工业尾气催化燃烧工艺仿真软件

1、工业尾气催化燃烧工艺仿真软件操作手册 北京东方仿真软件技术有限公司2009年1月目 录1、催化焚烧技术21.1 概述21.2 催化焚烧技术特点21.3 催化燃烧工艺流程32、流程概述43、主要设备介绍43.1D14043.2E14143.3R14053.4 E14053.5 E14263.6 DS75663.7 B14063.8 B14163.9 H14074、主要控制仪表及控制指标74.1主要仪表74.2 主要控制阀84.3 装置工艺废气处理能力85、正常工艺巡检检查项目86、冷态开车操作规程97、停车操作规程118、仿真界面121、催化焚烧技术1.1 概述   催化焚烧

2、技术是一种新型的工业有机废气处理技术，其机理是气固相催化反应，其实质是活性参与的深度氧化作用。在催化燃烧过程中，催化剂的作用是降低活化能，同时催化剂表面具有吸咐作用，使反应物分子富集手表面提高了反应速率，加快了反应的进行。借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下，发生无焰燃烧，并氧化分解为CO2、H2O，同时放出大量热能。     有机废气催化焚烧装置适用于石油化工、农药、印刷、涂料、电线加工等行业。1.2 催化焚烧技术特点有机废气催化焚烧装置具有如下特点： 1）处理效率高，无二次污染，净化效率可高达98以上，确保排气达到环保排放标准；2）适用范围广

3、，适合组分复杂，大风量、中、低浓度的挥发性有机物(Voc)及恶臭废气； 3）起燃温度低，运行成本低廉，可合理回收利用热能，节省能源、具有显著的经济效益；4）进行无焰燃烧，设置多重安全设施，设备运转可靠、生产安全性能高；5）设备布置结构紧凑，占地面积小，节省土建和安装费用； 1.3 催化燃烧工艺流程    根据废气预热方式及富集方式，催化燃烧工艺流程可分为3种。1.3.1 预热式   预热式是催化燃烧的最基本流程形式。有机废气温度在100以下，浓度也较低，热量不能自给，因此在进入反应器前需要在预热室加热升温，燃烧净化后气体在热交换器内与

4、未处理废气进行热交换，以回收部分热量。该工艺通常采用煤气或电加热升温至催化反应所需的起燃温度。1.3.2 自身热平衡式    当有机废气排出时温度较高（在300左右），高于起燃温度，且有机物含量较高，热交换器回收部分净化气体所产生的热量，在正常操作下能够维持热平衡，无需补充热量，通常只需要在催化燃烧反应器中设置电加热器供起燃时使用。1.3.3 吸附-催化燃烧    当有机废气的流量大、浓度低、温度低，采用催化燃烧需耗大量燃料时，可先采用吸附手段将有机废气吸附于吸附剂上进行浓缩，然后通过热空气吹扫，使有机废气脱附出来成为浓缩了的高浓度有

5、机废气（可浓缩10倍以上），再进行催化燃烧。此时，不需要补充热源，就可维持正常运行。对于有机废气催化燃烧工艺的选择主要取决于：燃烧过程的放热量，即废气中可燃物的种类和浓度；起燃温度，即有机组分的性质及催化剂活性；热回收率等。当回收热量超过预热所需热量时，可实现自身热平衡运转，无需外界补充热源，这是最经济的。2、流程概述本单元（Catalytic Combustion Unit- CCU）是将从其他化工单元排出的PVG（工业有机废气）与空气混合，补充有机物焚烧所需的O2后，在D140除湿后,被E-141预热到约200，预热后的PVG进入到反应器R140，在R140内PVG中的有机物被催化焚烧分解

6、。为了保持反应器的温度，一定量的焚烧气通过B140循环返回，以稀释PVG中的有机物。从R140出来的焚烧气进入到E140，回收焚烧气的热量。从E140产生的MP15S和从700单元来的MP15S进入到E142过热， MP15S升温到225后,供给其它装置。E142排出的焚烧气做为E141的热源，冷却后的焚烧气从Z140排到大气。在开工操作中，在开始进PVG之前，R140通过H140燃烧燃料气加热到约200。3、主要设备介绍3.1D140从C110来的PVG含有大量的水分，为了除水，D140内安装了除雾器，分离下的雾滴落到D140底，聚集的滴液由P140排到600单元。P140根据LIC1015

7、的液位高低自动开、停。3.2E141E141以焚烧气加热PVG，焚烧气被TIC1104控制以给E141足够的热量，PVG的温度也被TIC1103控制以保持温度恒定。3.3R140加热后的PVG通过H140进入R140，R140内催化剂被加热，催化氧化同时放出热量。热的PVG流向催化剂，与蜂窝状的表面接触。PVG中的有机物与PVG中的氧在较低温度下完全反应。PVG中的焚烧气被有机物的燃烧热加热，升到约500。在SOC（催化剂使用初期）阶段有机物开始分解的温度比EOC（催化剂使用末期）阶段的温度低。因为催化剂有较高的活性。因此，在SOC阶段入口的PVG温度应保持在220，换句话说催化剂的活性随着操

8、作时间的增加而降低。为了防止催化剂的老化，当Z140烟气中残余有机物的浓度上升至规定浓度时，将逐步升高入口的PVG温度，从220(SOC)至260(EOC)。从R140排出的PVG的温度也应保持在510（SOC）至550（EOC），入口与出口气体的温度差取决于PVG的燃烧热，随着PVG中有机物的浓度而改变，R140出口气体的温度由E142出口的循环气的TIC1102控制，PVG中有机物的浓度将被焚烧气所稀释，以维持在指定的温度。3.4 E140E140是翅片管式，MBF（锅炉水）自然循环的余热锅炉，因为焚烧气比较洁净它没有任何吹灰器。MBF通过FI1040进入E140的上部汽包，MBF的流量由

9、LIC1020控制，以控制水位恒定。R140的焚烧气进入E140后流向E142，在E140（SOC）阶段的最大负荷的情况下，大约产生11.8t/h的MP15S，而焚烧气的温度从入口的510降至310，E140汽包处的操作压力是1.5MPaG，压力由蒸汽线上的PIC1041控制保持恒定。为了保持E140汽包中的水质，一些MBF被E143冷却后排污。3.5 E142E142产生1.47MPaG的225过热蒸汽，最大能力约为40t/h。从E140产生的MP15S和从700单元来的MP15S进入E142。回收热量后的焚烧气进入E141来预热PVG。3.6 DS756过热蒸汽的温度通过供给的MBF由TI

10、C1107控制在225。3.7 B140从E142出来的焚烧气，其压力被B140提升后，和被加热后的PVG混合，用以控制反应器R140的温度，B140有轴承的冷却系统和密封系统，密封系统是用0.15MPaG的氮气来阻止焚烧气泄漏。3.8 B141从E141来的焚烧气中O2浓度由AIC1006控制在约2vol%（干基）。从B141来的压缩空气和PVG混合以得到合适的反应和惰性气体，同时当装置开工时也供给燃料气作助燃空气。B141有2个过滤器以除去大风天的沙尘。3.9 H140H140只用于开车和停车操作，根据PVG中有机物的浓度调节燃料气的流量，将反应器R140入口温度保持在200左右。4、主要

11、控制仪表及控制指标4.1主要仪表仪表位号说明正常值备注PIC1041E140副产蒸汽压力1500KPaPIC1042B141风机出口压力8.5KPaTIC1102R140出口温度510TIC1103H140出口温度220TIC1104E140出口温度320TIC1107R142出口蒸汽温度225AIC1006R140出口氧含量2.6%LIC1020E140汽包液位40%TI1105放空气温度158TI1106E141 PVG废气出口温度1954.2 主要控制阀AV1006 PVG助燃空气 TV1102 去B-140的循环气 TV1103 E-141的旁路 TV1104 E-140的旁路 TV1

12、107 DS-756的MBF PV1041 E-140的MP15S LV1020 E-140的MBF HV1001 PVG放空阀 HV1002 PVG开关阀 HV1003A 燃烧器的燃料气 HV1003B 燃烧器的助燃空气 PV1042 B141入口阀 4.3 装置工艺废气处理能力PVG流量：57914 Nm³/h（稀释后入R140：67977 Nm³/h）。废气中有机物含量：2%左右。装置最小负荷：R140入口52704kg/h。正常负荷：R140入口69158kg/h。装置最大负荷：R140入口69539kg/h。5、正常工艺巡检检查项目5.1、设备、管道颜色的变化；5

13、.2、从烟囱排出气体的气味和烟雾情况；5.3、异常声音；5.4、从现场液位计观察每台容器的现场液位表液位；5.5、异常的温度升高（钢表面热点会变成红色）；5.6、管道、设备的泄漏；5.7、每块仪表指示数值的变化；5.8、排污水质；PH必须一天检测一次，排污速度必须根据分析结果来调整。排污水由E143冷却并从FG1071排出。排放沉积物和锅炉水中的沉淀物要求间歇排放。间歇排放主要在锅炉最初操作和长期停车后重新开车时进行。 6、冷态开车操作规程CCU开车准备: 打开E140进锅炉水切断阀VD1125 打开E140进锅炉水切断阀VD1125液位调节阀LIC1020 控制E140补水至40% 将LIC

14、1020，投自动 将LIC1020SP值设定在40% 微开E-140的排气阀 打通E-140的蒸汽切断阀VD1126 打通E-142的蒸汽跨线控制阀V1074 投运E-143的冷却水 全开E-140的排水控制阀V1070 打开E-140的排水流程流程切断阀VD1127CCU开车点火准备: 打开AIC1006到30%，准备开B141 启动B141 打开PV1042控制压力到8.5KPaG 将PIC1042，投自动 将PIC1042SP值设定在8.5KPaG 开V1066控制FG1072在200Nm3/h 检查其它项目正常后，启动B140 逐渐打开TV1102到20%，进行空气循环升温 全开E14

15、0旁通阀TV1104以控制对E140的升温速度 全开E141旁通阀TV1103以控制对E141缓慢升温 手动完全关闭B-141的出口阀AV-1006 将E-140的PIC-1041设定在1500KPaG后投自动 将E-140的LIC-1020设定为40后投自动 打开VD1122，贯通燃料气流程 打开VD1124，贯通燃料气流程 打开VD1121，贯通燃料气流程 打开HV1003BCCU点火升温: 依次按控制面板上连锁复位，准备开车，准备吹扫按钮，对H140进行空气置换 吹扫后按点火按钮点火 逐渐提高H140负荷将TIC1103控制到220度左右 控制TIC1103温度在230 当PI1040达

16、到100KPa后关闭E140排气阀V1068 当TIC1104高于235度后，全开E142蒸汽入口阀V1073 当TIC1104高于235度后，全开E142蒸汽出口阀V1075 关闭E142蒸汽跨线 逐渐开大B-140的入口阀TV-1102，逐渐加热B-140 逐渐关小E-140的旁通阀TV-1104，逐渐加热E-140，调整升温速度。 逐渐关小E-141的旁通阀TV-1103，逐渐加热E-141，调整升温速度 引PVG进本单元焚烧引尾气焚烧: 引PVG进本单元焚烧 关闭废气排空阀HC1001 调小H140负荷，将TIC1103控制在210到260度，最终关闭加热炉 将TIC1103，投自动

17、将TIC1103SP值设定在220度 将TIC1102，投自动 将TIC1102SP值设定在510度 将TIC1104，投自动 将TIC1104SP值设定在320度 将TIC1107，投自动 将TIC1107SP值设定在225度 将TIC1102控制稳定（520度） 将TIC1104控制稳定（320度） 将TIC1107控制稳定（225度） 将尾气温度TI1105控制稳定（155度） 将锅炉蒸汽压力PIC1041控制稳定（1500KPa）停开工炉H140: 关闭燃料气总阀VD1121 关闭燃料气主火嘴切断阀VD1122 关闭燃料气长明线切断阀VD1124 关闭空气切断阀V1066 关闭空气切断阀V10677、停车操作规程将开工加热炉H140点火并维持在较小负荷（HC1003控制在5%左右）打开HC