浅析煤化工工艺废气再利用

2018-01-12 11:51韩永亮
智富时代 2018年12期

韩永亮

【摘 要】本论文以60万吨煤制甲醇项目为例介绍了某煤化工企业针对合成驰放气及闪蒸气回收再利用的一系列成功改造,达到节能降耗、环保、创效的目的。

【关键词】合成驰放气;燃料气;发电系统

Abstract: This paper introduced a series of successful transformation of a coal chemical industry, that according to a 600 thousand tons of coal methanol project for the synthesis of the exhaust gas and flash steam recovery and reuse.

Key words: Synthetic exhaust gas, Fuel gas, Alternator

一、引言

近幾年来,我国煤化工发展迅猛,大型煤化工企业林立,但随着日益严峻的环保压力、能源压力,不少煤化工企业的利润空间越来越小,生存压力明显显现。为了有效利用能源,降低成本,清洁环保,不少煤化人在不断地优化工艺,挖潜降耗,在实现环保目标的同时创造一定的经济效益。

二、工艺缺陷及存在问题

在煤化工生产工艺中,为了维持生成反应提高产品转化率,必须要维持合适的气体组成比例,定期或连续排放系统中的惰性气体。在惰性气体排放的过程中势必造成部分有效气体也会被携带排出。排放出的这部分气通称为驰放气。在甲醇生产工艺中,因中间产品粗甲醇中含有溶解性气体,在处理过程中也会产生溶解气或称闪蒸气。

对于驰放气和闪蒸气常规的处理方法是先加水洗涤,后送至氢回收装置,通过高分子纤维膜渗透,回收驰放气里边的氢气,用来调节合成系统的氢碳比,优化反应。氢回收装置未回收的尾气与粗甲醇中通过减压洗涤释放出的溶解气(闪蒸气),除少量进入燃料气总管再利用外,大部分进入火炬总管燃烧。这样就造成了浪费,也不利于环保。

三、工艺废气利用途径

工艺废气利用原理:物理分离(膜渗透回收);化学工艺反应(经变压吸附、提氢等后续工艺处理后再进行生成反应);燃烧余热回收再利用。

1、锅炉掺烧:在煤粉炉中有的设计了燃气掺烧管线,燃料气进入炉膛内与煤粉一起进行燃烧,实现热能再利用。但实际操作中因受气量、组分波动影响,对锅炉系统的稳定运行影响较大,投用相对的较少。

2、硫回收伴烧:硫回收(克劳斯硫回收技术)主燃烧炉、焚烧炉开工烘炉投用助燃空气时用量在600Nm3/h左右(间断利用),事故状态下的伴烧,虽可连续用气,但用气量在300Nm3/h左右,用量较小。

3、火炬伴烧:燃料气可作为火炬点火枪点火时的间断用气,长明灯长燃、火炬伴烧时长期使用。但一般连续用气量在100Nm3 /h左右,用气量较少。

4、气化烘炉:应用较为广泛,将燃料气引至气化炉头,采用液化气伴烧,燃料气主烧的方式来对气化炉预热烘炉。在GE工艺中,大连Φ3800mm的气化炉炉内温度烘至投料温度1250℃,约需消耗燃料气1500Nm3/h左右。但此操作只在气化开车前预烘炉时使用,不能实现长期连续利用的目的。

在年产60万吨甲醇项目中,经处理后的合成气量在20万Nm3/h左右时,所产生的闪蒸气和经过氢回收装置处理后未处理完的尾气分别有1100Nm3/h和3200Nm3/h左右。虽经上述处理,仍不能实现完全回收利用。经过技术人员多方摸索探讨、考证,最终找到了能真正实现小投资、高回收率、调节余度宽且节能环保的处理方法。

燃料气发电:燃气发电机对原料气的要求较宽,一般要求燃料气温度在10~40℃,压力200kPa~300kPa,氢气含量≤60%(高于60%可采用氮气稀释),热值变化率≤5%/min。燃料气管网的气体组分正好能达到设计值,以氢回收系统排放的尾气及合成系统闪蒸气作为燃料,采用内燃发电机进行发电,为生产系统提供0.4kV的电能。对系统富余的燃料气进行充分的利用,燃料气发电机系统自带的烟气余热回收系统可回收余热富产0.5MPa蒸汽,脱硝系统可有效降低烟气中的氮氧化物。

四、总结

通过对工艺废气利用途径的对比可以看出增加内燃发电机,采用燃气来发电,不仅节能、环保而且效益可观,投资较小能在短期内收回成本,达到节能、环保、降耗的目的。