1、135t/h 三废混燃吹风气回收带背压发电项目一、总论（一）项目名称、承办单位及项目负责人1、项目名称：35t/h 三废混燃吹风气回收带背压发电项目2、承办单位：河南省南阳德润化工有限公司合作单位：山东临沂正大热能研究所3、项目负责人：河南省南阳德润化工有限公司 李玉堂山东临沂正大热能研究所 彭思尧（二）项目设计范围、分工、原则及指导思想1、设计范围35t/h 三废混燃吹风气回收带背压发电项目设备装置、给排水、供电、供汽，环保等公用工程。2、设计分工山东临沂正大热能研究所负责工艺设计、设备选型与非标设备设计、指导设备安装、调试、人员现场培训等。河南省南阳德润化工有限公司负责安排土建、给排水、电
2、力、热力、仪表等专业人员，按照设计单位提供的有关技术条件进行施工。3、设计原则及指导思想设计原则：设计中尽量采用新技术、新工艺、新设备、新材料，以达到节能、降耗、减排的要求。2指导思想：设计中应遵循国家及行业的有关标准和规范：以先进可靠的工业化技术为依据，充分利用设计单位的工程经验，使新建装置达到技术方案合理、工艺设备先进可靠，技术指标符合节能环保要求，以保证长周期、稳定、安全生产。环境保护做到“三同时” ，对三废采取有效处理措施，达到国家及行业规定的排放标准，保证对周边环境无影响。根据生产装置的特性，合理进行本工程的消防、卫生和安全设计，并能保证劳动者在生产过程中的安全和健康。（三）企业概况
3、南阳德润化工有限公司地处豫、鄂、陕三省交汇处，北依宝天曼世界生物圈保护区，南邻长江主支汉水，宁西铁路、312 国道和三条省级公路相邻，与南阳机场相为毗邻。南阳德润化工有限公司是集建筑涂料、化工助剂、化肥研究开发和生产经营于一体的化工企业。公司始终奉行“诚实守信、操守为重”的经营理念，以“思索创新，启发明天，诚实科学，信守未来”的企业精神，锐意进取，开拓创新。目前公司年生产能力为 8万吨合成氨、32 万吨碳铵，3 万吨液氨、5 万吨甲醇、3 万吨高效复混肥、8000 吨“仲尼”牌纳米改性环保型乳胶漆、800 万条塑料编织袋和 2000 吨化工助剂。企业中高级技术人才 253 人（其中博士生2 人
4、，硕士生 4 人，大学本科生 64 人，大专毕业生 183 人） ，拥有固定资产 1.2 亿元。企业于 2006 年通过 ISO9002 国际质量管理体系3认证，2005 年通过 ISO14001 国际环境管理体系认证。企业先后荣获“国家二级企业” 、 “国家高新技术产业化示范企业”等称号。同时，企业关注人类生存环境，积极响应全球化对环保提出的更高要求，把制造出绿色，无公害环保产品，让人们生活得更加健康，更加美好，作为企业的人文思想而不懈追求，竭力打造“德润化工”卓越品牌。为了进一步提高公司的经济效益，增强公司的经济实力和市场竞争能力，公司经过广泛的市场调查及对技术依托单位的慎重选择，结合本公
5、司的资源实际情况，决定采用山东临沂正大热能研究所的35t/h 三废混燃吹风气回收带背压发电项目。（四）建设规模35t/h 三废混燃吹风气回收带背压发电项目（五）项目建设的必要性及意义以煤为原料的氮肥制造企业，每年都有大量的造气炉渣产生，过去主要当作废料进行处理，销售不畅时则现场堆放，不仅污染地下水和周围环境，更主要的是炉渣中含有 20%左右的固定碳不能利用，造成了能源的浪费。另外合成释放气与造气吹风气白白地被放掉既浪费了能源又污染了环境。我公司现有 10t/h 沸腾炉 2 台，6.5t/h 链条炉一台，链条炉年久失修已经停炉。其它两台炉子燃烧效率和热效率低，由于使用年限较长，出力低，故障频繁，
6、经常影响化肥联醇的生产，而且本身也存在较多的安全隐患。在运行中普遍存在下列问题：4（1）出力不足（运行负荷偏低） 。（2）燃烧效率低，排烟过剩空气量大，热效率低（为 50.5%77.6%） ，能源浪费大。（3）污染物（烟尘、SO 2、NO X与 CO2）排放严重。节约能源与控制工业锅炉污染物的排放是当务之急。技术更新的改造既要解决能源的高效、合理利用，又要大大减少污染物的排放，达到环保要求。尤其是在化肥厂生产过程中有大量的造气炉渣与无烟煤末产生，这在一般的层燃炉中与煤粉炉中无法燃烧利用。实现高效燃用造气炉渣与废气混合料（或 100%燃用发热值4.19MJ/kg 造气炉渣）实现这个目标的途径也只
7、有采用三废混燃炉。为了改变我公司现有的不良状况，结合节能、治污需要，在现吹风气位置上一台混燃吹风气回收带背压发电装置。这一项目的上马既解决了造气炉渣的环境污染和废气的排放问题，同时增加了蒸汽的供应量，且富余蒸汽用来发电。该设备的上马既稳定了生产，节约了能源，解决了废气废渣的污染问题，又产生了非常可观的经济效益。 。二、三废流化混燃炉的应用、生产状况、市场分析和预测（一）三废混燃炉的应用范围1、燃料适应性广三废混燃炉不仅可燃用煤粉炉、链条炉等的燃料，还可以用这些燃烧方式使用不能燃烧的燃料，如煤矸石，劣质煤、炉渣，吹风气，合成放空气等。在中小氮肥企业及化工厂，大多设置有中小型5锅炉，其炉渣可燃物在
8、 20%以上，有的甚至还高，对以煤制气生产合成氨的氮肥企业，造气炉渣含碳量在 25%左右；造气炉下脚无烟碎煤等可作为三废混燃炉的燃料。2、锅炉负荷调节范围大三废混燃炉适应负荷调节的比例很大，一般可在（40110）%负荷下正常运行；运行操作灵活，负荷变化速度每分钟可达到（35）%。在化工企业，虽然一条龙连续生产，但往往因各种原因，系统要随时调整负荷，这样要求锅炉房也能及时进行调整，以保证系统生产的平衡，三废混燃炉的特点可适应这一变化。3、燃烧效率高三废混燃炉在燃烧过程中，较大固体颗粒经分离器分离后又送回炉膛循环燃烧，使该炉燃烧效率高达 95%以上，炉渣可燃物含量在（0.51）%，飞灰可燃物含量在
9、 10%以内，锅炉热效率在 85%以上。化工企业大多是能耗大户，煤耗占企业总能耗的相当比例，如果能将各种炉渣入三废混燃炉燃烧，实现能源的二次利用，可大大降低企业总能耗。4、灰渣综合利用条件好三废混燃炉是低温燃烧，其灰渣不会溶化或粘结，所以其活性好，可做硅酸盐水泥的熟料或其它建筑材料的掺合料。这为化工企业三废治理找到一条新途径。5、环保性能好由于三废混燃炉燃烧温度仅 850950，所以氮氧化物生成量很少，可满足环保要求。6由于三废混燃炉对煤种适应性广，我厂又是以煤制气生产合成氨的小氮肥企业，造气炉炉渣含碳量也在 25%左右，每年有 9 万多吨被废弃。为此我们考虑拟将造气炉炉渣和废气混合作为入炉燃
10、料，这样仅燃烧炉渣一项每年可节约标煤近 4 万吨，从而减少 10 万多吨煤、渣的运输量，并实现一煤两用和炉渣的综合利用。为此，我们对混燃炉进行了较长时间的考察了解，从 35t/h 到 75t/h，从锅炉用户到锅炉制造厂家，从该炉目前缺陷到各锅炉生产厂家对缺陷拟定的对策，都进行了详尽的考察，针对锅炉局部磨损、漏灰、结焦、点火困难等问题，结合我厂平面布置位置，我们对锅炉设计厂家提出一些改进意见。（二）采用混燃炉燃烧是实现低污染排放的有效途径1、为什么混燃炉在燃烧中氮氧化物（NO X）生成量比其他燃烧方式生成的 NOx少得多呢？NO 和 NO2，其中 NO 占 90%左右，其余为NO2。锅炉燃烧过程
11、中，就 NOx的生成机理来说，可分为温度型 NOx和燃烧型 NOx。温度型 NOx是指燃烧用空气中的氮气，在高温下氧化而产生的氮的氧化物。当然温度低于 1500时，几乎观测不到 NO 的生成。混燃炉燃烧属于低温燃烧，温度一般在 8501000，因此，在三废混燃炉燃烧中，几乎没有温度型 NO 的生成。燃料型 NO 是燃料中含有氮的化合物。在燃烧过程中氧化而生成氮的氧化物。燃料型 NO 具有中温生成特性，是在经过 600800的生成带生成保存下来的。7空气过量系数对燃料型 NO 的生成影响很大，随着过量空气系数降低，燃料型 NO 的生成量一直降低。尤其当过量空气系数 1.0时，其生成量急剧降低。一
12、般当空气过量系数为 0.7 时，将没有燃料型 NO 产生。从 NOx的生成机理分析表明，燃烧时，只要能避开NOx生成量最大时的过量空气系数，就可以大幅度减少 NOx的生成量。也就是采用两段燃烧法，把供给风室（或燃烧室）的空气量减少到理论空气量以下，使燃烧在燃料过浓、空气不足的还原条件下进行，多余下来的空气通过专门喷口送入炉内，与燃料过浓燃烧的烟气混合，完成整个燃烧过程。由于空气二次供给燃烧，所以称为二段燃烧。通常，常规流化床锅炉 NOx排入量低于 400ppm 混燃炉 NOx排放量将在 100120ppm 的范围内。2、 流化床混燃炉炉内脱硫效果好流化床燃烧具有低温燃烧特点，在燃烧过程中只要加
13、入适量的脱硫剂，就会把燃烧过程产生的 SO2固化。随炉渣排走，减少大气污染。流化床燃烧脱硫，通常使用的脱硫剂有白云石（CaCO 3MgCO3）和石灰石（CaCO 3） 。把破碎至一定粒径的石灰石或白云石投入沸腾层内，石灰石受热分解产生 CaO，CaO 与烟气中的二氧化硫结合生成 CaSO4 ，CaSO 4可以随灰渣排掉，也可以再生后重新使用。三废混燃炉床层温度一般控制在 850950，其高于燃料的着火温度，低于燃料灰份的溶化温度，不会造成结渣。而脱硫的最佳温度正在这一温度范围内，这是煤粉炉，层燃炉无法比拟的。8总之，采用混燃炉燃烧方式，锅炉燃烧效率能达 95%99%；生成的氮氧化物比煤粉锅炉、
14、链条锅炉成倍减少；在燃用高硫煤时，其脱硫效果好，且脱硫成本最低。这种燃烧方式燃烧稳定，最易实现自动化和计算机管理，大大降低了劳动强度。我厂原有链条炉和沸腾炉，都需要燃用优质煤，且热效率不高、污染严重、劳动强度大，如果将这些锅炉改造成流化床锅炉，燃用化肥厂堆积如山的的造气炉渣，再混燃废气，每年可节约大量的优质煤，并且可实现低污染燃烧。（三）三废混燃吹风气回收带背压发电项目（三废流化混燃炉）的特点三废流化混燃炉同第一、二代造气吹风气余热锅炉相比有如下特点：1. 运行安全性能高第一代或第二代吹风气燃烧炉均需要点火气源，低于 650时吹风气就不能燃烧，送入吹风气就会发生爆炸，另外造气吹风气座板阀开关频
15、繁，关闭不严煤气进入燃烧炉在配风阀来不及调节时，发生爆炸的现象时有发生。如山东某化肥厂新建的一套 30 吨的吹风气燃烧炉，在点火烘炉时操作不当产生爆炸，整套系统除锅炉本体外全部损坏，重新投资近 100 万元花费二个多月的时间才修复，其它厂爆炸的情况也经常发生。三废流化混燃炉是以煤为点火源，始终是长明火，不会存在爆炸现象；另外三废流化混燃炉在煤的燃烧过程中，温度高且有氧气过9剩，若有多余的煤气送入时只能继续燃烧，不会发生任何爆炸现象。河北正元冀中化工的第一台三废流化混燃炉运行 2 年多来，从未发生过爆燃现象，可见三废流化混燃炉是极其安全可靠的，完全解决了第一代、第二代吹风气燃烧炉的爆炸问题，彻底
16、改变了造气吹风气回收运行的不安全状态。2. 充分利用三废资源、环保效益好三废流化混燃炉，可回收任何合成氨尿素甲醇企业的任何煤种固定层造气炉产生的吹风气，可回收造气产生的炉渣、细灰、煤矸石，可回收脱碳废气、提氢废气等，既解决了环保问题又产出高位能的蒸汽，为企业创造最大的社会效益和环保效益。3. 一炉多用、减少投资 、便于管理一炉多用、一炉多能，可停掉能耗高的锅炉，只开一套三废流化混燃炉，可节约能源，提高效率，减掉部分操作人员，备品备件大量减少，减少了运行费用 。一台锅炉的投入，多台锅炉的收益，便于生产集中管理。一台三废流化混燃炉的功能可代替一台吹风气余热锅炉和一台流化床锅炉，可减少建设投资一半以
17、上。甲醇、合成氨生产只用一台三废流化混燃炉，就可满足全厂用汽，和常规建设相比投资减少 70%以上。小型尿素厂和综和煤化工厂，一台三废流化混燃炉就能达到全厂蒸汽自给，实现了企业生产的两炉变一炉和两煤变一煤的目标。4. 少用也可完全不用合成放空气10三废流化混燃炉彻底摆脱了回收吹风气时对合成放空气等点火气的依赖，它也可完全不用合成气，也可配烧其它低热值回收的气体，如变压吸咐的逆放气等。避免了因合成气紧张，造成造气吹风气系统不稳，吹风气产汽量不稳又造成全厂生产系统波动的操作状况。5. 燃烧系统阻力低、不积灰、提高造气吹风效率第一代吹风气燃烧炉内部采用大量的西门子格子砖来贮热，西门子格子砖很易堵塞，致
18、使造气吹风效率下降被迫停炉清灰。第二代吹风气燃烧炉亦不能完全解决燃烧炉内积灰问题，由于燃烧温度低，所以不能燃烧随吹风气带入的白煤粉末，最后不得不在引风机后加污水洗涤去掉煤粉。有的在燃烧炉前设计旋风除尘器，虽能解决燃烧炉内积灰堵塞问题，但随之带来了极细的燃烧粉末紧密围结在锅炉换热管上，大大降低了锅炉的传热效率，使锅炉的产汽量大幅度降低，远远不能达到锅炉额定负荷。三废流化混燃炉完全取消炉内格子砖，不再使用耐火材料来贮热保证吹风气的点燃，故燃烧系统阻力低、不积灰。6. 热能回收合理、蒸汽量大、品位高、可配套发电 三废流化混燃炉不仅回收造气吹风气燃烧余热，还燃烧造气炉渣、造气除尘器细灰、煤矸石、烟煤、
19、无烟煤粉沫等，故蒸汽产量可设计的比较大，由于不设高温空气预热器，使热量回收更加合理。三废流化混燃炉回收蒸汽量平稳、热焓高，配备背压式汽轮发电机不仅满足全厂用汽，还可提高企业的自发电率，增加企业的盈利能力。117. 操作稳定性好三废流化混燃炉燃煤、燃气同时进行，具有热量互补作用。燃煤稳定的情况下，对于吹风气来讲是一个恒定的热源，无须考虑合成放空气量的多少影响炉温，避免了因合成放空气量的不稳定而导致吹风气运行不正常的现象。吹风气燃烧正常的情况下，即使燃煤稍有变化，吹风气的热量也能起补充作用。在加煤变化的情况下，炉温的稳定性远远大于循环流化床锅炉，因而操作的难度比循环流化床锅炉小的多。8. 使用寿命
20、长三废流化混燃炉，燃煤系统设备内衬均为硅酸铝纤维砖、硅酸铝纤维棉、二级高铝耐火砖、耐高温耐磨涂料组成的复合保温结构，并采用独特的防冲刷、防穿透、防膨胀防龟裂施工工艺进行砌筑。沸腾段采用耐高温耐磨高强浇注料及可塑料，混燃炉及组合式除尘器顶部采用球顶二级高铝砖砌成并加硅酸铝纤维砖棉复合保温。以确保燃烧炉和除尘器外壳温度最低，减少热损失，延长设备的使用寿命。第一第二代吹风气燃烧炉设备内衬，基本上均采用粘土耐火砖进行筑炉，强度低、保温效果差，烧坏燃烧炉壳体的情况时有发生，一次性投资虽然低，但使用寿命远远低于三废流化混燃炉。三废流化混燃炉燃煤部分设计烟气流速小于 4m/s，烟气中的燃煤粉末对炉体的冲刷远
21、远低于循环流化床锅炉，故使用寿命亦远超出循环流化床锅炉数倍。12（四） 、三废流化混燃炉适用企业及市场分析三废流化混燃炉比第一、第二代吹风气回收系统适用企业更加广泛1、更适合需要提高产量降低消耗的甲醇生产企业、特别是甲醇企业。甲醇生产与合成氨不同，合成氨生产过程中，合成放空气中CH4含量 15%左右，合成放空气、驰放气经除氨提氢（氢回收率85%）后，CH 4含量一般能达到 30%左右，低位发热值 3500 kcal/Nm3左右，属高热值气体，点燃低热值的造气吹风气是完全可行的。而甲醇生产合成放空气中 CH4含量只有 5-7%，合成放空气、驰放气经除氨提氢（氢回收率 85%）后，CH 4含量一般
22、能达到 12%左右，低位发热值 300 kcal/Nm3左右，属于低热值气体，无法点燃更低热值的造气吹风气。例如湖北某甲醇厂，为了把原有的第二代造气吹风气燃烧炉开好，将合成放空气大约一半的气量不经提氢，直接送到吹风气燃烧炉内烧掉，未经提氢烧掉的氢气量，折算成甲醇，每天少产多达 10 吨以上。又如河南某甲醇厂，不愿把氢气送入造气燃烧炉烧掉（确实太可惜） ，只有用水煤气当做造气吹风气的点火气来维持正常生产，经计算每天少产甲醇近 18 吨。另外甲醇精馏需要消耗大量蒸汽，总体平衡吨醇还需 1.3-1.5吨蒸汽，若采用第一第二代吹风气回收系统，还必须再投资建设一台锅炉，满足生产需要，造成了投资和管理难度
23、的增加。三废流化混燃炉是以燃煤燃渣为点火源的，可少用或不用合成气点火，不消耗 H2和水煤气，加之阻力低使造气吹风效率提高，因而13甲醇产量将提高 20%以上。它彻底摆脱了回收吹风气时对合成放空气等点火气的依赖，采用三废流化混燃炉与采用第二代吹风气燃烧炉加循环流化床锅炉总投资相比，其投入减少 70%，且甲醇产量将提高 20%，是配套甲醇企业回收造气吹风气的必选设备。2、更适合合成氨尿素甲醇全厂余热回收蒸汽不能自给、蒸汽有缺口需新上锅炉的企业一般合成氨企业，在装置比较配套、触媒活性比较好的情况下，吹风气回收生产的蒸汽可满足造气使用且有点过剩，合成废锅副产的蒸汽供变换还有剩余，全厂可比较容易实现蒸汽
24、平衡。但一些装置不配套、触媒活性不很好的合成氨企业，蒸汽消耗量就比较大，很难达到蒸汽平衡。我公司就是这个实际情况。另外尿素甲醇企业即使完全回收吹风气全厂还有很大的蒸汽缺口，必须通过燃煤燃渣锅炉来解决。很多合成氨尿素企业，都是通过逐渐改造扩产来的，锅炉都有多台，运行效率低、操作人员多、管理烦杂、蒸汽产量不足，严重阻碍了企业扩产的需要。一些市区周围地区的合成氨企业，按城市环保要求，城区进行集中供热规划，凡热网所及范围内必须使用热网的汽源，不允许新建分散燃煤锅炉。使用集中供热的蒸汽不仅价格高，而且有时不稳定，严重影响着企业生产系统的稳定。随着燃煤价格的提高，全厂系统蒸汽平衡对企业的整体效益占到越来越
25、大的比重。以上类型的企业，采用三废流化混燃炉就是最好14的选择，它充分利用造气的三废资源， ，既符合城市环保发展要求又产出高位能的蒸汽，为企业创造最大的效益提供了有力保障。3、更适合放空气、驰放气外供城市煤气，半水煤气甲烷含量低等导致回收吹风气时点火气不足的合成氨企业有的合成氨尿素企业，合成放空气驰放气外供城市煤气，用第一、第二代吹风气回收时就不得不开半水煤气进行维持燃烧炉炉温，白白烧掉了合成氨尿素产量。采用三废流化混燃炉可不烧或少烧合成气，故合成氨产量可提高 5-10%。采用山西煤为造气原料的大部分企业，使用第二代吹风气燃烧炉回收吹风气时，合成气中的甲烷可以满足要求。而采用其它省份的煤就有明
26、显的不足，如我国的西南地区采用贵州煤，在制气过程中的甲烷值偏低或较少，仅靠合成气无法维持燃烧炉炉温，需多烧合成氢气或配烧煤气，造成合成氨产量低。有的 6 台造气炉生产，只能回收 3 台炉的造气吹风气，不仅造成能源的白白浪费，还污染了环境。（五） 、三废流化混燃炉的工业应用目前已开车和在建的三废流化混燃炉有 10 余套：两套是 50 吨的装置、五套是 35 吨装置、三套是 25 吨的装置、两套 15 吨的装置，其中九套是 3.82MPa、450的中温中压蒸汽配套发电装置的系统。进入咨询考察论证洽谈三废流化混燃炉的企业有近 30 家，大有全国普及之势。1、河北正元集团冀中化工是一个综合煤化工企业，
27、化工产品较15多，合成氨联产甲醇，蒸汽用量大，四台锅炉全开只能满足生产要求，消耗高，效益差。为改变这一现状，该厂决定采用三废流化混燃炉，自 2002 年 5 月开工建设，9 月底投入使用。该装置设计产蒸汽参数为：Q=25 吨/时、P=3.82MPa、T=450，经背压发电（二期工程目前正在安装）后的低压蒸汽供全厂使用。四台造气炉吹风气全部送入混燃炉燃烧，配烧 30%的造气炉渣、30%的煤矸石、30%的高硫无烟煤沫和 10%造气细灰，燃渣、燃煤按 18 吨/时进行设计，开车运行正常后，蒸发量 2728 吨/时，最高时达到 29 吨/时，经背压发电后的低压蒸汽其 6 吨/时供造气使用，19 吨/时
28、供全厂化工产品用汽。原冬季开三台锅炉，2 台 10 吨/时和 2 台 6.5 吨/时，春、夏、秋开 2 台锅炉现在可全部停掉,仅节煤一项全年增效 1300 万元以上，收到了非常好的效果。2、山东久泰化工科技股份有限公司，是一个科技型企业，主产品是甲醇、二甲醚。一期工程是 5 万吨甲醇 3 万吨二甲醚，该工程的锅炉部分，采用了一台 35 吨/时、3.82MPa、450的三废流化混燃炉，已投产一年。共有 6 台造气炉，正常生产开 4-5 台炉，燃渣、燃煤部分按 25 吨设计，产出的蒸汽为 3.82MPa、450的，经蒸汽汽轮机拖动往复式压缩机（省掉电动机）满足甲醇生产，其背压后的蒸汽供造气、甲醇精
29、馏、二甲醚精馏使用。该厂 5 万吨的生产装置，实际生产能力 7.5-8 万吨，比设计产量提高了 50%，甲醇原料煤消耗 1150-1220 kg/t 粗醇，折精醇消耗 1300-1350kg，比全国的平均水平节约半吨原料煤，取得了非常好的经济效益。16三废流化混燃炉（第三代吹风气燃烧炉）以它独特的设计，优异的性能，最佳的经济效益，正逐步为化肥、甲醇行业所接受。她的诞生必将为化工行业节约能源、保护环境、提高综合效益做出应有的贡献。三废流化混燃炉部分业绩表序号企业名称产品 造气炉台数燃烧炉外形尺寸除尘器外形尺寸锅炉吨位蒸汽压力蒸汽温度备注1 河北正元冀北化工合成氨 4 6.218 5.216 25
30、 3.82 450 已投运3 山东临沂久泰能源甲醇 4 6.518 5.518 35 3.82 450 已投运4 河北正定金源化工合成氨 8 6.518 5.518 35 3.82 450 已投运2 四川宜宾天科煤化工甲醇 8 6.518 5.518 25 3.82 4505 河北怀安双环化肥合成氨 8 6.518 5.518 35 3.82 4506 云南神农汇丰合成氨 8 6.518 5.518 35 3.82 4507 四川成都宇源化工甲醇 8 5.018 4.218 15 1.25 2208 河北正元灵寿化肥合成氨 12 8.520 6.520 50 3.82 4509 河南罗山金鼎化
31、工合成氨 12 8.520 6.520 50 3.82 45010 山东章丘鲁明化工合成氨 4 6.218 5.216 25 3.82 45011 山东青岛昌华合成氨 8 6.518 5.518 35 3.82 45017集团（五）我公司目前的状况由于我公司造气以当地劣质块煤和煤球为原料，为减少造气阻力，2004 年拆除造气蒸汽过热器，入炉仅为 110120的饱和蒸汽，入炉蒸汽带水严重，遇到炉内炽热碳层，粉化严重，带出物多。加上生产管理和技术水平较低，蒸汽用量很大，吨氨造气煤耗高达1900K，配置四台燃煤锅炉正常 11.5 台机生产时，日产 350 吨合成氨，需开两台燃煤锅炉，蒸汽耗量 53
32、吨/小时，造成消耗高、成本居高不下的局面。采用传统造气吹风气余热锅炉回收造气吹风气，需根据造气所用煤种的不同而有不同的措施，采用山西煤为造气原料的大部分企业，合成气中的甲烷可以满足第二代吹风气燃烧炉，而采其它省份的煤都有明显的不足，有个别省份根本无法采用造气吹风气回收，比如我省小氮肥厂前几年普遍采用土焦造气，合成放空量较少，不足以使低温吹风气燃烧，我公司以前已购进的吹风气回收装置，根本没有安装就废弃了。而昆明化肥厂安装好后一直开不起来，只好拆下扔掉。云南省 16 家小氮肥厂，只有通海氮肥厂以碳化煤球为造气原料，是将传统造气吹风气回收装置使用成功的唯一一家。造气炉渣、造气吹风气、合成放空气和驰放
33、气是我公司最主要的污染源，是环境治理的重点和难点。1、造气炉渣 公司造气工段每日生产半水煤气需消耗原料无烟块煤、煤球 540580 吨，日产生造气炉渣 110 多吨，产生的18废渣含残碳量为 20%，发热值仍有 9200KJ/Kg，每年外排 4 万吨废渣，不仅浪费了可贵的资源，而且需占用大量的堆放场地，既污染了环境，又需付出昂贵的处理费用。2、造气吹风气 由于我公司造气采用间歇式固定床气化炉工艺，造气工段现有 2400 造气炉 3 台，2610 造气炉 7 台，造气炉吹风时要求在尽可能短的时间内，使炉内气化层温度提高，吹风气经简单除尘后就直接放空，其中含有大量煤粉尘(残碳)及CO、H 2S、C
34、H 4等有害气体，经测算，每台造气炉每小时吹风气量为5120 Nm3，则 10 台造气炉每小时排放 51200 Nm3，年排放 40550 万Nm3废气。每台造气炉每小时吹风气带出飞灰(残碳)量为 19.36Kg，发热值为 5863Kcal/Kg，则 10 台造气炉每小时排放 194 Kg，年排放1536 吨飞灰(残碳)到周围环境。每当吹风时灰尘飞扬，给环境造成极大的污染，损坏职工身心健康，是我公司环保治理的一个老大难问题。3、合成放空气和氨贮槽驰放气 合成放空气和驰放气虽经洗氨和提氢后，但其中仍含有 CH4、H 2、NH 3等高燃值工业尾气直接放空,经测算洗氨和提氢后合成混合放空气量为 12
35、00 Nm3/h，其燃烧值为 3069300 Kcal，年排放 950 万 Nm3废气，若不回收直接排放，不但浪费了可利用资源，而且严重污染了环境。各种气体成份见下表：NH3 N2 H2 CH4 CO CO2 排放量 Nm3/tNH3合成放空气 5% 22% 54% 15% 10519氨贮槽驰放气 59% 7% 19% 15% 108造气吹风气 2.5% 1.5% 6% 16% 4100洗氨和提氢后合成混合放空气0.5% 47% 8% 45% 1200 Nm3/h三、项目技术方案及规模（一）项目方案和生产规模35t/h 三废混燃吹风气回收带背压发电项目（二）生产工艺的概况1、三废混燃炉项目的主
36、要技术特点（1）结构紧凑，布置灵活，占地面积和占用空间较小，能节约锅炉房土建投资。（2）该炉循环燃烧，飞灰及炉渣残碳低，燃烧效率高（实测为97.1%） 。（3）锅炉热效率高，节约能源。（4）锅炉机械化程度较高，大大减轻了司炉工劳动强度，而且操作环境好，改善了司炉工劳动条件。（5）启动快，从冷炉启动到满负荷运行只需 1.5 小时。（6）负荷调节范围大，低负荷运行时燃烧稳定，有较强的超负荷能力。（7）能燃烧劣质燃料，这对劣质燃料的充分利用是很有意义的。202、三废流化混燃炉，是将造气生产过程产生的吹风气、合成放空气和驰放气、造气炉渣、除尘器细灰，掺入部份高硫煤和煤矸石在三废流化混燃炉进行流化燃烧，
37、达到制取高位热能的目的。产出的高压蒸汽经发电后，其背压蒸汽除满足造气蒸汽使用，并外供中压蒸汽供变换、铜洗、尿素工段使用，达到一炉多用的目的。同时使吹风气带出飞灰(残碳)在燃烧炉内完全燃烧，减少锅炉燃煤，同时使吹风气含尘量及 CO 等有害气体减少到最低，炉灰由燃烧炉下部排出，杜绝了环境污染。对缓解当前我国电力紧张，节约能源起到积极作用，不但有显著的经济效益而且产生巨大的环保效益和社会效益。三废流化混燃炉运用了沸腾床的燃烧特性，采用了吹风气余热锅炉的模式，对造气产生的废气、废渣、废灰能够达到同时混燃，是目前解决合成氨尿素生产系统两煤变一煤的唯一方案。（三）生产设备概况经过多方实地考察，决定采用山东
38、临沂正大热能研究所的“三废流化混燃炉带背压发电改造项目技术“，新建一套三废流化混燃炉，配置 35 吨/时、3.82MPa、450的余热锅炉一套。该装置总投资600 万左右，比建设一台同等型号的吹风气余热锅炉价格高出 1.5倍左右，其投资收益却高出 2.5 倍以上。三废流化混燃炉，由临沂正大热能研究所彭思尧研究发明，并已申请了专利，专利号：01215849.6，我公司与山东临沂正大热能研究所合作后，确立了建设方案，设计蒸汽产量 35 吨/时、压力为3.84MPa、蒸汽温度为 450、配套 3000KW 的背压发电机组一整套21方案。设计为 35 吨/时的锅炉最大负荷可达 42 吨/时。三废流化混
39、燃炉设计合理，运行可靠，经济技术指标先进，见效快，经济效益显著。其设备情况见下表（一）三废流化混燃炉整套设备配置表（一）序号名称 规格型号 设备来源 数量 备注1 流化混燃炉外壳652020000 本公司自制1 台正大热能研究所设计2 组合式除尘器外壳550017800 本公司自制1 台炉体砌筑施工包括混燃炉和除尘器A 二级高铝砖 450 吨3B 硅酸铝保温板、棉250m322C 耐高温耐磨浇注料GXW160 38m3设备辅材A 耐热风帽RTSi-5 公司采购 1350 个B 布风板 公司自制 1 件C 给煤装置LS200 9t 公司采购 2 台套正大热能研究所图纸设计4热量回收35t/h、3
40、.84MPa4500C江苏盐城锅炉厂安装锅炉厂设计制造 一套正大热能研究所提供设计参数A 余热锅炉F=1780m2 同上一套正大热能研究所提供参数，江苏盐城锅炉厂设计制造B 蒸汽过热器 F=170 m2 同上 一套5C 省煤器 F=1745 m2 同上 一套23D 空气预热器 F=1060m2 同上 一套6 一次风机 9-19NO14D公司自购 2 台7 二次风机 9-19NO12.5D同上 一台8 引风机 YX75NO19.5D同上 一台9 水膜除尘器 13.6 万立方米同上 一台正大热能研究所提供参数本公司采购安装四、原材料供应及有关技术条件1、原料供应：该项目的主要原料是造气炉渣，炉灰混
41、合料以及合成废气、吹风气等能够达到同时混燃。公司原料充足。2、给排水、电、热能供应：我公司现有比较完善的供水及高低压线路和部分变压配电设备，在原有基础上再稍加改造就能满足生产需要。3、生产场地：我公司总占地面积 115391m2，完全有条件建设该项目。4、新增的基本建设：我公司拥有现代化的通讯设施，保证了信息通道。为满足该项目生产需要，我们的生产场地和生产厂房、工24艺设备的购置，与生产有关的仪器、仪表及相关的实验分析检测设备还需要进一步购进和完善。五、建设条件经过对相关厂家的前期考察和论证，结合我公司的必要条件认为该项目完全可靠并且适合我公司的实际情况。六、节能、环境保护与劳动安全此项目主要
42、是利用我公司已有的废渣、废气既环保又节能。七、工厂组织和劳动定员根据生产需要，两工段安排 50 人.其中管理人员 5 人，生产人员 45人。八、项目实施计划1、准备阶段（3 个月）（1）收集相关资料提供给设计部门（2）督促并要求技术转让方，在两个月内拿出初步设计方案，设备平面布置，供我方厂房设计及土建规划。2、施工阶段（3 个月）（1）组织施工单位进行土建施工，包括厂房、设备基础、地沟、道路等。（2）要求技术转让方提供设备图纸，订购及制作设备。（3）设备安装及工艺人员的确立。3、安装、试车阶段（2 个月）（1）设备安装（包括电器、仪表）25（2）组织员工学习。（3）设备调试，组织开车，按指标要
43、求一次试车成功。九、投资估算和资金筹措1、投资估算（1）该项目总投资 1800 万元，新增固定资产约 1242 万元。详见下表序号 投资项目名称 投资额（万元）123456789101112131415混燃炉除尘器厂供管、阀、仪表省煤器空气预热器鼓风机一次风机二次风机引风机灰水循环泵给煤机捞灰机破碎、输料系统安装主材筑炉材料58018102885681062191186621261617181920安装筑炉费电气及仪表自控土建及厂房建设设备及技术服务费汽轮发电机组其它合计33152012160341242（2）新增流动资金及其它合计项目 人工费 材料费 水电费 其它费用 合计金额 50 300
44、 25 183 558（3）资金使用计划工艺设备费 1174 万元土建及厂房建设 20 万元仪表自控及公用工程 15 万元技术转让费 33 万元流动资金 558 万元2、资金筹措：总投资 1800 万元，企业自筹 800 万元，银行贷款 400 万元，申请拨付 600 万元。十、效益分析1、经济效益分析：（一）吹风气回收带背压发电项目27(1)节煤目前十机满量生产，35 吨三废混燃炉每小时产蒸汽 3542 吨，供造气、变换、铜洗、尿素甲醇工段使用，停掉二台 20 吨沸腾炉，25 吨炉压至低负荷，现在 35 吨炉烧混合料：造气炉渣 70%、造气灰30%，每天可节约燃煤 63 吨，每吨燃煤按 45
45、0 元计算，扣除 35 吨炉多增电耗 500 KW.h，每年可产生效益：300 天（63 吨450 元/吨245000.38 元/ KW.h110 吨70 元/吨）482.7 万元(2)降造气煤耗造气使用过热蒸汽，入炉蒸汽温度由原来的 110（饱和）提高至 220（过热） ，提高了蒸汽分解率，造气炉吹风时间缩短 3 秒，延长了有效制气时间，造气吨氨煤耗平均下降 80K，按每吨煤 740元，每年产 8 万吨合成氨计算，每年可产生效益：8 万吨0.08 吨740 元474 万元（3）发电3000KW/h24300 天0.38 元/ KW.h =820 万元 (4)年运行费用 533 万元(5)年产
46、生效益 482.7474+820-533 =1243.7 万元 全套装置投资约 1800 万元，则投资回收期约为：18001243.71.5 年，即 1.5 年可收回全部投资。（二）按产蒸汽量计算消耗每吨蒸汽成本：22.8 元28每吨蒸汽管理费：2.5 元每吨蒸汽财务费：2.65 元每吨蒸汽平均售价：100 元年销售收入：（1001.17）元/吨25.2 万吨2153.8 万元年税金：14.53 元/吨25.2 万吨366.2 万元进项税按销项税的一半计算，应缴增值税：183.1 万元年总成本：（55.3282.65）元/吨25.2 万吨705.6 万元年利润：2153.8 万元705.6 万
47、元1448.2 万元年利税：1448.2 万元183.1 万元1631.3 万元年净利润：1448.2 万元（125%）1086.15 万元投资回收期约 1.7 年2、节能环保和社会效益分析三废流化混燃炉，充分利用了厂内的造气废渣、煤矸石、造气除尘器灰、富余的无烟煤沫等，原来直接放空的吹风气中含有大量煤粉尘及 CO、H 2S、CH 4等有害气体，合成放空气和驰放气中含有CH4、H 2、NH 3等，经燃烧炉后烟气中含尘量及 CO 等有害气体可减少到最低，使吹风气带出飞灰(残碳)在燃烧炉内完全燃烧，减少锅炉燃煤，炉灰由燃烧炉下部水封排出，杜绝了环境污染。设计产3.82MPa 蒸汽 35 吨，实现热
48、电联产，带动 3000 千瓦/小时的发电机组，可供 1 台 4M40 压缩机生产用电还多(相当于目前全厂总用电负荷的 12%)，背压抽汽后可供合成氨各工段使用，既保护了环境又利用了厂内的废弃资源，每月将节约 4500 吨烟煤，使全厂的消耗大幅29度降低，同时对缓解我国当前电力紧张，节约能源起到积极的作用。十一、主要运行指标序号 名称 运行指标蒸汽压力 1.3-1.5MPa软水压力 5.0MPa弛放气压力 0.05 MPa混燃炉压力 -0.50.01KPa1 压力风室风压 5.06.0 KPa混燃炉烟气 9501050组合除尘器出口烟气 95010502 温度过热器出口蒸汽 250300入炉空气
49、温度 1101201#给煤机 200r/min、1.25 吨/时2#给煤机 200r/min、1.25 吨/时减温减压后蒸汽流量 38-42 吨/时（最大 43 吨/时）软水流量 44 吨 /时3 流量造气吹风气 6 台造气炉十二、结论该锅炉是目前被国家列为化工循环经济典型产品的“三废硫化混30燃炉” 。它以回收利用合成氨造气炉废渣、动力链条锅炉废渣、吹风气等废渣、废气为主要原料，实现原材料资源的高效利用和循环利用为核心目标，实现低消耗、低排放、高效率和清洁生产为目的。吹风气回收装置的大型化，对低品位热能的回收极为有利，可以有效避免多套小装置的热损失过大的缺点，使有限的热量得以充分回收。并副产 3.82MPa、450 过热蒸汽 40t/h，入 3MW 背压汽轮发电机组，发电后背压 0.4 MPa、约 250 的低压蒸汽送入造气系统，供造气生产使用。该部分蒸汽再加上造气夹套、废锅等副产的蒸汽，
