吹风气回收装置方案说明书

1、造气吹风气余热回收装置设计方案说明书河南昌昱实业有限公司联系人郑元伦电0一六年九月目 录一、设计规模二、基础数据的确定三、工艺流程示意图四、工艺及流程说明五、技术特性六、投资概算及经济效益分析一、 设计规模：1、企业造气车间主要设备及生产概况：沧州化工有限公司造气车间共有2600造气炉2台、3000造气炉1台，配套风机为D600型，采用无烟块煤为原料制气，制气循环时间为130秒，吹风百分比为22%，合成氨弛放气及放空气提氢尾气送本装置助燃。2、设计规模：按照全部回收3台造气炉吹风气量设计，采用4000燃烧炉配8T/h余锅机组回收余热流程。3、产汽品位：副产P=1.25

2、MPa，T=260过热蒸汽供生产用。二、设计基础数据的确定：1、吹风气流量及组成：按正常的生产工况及气体成份，经平衡计算回收3炉时的吹风气流量为19000Nm3/h，其组成为：组份CO2COH2CH4O2N2合计V%16.06.02.00.80.574.7100.0Nm3/h304011403801529514193190002、合成二气流量及组成：按常规的数据为：组份H2CH4N2+Ar合计备注V%303040100Nm3/h1501502005003、吹风气平均温度：220，合成二气温度：常温，供本装置软水温度：20。三、物料、热量平衡表及工艺流程示意图（附后）经物料及热量平衡计算，回收3

3、炉时本装置的平均烟气流量为26000Nm3/h，其组成为：组份CO2H2OO2N2合计备注V%17.23.61.377.9100.0Nm3/h44729363382025426000燃烧炉出口烟气温度为：840，回收3炉吹风气时平均副产1.25MPa、260过热蒸汽8T/h，系统排烟温度为130。四、工艺及流程说明:1、低温吹风气燃烧的基本条件：（1）创造一个高温的燃烧环境:众所周知，低温吹风气(小于400)因温度低于其可燃组份气体的着火温度(600)，就不能送入助燃二次空气让其燃烧，否则不但不能燃烧，而且要发生破坏性的爆炸事故。本设计能使低温度吹风气安全燃烧的核心，是创造并保持一个有适当容积

4、的高温(800 950)燃烧环境(空间) 蓄热型燃烧炉(以下简称燃烧炉)，让低温的吹风气(低热值)和二次空气进入该高温燃烧环境后就在瞬间迅速提高到600以上的着火温度，并燃烧放出化学潜热，保持燃烧炉内的高温燃烧环境，离开燃烧炉的高温烟气，再由其后面的余热锅炉回收热量产生蒸汽。即燃烧与取热必须分开为两个独立的设备，才能保持燃烧炉内的高温环境，才能不降低燃烧炉内的温度，实现低温吹风气的连续安全燃烧和回收热量。适当容积的燃烧空间，是指与生产规模相匹配的燃烧空间，并非越大越好，过大了，散热损失也大，投资也大，适得其反。(2)引入助燃气燃烧，提高和保持燃烧炉内的高温燃烧环境,由于低温吹风气(200250

5、)燃烧后放出的化学潜热，尚不能将其烟气温度提高到750以上(称750为安全燃烧温度)，为此引入助燃气热值25003300大卡/NM3等高热值的气体送入燃烧炉燃烧，使燃烧炉内温度保持在800950的高温状态，其主要作用仍然是创造并保持一个高温燃烧环境。(3)预热二次风空气，以此热量来提高和保持燃烧炉内的高温燃烧环境：利用引风机前的低温烟气余热将常温的二次风空气预热至150以上，然后送入燃烧炉助燃，以此来提高燃烧炉的燃烧温度，同时烟气也降至130以下再排入烟囱。但是当吹风气温度小于250，其可燃组份也较低，合成二气已提H2，数量和热值减少，余热锅炉又用低压锅炉(或者余热锅炉富余能力较大)，离开锅炉

6、的烟气温度比较低，二次风空气预热温度也低于150，在以上等等因素的影响下，就有必要设置中温空气预热器或者设置高温空气预热器，将初步预热至150的二次风空气进一步预热至350或者400，甚至更高，让其将热量带回燃烧炉，保持燃烧炉内的高温燃烧环境，实现低温吹风气的连续安全燃烧而回收其潜热。虽然此法由于高温热量在打循环，增加一些散热损失，和一台设备的投资，但也是必要和十分安全可靠的好措施。总而言之，要保持燃烧炉内的高温(800950)的热量平衡，才能实现低温吹风气的连续安全燃烧，反之将带来严重的不良后果。2、工艺流程简述：220低温吹风气经除尘器进一步除尘后，与第二空气预热器来的260二次风空气混合

7、后进入燃烧炉燃烧，与此同时，助燃气与第二空气预热器来的260二次风空气经混合后也进入燃烧炉内燃烧，生成的高温烟气分别经过水冷段、蒸汽过热器、余热锅炉、第二空气预热器、软水加热器、第一空气预热器换热后，经引风机抽送到烟囱放空。除氧软水经过软水加热器由30提高到160后，送入水管式余热锅炉产生蒸汽经过热后送给用户使用。二次风机来的空气，经第一空气预热器加热到120后，再由第二空气预热器进一步提温至260后与吹风气和合成二气混合燃烧。五、技术特性1、燃烧炉采用锥底和锥顶的结构，具有其独到之处：本设计燃烧炉采用锥顶结构，它比相同直径、相同筒体高度的平顶结构燃烧炉其燃烧空间和停留时间增加20%以上，其负

8、荷也就相应提高20%以上。锥顶结构燃烧炉，将炉顶及炉顶内衬的重力落入钢壳来支承，再传到基础，因此炉顶和炉墙都不容易倒塌或有裂缝，十分安全可靠。锥底结构又比平底结构的相同直径和相同简体高度的燃烧炉，有更大的燃烧空间，在整体结构上，燃烧炉重力全部落在筒底周边的环行混凝土梁上，锥底不受重力，因此可以大大节省炉底和基础的材料而且安全可靠。一个好的设计，就体现在功效性能好、投资省、结构合理、安全可靠。2、加强燃烧炉内衬质量：内衬质量好，不产生裂缝，就能保证设备长周期安全运行，同时又是提高燃烧炉内温度及烟气出炉温度的最有效办法。否则，将有安全隐患，热量从裂缝传出炉外，增大了散热损失。本设计内衬采用预留膨胀

9、缝措施，避免产生裂缝，膨胀缝内填满硅酸铝纤维材料，热量不能从缝中传到炉外，从而大大提高保温效果和安全性能。3、采用新型的蓄热砖体排列方式：采用新型的蓄热砖体排列方式，既能保证可燃气体和助燃气体(空气)多次反复混合接触着火燃烧和烧尽。同时又消除积灰堵塞，达到长周期运行的良好效果。4、采用新型结构的燃烧器：新型结构的燃烧器能使可燃气体和助燃空气更好地混合燃烧，而燃烧器自身也经久耐用不易烧坏。5、换热设备要求有较好的密封性能：锅炉、软水加热器、空气预热器等换热外购设备，要求±150mmH2O柱压力不漏烟气，否则引风机抽吸，大量冷空气吸入系统，将大大降低烟气温度，也就降低了热量回收效果。6、

10、技术经济指标：(1)助燃气气量：500Nm3/h。(2)产汽量：8 T/h（平均）。(3)燃烧炉外壁温度60，炉内温度：8001000。(4)烟气中烟尘含量150mg/Nm3，CO%0.2%，O2:26%六、投资概算及经济效益分析：1、投资概算：详见投资概算表。本项目总概算价格 400万元。2、经济效益分析（每年按有效生产日300天计算）：年产汽价值：150元T×8×24×300864万元年耗电价值：0.5元Kwh×150×24×33059万元年耗水价值：2.0元T×10×24×30014万元年工人工资：8人×3万元人·年24万元设备折旧：400×1/1040万元设备维修：30万元年年利润：697万元投资回收期：总投资(年利润设备折旧)400/ （697 + 40）×12=6.5个月通过上述计算可以看出，本项目上马后7月内即可收回全部投资，经济效益显著，且既做到了余热回收利用，又保护了环境，是企业节能降耗，降低成本，实现文明生产，改善环境的一个重要途径，建议企业抓紧实施本项目。- 9 -合成二气 常温500Nm3/h1508.5T/h9500Nm3/h8.5