍋爐點火技術，它利用陰極和陽極接觸引弧，并在強磁場下獲得穩定功率的高溫等離子氣體來引燃燃料。等離子點火裝置包括等離子發生器、隔離變壓器、等離子空氣系統、等離子冷卻水系統、測溫系統、火焰監控系統、電源柜等組成。一臺四角切向燃燒的鍋爐，至少要安裝四臺等離子點火器，投資約300～400萬元，所以一般在大型電站煤粉鍋爐上使用。

（2）柴油點火：柴油經油泵輸送到燃燒器，高壓霧化，利用高能電子點火器激發點火，柴油燃燒釋放熱量達到引燃燃料的目的。設備投資不高，技術普通，應用廣泛;但是點火成本高，一臺130 t/h鍋爐一次點火耗油5 t左右，柴油價格每噸約8000元，約4萬元。

（3）液化氣點火：主要設備有電子高能點火器、液化氣供氣系統，燃燒系統和火焰監控系統組成，一臺JG130-9.81/540-Q的鍋爐點火系統投資僅需20萬元左右。燃燒器在柴油燃燒器的基礎上稍作改進，結構分三層（如圖1所示），外層送空氣兼有冷卻作用，中間層送炭黑尾氣，前端裝有葉輪便于燃料與空氣混合充分燃燒，內層為Φ57液化氣點火槍，前端管內加裝穩燃孔板，管外裝有防變形的蓄熱加固板，整個燃燒器固定在爐墻上，并在燃燒器周圍的爐墻上增加聚焦助燃器，助燃器由耐火混凝土澆筑成凹面鏡形，起到聚焦熱量助燃、穩燃的作用，增加聚焦助燃器后，點火成功率由原來的80%提高到99%。液化氣供氣由兩個60 kg的液化氣鋼瓶并聯供給四個燃燒器，氣壓10 kPa，流量2.4 m/h，液化氣主要成分丙烷（C3H6）30%，丁烷（C4H10）70%。點火順序：啟動引、送風機，調整負壓，開液化氣用高能點火器點著火后，再送入炭黑尾氣，尾氣點燃后用火焰監控觀察，如果火焰熄滅需重新點火（一般火焰熄滅原因為送風量過大），液化氣在點爐期間長期伴燒穩燃。一臺JG130-9.81/540-Q的鍋爐一次點火耗用液化氣80kg，市場價8元/kg，點爐成本約640元。

3 結論

（1）柴油點火成本高，而且在點爐期間除塵設備、脫硫設備不能投入使用，經旁路排放到大氣，造成環境污染。

（2）等離子點火設備投資大，系統復雜，點火成本較柴油點火低，但等離子電弧形成的4000～10000 ℃超高溫區，使煙氣中的NOx產生較柴油點火高數十倍，點火期間的脫硝設備無法投用，也會造成環境污染。

（3）液化氣點火相對以上兩種點火方式，系統簡單，易操作，維護方便，點火可靠，設備投資小僅為等離子點火設備的1/15，點火成本僅為柴油點火的1/60;特別是液化氣燃燒后幾乎無污染，可在點火時伴燒，以防火焰熄滅，對于炭黑尾氣這種水蒸氣含量大，可燃成分較低的燃料尤其適合，所以液化氣點火在我國炭黑尾氣鍋爐、鋼鐵廠高爐煤氣鍋爐上有廣泛的推廣應用價值。

參考文獻

[1] 殷云龍.炭黑生產節能減排技術[M]. 化學工業出版社，2014.

[2] 王彪.離子點火系統的應用及與DCS系統的結合[J].華北電力技術，2003（1）：31-33.

[3] 王艷贈.UG在鍋爐設計中的應用[J].鍋爐制造，2007（1）：68-69.endprint

摘 要：闡述了炭黑尾氣鍋爐點火裝置在改進設計后，使用液化氣點火，通過實踐應用，得出了該種點火裝置相對與柴油點火、等離子點火具有成本低，使用方便，環保等優點，在炭黑尾氣鍋爐、鋼鐵廠高爐煤氣鍋爐等方面有著廣闊的應用前景。

關鍵詞：鍋爐點火裝置 ?改進 ?應用

中圖分類號：TK228 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（a）-0038-01

目前，我國炭黑隨著橡膠工業的發展，需量日趨增長，炭黑行業發展迅速。2000年的產量5萬噸，2003的產量101萬噸，2012年我國炭黑的產量為376萬噸、產能約550萬噸，約占全球總產能的38%;在利用煤焦油生產各類炭黑制品的過程中，伴隨中一種尾氣產生。該中氣體含有一氧化碳（CO），CO可燃但有毒，排到大氣中會污染空氣且浪費能源。為充分利用炭黑尾氣，使用特定的鍋爐燃燒可以發電、供熱，節能環保且能為企業增加效益。由于炭黑尾氣可燃成分含量低，水蒸氣含量高，大大的增加了點火難度，因此為保證點火可靠性，對液化氣點火裝置的改進研究尤為重要。

1 炭黑尾氣的產生與成分

炭黑生產工藝是利用煤焦化企業的副產品煤焦油、蒽油、乙烯焦油，經過脫水配制，輸送到反應爐經高溫裂解、噴水急冷，再經過主袋濾器分離，主產品炭黑進行造粒，包裝，副產品炭黑尾氣送入尾氣鍋爐燃燒。由于生產過程是不完全燃燒，而且中間噴水急冷決定炭黑尾氣的主要成分是水蒸汽、氮氣、一氧化碳等，具體成分見下表1。

2 各種點火方式的比較

（1）等離子點火：等離子點火技術在2000年之后引進我國并逐漸完善改進的一種先進的鍋爐點火技術，它利用陰極和陽極接觸引弧，并在強磁場下獲得穩定功率的高溫等離子氣體來引燃燃料。等離子點火裝置包括等離子發生器、隔離變壓器、等離子空氣系統、等離子冷卻水系統、測溫系統、火焰監控系統、電源柜等組成。一臺四角切向燃燒的鍋爐，至少要安裝四臺等離子點火器，投資約300～400萬元，所以一般在大型電站煤粉鍋爐上使用。

（2）柴油點火：柴油經油泵輸送到燃燒器，高壓霧化，利用高能電子點火器激發點火，柴油燃燒釋放熱量達到引燃燃料的目的。設備投資不高，技術普通，應用廣泛;但是點火成本高，一臺130 t/h鍋爐一次點火耗油5 t左右，柴油價格每噸約8000元，約4萬元。

（3）液化氣點火：主要設備有電子高能點火器、液化氣供氣系統，燃燒系統和火焰監控系統組成，一臺JG130-9.81/540-Q的鍋爐點火系統投資僅需20萬元左右。燃燒器在柴油燃燒器的基礎上稍作改進，結構分三層（如圖1所示），外層送空氣兼有冷卻作用，中間層送炭黑尾氣，前端裝有葉輪便于燃料與空氣混合充分燃燒，內層為Φ57液化氣點火槍，前端管內加裝穩燃孔板，管外裝有防變形的蓄熱加固板，整個燃燒器固定在爐墻上，并在燃燒器周圍的爐墻上增加聚焦助燃器，助燃器由耐火混凝土澆筑成凹面鏡形，起到聚焦熱量助燃、穩燃的作用，增加聚焦助燃器后，點火成功率由原來的80%提高到99%。液化氣供氣由兩個60 kg的液化氣鋼瓶并聯供給四個燃燒器，氣壓10 kPa，流量2.4 m/h，液化氣主要成分丙烷（C3H6）30%，丁烷（C4H10）70%。點火順序：啟動引、送風機，調整負壓，開液化氣用高能點火器點著火后，再送入炭黑尾氣，尾氣點燃后用火焰監控觀察，如果火焰熄滅需重新點火（一般火焰熄滅原因為送風量過大），液化氣在點爐期間長期伴燒穩燃。一臺JG130-9.81/540-Q的鍋爐一次點火耗用液化氣80kg，市場價8元/kg，點爐成本約640元。

3 結論

（1）柴油點火成本高，而且在點爐期間除塵設備、脫硫設備不能投入使用，經旁路排放到大氣，造成環境污染。

（2）等離子點火設備投資大，系統復雜，點火成本較柴油點火低，但等離子電弧形成的4000～10000 ℃超高溫區，使煙氣中的NOx產生較柴油點火高數十倍，點火期間的脫硝設備無法投用，也會造成環境污染。

（3）液化氣點火相對以上兩種點火方式，系統簡單，易操作，維護方便，點火可靠，設備投資小僅為等離子點火設備的1/15，點火成本僅為柴油點火的1/60;特別是液化氣燃燒后幾乎無污染，可在點火時伴燒，以防火焰熄滅，對于炭黑尾氣這種水蒸氣含量大，可燃成分較低的燃料尤其適合，所以液化氣點火在我國炭黑尾氣鍋爐、鋼鐵廠高爐煤氣鍋爐上有廣泛的推廣應用價值。

參考文獻

[1] 殷云龍.炭黑生產節能減排技術[M]. 化學工業出版社，2014.

[2] 王彪.離子點火系統的應用及與DCS系統的結合[J].華北電力技術，2003（1）：31-33.

[3] 王艷贈.UG在鍋爐設計中的應用[J].鍋爐制造，2007（1）：68-69.endprint

摘 要：闡述了炭黑尾氣鍋爐點火裝置在改進設計后，使用液化氣點火，通過實踐應用，得出了該種點火裝置相對與柴油點火、等離子點火具有成本低，使用方便，環保等優點，在炭黑尾氣鍋爐、鋼鐵廠高爐煤氣鍋爐等方面有著廣闊的應用前景。

關鍵詞：鍋爐點火裝置 ?改進 ?應用

中圖分類號：TK228 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（a）-0038-01

目前，我國炭黑隨著橡膠工業的發展，需量日趨增長，炭黑行業發展迅速。2000年的產量5萬噸，2003的產量101萬噸，2012年我國炭黑的產量為376萬噸、產能約550萬噸，約占全球總產能的38%;在利用煤焦油生產各類炭黑制品的過程中，伴隨中一種尾氣產生。該中氣體含有一氧化碳（CO），CO可燃但有毒，排到大氣中會污染空氣且浪費能源。為充分利用炭黑尾氣，使用特定的鍋爐燃燒可以發電、供熱，節能環保且能為企業增加效益。由于炭黑尾氣可燃成分含量低，水蒸氣含量高，大大的增加了點火難度，因此為保證點火可靠性，對液化氣點火裝置的改進研究尤為重要。

1 炭黑尾氣的產生與成分

炭黑生產工藝是利用煤焦化企業的副產品煤焦油、蒽油、乙烯焦油，經過脫水配制，輸送到反應爐經高溫裂解、噴水急冷，再經過主袋濾器分離，主產品炭黑進行造粒，包裝，副產品炭黑尾氣送入尾氣鍋爐燃燒。由于生產過程是不完全燃燒，而且中間噴水急冷決定炭黑尾氣的主要成分是水蒸汽、氮氣、一氧化碳等，具體成分見下表1。

2 各種點火方式的比較

（1）等離子點火：等離子點火技術在2000年之后引進我國并逐漸完善改進的一種先進的鍋爐點火技術，它利用陰極和陽極接觸引弧，并在強磁場下獲得穩定功率的高溫等離子氣體來引燃燃料。等離子點火裝置包括等離子發生器、隔離變壓器、等離子空氣系統、等離子冷卻水系統、測溫系統、火焰監控系統、電源柜等組成。一臺四角切向燃燒的鍋爐，至少要安裝四臺等離子點火器，投資約300～400萬元，所以一般在大型電站煤粉鍋爐上使用。

（2）柴油點火：柴油經油泵輸送到燃燒器，高壓霧化，利用高能電子點火器激發點火，柴油燃燒釋放熱量達到引燃燃料的目的。設備投資不高，技術普通，應用廣泛;但是點火成本高，一臺130 t/h鍋爐一次點火耗油5 t左右，柴油價格每噸約8000元，約4萬元。

（3）液化氣點火：主要設備有電子高能點火器、液化氣供氣系統，燃燒系統和火焰監控系統組成，一臺JG130-9.81/540-Q的鍋爐點火系統投資僅需20萬元左右。燃燒器在柴油燃燒器的基礎上稍作改進，結構分三層（如圖1所示），外層送空氣兼有冷卻作用，中間層送炭黑尾氣，前端裝有葉輪便于燃料與空氣混合充分燃燒，內層為Φ57液化氣點火槍，前端管內加裝穩燃孔板，管外裝有防變形的蓄熱加固板，整個燃燒器固定在爐墻上，并在燃燒器周圍的爐墻上增加聚焦助燃器，助燃器由耐火混凝土澆筑成凹面鏡形，起到聚焦熱量助燃、穩燃的作用，增加聚焦助燃器后，點火成功率由原來的80%提高到99%。液化氣供氣由兩個60 kg的液化氣鋼瓶并聯供給四個燃燒器，氣壓10 kPa，流量2.4 m/h，液化氣主要成分丙烷（C3H6）30%，丁烷（C4H10）70%。點火順序：啟動引、送風機，調整負壓，開液化氣用高能點火器點著火后，再送入炭黑尾氣，尾氣點燃后用火焰監控觀察，如果火焰熄滅需重新點火（一般火焰熄滅原因為送風量過大），液化氣在點爐期間長期伴燒穩燃。一臺JG130-9.81/540-Q的鍋爐一次點火耗用液化氣80kg，市場價8元/kg，點爐成本約640元。

3 結論

（1）柴油點火成本高，而且在點爐期間除塵設備、脫硫設備不能投入使用，經旁路排放到大氣，造成環境污染。

（2）等離子點火設備投資大，系統復雜，點火成本較柴油點火低，但等離子電弧形成的4000～10000 ℃超高溫區，使煙氣中的NOx產生較柴油點火高數十倍，點火期間的脫硝設備無法投用，也會造成環境污染。

（3）液化氣點火相對以上兩種點火方式，系統簡單，易操作，維護方便，點火可靠，設備投資小僅為等離子點火設備的1/15，點火成本僅為柴油點火的1/60;特別是液化氣燃燒后幾乎無污染，可在點火時伴燒，以防火焰熄滅，對于炭黑尾氣這種水蒸氣含量大，可燃成分較低的燃料尤其適合，所以液化氣點火在我國炭黑尾氣鍋爐、鋼鐵廠高爐煤氣鍋爐上有廣泛的推廣應用價值。

參考文獻

[1] 殷云龍.炭黑生產節能減排技術[M]. 化學工業出版社，2014.

[2] 王彪.離子點火系統的應用及與DCS系統的結合[J].華北電力技術，2003（1）：31-33.

[3] 王艷贈.UG在鍋爐設計中的應用[J].鍋爐制造，2007（1）：68-69.endprint