造气三废流化混燃炉的优势和效益

1、造气三废流化混燃炉的优势和效益 彭思尧 临沂正大热能研究所 摘  要：造气三废流化混燃炉是造气吹风气回收最成熟的技术，成功解决了传统回收技术中需助燃、蓄热、易爆、易熄火等弊端，不仅将造气三废全部有效回收利用，而且节约了原料气，提高了产量，得到了迅速的发展。关键词：三废利用  节能减排  增效 1、合成氨造气三废流化混燃炉（遂道式三废炉，也称一代三废炉），专利号：ZL01215849.6造气三废流化混燃炉是化工循环经济的典型产品，符合以资源的高效利用和循环利用为核心，以“减量化、再利用、资源化”的

2、原则，满足“低消耗、低排放、高效率为基本特征”的要求。已被国家列为化工循环经济的典型产品。造气三废流化混燃炉，是将造气生产过程产生的吹风气、造气炉渣、除尘器细灰，掺入部分粉煤和煤矸石在三废流化混燃炉内进行流化燃烧，达到制取高位热能蒸汽的目的。产出的中温中压蒸汽经背压或抽凝发电,背压或抽凝后的低压蒸汽供造气、甲醇精馏使用,少量中温中压蒸汽经减温减压后供变换和其它工段使用,达到一炉多用,同时将用于造气的原料达到吃干榨净的目的。造气三废流化混燃炉（也称第三代造气吹风气余热锅炉），其优越的性能远远大于第二代吹风气余热锅炉。如安全性，克服了第二代造气吹风气燃烧炉开车点火时送合成气的爆炸条件，避免了吹风气

3、回收过程中的爆炸，使造气吹风气回收过程达到安全化。对于煤造气生产甲醇的企业，采用三废流化混燃炉的最大收益是将甲醇产量提高17-20%。其原因是，甲醇生产的合成放空气经提氢后其热值只有1900kcal/m3(合成氨的合成放空气经提氢后为3850 kcal/m3)，比合成氨低一半，无法点燃造气的吹风气，只有多烧氢气或水煤气，因而造成甲醇产量低、消耗高。甲醇生产合成放空气中的甲烷含量低，属半低热值气体（甲烷含量只有5-7%）。如湖北某甲醇厂，5万吨的甲醇（单醇）装置选用第二代吹风气余热锅炉，每天少产甲醇11.2吨；河南某甲醇厂8万吨的生产装置选用第二代吹风气余热锅炉回收造气吹风气，其合成放空气远远不

4、够，不得不以水煤气与合成气混合作点火源，多烧的水煤气每天少产甲醇17.6吨。三废流化混燃炉是以煤为点火源，造气吹风气直接进入即可燃烧，节约的氢气，使产量增加17-20%。固定层造气炉生产合成氨，采用三废流化混燃炉，是以造气炉渣和粉煤为点火源，燃烧造气吹风气，可少用或不用合成点火气，节约氢气或水煤气，一般企业可使合成氨产量增加3-5%，如一套10万吨的合成氨企业，采用三废流化混燃炉，在不增加各项消耗的情况下，每天可多产合成氨10-15吨，每天可增加2-3万元的纯利。如我国的西南部，生产合成氨是以贵州煤为原料，其半水煤气中的CH4含量偏低，生成的合成放空气比用山西煤少一半，因而无法点燃造气吹风气，

5、需要多烧水煤气或氢气，采用三废流化混燃炉可使合成氨产量增加8-10%的合成氨产量。第一代造气吹风气余热锅炉，其燃烧形式是上燃蓄热式，利用高热值合成气燃烧蓄热后，来燃烧低热值的造气吹风气，回收热量、副产蒸汽，保护环境。第二代造气吹风气余热锅炉（现在普遍使用的一种），在第一代的基础上，增加了燃烧喷头，减少了炉内格子砖，使炉内的阻力大大降低，减小了造气炉吹风阶段的阻力，增大了造气炉的负荷，同时烟气燃烧更为完全，使造气蒸汽达到了自给。第三代造气吹风气余热回收装置，也就是造气三废流化混燃炉，它和第二代相比又有了突破性的发展，并申请了国家专利，专利号为ZL 01215849.6。第一台造气三废流化混燃炉在

6、河北冀中化工使用近八年，该厂三台造气炉的吹风气，配烧30%的造气炉渣、30%的煤矸石、30%的高硫无烟煤末和10%造气细灰，产出25t/h、3.82Mpa、450的中温中压蒸汽，经背压发电（二期工程）后的低压蒸汽，其中5t/h供造气使用，19t/h供全厂化工产品用汽(原冬季开四台锅炉，2台10t/h和2台6t/h，春、夏、秋开3台锅炉现在可全部停掉)。目前运行的三废炉，燃渣、燃煤部分的燃料为混合料，其发热值为3500千卡，一般情况下造气炉渣占55%，造气细灰10%，烟煤或白煤沫占到35%，整个三废流化混燃炉运行正常稳定。造气三废流化混燃炉和第二代造气吹风气余热锅炉相比有如下优点：安全性

7、0; 克服了第二代造气吹风气燃烧炉开车点火时送合成气时的爆炸条件，避免了吹风气回收过程中的爆炸因素，使造气吹风气回收过程达到安全化。回收效率高，第二代造气吹风气燃烧炉在没有合成点火气的情况下不能开车，吹风气回收效率在95%左右，造气三废流化混燃炉对造气吹风气能完全回收，回收效率提高5-7%.三废流化混燃炉回收造气吹风气过程中，是以煤为点火源，可少用或不用合成点火气，即造气吹风气回收不受合成因素的影响，节约氢气和半水煤气，可使合成氨产量提高3-5%。中小型尿素厂一台三废流化混燃炉就能达到全厂蒸汽自给，实现了尿素生产的两炉变一炉和两煤变一煤的目标。解决了造气生产废气、废渣、废灰综合治理的

8、难题，保护了环境。一炉多用、一炉多能，停掉能耗高的锅炉，节约能源，提高效率。一台三废炉的投入，两台锅炉的收益，使新建和扩建的企业节约投资达50%。2、一种三废余热回收装置（立式三废炉，也称二代三废炉），发明专利号：CN101387401A本设计是临沂正大热能所专有第二代三废炉，采用分层燃烧技术，第一层燃烧时是沸腾燃烧，主要燃烧造气炉渣等块状物料；第二层燃烧是细灰燃烧，采用高效喷头喷灰喷粉燃烧技术，燃烧效率更高；第三层是废气燃烧，采用无焰燃器燃烧高热值废气，采用均混绕动燃烧方式燃烧低热值废气（造气吹风气）。第四层是煤泥、泥浆或废泥加入口，加入的煤泥在下落中爆破燃烧。是一全新的燃烧理论和技术。燃烧

9、物料燃渣部分造气炉渣破碎后，5吨/时，可产中温中压蒸汽6.6吨/时造气除尘器细灰，1.1吨/时，可产中温中压蒸汽8.0吨/时燃煤部分煤矸石、次烟煤等5.5吨/时，可产中温中压蒸汽22.9吨/时燃气部分8台造气炉的吹风气及合成放空气，可产中温中压蒸汽17吨/时煤泥部分煤泥热值按4500kcol/kg，数量1吨/时，产中温中压蒸汽5.5吨/时合计产蒸汽60吨/时，压力为3.82MPa，温度为450。3 、造气三废流化混燃炉推广应用情况3.1河南罗山金鼎化工有限公司于2005年建成一台50t/h、压力3.82Mpa、温度450三废炉，配置发电机组，不仅造气三废全部回收利用，而且甲醇产量提高

10、15%，连续安全运行370多天3.2河南延津化工有限公司，于2007年建一台55t/h三废炉，压力9.8Mpa、温度540，与原热电并运后，吨蒸汽耗煤由125kg降至100kg，日均多发电4万KWh，每月发电增效46.2万元，年节能降耗增效1436万元。该装置共投资1200万元，10个月内，已回收全部投资3.3辽宁凤城市化肥厂于2008年投资600万元，建设一台35t/h三废炉，压力1.27Mpa,温度280，回收4台造气吹风气，当年投运后，三废炉排渣固定碳含量为1.0%，组合除尘器含碳量3.0%，每天节约原煤近百吨，年效益1200余万元。国内化工企业共建三废炉达130余套，节煤量最大的是吉林

11、通化化肥厂，日节电煤达110吨，全部台炉平均节煤量按68吨/天计，全年共节电煤（按330天计）291.72万吨，折标准煤为187. 5万吨，节煤、增产、背压发电、低压蒸汽的再利用、节约人力资源等综合效益2800万元/台炉，单套装置4-8个月可回收全部投资，合计全年国内增加效益20余亿元；附：部分业绩表第三代吹风气燃烧炉部分业绩表序号企业名称产品造气台数燃烧炉外形尺寸除尘器外形尺寸蒸发量蒸汽压力蒸汽温度配置发电运行时间1河北正元中冀化工合成氨4Ø6.22*18Ø5.2*17.8253.8245015002002.42河北正元灵寿化肥尿素13Ø8.52*20Ø

12、;6.5*19.8503.8245040002005.53河北正元中冀化工合成氨4Ø6.22*18Ø5.2*17.8253.8245015002007.54河北正元平山化工尿素醇8Ø9.02*20Ø6.52*19.8555.2948560002007.125兰花集团一化尿素6Ø6.52*18Ø6.5*17.8252.5300 2002.126兰花集团清洁能源甲醇8Ø6.52*18Ø6.5*17.8353.8245030002008.47兰花集团清洁能源甲醇8Ø6.52*18Ø6.5*1

13、7.8353.8245030002008.48宜宾天科煤化工甲醇8Ø6.52*18Ø5.5*17.8253.8245020002005.39山东久泰能源化工甲醇4Ø6.52*18Ø5.5*17.8353.8245030002002.1210河北金源化工合成氨8Ø6.52*18Ø5.5*17.8353.8245030002004.1211河北金源化工二期合成氨8Ø6.52*18Ø5.5*17.8553.8245030002008.112河北双环化肥合成氨8Ø6.52*18Ø5.5*17.8353.

14、8245030002006.713云南神农汇丰合成氨8Ø6.52*18Ø5.5*17.8353.8245030002005.814云南神农汇丰合成氨8Ø8.52*20Ø6.52*19.8503.8245045002007.1015四川宇源化工甲醇3Ø5.02*16Ø3.52*16121.27230 2006.1216河南罗山金鼎化工合成氨12Ø8.52*20Ø6.5*19.8503.8245040002006.817河南罗山二期二甲醚24Ø9.02*21Ø6.5*20.8603.824

15、506000已开车18河南罗山三期二甲醚24Ø9.02*21Ø6.5*20.8603.824506000已开车19山东诸城良丰一期尿素4Ø5.22*17Ø4.5*16.8121.27300 2005.1220山东诸城良丰二期尿素4Ø8.52*20Ø6.5*19.8583.82450120002006.521山东诸城良丰三期尿素8Ø7.82*20Ø6.52*19.8453.82450 2007.122山东莱西化肥合成氨8Ø6.52*18Ø5.5*17.8353.82450300

16、02006.423石家庄联碱厂一期合成氨10Ø8.52*20Ø6.5*19.8503.8245040002005.1224石家庄联碱厂二期氨醇12Ø8.52*20Ø6.5*19.8554.246060002009.825河北冀州化肥尿素12Ø8.52*20Ø6.5*19.8503.8245030002006.1026山东济宁恒立尿素8Ø7.02*19Ø6.0*18.8403.8245030002007.127河北景化化工尿素12Ø8.52*20Ø6.5*19.8503.8245030002006

17、.828河北景化化工尿素12Ø8.52*20Ø6.5*19.8503.8245040002007.529河南骏马一期尿素16Ø8.52*20Ø6.5*19.8553.8245030002007.130河南骏马二期尿素12Ø8.52*20Ø6.5*19.8553.8245060002007.131河南骏马三期尿素16Ø8.52*20Ø6.5*19.8553.8245060002007.132河南骏马四期硝酸12Ø8.52*20Ø6.5*19.8553.8245060002008.533河南骏马五期

18、硝酸8Ø8.52*20Ø6.5*19.8553.824506000已开车34河南骏马六期尿素8Ø8.52*20Ø6.5*19.8553.824504000已开车35湖北祥云集团合成氨8Ø6.52*18Ø5.5*17.8351.27350 2006.636江苏扬州高华合成氨3Ø5.02*16Ø3.52*16151.27300 2006.237山东红日化工甲醇8Ø6.52*18Ø5.5*17.8353.8245030002006.538山东瀚海化工肥料合成氨4Ø6.52

19、*18Ø5.5*17.8353.8245030002006.339河北深州化肥厂氨、醇12Ø8.52*20Ø6.5*19.8503.8245070002006.1140河北河间化肥厂氨、醇12Ø8.52*20Ø6.5*19.8403.8245030002006.1241河北文安化肥厂氨、醇12Ø8.52*20Ø6.5*19.8503.8245070002006.1242陕西榆林煤化科技甲醇10Ø6.52*18Ø5.5*17.8353.8245030002007.1143山西大川煤化公司甲醇10Ø

20、8.52*20Ø6.5*19.8553.8245060002007.344吉林通化化工尿素8Ø8.52*20Ø6.5*19.8503.8245030002007.145江苏恒鑫集团甲醇10Ø8.52*20Ø6.5*19.8553.8245040002007.1246江苏恒盛集团甲醇10Ø8.52*20Ø6.5*19.8603.8245040002008.847山西霍州化肥厂尿素16Ø8.52*20Ø6.5*19.8553.8245060002007.248甘肃金昌化工合成氨10Ø6.52*18&

21、#216;6.5*17.8353.8245030002006.1249甘肃金昌化工二期合成氨5Ø6.52*18Ø6.5*17.8353.8245030002008.450甘肃金昌三期氨碱8Ø9.02*21Ø6.5*20.8603.824506000  2010351山东垦利化肥甲醇5Ø6.22*10Ø5.22*17.8253.82450 2007.1052湖北潜江华润化肥尿素12Ø8.52*20Ø6.5*19.8603.8245060002007.953河南辉县二化硝酸6Ø6

22、.52*18Ø5.5*17.8353.8245030002007.854山东恒大化工一期碱醇氨8Ø9.02*20Ø6.52*19.8605.2948560002007.1255山东恒大化工二期碱醇氨4Ø9.02*20Ø6.52*19.8605.294856000在建56山东恒大化工三期碱醇氨4待建      57福建漳浦扬绿化工氨、醇4Ø6.22*10Ø5.22*17.8253.8245015002007.95859朝鲜南兴青年化工联合企业 化肥厂一、二期

23、工程合成氨尿素10Ø8.52*20Ø6.5*19.8553.8245060002010.310Ø8.52*20Ø6.5*19.8553.824506000  2010.360新乡黄河化工(封丘)甲醇10Ø8.52*20Ø6.5*19.8553.8245060002008.361新乡黄河化工二期甲醇10Ø8.52*20Ø6.5*19.8553.8245060002008.362山西五台化工一期醇氨8Ø8.52*20Ø6.5*19.8503.8245030002007.963山西

24、五台化工二期醇氨8Ø8.52*20Ø6.5*19.8503.8245060002007.964山西临汾同世达一期单醇8Ø9.02*21Ø6.5*19.8603.8245060002008.465山西临汾同世达二期单醇8Ø9.02*21Ø6.5*19.8603.8245060002008.466山西临汾同世达三期单醇8Ø9.02*21Ø6.5*19.8603.824506000在建67山东金乡德华化工尿素12Ø8.52*20Ø6.5*19.8553.8245060002008.1168河南绿宇化电

25、(武陟)醇氨10Ø8.52*20Ø6.5*19.8553.8245060002008.769云南红磷化工合成氨9Ø8.52*20Ø6.5*19.8503.8245060002008.670甘肃银达化工氢气4Ø6.52*18Ø6.5*17.8353.8245030002008.1071重庆万利来化工醇氨8Ø8.52*20Ø6.5*19.8503.8245060002008.372黑龙江农垦博兴化工合成氨8Ø8.52*20Ø6.5*19.8603.8245060002007.1273宣化昊华化肥一期

26、合成氮16Ø8.52*20Ø6.5*19.8553.8245030002008.1274宣化昊华化肥二期合成氮16Ø8.52*20Ø6.5*19.8553.824503000待建75宣化粤华肥一期合成氮12Ø9.02*21Ø6.5*20.8603.8245060002008.376三门峡化肥厂合成氮12Ø8.52*20Ø6.5*19.8553.824505000在建77河南延化化工醇氨12Ø8.52*20Ø6.5*19.8559.8540100002008.678山西天镇化工氨醇8Ø6

27、.52*18Ø6.5*17.8353.824503000在建79黄山龙胜化工合成氨4Ø6.22*18Ø5.2*17.8253.82450 2008.1280 河南颍青化工尿素12Ø8.52*20Ø6.5*19.8554.246060002008.781 安徽宿州化工合成氨4Ø6.52*18Ø6.5*17.8353.8245030002008.482河南尉州化工醇氨9Ø8.52*20Ø6.5*19.8553.824503000在建83四川宜宾天蓝化工氢气4Ø6.52*

28、18Ø6.5*17.8303.8245030002008.584安徽三星化工尿素12Ø9.02*21Ø6.5*20.8603.82450 2008.1285齐鲁第一化肥厂尿素12Ø9.02*21Ø6.5*20.8603.8245060002008.986齐鲁第一化肥厂二期尿素12Ø9.02*21Ø6.5*20.8603.824506000在建87云南玉溪银河化工尿素8Ø8.52*20Ø6.5*19.8553.8245060002008.1288河南灵宝鑫农化工合成氨8Ø9.02*21&

29、#216;6.5*20.8603.8245060002009.389凤城市化肥总厂合成氨5Ø6.52*18Ø6.5*17.8351.27300 2008.990鹤壁市宝马化肥厂醇氨10Ø8.52*20Ø6.5*19.8553.8245030002009.4.91浙江龙盛化工集团氢气6Ø6.52*18Ø6.5*17.8302.5280 2009.29293杭州龙山化工两套醇氨10Ø9.02*21Ø6.5*20.8603.824506000烘炉94云南通海化工合成氨8Ø6.52*18

30、16;5.5*17.8353.82450 在建95河南大通化工尿素12Ø8.52*20Ø6.5*19.8553.82450 在建96广西苍鹰化工合成氨9Ø8.52*20Ø6.5*19.8553.82450 2010.697河南西华奕青化工碳铵5Ø6.22*18Ø5.22*17.8251.27280 在建98陕西洋县玉虎化工醇氨6Ø6.52*18Ø6.5*17.8353.82450 在建99山东新合成药业氢气2Ø5.02*16Ø3.52*16101

31、.27280 2009.6100河南淮阳德盛化工醇氨8Ø6.52*18Ø6.5*17.8353.82450 在建101河南孟津亚洲新能源醇氨9Ø8.52*20Ø6.5*19.8553.82450 在建102安徽临泉化工醇氨9Ø9.02*21Ø6.5*20.8603.82450 2010.7103威海恒邦化工醇氨4Ø6.52*18Ø6.5*17.8353.82450   2010.5104山西兰花科创化工醇氨9Ø8.52*20Ø

32、6.5*19.8553.82450 在建105郑州水晶化工合成氨11Ø8.52*20Ø6.5*19.8553.82450 在建106107山西金象煤化工合成氨11Ø8.52*20Ø6.5*19.8553.82450 在建108开封晋开化工甲醇14Ø9.02*21Ø6.5*19.8655.29450 在建109福建顺昌富宝实业合成氨11Ø9.28*22Ø6.5*19.8603.82450 2010.3110河北邱县龙港化工合成氨8Ø8.52*20Ø

33、6.5*19.8503.82450 烘炉112汨罗市金成实业合成氨8Ø6.22*18Ø5.22*17.8253.82450 在建113文水县振兴化肥合成氨6Ø6.22*18Ø5.22*17.8201.27280 在建114湖南临湘宏源化工合成氨6Ø6.22*18Ø5.22*17.8253.82450 在建115宁波四明化工合成氨8Ø6.22*18Ø5.22*17.8253.82450 在建116山东瑞星集团合成氨14Ø9.02*21Ø6.52*19.8655.29450 在建117山东禹城化肥厂合成氨12Ø8.52*20Ø6.52*19.8553.82