化工厂吹风气回收装置所产高压蒸汽再利用

化工厂吹风气回收装置所产高压蒸汽再利用摘要：造气吹风气中不仅含有大量的co、ch4、h2等可燃气体，而且还有大量的co2和少量的h2s或sox等污染物，如直接排放不仅造成能源的浪费，同时也污染了环境。

吹风气余热发电项目是将吹风气经回收装置回收燃烧热副产的过热蒸汽先驱动汽轮机背压
发电后作为工艺用汽。

即节能降耗又降低企业的生产成本从而提高企业的经济效益。

关键词：造气吹风气；汽轮机；余热发电；节能降耗
1 余热发电项目的概述
山西天泽集团永丰化肥有限公司是以无烟煤为原料，采用固定层煤气发生炉生产原料气，以生产合成氨、尿素为主的化工生产企业。

固定层煤气发生炉是采用空气为气化剂，在生产原料气的同时会产生大量吹风气，该造气吹风气中不仅含有大量的co、ch4、h2等可燃气体，而且还有大量的co2和少量的h2s或sox等污染物，如直接排放不仅造成能源的浪费，同时也污染了环境。

为此，山西天泽集团永丰化肥有限公司在进行年产20万吨甲醇项目调整为年产18万吨合成氨、30万吨尿素副产甲醇工程的建设中配套建设了两套吹风气回收装置，副产的3.9mpa次高压蒸汽经减温减压后进入生产系统蒸汽管网，供生产使用。

为贯彻落实国家”十一五”建设节约型社会的要求，进一步作好节约挖潜、节能降耗工作，降低企业的生产成本，提高经济效益，山西天泽集团永丰化肥有限公司6mw余热发电项目是将吹风气经回
收装置回收燃烧热副产的3.9mpa过热蒸汽先驱动汽轮机背压发电后作为工艺用汽。

本发电项目安装1台6mw背压发电机组，年运行时间以8000h计，机组全负荷运行时项目年发电量可达4080万kwh。

2 项目建设概况
2.1项目建设内容
本项目是在原有工艺基础上技改项目。

项目包括吹风气收集系统、发电系统、电气上网系统及控制系统等，各个系统采用模块化设计，并由计算机自动控制其运行。

本发电项目安装1台6mw背压发电机组。

2.2工艺流程简述
来自造气工段的约200℃的吹风气经旋风除尘器除尘后，与约400℃的高温空气混合，送入燃烧炉燃烧。

为保证吹风气正常燃烧，将合成氨的放空气经洗氨后的尾气(简称“弛放气”)与约150℃低温空气混合，送入燃烧炉的燃烧喷头燃烧，作长明火助燃的作用。

吹风气燃烧后产生900℃以上的高温烟气。

热烟气进入联合式余热锅炉，首先进入高温空气预热器将150℃空气加热至约400℃，再进入蒸汽过热器，将3.9mpa的饱和蒸汽过热至450℃（蒸汽送入中压蒸汽总管驱动汽轮机发电后降为0.6mpa的蒸汽，送入低压蒸汽管网供生产使用），烟气温度降至650℃,进入余热锅炉汽化段,产生3.9pa的饱和蒸气。

出余热锅炉的烟气(约220℃)先经余热锅炉的省煤器，再经低温空气预热器,将鼓风机送来的常温空气预热至150℃左右后送入高温空气预热器和点火器内,此时烟气温度进一
步降至140～150℃，由引风机送入水帘除尘器除尘后经烟囱排空。

汽轮发电机组所发10.5kv电并入厂区内110kv变电所变压后上网。

生产工艺流程图见下图
2.3废气主要污染防治措施
燃烧炉烟气：采用多管旋风除尘器+水帘除尘器治理，除尘效率达到99%以上，脱硫效率达到20%以上。

多管旋风除尘灰储存、输送粉尘：每套旋风除尘器的下灰点设喷淋洒水抑尘装置，采用封闭车辆运输。

2.4废水主要污染措施
本项目产生的废水排入厂区污水处理站，采用mbr处理工艺处理后用于造气循环水补充水损耗水，不新增污水。

3数据结果分析
3.1监测结果及分析
分析方法一览表
分类序号项目名称分析方法方法来源
废气 1 so2 定电位电解法hj/t57-2000【1】
2 烟尘重量法gb5468—91【2】
3 co 非分散红外法gb9801--88【3】
4 nox 定电位电解法《空气和废气》第四版【4】
结果数据表
监测点位
及污染物监测结果排放
总量
（t/a）标准值【5】
排放浓度
（mg/m3）排放速率
（kg/h）排放浓度mg/m3 排放速率kg/h
范围均值范围均值
吹风气烟尘37.5-41.3 39．2 4.03-4.39 4．20
30.2 120 23
so2 60-64 61 6.42-6.74 6．53 47.0 550 15
nox 80-85 83 8.67-9.20 8．88 -- 240 4．4
co 9-12 11 0.947-1.50 1．18 -- -- 160
备注：年运行时数为300天，日生产时数为24小时。

由以上数据可以看出，吹风气回收系统所产生的烟尘、二氧化硫的排放浓度和排放量以及一氧化碳排放量均达标，达标率100%。

污染物排放变化情况
污染物类别吹风回收装置的总量控制指标（t/a）【6】最
终排放量
（t/a）消减量
（t/a）
烟（粉）尘47.4 30.2 17.2
so2 88.2 47.0 41.2
4结束语
1吹风气是以煤炭为原料的化肥企业生产中必需排放的废气，同时也是一种可回收利用的宝贵资源，本项目的建设减少了污染物的排放，又回收利用了资源。

（2）吹风气回收装置中的燃烧炉为吹风气燃烧炉第二代，即上燃改进式或中燃式，减小了煤气炉送吹风阶段的阻力，且吹风气燃烧更为完全，公司采用第二代吹风气余热锅炉已有多年的操作管理经验，可以时其安全稳定运行，减少运行不稳定而导致吹风气排放所造成的环境污染。

（3）本发电项目将吹风回收装置副产的3.9mpa蒸汽通过汽轮机做功发电降低其压力至符合生产工艺要求压力，相比直接将蒸汽减温减压达到生产工艺要求压力，对其能源回收的更彻底。

（5）本项目建成后每年可发电4080万kwh，可减轻当地环境污染以及减少煤炭使用量，减少因煤炭开采带来的生态破坏。

（6）本项目建成后回收利用吹风气回收装置余热每年可发电4080万kwh，与原项目相比，可减少烟尘排放量17.2t/a，so2排放量41.2t/a。

项目建成后，可减轻化肥公司对当地环境的污染。

综上所述，本工程采取了可靠的回收工艺，设备选型满足生产需要，自动化控制较好，生产安全可靠，能有效地减少污染事故的发生，符合清洁生产原则。

参考文献：
【1】吹风气回收装置气体流程改进包友兴金沛灿《小氮肥》1994年10期
【2】吹风气余热回收装置设计综述黄淑玲单月惠《化工设计通讯》 1996年01期
【3】我厂吹风气余热回收装置的设计及实践《小氮肥设计技术》 1994年04期
注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。