廢熱鍋爐技術在乙二醇裝置的應用

吳 軍，丁國敏

（中國石油吉林石化分公司，吉林吉林 132022）

廢熱鍋爐技術在乙二醇裝置的應用

吳 軍，丁國敏

（中國石油吉林石化分公司，吉林吉林 132022）

針對乙二醇裝置的工藝特點，采用廢熱鍋爐的尾氣處理技術，燃燒工藝廢氣中的乙烯、甲烷、部分乙醛氣體，從而提高資源的利用效率，減少廢氣的排放，同時自產蒸汽供裝置使用，實現裝置的節能減排的目標，減少污染，亦可為同類裝置或其他氣體排放裝置提供參考。

廢熱鍋爐；節能；減排

1 項目來源

目前，世界上絕大多數環氧乙烷/乙二醇裝置的生產工藝都有一個共同的特點：為了控制進入反應器氣體中的惰性氣體含量，必須將一部分循環氣放空。循環氣中含有約50%的甲烷和24%的乙烯，在國內多數裝置將這部分氣體放空，一方面造成環境污染，另一方面也造成了資源的浪費。隨著產品結構的調整，裝置經過二次改產，聯產12萬t環氧乙烷，對于環氧乙烷精制塔中部抽提的乙醛，經過脫醛塔進入汽提塔通過一、二效蒸發器收集在脫水塔熱水槽中，將產生的乙醛氣體進行放空對環境造成污染。基于以上因素，吉化公司增設廢熱鍋爐項目，通過燃燒尾氣中的有機氣體，產生2.5MPa的蒸汽，提供裝置熱能，同時減少有機氣體排放。

2 鍋爐基本情況

鍋爐型號 WNS4-2.5-Q。裝置所采用的廢熱鍋爐最高處理廢氣量419m3/h，用于生產過程中產生的廢氣。主要包括廢氣焚燒爐、余熱鍋爐、換熱器、送風機、引風機和煙囪。

3 爐本體

1）焚燒爐本體是焚燒爐系統中的主要設備，工藝廢氣、甲烷氣、助燃空氣在爐膛內經過復雜的物理化學反應，使工藝廢氣、甲烷氣中的有機物質徹底分解銷毀。爐體的結構形式及尺寸決定了焚燒爐的處理量和有害物質的分解去除率。

2）本焚燒爐用于高溫焚燒工藝廢氣，通過調節燃燒空氣的供給來確保工藝廢氣的完全燃燒和維持爐內的燃燒溫度，并按焚燒煙氣在爐膛內的滯留時間、容積熱負荷來確定爐膛容積，以保證工藝廢氣的有機物在爐內達到完全燃燒分解。

3）本焚燒爐特點如下

（1）焚燒爐的主體是臥式爐體，內襯高溫耐火材料，中間是輕質隔熱材料和高溫纖維板，最外層以鋼板為保護層，爐體外壁溫度不超過70℃。

（2）安全性高。設有啟動前不排除易爆氣體就不能點火的功能，以防氣爆，爐內設有長明火和火焰檢知器，一旦爐內發生熄火或點火失敗，立即自動切斷廢料供給，警報系統完善，安全可靠。

（3）采用多項先進技術，使設備簡化，易于維修，并降低了運行成本。

（4）爐本體燃燒室內采用高鋁耐火材料澆注，一次性成型，經久耐用。

4 余熱鍋爐

1）采用隧道式直通結構，鍋爐受熱面布置合理，煙氣對管束沖刷無死角，鍋爐傳熱效果好，余熱回收率高，且具有10%的超負荷能力；

2）多管組受熱面各段流速更利于調整，能使各段煙氣流速均勻，結灰、防磨等問題易于解決，且煙氣阻力小，可減小風機功率，降低運行費用；

3）鍋爐所有受壓元件均采用懸吊結構，可以向下自由膨脹，有效解決鍋爐管束受熱膨脹問題；

4）由于煙氣中含灰量較少，鍋爐后部受熱面采用螺旋翅片管結構，強化傳熱，降低設備重量，節省場地。

5）鍋爐全部受熱面均采用組裝出廠，可縮短安裝周期，同時維修更加方便；

5 鍋爐運行優點分析

5.1 節能增效

B-910廢熱鍋爐在焚燒廢氣過程中回收了廢氣中的熱量產生蒸汽供裝置再利用。其放出的熱量約4 243 900 kJ/h，同時產生蒸汽約3.4t/h，回收熱量2 955 907 kJ/h，熱回收率約70%。有效起到了節能降耗的實際作用。

5.2 采用甲烷伴燒，污染少，效率高

考慮到乙二醇裝置排放的廢氣組分本身非劇毒氣體，有一定的燃燒熱量，廢熱鍋爐選用甲烷作為燃料氣。甲烷燃燒具有清潔，易控制，成本低，燃燒后尾氣中二氧化硫、氮化物含量低等優點，而且不易產生爐灰附著在撤熱段管線外壁，利于鍋爐的長周期運行。但由于甲烷燃燒熱值較低，也帶來了爐溫自控系統利用甲烷流量來控制爐溫的作用不能很好的發揮，影響了鍋爐的自動化管理。

5.3 PLC現場集中控制

鍋爐控制系統采用的PLC控制系統將鍋爐所有操作集中于此，可以實施廢熱鍋爐自動程序點火；廢熱鍋爐的焚燒爐爐膛溫度自動調節，廢氣、燃料氣燃燒一次風量自動調節，飽和蒸汽輸出壓力自動調節，廢熱鍋爐汽包液位自動調節；還可以根據設定的信號對廢熱鍋爐實施自動停爐聯鎖保護。

6 廢熱鍋爐的不足之處

1）鍋爐設計時對兩套乙二醇裝置廢氣排放流量波動估計不足。由于廢氣來源多，組分復雜，燃燒值和流量經常波動，對鍋爐的正常運行產生一定的沖擊。如果廢氣可燃氣組分突然下降會導致鍋爐參數的波動，根據這一現象，將甲烷的伴燒量適當提高以提高鍋爐的抗沖擊能力。

2）現場PLC控制柜距離中央控制較遠，鍋爐僅有部分參數進入DCS供鍋爐工監控，鍋爐所有的控制調節必須在PLC上完成，不利于操作工遠程控制，加大了鍋爐操作的工作量。

7 結束語

節能減排一直是全球各個國家關注的問題，各國也在打響節能減排戰。節能減排也是國家大力倡導的。通過本次技術改造和技術應用，有效的降低了有機氣體的排放，減少有機氣體對環境的污染，同時回收尾氣中的熱量，獲得良好的經濟和社會效益。

[1] 任偉勁.乙二醇裝置廢氣生產工業及食品級二氧化碳[C]//二氧化碳減排控制技術與資源化利用研討會論文集.2009：130-131.

A p p l i c a t i o n o f Wa s t e H e a t B o i l e r T e c h n o l o g y i n E t h y l e n e G l y c o l P l a n t

Wu Jun，Ding Guo-min

In view of the technological characteristics of ethylene glycol plant，the exhaust gas treatment technology of waste heat boiler is used to burn ethylene，methane and some acetaldehyde gas in the exhaust gas of the process，so as to improve the eff i ciency of resource utilization and reduce the emission of waste gas.Equipment used to achieve the goal of energy-saving emission reduction devices to reduce pollution，but also for similar devices or other gas emissions device to provide a reference.

waste heat boiler；energy saving；emission reduction

TQ054

A

1003-6490（2017）08-0110-02

2017-06-02

吳軍（1964—），男，吉林吉林人，工程師，主要從事設備管理工作。