淺析煤化工工藝廢氣再利用

韓永亮

【摘 要】本論文以60萬噸煤制甲醇項目為例介紹了某煤化工企業針對合成馳放氣及閃蒸氣回收再利用的一系列成功改造，達到節能降耗、環保、創效的目的。

【關鍵詞】合成馳放氣；燃料氣；發電系統

Abstract： This paper introduced a series of successful transformation of a coal chemical industry， that according to a 600 thousand tons of coal methanol project for the synthesis of the exhaust gas and flash steam recovery and reuse.

Key words： Synthetic exhaust gas， Fuel gas， Alternator

一、引言

近幾年來，我國煤化工發展迅猛，大型煤化工企業林立，但隨著日益嚴峻的環保壓力、能源壓力，不少煤化工企業的利潤空間越來越小，生存壓力明顯顯現。為了有效利用能源，降低成本，清潔環保，不少煤化人在不斷地優化工藝，挖潛降耗，在實現環保目標的同時創造一定的經濟效益。

二、工藝缺陷及存在問題

在煤化工生產工藝中，為了維持生成反應提高產品轉化率，必須要維持合適的氣體組成比例，定期或連續排放系統中的惰性氣體。在惰性氣體排放的過程中勢必造成部分有效氣體也會被攜帶排出。排放出的這部分氣通稱為馳放氣。在甲醇生產工藝中，因中間產品粗甲醇中含有溶解性氣體，在處理過程中也會產生溶解氣或稱閃蒸氣。

對于馳放氣和閃蒸氣常規的處理方法是先加水洗滌，后送至氫回收裝置，通過高分子纖維膜滲透，回收馳放氣里邊的氫氣，用來調節合成系統的氫碳比，優化反應。氫回收裝置未回收的尾氣與粗甲醇中通過減壓洗滌釋放出的溶解氣（閃蒸氣），除少量進入燃料氣總管再利用外，大部分進入火炬總管燃燒。這樣就造成了浪費，也不利于環保。

三、工藝廢氣利用途徑

工藝廢氣利用原理：物理分離（膜滲透回收）；化學工藝反應（經變壓吸附、提氫等后續工藝處理后再進行生成反應）；燃燒余熱回收再利用。

1、鍋爐摻燒：在煤粉爐中有的設計了燃氣摻燒管線，燃料氣進入爐膛內與煤粉一起進行燃燒，實現熱能再利用。但實際操作中因受氣量、組分波動影響，對鍋爐系統的穩定運行影響較大，投用相對的較少。

2、硫回收伴燒：硫回收（克勞斯硫回收技術）主燃燒爐、焚燒爐開工烘爐投用助燃空氣時用量在600Nm3/h左右（間斷利用），事故狀態下的伴燒，雖可連續用氣，但用氣量在300Nm3/h左右，用量較小。

3、火炬伴燒：燃料氣可作為火炬點火槍點火時的間斷用氣，長明燈長燃、火炬伴燒時長期使用。但一般連續用氣量在100Nm3 /h左右，用氣量較少。

4、氣化烘爐：應用較為廣泛，將燃料氣引至氣化爐頭，采用液化氣伴燒，燃料氣主燒的方式來對氣化爐預熱烘爐。在GE工藝中，大連Φ3800mm的氣化爐爐內溫度烘至投料溫度1250℃，約需消耗燃料氣1500Nm3/h左右。但此操作只在氣化開車前預烘爐時使用，不能實現長期連續利用的目的。

在年產60萬噸甲醇項目中，經處理后的合成氣量在20萬Nm3/h左右時，所產生的閃蒸氣和經過氫回收裝置處理后未處理完的尾氣分別有1100Nm3/h和3200Nm3/h左右。雖經上述處理，仍不能實現完全回收利用。經過技術人員多方摸索探討、考證，最終找到了能真正實現小投資、高回收率、調節余度寬且節能環保的處理方法。

燃料氣發電：燃氣發電機對原料氣的要求較寬，一般要求燃料氣溫度在10～40℃，壓力200kPa～300kPa，氫氣含量≤60%（高于60%可采用氮氣稀釋），熱值變化率≤5%/min。燃料氣管網的氣體組分正好能達到設計值，以氫回收系統排放的尾氣及合成系統閃蒸氣作為燃料，采用內燃發電機進行發電，為生產系統提供0.4kV的電能。對系統富余的燃料氣進行充分的利用，燃料氣發電機系統自帶的煙氣余熱回收系統可回收余熱富產0.5MPa蒸汽，脫硝系統可有效降低煙氣中的氮氧化物。

四、總結

通過對工藝廢氣利用途徑的對比可以看出增加內燃發電機，采用燃氣來發電，不僅節能、環保而且效益可觀，投資較小能在短期內收回成本，達到節能、環保、降耗的目的。