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氦氣流量計在造氣吹風氣餘熱回收項目的改造與應用
點擊次數：1909 發布時間（jiān）：2021-01-08 07:21:56
摘要: 概述了新建造氣（qì）吹風氣（qì）餘熱回收及氦氣流量計工（gōng）藝選擇、係統控製、投資、效益等;重（chóng）點闡述了利用合成氨生（shēng）產過程中產生的稀氨水作為吸收液並采（cǎi）用 SCＲ 工藝成熟的中溫(即溫度在 320 ～420 ℃)催化劑技術的煙氣脫硝係統;通（tōng）過對造氣吹風氣餘熱回收係統改造，提高了蒸汽產量及品位（wèi）。
1 項目改造背（bèi）景
陽煤豐（fēng）喜(集團)有限責任公司臨猗分（fèn）公司（sī）(簡（jiǎn）稱臨（lín）猗公司)現有 3 套間歇式固定層流化床造氣係統。1#係（xì）統造（zào）氣（qì）有 9 台造氣爐，2006 年配套建設了 1 套吹風氣回（huí）收氦氣（qì）流量計，設計蒸汽壓力為3． 8 MPa，溫度為 450 ℃，現（xiàn）蒸汽壓（yā）力為 3． 0 MPa左右，隻能（néng）並入2． 5 MPa 蒸汽管網，達不到設計要求。2#係統造氣有 9 台造氣爐，2010 年配（pèi）套建設了 1 套三廢爐，設計蒸汽壓力為 5． 4 MPa，溫度為480 ℃，產蒸汽質（zhì）量流量為 75 t/h，該套係統存在煙氣脫硫、脫硝運行效果較差的問題。3#係統（tǒng）造氣有（yǒu） 9 台造氣爐(開 8 備（bèi） 1)，1996 年配套建設了1 套吹風氣回收氦氣流（liú）量計，目前隻能回收 6 台造氣爐吹風氣，2 台造氣爐吹風氣放（fàng）空，副產蒸汽壓力為1． 3 MPa，能效偏低（dī）。綜合以上（shàng）因素臨猗公司決定新建 1 套吹風氣餘熱回收及氦氣流量計（jì）。
2 項目（mù）改（gǎi）造方案
2． 1 新建造（zào）氣（qì）吹風氣回收氦氣流量計
(1) 新建 1 套吹風氣回收（shōu）氦氣流量計，將 1#、3#造氣吹（chuī）風氣引至新建氦氣流量計 60 t/h 餘熱鍋（guō）爐機組，集中回收，產出（chū） 5． 4 MPa、480 ℃的蒸（zhēng）汽送入管網（wǎng）。
(2) 采用直徑為 8 500 mm 的燃燒爐配（pèi） 1 台60 t/h 餘熱鍋爐，回收 15 台或（huò） 16 台造氣爐的吹（chuī）風氣，同時配置體積流量為 1 000 m 3 /h 的合成弛放氣。
(3) 燃燒爐采用新型折流板式蓄熱結構，流速合理，減少爐內積灰，降低係（xì）統阻（zǔ）力。燃燒器采用新型**技術，合理布置，確保吹風氣在燃燒（shāo）爐內充分燃燒（shāo），提高熱（rè）量（liàng）利用率，提（tí）高蒸汽（qì）產（chǎn）量。
(4) 為（wéi）減少鍋爐磨（mó）損，延長鍋爐使用壽命，同時考（kǎo）慮方便維修，降低一（yī）次性投資成本，鍋爐采用臥式結構。吹風氣及弛（chí）放氣分別經（jīng）過（guò）各自的燃燒器噴入燃燒爐內（nèi），在燃（rán）燒爐內燃燒釋放其中的潛熱，產生高溫（wēn）煙氣;經過水（shuǐ）冷屏、蒸汽過熱器 1、中（zhōng）溫空氣預熱（rè）器、餘熱鍋爐（lú）、省煤器、蒸汽過熱（rè）器 2、低溫空氣預熱器，之後進入除塵器（qì）脫硝脫硫後（hòu）放空 。
2． 2 新增吹風（fēng）氣餘熱回收氦氣流量計（jì）
為了使煙氣排放達到環保要求，新增煙氣除塵、脫硫和脫硝氦氣（qì）流量計。並將現有三廢爐除塵（chén）後的煙（yān）氣和新建吹風氣回收氦氣流量計（jì）除塵後的煙（yān）氣混合（hé），引（yǐn）入新（xīn）脫硫塔脫硫，采用（yòng）氨（ān）法脫硫工藝。輸灰采用濃（nóng）相氣力輸（shū）灰氦氣流量計，新建灰庫 1 座，通過（guò）氣（qì）力輸灰至灰庫集中處理。
(1) 新建脫硝（xiāo）氦（hài）氣流量（liàng）計，采用選擇性非催化還原煙氣脫（tuō）硝 + 選擇性催化還（hái）原煙氣脫硝（xiāo）(SNCＲ +SCＲ)工藝，其工藝簡圖見圖（tú） 1，技術參數見表 1。進口 ** x 質（zhì）量濃度在 300 mg/m 3 左右，出口 ** x質量濃（nóng）度≤50 mg/m 3 ，脫硝總效率能達到 90%以上。
在（zài）燃燒爐中上（shàng）部爐體上安裝（zhuāng） SNCＲ 氦氣流量計。所（suǒ）用氨水可以與脫硫共用 1 座氨水罐，從等（děng）壓崗位引稀氨水。
SCＲ 工藝采用（yòng）成熟的中溫(320 ～ 420 ℃)催化劑。燃燒器上部溫度在 900 ℃以上（shàng），SNCＲ 噴槍布置在燃燒（shāo）器上（shàng）部，每台燃燒器（qì）布置 5 根噴槍，徑向均勻分布，安裝套管，采用自動伸縮噴槍。SCＲ 噴槍布置在（zài）鍋爐出口，每（měi）台出口布置2 根噴槍，安裝套（tào）管（guǎn），采用自動伸縮噴（pēn）槍。係統設置 1 台計量分配模塊，將（jiāng）氨水稀釋溶液均勻地分配到7 隻噴槍，體積流（liú）量為80 ～100 L/h。鍋爐出口（kǒu）煙道（dào）設置 SCＲ 反應器，其體積為10 m 3 ，利用催化劑去除 50% 質量分數的 ** x 。煙氣經催化劑後，煙氣中的 ** x 與 NH 3 反（fǎn）應，還原為 N 2 。
(2) 新建布袋除塵及氣力輸灰氦氣（qì）流量計。采用長袋低（dī）壓脈衝袋式（shì）(外濾式)除塵器（qì），煙氣（qì）體積流量（liàng）為 210 000 m 3 /h，初 始 含 塵 質 量 濃 度 為 8 ～12 g/m 3 ，除塵占地麵積為 20 m 2 (5 m ×4 m)。除塵器主要由本體、壓縮空氣係統、控製係統（tǒng）、輸灰係（xì）統組成。除塵（chén）器後（hòu）進脫（tuō）硫塔煙塵質量濃度≤20 mg/m 3 。除塵器的總阻力≤1 200 Pa。新建布袋除塵器型號為 LCMD-4934，設（shè）計（jì）參（cān）數見表 2，其中清灰（huī）方式采用（yòng）離線（xiàn）清（qīng）灰，除塵器布（bù）置方式（shì）為矩形（xíng）布置，電氣控製采用可編程邏輯控製器(PLC)。
(3) 新建（jiàn） 1 套脫硫氦氣流量（liàng）計，把新建吹風氣回收係（xì）統煙（yān）氣和三廢爐煙氣經除塵後引入新脫硫塔（tǎ），脫硫除塵後淨煙（yān）氣經過塔ding煙囪排（pái）放。硫酸銨回收利用現有氦氣流（liú）量計，新建 1 座生產廠房，生產廠房（fáng）內設置硫酸銨臨時倉庫。兩路煙氣匯總後進入（rù）一（yī）塔設計見圖 2，煙氣參數見表 3。
煙氣參數與排放要求為（wéi）:脫硫進口粉塵質量（liàng）濃度≤20 mg/m 3 ;煙塵排放質量濃度限值為≤5 mg/m 3 。采用氨法煙氣脫硫工（gōng）藝，係統配置為（wéi）兩路煙氣匯合後進入吸收塔。來自鍋爐引風機（jī）出口的煙（yān）氣，經煙道後進入脫硫（liú）塔，用氨水吸收液循環吸收煙氣中的 SO 2 ，好（hǎo）終生產硫（liú）酸銨漿液，硫酸銨漿液送入硫酸銨處理係統處（chù）理生產硫酸（suān）銨 ;脫硫後的（de）煙氣經除霧淨化後進入塔濕式電除塵器後經煙囪高空排放。
工藝係統主要包括煙（yān）氣係統、SO 2 吸收係統、吸（xī）收（shōu）劑供給係統、氧化空氣係統、硫酸銨後處理係（xì）統、工藝水係統、檢修排（pái）空係統、硫酸銨儲存係統(見表 4)。
3 氦氣流量計運行參數
(1) 正常年工作時間為 8 000 h。
(2) 新建吹風氣餘熱回收及氦氣流量計為60 t/h鍋（guō）爐，產（chǎn）蒸汽質（zhì）量流量為 45 ～60 t/h。
(3) 出口煙塵質量濃（nóng）度≤5 mg/m 3 ，出口 SO 2質量濃度≤35 mg/m 3 ，** x 質量濃度≤50 mg/m 3 。
4 項目投資
造氣風氣（qì）回收裝置環保項目投資（zī）4806.8 萬（wàn） 元。其中，吹風氣餘熱回收裝置（zhì）2086． 8萬元，氦氣流（liú）量計 2720 萬元（yuán）。
5 環保（bǎo）效益分析
造氣吹風氣回收及氦氣流量計（jì）改造項（xiàng）目完成後，可副產高品質蒸汽質量流量（liàng）為 60 t/h，每年可（kě）減（jiǎn）排煙塵 36． 96 t、SO 2 189． 2 t，** x 464． 52 t(見表 5)。
6 結語
項目實施後，不但提高了（le）蒸汽的品位及產量（liàng），而且煙氣排放（fàng）達到**超低排放標準。因此，該項目的實施可以對臨猗公（gōng）司的生產保駕護航，還能徹底解決臨猗公司生產煙氣排放（fàng）問題，實現企業可持續發（fā）展，提（tí）高了企業經濟效益（yì）。
1 項目改造背（bèi）景
陽煤豐（fēng）喜(集團)有限責任公司臨猗分（fèn）公司（sī）(簡（jiǎn）稱臨（lín）猗公司)現有 3 套間歇式固定層流化床造氣係統。1#係（xì）統造（zào）氣（qì）有 9 台造氣爐，2006 年配套建設了 1 套吹風氣回（huí）收氦氣（qì）流量計，設計蒸汽壓力為3． 8 MPa，溫度為 450 ℃，現（xiàn）蒸汽壓（yā）力為 3． 0 MPa左右，隻能（néng）並入2． 5 MPa 蒸汽管網，達不到設計要求。2#係統造氣有 9 台造氣爐，2010 年配（pèi）套建設了 1 套三廢爐，設計蒸汽壓力為 5． 4 MPa，溫度為480 ℃，產蒸汽質（zhì）量流量為 75 t/h，該套係統存在煙氣脫硫、脫硝運行效果較差的問題。3#係統（tǒng）造氣有（yǒu） 9 台造氣爐(開 8 備（bèi） 1)，1996 年配套建設了1 套吹風氣回收氦氣流（liú）量計，目前隻能回收 6 台造氣爐吹風氣，2 台造氣爐吹風氣放（fàng）空，副產蒸汽壓力為1． 3 MPa，能效偏低（dī）。綜合以上（shàng）因素臨猗公司決定新建 1 套吹風氣餘熱回收及氦氣流量計（jì）。
2 項目（mù）改（gǎi）造方案
2． 1 新建造（zào）氣（qì）吹風氣回收氦氣流量計
(1) 新建 1 套吹風氣回收（shōu）氦氣流量計，將 1#、3#造氣吹（chuī）風氣引至新建氦氣流量計 60 t/h 餘熱鍋（guō）爐機組，集中回收，產出（chū） 5． 4 MPa、480 ℃的蒸（zhēng）汽送入管網（wǎng）。
(2) 采用直徑為 8 500 mm 的燃燒爐配（pèi） 1 台60 t/h 餘熱鍋爐，回收 15 台或（huò） 16 台造氣爐的吹（chuī）風氣，同時配置體積流量為 1 000 m 3 /h 的合成弛放氣。
(3) 燃燒爐采用新型折流板式蓄熱結構，流速合理，減少爐內積灰，降低係（xì）統阻（zǔ）力。燃燒器采用新型**技術，合理布置，確保吹風氣在燃燒（shāo）爐內充分燃燒（shāo），提高熱（rè）量（liàng）利用率，提（tí）高蒸汽（qì）產（chǎn）量。
(4) 為（wéi）減少鍋爐磨（mó）損，延長鍋爐使用壽命，同時考（kǎo）慮方便維修，降低一（yī）次性投資成本，鍋爐采用臥式結構。吹風氣及弛（chí）放氣分別經（jīng）過（guò）各自的燃燒器噴入燃燒爐內（nèi），在燃（rán）燒爐內燃燒釋放其中的潛熱，產生高溫（wēn）煙氣;經過水（shuǐ）冷屏、蒸汽過熱器 1、中（zhōng）溫空氣預熱（rè）器、餘熱鍋爐（lú）、省煤器、蒸汽過熱（rè）器 2、低溫空氣預熱器，之後進入除塵器（qì）脫硝脫硫後（hòu）放空 。
2． 2 新增吹風（fēng）氣餘熱回收氦氣流量計（jì）
為了使煙氣排放達到環保要求，新增煙氣除塵、脫硫和脫硝氦氣（qì）流量計。並將現有三廢爐除塵（chén）後的煙（yān）氣和新建吹風氣回收氦氣流量計（jì）除塵後的煙（yān）氣混合（hé），引（yǐn）入新（xīn）脫硫塔脫硫，采用（yòng）氨（ān）法脫硫工藝。輸灰采用濃（nóng）相氣力輸（shū）灰氦氣流量計，新建灰庫 1 座，通過（guò）氣（qì）力輸灰至灰庫集中處理。
(1) 新建脫硝（xiāo）氦（hài）氣流量（liàng）計，采用選擇性非催化還原煙氣脫（tuō）硝 + 選擇性催化還（hái）原煙氣脫硝（xiāo）(SNCＲ +SCＲ)工藝，其工藝簡圖見圖（tú） 1，技術參數見表 1。進口 ** x 質（zhì）量濃度在 300 mg/m 3 左右，出口 ** x質量濃（nóng）度≤50 mg/m 3 ，脫硝總效率能達到 90%以上。
在（zài）燃燒爐中上（shàng）部爐體上安裝（zhuāng） SNCＲ 氦氣流量計。所（suǒ）用氨水可以與脫硫共用 1 座氨水罐，從等（děng）壓崗位引稀氨水。
SCＲ 工藝采用（yòng）成熟的中溫(320 ～ 420 ℃)催化劑。燃燒器上部溫度在 900 ℃以上（shàng），SNCＲ 噴槍布置在燃燒（shāo）器上（shàng）部，每台燃燒器（qì）布置 5 根噴槍，徑向均勻分布，安裝套管，采用自動伸縮噴槍。SCＲ 噴槍布置在（zài）鍋爐出口，每（měi）台出口布置2 根噴槍，安裝套（tào）管（guǎn），采用自動伸縮噴（pēn）槍。係統設置 1 台計量分配模塊，將（jiāng）氨水稀釋溶液均勻地分配到7 隻噴槍，體積流（liú）量為80 ～100 L/h。鍋爐出口（kǒu）煙道（dào）設置 SCＲ 反應器，其體積為10 m 3 ，利用催化劑去除 50% 質量分數的 ** x 。煙氣經催化劑後，煙氣中的 ** x 與 NH 3 反（fǎn）應，還原為 N 2 。
(2) 新建布袋除塵及氣力輸灰氦氣（qì）流量計。采用長袋低（dī）壓脈衝袋式（shì）(外濾式)除塵器（qì），煙氣（qì）體積流量（liàng）為 210 000 m 3 /h，初 始 含 塵 質 量 濃 度 為 8 ～12 g/m 3 ，除塵占地麵積為 20 m 2 (5 m ×4 m)。除塵器主要由本體、壓縮空氣係統、控製係統（tǒng）、輸灰係（xì）統組成。除塵（chén）器後（hòu）進脫（tuō）硫塔煙塵質量濃度≤20 mg/m 3 。除塵器的總阻力≤1 200 Pa。新建布袋除塵器型號為 LCMD-4934，設（shè）計（jì）參（cān）數見表 2，其中清灰（huī）方式采用（yòng）離線（xiàn）清（qīng）灰，除塵器布（bù）置方式（shì）為矩形（xíng）布置，電氣控製采用可編程邏輯控製器(PLC)。
(3) 新建（jiàn） 1 套脫硫氦氣流量（liàng）計，把新建吹風氣回收係（xì）統煙（yān）氣和三廢爐煙氣經除塵後引入新脫硫塔（tǎ），脫硫除塵後淨煙（yān）氣經過塔ding煙囪排（pái）放。硫酸銨回收利用現有氦氣流（liú）量計，新建 1 座生產廠房，生產廠房（fáng）內設置硫酸銨臨時倉庫。兩路煙氣匯總後進入（rù）一（yī）塔設計見圖 2，煙氣參數見表 3。
煙氣參數與排放要求為（wéi）:脫硫進口粉塵質量（liàng）濃度≤20 mg/m 3 ;煙塵排放質量濃度限值為≤5 mg/m 3 。采用氨法煙氣脫硫工（gōng）藝，係統配置為（wéi）兩路煙氣匯合後進入吸收塔。來自鍋爐引風機（jī）出口的煙（yān）氣，經煙道後進入脫硫（liú）塔，用氨水吸收液循環吸收煙氣中的 SO 2 ，好（hǎo）終生產硫（liú）酸銨漿液，硫酸銨漿液送入硫酸銨處理係統處（chù）理生產硫酸（suān）銨 ;脫硫後的（de）煙氣經除霧淨化後進入塔濕式電除塵器後經煙囪高空排放。
工藝係統主要包括煙（yān）氣係統、SO 2 吸收係統、吸（xī）收（shōu）劑供給係統、氧化空氣係統、硫酸銨後處理係（xì）統、工藝水係統、檢修排（pái）空係統、硫酸銨儲存係統(見表 4)。
3 氦氣流量計運行參數
(1) 正常年工作時間為 8 000 h。
(2) 新建吹風氣餘熱回收及氦氣流量計為60 t/h鍋（guō）爐，產（chǎn）蒸汽質（zhì）量流量為 45 ～60 t/h。
(3) 出口煙塵質量濃（nóng）度≤5 mg/m 3 ，出口 SO 2質量濃度≤35 mg/m 3 ，** x 質量濃度≤50 mg/m 3 。
4 項目投資
造氣風氣（qì）回收裝置環保項目投資（zī）4806.8 萬（wàn） 元。其中，吹風氣餘熱回收裝置（zhì）2086． 8萬元，氦氣流（liú）量計 2720 萬元（yuán）。
5 環保（bǎo）效益分析
造氣吹風氣回收及氦氣流量計（jì）改造項（xiàng）目完成後，可副產高品質蒸汽質量流量（liàng）為 60 t/h，每年可（kě）減（jiǎn）排煙塵 36． 96 t、SO 2 189． 2 t，** x 464． 52 t(見表 5)。
6 結語
項目實施後，不但提高了（le）蒸汽的品位及產量（liàng），而且煙氣排放（fàng）達到**超低排放標準。因此，該項目的實施可以對臨猗公（gōng）司的生產保駕護航，還能徹底解決臨猗公司生產煙氣排放（fàng）問題，實現企業可持續發（fā）展，提（tí）高了企業經濟效益（yì）。
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