含氟、含氯废气废液急冷工艺焚烧装置的设备布置

武炳 李冲

摘要：含氟、含氯废气废液焚烧环保装置可以对有机含氯、含氟废气废液进行无害化处理，此类环保装置已广泛应用在氯碱、氟化工、农药等多个行业。此类环保装置通过焚烧炉的高温焚烧以及急冷等后续工艺系统，将有机含氟、含氯有机废气废液最终转化为氢氟酸、盐酸等，同时最终尾气也达到了国家环保要求的相关标准。

关键词：含氟;含氯;废气废液焚烧;设备布置

1. 设备布置原则

1.1焚烧炉系统、烟气急冷系统的布置

焚烧炉烟、急冷器、急冷罐应布置在框架内，各设备之间一般为管口直连，设备布置需要做为整体统一考虑。

急冷罐落地布置，其基础高度不宜过低，以避免进泵管线出现上袋形。急冷器应布置在急冷罐上方，急冷器出口与急冷罐入口直连，两设备之间需要设置膨胀节。膨胀节可由急冷器自带;当急冷器本身不带膨胀节时，两设备之间应预留500mm～800mm膨胀节间距。急冷器四周通常会设置2～3层急冷液喷枪;喷枪与管道之间用软管连接，喷枪数量较多，在急冷器四周需要留出充足的配管空间并考虑喷枪的拆卸检修。

焚烧炉应布置在急冷器上方，烟气出口与急冷器入口直连。焚烧炉可采用立式或卧式。焚烧炉炉頭处，通常所连管道、阀组较多，且喷枪需要抽芯检修，炉头需要留出充足的配管、操作空间。对于立式焚烧炉，各喷枪高出平台间距宜为800mm～1500mm;喷枪的抽出方向为竖直向上或斜向上，应注意在喷枪抽出方向上不能有不可拆卸的遮挡物;当喷枪数量较多时，可在炉头上再设置一层平台，喷枪管道竖直布置，管道阀组布置在上层平台。对于卧式焚烧炉，其基础高度不宜过高，以避免水平段上喷枪、仪表的高度过高，不易操作;焚烧炉炉头的管道可水平布置，注意根据管道上阀组、仪表的数量留出足够的配管空间。

急冷系统还需要配有高位水罐与急冷换热器。高位水罐用于向急冷器供水，高度应高于急冷器，一般布置在框架的最上层。急冷换热器根据工艺条件不同，可选用板式换热器或立式管壳式换热器，一般可布置在框架上。

1.2洗涤塔的布置

烟气吸收洗涤系统通常设有2～3级洗涤塔，用以吸入、中和烟气中的酸性气体，常采用玻璃钢等非金属材质，其高度一般在15m～20m。洗涤塔宜与焚烧炉系统一同布置在框架内，结合考虑下游除尘系统的设备尺寸，可与焚烧炉布置在成“一”形或“U”形布置，如图1所示。

框架的层高主要考虑焚烧、急冷系统的操作方便来决定，洗涤塔布置在框架内时，需要注意塔管口需要与框架平台相协调。需要考虑的因素主要有：（1）人孔距平台高度宜为600mm～1200mm，不易满足此条件时，应注意人孔盖打开时不能被障碍物遮挡，人孔下方有足够空间放置活动支架;（2）工艺管口不要与平台梁冲突，个别管口不易满足此条件时，可与工艺、设备专业协商调整管口位置;（3）应通过设备基础调整塔的安装高度，但基础高度大于500mm时，应调整塔裙座的高度以降低基础高度。

塔之间的烟气管道管径通常较大，设备布置时应提前规划出烟气管道路径，设备之间以及设备距平台边缘的间距应能满足大管道的安装需求。

1.3除尘系统的布置

除尘器优先考虑布置在框架内，以方便操作检修。框架内空间不足时，除尘器也可布置在框架外，此时，应由除尘器自带操作平台。

除尘器底部废水需排放至废水池，废水管线为处流，废水池应为地下结构，需布置在框架外侧。进废水池管线通常为沿地面布置，在影响通行处应设置踏步;废水池应尽量靠近除尘器布置，以减少废水管线长度。池中废水通常需要泵送至界区外，废水池也应同时考虑靠近管廓布置。

1.4排放系统的布置

自立式烟囱宜布置在装置边缘。烟囱直径较小、需要利用钢架支撑时，也可考虑将烟囱布置在主框架内，以减少钢结构用量。

设有活性碳吸附罐或烟气再加热器时，各设备之间的间距应能满足配管需求。烟囱布置在主框架内时，活性碳吸附罐或烟气再加热器可考虑布置在框架平台上，以减小占地。

1.5风机、泵的布置

助燃风管线上一般需要设置流量计，对前后直管段度长度有一定要求。当采用立式焚烧炉时，炉头处进风管口位置较高，助燃风机可布置在焚烧炉附近的框架边缘处，助燃风管线在框架外侧竖直布置，流量计设置在竖直段上方便操作处。当采用卧式焚烧炉时，进风管口位置相对较低，助燃风机与焚烧炉炉头的可保持一定的水平间距布置，将流量计设置在助燃风管线的水平段上。

引风机一般设置在除尘器出口后。引风机的布置应考虑留有足够的操作与配管空间。

急冷罐、各级洗涤塔均配有相应的循环泵。泵的布置主要考虑的因素有：（a）布置泵时，需空分考虑泵的安装、维修保养和操作的空间需求;（b）流体介质通常呈酸性，管道采用碳钢衬氟材质，在满足基本的配管空间的情况下，泵应距设备尽量近，以减少管道长度、降供成本。

1.6其他设备的布置

据工艺条件的不同，还会设置一些辅助设备，如废气、废液的缓冲罐，酸液罐，加药装置等。

废气、废液的缓冲罐一般设置在进焚烧炉之前，装置边缘靠近界区管道交接点处。对于具有火灾危险类别的罐体，防火堤的设备、距焚烧炉等明火设备、其他储罐、泵等设备的间距需要满足GB 50160《石油化工企业设计防火标准》的相关要求。

酸液罐一般布置在装置边缘，可与废气废液缓冲罐靠近布置。酸液罐需要设置围堰，围堰内地坪需要防酸处理。

加药装置常采用撬装设备，可布置在管廓下方，但需要注意留出一定的通道。

2 结论

综上所述，设备布置时需要注意一下几方面：

1 在设备布置时，应首先满足工艺需求。对于大尺寸管道及应力管道的布置也应一同考虑。这些都是影响设备布置方案的重要因素。

2 设备布置应符合相关法律、法规和标准规范的要求。这是保证装置可以安全生产运行的重要保证。

3 考虑设备吊装及安装。设备布置及项目设计时，对框架内设备，应考虑设备吊装合理性。必要时，要对结构提出相应条件需求。减少在设备安装时，由于吊装困难造成施工成本增加的情况发生。

4 保证必要的人员通道和检修空间。装置在运行时，工人会经常巡检装置区，因此，经常通过的地方要留有足够的空间方便工人巡检。对于有拆卸维护需求的区域，要设有合理的维修保养空间，方便工人操作。

5 节约成本。在进行项目设计时，应充分考虑项目建设成本。在满足上述要求的前提下，尽可能降低成本。

参考文献：

[1] 中国石油化工集团有限公司 石油化工企业设计防火标准 （GB 50160-2008）中国计划出版社

[2] 宋岢岢  压力管道设计及工程实例 化学工业出版社

[3] 张德姜 张发有 全国压力管道设计和审批人员培训教材 中国石化出版社