综合混燃锅炉在煤化工企业处理可燃废物中的应用

2019-06-05王文斌

山西化工 2019年2期

王文斌

(山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司天溪煤制油分公司，山西晋城 048000)

引言

晋煤集团天溪煤制油分公司是以当地三高无烟煤为原料生产汽油的化工企业，在生产过程中，因无烟煤灰熔点高(FT>1 500 ℃)，产生的造气炉渣、二旋飞灰和烘干细粉，具有20%～40%的含碳量；同时甲醇合成弛放气、MTG弛放气，除去烘干系统使用外，还有部分剩余气体没有被有效利用。一是为了避免造成环境二次污染，二是为了回收可利用能源，提高公司经济效益，从根本上实现节能减排的效果，经过多方面的研究，选用了75t/h循环返烧式三废综合混燃炉一台。

1 锅炉主要技术参数

锅炉型号：UG-75/4.0-MQ。锅炉主要技术参数，如表1所示。

2 混燃锅炉的设计思路

本锅炉依据近年发展较快的循环流化床燃烧技术，国内著名院校多年开发循环流化床锅炉的经验，以及同类型循环流化床锅炉运行的成功经验为基础，结合天溪煤制油分公司现有生产工艺所产生的三废物料特点，在75 t/h中温、中压循环流化床锅炉为基础上改进而来。既保持了作为循环流化床锅炉的独立性，又增加了可以回收合成弛放气、MTG弛放气的燃烧设备，还可以大量掺烧造气炉的炉渣和烘干细粉、二旋细粉等可燃废弃物，实现了综合混燃，达到了变废为宝，提高企业生产效益的目的。

表1 混燃锅炉主要技术参数表

该循环返烧式三废综合混燃炉主要由混合燃烧室、旋风分离器、飞灰混合器、过热器、省煤器、空气预热器、复合电—袋除尘器、以及其它辅机组成。

2.1 锅炉炉膛

综合燃烧炉设计为长方形框架结构形式，保温墙体与钢结构框架紧密连接成一体，炉墙牢固可靠。与圆形混燃炉相比，长方形结构的燃烧室有效防止高温烟气在炉内的旋转，有效防止了带有粉尘的高温烟气进入双筒旋风分离器不均匀(或偏流)而影响分离效果和返烧效果；综合混燃炉的下部设计为流化床燃烧结构，未布置锅炉埋管，可以燃烧造气炉废渣、煤矸石、细灰等；综合混燃炉的中部为水冷壁，远离流化燃烧炉渣的浓相区，减少了炉渣对水管壁的磨损，使用寿命可达6年以上，同时有效防止综合混燃炉上部由于高温现象而产生结焦现象的发生。综合燃烧炉中上部设有气体预混燃烧器，用于燃烧合成弛放气、MTG弛放气等可燃气体；综合混燃炉可实现下部流化床单烧煤渣.或上部气体预混燃烧器单烧可燃气体、或一炉上下同时两烧、或一炉上下同时多烧的工况。整套装置的设计燃料来源均为废渣、废气，燃料来源广泛，而且操作弹性大，调峰范围为55%～110%，连续运行时间不小于4 500 h，年运行时间不小于8 000 h。

2.2 旋风分离混合器

旋风分离器上部设计为偏心式高效旋风除尘结构，保证了燃烧二旋细粉和烘干细粉时的分离效果和燃烧效率。在下部返料系统创造性的增加了细粉混合返烧装置，用气力输送将二旋细灰和烘干细粉输送于此，经过给料装置经外部细粉混合到返料料腿中，利用内部高温返料加热外部细粉，提高了细粉的燃烧效率。高效分离器将未燃尽的细粉捕捉下来，通过下部返烧装置重新返回炉膛内进行二次燃烧。与混合器配合既有效利用外部的细粉，又解决了传统三废锅炉排出的细灰量含碳高的问题。

2.3 炉体结构

炉体的布置采用立式框架结构，组合式分离器采用双筒式结构，复合型炉墙外部的筒体钢板材质为Q235-B，厚度为3 mm，以利于锅炉的密封性能。

系统分别配有水冷壁、蒸汽过热器、省煤器、空气预热器、以及锅炉本体所含的汽、水管路、阀门等附属设备。

2.4 燃烧系统

造气废渣与高热值的燃料煤，经过混合筛分破碎，配制成热值为3 200 kcal/kg～4 500 kcal/kg、粒度≤13mm的混合燃料后，经皮带输送机、煤仓、皮带给煤机进入循环返烧式三废综合混燃炉下部燃烧室进行燃烧，炉内经过燃烧产生的炉渣(含碳量≤2%)由炉底通过排渣口排出，经过冷渣机冷却后的炉渣输送至灰仓。

混燃炉上部送入合成弛放气、MTG弛放气等可燃气体燃烧，产生的烟气和燃煤部分产生的高温烟气混合，依次与水冷壁、过热器、省煤器、空气预热器换热，经电袋复合式除尘器净化后，由风机送至烟囱排空。

配风系统分为一次风和二次风，一次风经组合式空气预热器预热后进入综合混炉底部风室，二次风一部分经组合式空气预热器预热后分别进入综合混燃炉二次布风装置，另一部分配合成弛放气、MTG弛放气进行燃烧。