一种PTA废渣液的富氧焚烧及热回收系统
文献发布时间:2024-04-18 19:55:22
技术领域
本申请涉及危废焚烧技术领域,特别是一种PTA废渣液的富氧焚烧及热回收系统。
背景技术
精对苯二甲酸(PTA)是重要的化工原料,其主要用途是生产聚酯纤维、聚酯瓶片和聚酯薄膜,广泛用于化学纤维、轻工、电子、建筑等行业。在PTA的生产过程中会产生大量的废液,废液经蒸发浓缩处理后形成含固量50%~70%废渣液,废渣液除含有部分有机物外,还含有较高浓度的钠离子、溴离子及少量的钴、锰催化剂杂质,这些离子具有较高的经济价值,若将废渣液直接排放,不仅造成资源浪费,还会导致严重的环境污染。
高温焚烧是常用的危废处理方法之一,现有技术的焚烧法普遍采用空气作为助燃剂,而空气中占79%的氮气不仅不能参与助燃反应,还会携带大量的热量作为烟气排出,造成焚烧装置的燃烧和热利用效率低下。同时PTA废渣液热值相对较低,约900KCal/Kg,在适当的过量空气系数条件下,空气焚烧法不足以达到1100℃以上的高温,进而有毒有害物质无法彻底分解,因此现有技术需要通过辅助高热值天然气或燃油。然而这又导致高品质燃料消耗量大,运行费用进一步增高。空气助燃需要大量的空气,相应的燃烧又产生大量的烟气,这就需要配置庞大的焚烧炉、余热锅炉系统和烟气净化系统。为了降低辅助燃料消耗,余热回收系统通常需设置多级空气预热器,空气预热器体积庞大,烟、风道复杂,运行阻力大,配套的鼓、引风机容量和电耗也大,焚烧装置的设备投资、基建安装和运行成本都很高。
例如本申请人的在先发明专利公开号:CN115371061B,名称:高浓度含盐有机废液焚烧装置及焚烧熔融渣分离回收工艺,该发明的装置公开了一体化的焚烧炉和余热回收锅炉,焚烧炉包括膜式水冷壁围成的分为上、中、下三段的水冷焚烧炉膛,膜式水冷壁内侧敷设特定厚度的耐火可塑料炉衬,水冷焚烧炉膛上部设焚烧装置,采用分级与组合燃烧结合的方式,二、三次风大旋流强度分离造渣。余热回收锅炉的辐射冷却炉膛与水冷焚烧炉膛并排设置且下部连通,辐射冷却炉膛内设有水冷凝渣屏装置、急冷凝渣段、折烟墙。虽然该发明专利的热回收效率高、使用寿命长,但其制造和运行成本仍有压缩的空间。
发明内容
针对现有技术的PTA废渣液空气焚烧工艺装置系统庞大、运行费用高等问题,本申请提出的一种PTA废渣液的富氧焚烧方法及系统具有废渣液适配性好、焚烧效果佳,整个系统简捷且热回收效率高、使用寿命长,能大幅降低建设投资和运营的成本。
本申请提出一种PTA废渣液的富氧焚烧及热回收系统,包括富氧燃烧系统和绝热型焚烧炉装置,富氧燃烧系统包括位于绝热型焚烧炉装置顶部中心的天然气富氧燃烧器1和环绕均布于其四周的PTA废渣液富氧燃烧器2;天然气富氧燃烧器1的中心设有内外嵌套式的天然气喷枪31和第一富氧内套喷枪32,围绕该中心环绕均布有第一富氧外环喷枪33;PTA废渣液富氧燃烧器2的中心设有内外嵌套式的PTA废渣液喷枪41、雾化介质喷枪42和第二富氧内套喷枪43,围绕该中心环绕均布有第二富氧外环喷枪44;天然气富氧燃烧器1外围的多只第一富氧外环喷枪33和PTA废渣液富氧燃烧器2外围的多只第二富氧外环喷枪44分别间隔分组并独立控制。
特别的,所述天然气富氧燃烧器1竖直设于绝热型焚烧炉装置顶部中心,PTA废渣液富氧燃烧器2出口聚拢偏向天然气富氧燃烧器1的方向安装,安装角度α为5°~15°。
特别的,所述天然气喷枪31中气流速为15~30 m/s;第一富氧内套喷枪32中气流速为40~70 m/s;第一富氧外环喷枪33中气流速为70~150 m/s。
特别的,所述第二富氧内套喷枪43中气流速控制在40~70 m/s;第二富氧外环喷枪44内气流速控制在50~100 m/s。
特别的,所述天然气富氧燃烧器1外围的第一富氧外环喷枪33和PTA废渣液富氧燃烧器2外围的第二富氧外环喷枪44分别间隔分为两组并独立控制,当废渣液处理量小于50%设计负荷时,关闭其中一组。
特别的,所述PTA废渣液3~5t/h处理量时,设置1只天然气富氧燃烧器1和3只PTA废渣液富氧燃烧器2;5~10t/h处理量时,设置1只天然气富氧燃烧器1和6只PTA废渣液富氧燃烧器2;10~15t/h处理量时,设置1只天然气富氧燃烧器1和6~10只PTA废渣液富氧燃烧器2。
特别的,所述PTA废渣液富氧燃烧器2的分布半径R1取值范围为300~800mm,天然气富氧燃烧器1中第一富氧外环喷枪33的分布半径R2的取值范围80~300mm,PTA废渣液燃烧器2中第二富氧外环喷枪44的分布半径R3的取值范围100~200mm。
特别的,所述绝热型焚烧炉装置包括焚烧炉壳体3,焚烧炉壳体3内侧为焚烧炉内衬4,焚烧炉壳体3外侧为焚烧炉空气夹套5。
特别的,所述焚烧炉内衬4厚度350mm,由内往外分别是150mm的耐火砖、100mm的轻质保温砖、99mm的耐火陶瓷纤维板和1mm的防腐涂料层。
特别的,所述热回收系统包括余热锅炉和冷渣装置,余热锅炉包括余热锅炉炉膛7、炉膛凝渣屏8、过热器9、蒸发屏10、高温省煤器11,余热锅炉下部通过连接烟道6与焚烧炉装置的下部相连,炉底前倾5°~8°,以下跃台阶或沿伸斜面形式与焚烧炉底共同形成排渣池炉底,炉底水冷壁采用熔敷堆焊方式保护,防止熔融盐腐蚀,堆焊材料为316L耐热合金,堆焊熔敷厚度2mm~2.5mm。
在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件可任意组合,即得本申请各优选实例。
上述技术方案具有如下优点或有益效果:(1)本申请采用富氧焚烧工艺,配置独特的分级组合式富氧燃烧器,使废渣液焚烧更彻底、更充分、更高效、更环保,还能减少或免除对优质天然气燃料的依赖。(2)分级多枪燃烧可控制主燃烧区的燃烧温度,防止主燃区炉内衬高温烧损的老大难问题。(4)富氧焚烧时所需的富氧空气量和燃烧烟气量大幅减少,配置较小的设备和系统就能达成相同废渣液量的处理目标,装置设备和建设投资、运行成本大幅下降。(5)绝热的炉型结构,规避了水冷壁式焚烧炉对循环工质的大热量传递问题,使焚烧炉内温度场更均匀,出口炉温更容易保证,消除了依赖天然气辅助保温的无赖之举。(6)余热锅炉通过大炉膛+炉内凝渣屏、大节距板式对流受热面设置,解决了高含盐PTA废渣液焚烧易结渣、易堵灰问题,保障了余热锅炉长周期稳定运行,三级冷渣装置和空气夹套起到了抓大不放小作用,实现了装置热回收效率最大化。当然,本申请的任一技术方案并不一定同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是根据本申请一个实施例的PTA废渣液富氧焚烧及热回收系统的结构示意图。
图2是根据本申请一个实施例的多枪分级组合式富氧燃烧器的俯视示意图。
图3是根据本申请一个实施例的天然气富氧燃烧器的正视示意图。
图4是根据本申请一个实施例的天然气富氧燃烧器的俯视示意图。
图5是根据本申请一个实施例的PTA废渣液富氧燃烧器的正视示意图。
图6是根据本申请一个实施例的PTA废渣液富氧燃烧器的俯视示意图。
其中,1-天然气富氧燃烧器;2-PTA废渣液富氧燃烧器;3-焚烧炉壳体;4-焚烧炉内衬;5-焚烧炉空气夹套;6-连接烟道;7-余热锅炉炉膛;8-炉膛凝渣屏;9-过热器;10-蒸发屏;11-高温省煤器;12-出口烟道;13-溜渣槽;14-双轴冷渣机;15-滚筒冷渣机;16-天然气控制阀;17-废液控制阀;18-PTA废液雾化介质控制阀;19-富氧空气控制阀;21-第一富氧空气启闭阀;22-第二富氧空气启闭阀;31-天然气喷枪;32-第一富氧内套喷枪;33-第一富氧外环喷枪;34-天然气燃烧器壳体;41-PTA废渣液喷枪;42-雾化介质喷枪;43-第二富氧内套喷枪;44-第二富氧外环喷枪;45-PTA废渣液燃烧器壳体。
具体实施方式
下面结合本申请的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例,旨在用于解释发明构思。基于本申请的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
描述所用术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。
描述所用术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。术语“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
除非另有明确的规定和限定,描述所用术语“相连”、“连通”等应做广义理解,例如,可以是固定连接、可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接、电连接;可以是直接相连、通过中间媒介间接相连;可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在实施例中的具体含义。
除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“之上”、“之下”或“上面”,可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”或“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”或“下面”,可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之下”、“下方”或“下面”可是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
描述所用术语“一个具体实施例”意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
参考图1和图2,本申请的一个具体实施例提出了一种PTA废渣液的富氧焚烧及热回收系统,所述系统包括富氧燃烧系统、绝热型焚烧炉装置、余热锅炉系统、冷渣系统。所述富氧燃烧系统包括多枪分级组合式富氧燃烧器及与其配套的管系及控制阀,多枪分级组合式富氧燃烧器包括天然气富氧燃烧器1和PTA废渣液富氧燃烧器2,辅助天然气管道中设有天然气控制阀16,PTA废渣液管道中设有废液控制阀17,PTA废渣液雾化介质管道中设有PTA废液雾化介质控制阀18,富氧空气管道中设有富氧空气控制阀19,富氧空气控制阀19下游设有并联的第一富氧空气启闭阀21和第二富氧空气启闭阀22。在天然气辅助下,富氧燃烧系统协调完成废渣液的高效焚烧处理并将绝热型焚烧炉装置的燃烧区温度控制在1150℃~1250℃。
所述多枪分级组合式富氧燃烧器中天然气富氧燃烧器1设置为单只,布置在中心位置。PTA废渣液富氧燃烧器2设置为多只,视PTA废渣液的具体成份、热值核算,以分布半径R1环绕均布在天然气富氧燃烧器1的外围。优选的,PTA废渣液富氧燃烧器2选取设置6~10只。PTA废渣液富氧燃烧器2出口聚拢偏向天然气富氧燃烧器1的方向,与竖直方向存在α角度,α优选为5°~15°。
参考图1、图3和图4,本申请的一个具体实施例提出了一种PTA废渣液的富氧焚烧及热回收系统的天然气富氧燃烧器1,所述天然气富氧燃烧器1由中心向外周包括天然气喷枪31、第一富氧内套喷枪32、第一富氧外环喷枪33、天然气燃烧器壳体34。天然气富氧燃烧器1还设置有辅助器件,例如点火枪、火焰检测器和/或保护风嘴等。所述天然气喷枪31设置为单只,布置在天然气富氧燃烧器1的中心,天然气喷枪31中气流速控制在15~30 m/s。在天然气喷枪31的外管包裹设置第一富氧内套喷枪32,第一富氧内套喷枪32中气流速控制在40~70 m/s。第一富氧外环喷枪33以分布半径R2间隔60°环绕均布在天然气喷枪31和第一富氧内套喷枪32的外围,设置数量为6只,第一富氧外环喷枪33中气流速控制在70~150 m/s。
参考图5和图6,本申请的一个具体实施例提出了一种PTA废渣液的富氧焚烧及热回收系统的单只的PTA废渣液富氧燃烧器2,所述PTA废渣液富氧燃烧器2由中心向外周包括PTA废渣液喷枪41、雾化介质喷枪42、第二富氧内套喷枪43、第二富氧外环喷枪44、PTA废渣液燃烧器壳体45。PTA废渣液富氧燃烧器2还设置有辅助器件,例如保护风嘴等。所述PTA废渣液喷枪41设置为单只,布置在PTA废渣液富氧燃烧器2的中心。在PTA废渣液喷枪41外依次包裹设置雾化介质喷枪42、第二富氧内套喷枪43,第二富氧内套喷枪43中的气流速控制在40~70 m/s。第二富氧外环喷枪44以分布半径R3间隔60°环绕均布在PTA废渣液喷枪41的外围,优选设置数量为6只,第二富氧外环喷枪44的气流速控制在50~100 m/s。
参考图1,本申请的一个具体实施例提出了一种PTA废渣液的富氧焚烧及热回收系统,天然气富氧燃烧器1外围的6只第一富氧外环喷枪33和PTA废渣液富氧燃烧器2外围的6只第二富氧外环喷枪44间隔分成第1组和第2组,其中一组与第一富氧空气启闭阀21控制的管线相连,另一组则与第二富氧空气启闭阀22控制的管线相连。
实际操作时,当废渣液处理量在50%~110%负荷波动时,通过调节天然气控制阀16、废液控制阀17、PTA废液雾化介质控制阀18、富氧空气控制阀19、以调节所需富氧量和辅助天然气量。当实际负荷小于50%设计负荷时,关闭第一富氧空气启闭阀21或第二富氧空气启闭阀22,解列两组中的一组第一富氧外环喷枪33和第二富氧外环喷枪44,进而实现多枪分级组合式富氧燃烧器的大调节比和兼容性目标。
针对处理不同的废渣液量,优选的,对3~5t/h小处理量PTA废渣液,设置1只天然气富氧燃烧器1和3只PTA废渣液富氧燃烧器2;对5~10t/h中等处理量PTA废渣液,设置1只天然气富氧燃烧器1和6只PTA废渣液富氧燃烧器2;对10~15t/h及以上大处理量PTA废渣液,设置1只天然气富氧燃烧器1和6~10只PTA废渣液富氧燃烧器2。
分布半径R1、R2、R3同样是本申请的关键参数之一。R1是PTA废渣液富氧燃烧器2的分布半径,R1的数值设计须结合焚烧炉容量和空间尺寸确定,优选的取值范围为300~800mm,可以保证燃烧火焰在炉膛内的充满度而又不贴炉壁并兼顾多枪分级火焰相互支撑而又不造成干扰。R2是天然气富氧燃烧器1中第一富氧外环喷枪33的分布半径,R2优选的取值范围80~300mm。R3则是PTA废渣液燃烧器2中第二富氧外环喷枪44的分布半径,R3优选的取值范围100~200mm。R2、R3的数值设计须结合废渣液的成份特性、含水率、热值特性,经反复试验确定,以控制烟气内循环倍率在1.3~1.6之间,实现燃“中温”和低氮燃烧。
为保证焚烧炉内高温区温度及烟气停留时间,最大限度地减少天然气消耗,本申请采用立式圆筒绝热型焚烧炉装置。焚烧炉装置包括焚烧炉壳体3,焚烧炉壳体3内侧为焚烧炉内衬4,焚烧炉壳体3外侧为焚烧炉空气夹套5,焚烧炉装置下部与连接烟道6连通,焚烧炉装置底部与排渣装置连接。
焚烧炉壳体3顶部为椭球形封头,方便挂砖并形成牢固的拱顶结构。焚烧炉装置中段为圆柱体炉身,下部为连接烟道,底部为炉底,炉底前倾3°~5°以方便熔融渣的流动汇聚和排出。在炉底前端设置有排渣口和水冷的溜渣槽13,排渣接入两级冷渣装置。焚烧炉壳体3材质选用普通碳素钢Q235B或低合金钢Q355;为抵御炉内高温烟气烧损炉壳,炉内设置总厚度350mm的炉衬材料,由内往外分别是150mm的耐火砖、100mm的轻质保温砖、99mm的耐火陶瓷纤维板和1mm的防腐涂料层,将焚烧炉壳体3的壁温控制在150℃~180℃,以防止烟气低温露点腐蚀。
PTA废渣液含有较高浓度的钠、溴离子及少量的钴、锰催化剂残渣和部分有机物,高温焚烧后形成熔融态Na
由于焚烧炉壳体表面温度在150℃~180℃之间,为减少散热损失和防止人员烫伤,在焚烧炉壳体3外设置有焚烧炉空气夹套5,采用强制通风方式回收夹套内散失的热量,使焚烧炉空气夹套5的外壳温度保持在60℃以下。因富氧焚烧炉内过量空气系数控制较低,装置出口处排烟氧含量低于6%~15%的标准要求,其可将空气夹套抽出的温风掺入排烟调节装置,保证排烟温度和含氧量达标排放。
所述热回收系统包括余热锅炉和冷渣装置。余热锅炉包括余热锅炉炉膛7、炉膛凝渣屏8、过热器9、蒸发屏10、高温省煤器11等受热面结构。余热锅炉热回收装置回收90%以上的热量。余热锅炉通过下部的连接烟道6与焚烧炉装置的下部相连,炉底前倾5°~8°,以下跃台阶或沿伸斜面形式与焚烧炉底共同形成排渣池炉底,余热锅炉炉底视参数状态,炉底水冷壁采用熔敷堆焊方式保护,防止熔融盐腐蚀,堆焊材料为316L耐热合金,堆焊熔敷厚度2mm~2.5mm。
本申请采用富氧燃烧工艺,余热锅炉无需配置换热能力弱、体积庞大的空气预热器受热面,简化了烟风行程,大大降低了尾部受热面钢材耗量。针对PTA废渣液和焚烧烟气特性,余热炉设计为大炉膛+炉膛凝渣屏结构,炉膛容积热负荷控制在220KW/m
本申请设置水冷的溜渣槽13、双轴冷渣机14、滚筒冷渣机15三级冷渣装置,将排渣温度从1100℃降至100℃以下,排渣热损失从6%降低0.5%。循环冷却水为余热锅炉补充除盐水,补充除盐水分三路并联分别进入溜渣槽、双轴冷渣机、滚筒冷渣机,回收排渣余热后,汇集进入热力除氧器,降低除氧蒸汽消耗,实现排渣热回收目标。
本申请技术方案的原理解释包括:(1)理论研究和工程实践表明,富氧浓度在23%~30%范围内,对提高燃烧温度较有效,当氧浓度>30%以后,燃烧温度提高速率放缓,而过高的氧浓度容易烧毁焚烧炉的砖衬结构,危及焚烧炉运行安全。故本申请选取助燃剂氧浓度为25%~40%的富氧。富氧燃烧能有效改善PTA废渣液的燃烧条件,消除火焰根部的黑焰区,废渣液焚毁更彻底、更充分;富氧燃烧能实现辅助天然气燃料的大幅降低甚至消耗量可忽略;富氧燃烧能缩小和简化焚烧装置系统配置,降低投资成本,提高装置运行的稳定性、可靠性和经济性。
本申请燃烧器配置废渣液富氧燃烧器和天然气富氧燃烧器,通过独特的结构和性能设计,实现废渣液和天然气的快速着火、分级供风、分级燃烧、富氧卷吸炉内烟气形成烟气内循环,分散火焰中心区域,降低焰芯温度,抑制NOx的生成,实现高效、低氮燃烧。富氧来源方式灵活,可利用工厂已有的空分或PSA变压吸附制氧装置的裕量掺混提供,也可独立配置膜法制富氧设备供应。
以容量7t/h的废渣液焚烧装置为例,若选用30%浓度的富氧作为助燃剂,在焚烧炉高温段温度≧1100℃、停留时间≧2的条件下,助燃剂30℃常温时,所需富氧量约11400Nm
从上面的数据比较不难发现,采用富氧工艺除可优化焚烧效果,降低高品质天然气消耗外,还可大幅缩小装置及配套设施的体积,减少建设和运营投资,具有很好的技术经济性和市场竞争力。
(2)焚烧系统配置分级组合式燃烧器,组合式燃烧器包括启动天然气富氧燃烧器和废渣液富氧燃烧器,天然气富氧燃烧器布置在组合燃烧器的中心区域,废渣液富氧燃烧器围绕天然气富氧燃烧器作环绕布置,废渣液富氧燃烧器的数量视废渣液处理量分多只设置。
天然气富氧燃烧器中心设置天然气枪,天然气枪外包裹富氧内套喷枪,为加强富氧与天然气快速均匀混合,富氧内套喷枪设置为高速直流结构,喷口流速40~70 m/s。在富氧内套喷枪外一定间距环绕设置多只富氧外环喷枪,实现天然气的分级供风和分级燃烧;富氧外环喷枪为高速直流射流,喷口流速70~150 m/s,高速射流形成负压回流区,强化富氧与燃气的混合,卷吸周围低温烟气形成烟气内循环,降低火焰中心温度,抑制NOx的生成。
废渣液富氧燃烧器中心设置废渣液喷枪,废渣液喷枪外包裹雾化介质喷枪,雾化介质喷枪末端采用缩径结构,以保证雾化质量,废渣液采用蒸汽或压缩空气作为雾化介质;在雾化介质喷枪外再包裹富氧内套喷枪,富氧内套喷枪采用高速直流方式,喷口流速40~70 m/s。在富氧内套喷枪外一定间距设置多只富氧外环喷枪,实现废渣液的分级供风和分级燃烧;富氧外环喷枪为高速直流射流,喷口流速50~100m/h,高速射流形成负压回流区,强化富氧与废渣液雾的混合,卷吸周围低温烟气形成烟气内循环,降低火焰中心温度,抑制NOx的生成。
(3)为保证焚烧炉内高温区温度及烟气停留时间,最大限度地减少天然气消耗,本申请焚烧炉采用立式圆筒形绝热炉形式。焚烧炉由炉壳体、焚烧炉内衬、空冷夹套、连接烟道、排渣装置等组成。为抵御炉内高温烟气烧损炉壳,炉内设置有耐火层、轻质保温层、陶瓷纤维板绝热层和防腐涂料层多层结构,将炉壳金属壁温控制在150℃~180℃,防止烟气低温露点腐蚀。
结合PTA废渣液含有较高浓度的钠、溴离子及少量的钴、锰催化剂残渣和部分有机物,高温焚烧后形成熔融单盐和混合盐,液态熔融盐对耐火材料和碳钢有很强的腐蚀性,故选择抗腐蚀很好的铬刚玉砖作为耐火内衬工作层,并严格控制铬刚玉砖的化学成份和理化指标。
由于焚烧炉壳体表面温度在150℃~180℃之间,为减少散热损失和防止人员烫伤,在焚烧炉壳体外设置有空气夹套,采用强制通风方式回收夹套内散失的热量,使夹套外壳温度保持在60℃以下。
(4)本申请的热回收系统包括余热锅炉和冷渣装置,余热锅炉为主要的热回收装置,90%以上的热量回收在此完成。余热炉通过下部连接烟道与焚烧炉下部相连,炉底前倾5°~8°,以下跃台阶或沿伸斜面形式与焚烧炉底共同形成排渣池炉底。
余热锅炉包括余热锅炉炉膛、炉膛凝渣屏、过热器、蒸发屏、高温省煤器等受热面和一些辅助结构。如前所述,本申请为富氧燃烧工艺,余热锅炉无需配置换热能力弱、体积庞大的空气预热器受热面,简化了烟风行程,大大降低了尾部受热面钢材耗量。针对PTA废渣液和焚烧烟气特性,余热炉设计为大炉膛+炉膛凝渣屏结构,控制炉膛出口烟温在700℃以下,避免低熔点碱渣在后续行程对流受热面上的凝结,造成结渣和腐蚀;对流受热面设计为大节距板式结构,避免积灰和堵灰。通过受热面的配置,余热锅炉将入口1100℃的高温烟气降至约220℃进入SCR脱硝反应器,在SCR反应器出口设置低温省煤器进一步回收烟气余热,将烟温降至135℃,排烟与空气夹套抽出的温风进行混合调氧调温,保证烟气含氧量在6%~15%范围内达标排放。
富氧燃烧工艺节省了天然气的消耗,入炉燃料综合热值变低,排渣热损失份额增大,如果不回收这部分热量,会造成较高的排渣热损失。鉴于此,本申请设置水冷溜渣槽、双轴冷渣机、滚筒冷渣机三级冷渣装置,将排渣温度从1100℃降至100℃以下,排渣热损失从6%降低0.5%。循环冷却水为余热锅炉补充除盐水,补充除盐水分三路并联分别进入溜渣槽、双轴冷渣机、滚筒冷渣机,回收排渣余热后,汇集进入热力除氧器,降低除氧蒸汽消耗,实现排渣热回收目标。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制。在不脱离本申请精神和范围的前提下,本申请还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本申请范围内。
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