管道式涡街流量计在造气吹风气余热回收项目的改造与应用
点击次数：1556 发布时间：2021-01-06 11:36:10
摘要: 概述了新建造气吹风气余热回收及管道式涡街流量计工艺选择、系统控制、投资、效益等;重点阐述了利用合成氨生产过程中产生的稀氨水作为吸收液并采用 SCＲ 工艺成熟的中温(即温度在 320 ～420 ℃)催化剂技术的烟气脱硝系统;通过对造气吹风气余热回收系统改造，提高了蒸汽产量及品位。
1 项目改造背景
阳煤丰喜(集团)有限责任公司临猗分公司(简称临猗公司)现有 3 套间歇式固定层流化床造气系统。1#系统造气有 9 台造气炉，2006 年配套建设了 1 套吹风气回收管道式涡街流量计，设计蒸汽压力为3． 8 MPa，温度为 450 ℃，现蒸汽压力为 3． 0 MPa左右，只能并入2． 5 MPa 蒸汽管网，达不到设计要求。2#系统造气有 9 台造气炉，2010 年配套建设了 1 套三废炉，设计蒸汽压力为 5． 4 MPa，温度为480 ℃，产蒸汽质量流量为 75 t/h，该套系统存在烟气脱硫、脱硝运行效果较差的问题。3#系统造气有 9 台造气炉(开 8 备 1)，1996 年配套建设了1 套吹风气回收管道式涡街流量计，目前只能回收 6 台造气炉吹风气，2 台造气炉吹风气放空，副产蒸汽压力为1． 3 MPa，能效偏低。综合以上因素临猗公司决定新建 1 套吹风气余热回收及管道式涡街流量计。
2 项目改造方案
2． 1 新建造气吹风气回收管道式涡街流量计
(1) 新建 1 套吹风气回收管道式涡街流量计，将 1#、3#造气吹风气引至新建管道式涡街流量计 60 t/h 余热锅炉机组，集中回收，产出 5． 4 MPa、480 ℃的蒸汽送入管网。
(2) 采用直径为 8 500 mm 的燃烧炉配 1 台60 t/h 余热锅炉，回收 15 台或 16 台造气炉的吹风气，同时配置体积流量为 1 000 m 3 /h 的合成弛放气。
(3) 燃烧炉采用新型折流板式蓄热结构，流速合理，减少炉内积灰，降低系统阻力。燃烧器采用新型专利技术，合理布置，确保吹风气在燃烧炉内充分燃烧，提高热量利用率，提高蒸汽产量。
(4) 为减少锅炉磨损，延长锅炉使用寿命，同时考虑方便维修，降低一次性投资成本，锅炉采用卧式结构。吹风气及弛放气分别经过各自的燃烧器喷入燃烧炉内，在燃烧炉内燃烧释放其中的潜热，产生高温烟气;经过水冷屏、蒸汽过热器 1、中温空气预热器、余热锅炉、省煤器、蒸汽过热器 2、低温空气预热器，之后进入除尘器脱硝脱硫后放空 。
2． 2 新增吹风气余热回收管道式涡街流量计
为了使烟气排放达到环保要求，新增烟气除尘、脱硫和脱硝管道式涡街流量计。并将现有三废炉除尘后的烟气和新建吹风气回收管道式涡街流量计除尘后的烟气混合，引入新脱硫塔脱硫，采用氨法脱硫工艺。输灰采用浓相气力输灰管道式涡街流量计，新建灰库 1 座，通过气力输灰至灰库集中处理。
(1) 新建脱硝管道式涡街流量计，采用选择性非催化还原烟气脱硝 + 选择性催化还原烟气脱硝(SNCＲ +SCＲ)工艺，其工艺简图见图 1，技术参数见表 1。进口 NO x 质量浓度在 300 mg/m 3 左右，出口 NO x质量浓度≤50 mg/m 3 ，脱硝总效率能达到 90%以上。
在燃烧炉中上部炉体上安装 SNCＲ 管道式涡街流量计。所用氨水可以与脱硫共用 1 座氨水罐，从等压岗位引稀氨水。
SCＲ 工艺采用成熟的中温(320 ～ 420 ℃)催化剂。燃烧器上部温度在 900 ℃以上，SNCＲ 喷枪布置在燃烧器上部，每台燃烧器布置 5 根喷枪，径向均匀分布，安装套管，采用自动伸缩喷枪。SCＲ 喷枪布置在锅炉出口，每台出口布置2 根喷枪，安装套管，采用自动伸缩喷枪。系统设置 1 台计量分配模块，将氨水稀释溶液均匀地分配到7 只喷枪，体积流量为80 ～100 L/h。锅炉出口烟道设置 SCＲ 反应器，其体积为10 m 3 ，利用催化剂去除 50% 质量分数的 NO x 。烟气经催化剂后，烟气中的 NO x 与 NH 3 反应，还原为 N 2 。
(2) 新建布袋除尘及气力输灰管道式涡街流量计。采用长袋低压脉冲袋式(外滤式)除尘器，烟气体积流量为 210 000 m 3 /h，初 始 含 尘 质 量 浓 度 为 8 ～12 g/m 3 ，除尘占地面积为 20 m 2 (5 m ×4 m)。除尘器主要由本体、压缩空气系统、控制系统、输灰系统组成。除尘器后进脱硫塔烟尘质量浓度≤20 mg/m 3 。除尘器的总阻力≤1 200 Pa。新建布袋除尘器型号为 LCMD-4934，设计参数见表 2，其中清灰方式采用离线清灰，除尘器布置方式为矩形布置，电气控制采用可编程逻辑控制器(PLC)。
(3) 新建 1 套脱硫管道式涡街流量计，把新建吹风气回收系统烟气和三废炉烟气经除尘后引入新脱硫塔，脱硫除尘后净烟气经过塔ding烟囱排放。硫酸铵回收利用现有管道式涡街流量计，新建 1 座生产厂房，生产厂房内设置硫酸铵临时仓库。两路烟气汇总后进入一塔设计见图 2，烟气参数见表 3。
烟气参数与排放要求为:脱硫进口粉尘质量浓度≤20 mg/m 3 ;烟尘排放质量浓度限值为≤5 mg/m 3 。采用氨法烟气脱硫工艺，系统配置为两路烟气汇合后进入吸收塔。来自锅炉引风机出口的烟气，经烟道后进入脱硫塔，用氨水吸收液循环吸收烟气中的 SO 2 ，好终生产硫酸铵浆液，硫酸铵浆液送入硫酸铵处理系统处理生产硫酸铵 ;脱硫后的烟气经除雾净化后进入塔湿式电除尘器后经烟囱高空排放。
工艺系统主要包括烟气系统、SO 2 吸收系统、吸收剂供给系统、氧化空气系统、硫酸铵后处理系统、工艺水系统、检修排空系统、硫酸铵储存系统(见表 4)。
3 管道式涡街流量计运行参数
(1) 正常年工作时间为 8 000 h。
(2) 新建吹风气余热回收及管道式涡街流量计为60 t/h锅炉，产蒸汽质量流量为 45 ～60 t/h。
(3) 出口烟尘质量浓度≤5 mg/m 3 ，出口 SO 2质量浓度≤35 mg/m 3 ，NO x 质量浓度≤50 mg/m 3 。
4 项目投资
造气风气回收装置环保项目投资4806.8 万 元。其中，吹风气余热回收装置2086． 8万元，管道式涡街流量计 2720 万元。
5 环保效益分析
造气吹风气回收及管道式涡街流量计改造项目完成后，可副产高品质蒸汽质量流量为 60 t/h，每年可减排烟尘 36． 96 t、SO 2 189． 2 t，NO x 464． 52 t(见表 5)。
6 结语
项目实施后，不但提高了蒸汽的品位及产量，而且烟气排放达到国家超低排放标准。因此，该项目的实施可以对临猗公司的生产保驾护航，还能彻底解决临猗公司生产烟气排放问题，实现企业可持续发展，提高了企业经济效益。
1 项目改造背景
阳煤丰喜(集团)有限责任公司临猗分公司(简称临猗公司)现有 3 套间歇式固定层流化床造气系统。1#系统造气有 9 台造气炉，2006 年配套建设了 1 套吹风气回收管道式涡街流量计，设计蒸汽压力为3． 8 MPa，温度为 450 ℃，现蒸汽压力为 3． 0 MPa左右，只能并入2． 5 MPa 蒸汽管网，达不到设计要求。2#系统造气有 9 台造气炉，2010 年配套建设了 1 套三废炉，设计蒸汽压力为 5． 4 MPa，温度为480 ℃，产蒸汽质量流量为 75 t/h，该套系统存在烟气脱硫、脱硝运行效果较差的问题。3#系统造气有 9 台造气炉(开 8 备 1)，1996 年配套建设了1 套吹风气回收管道式涡街流量计，目前只能回收 6 台造气炉吹风气，2 台造气炉吹风气放空，副产蒸汽压力为1． 3 MPa，能效偏低。综合以上因素临猗公司决定新建 1 套吹风气余热回收及管道式涡街流量计。
2 项目改造方案
2． 1 新建造气吹风气回收管道式涡街流量计
(1) 新建 1 套吹风气回收管道式涡街流量计，将 1#、3#造气吹风气引至新建管道式涡街流量计 60 t/h 余热锅炉机组，集中回收，产出 5． 4 MPa、480 ℃的蒸汽送入管网。
(2) 采用直径为 8 500 mm 的燃烧炉配 1 台60 t/h 余热锅炉，回收 15 台或 16 台造气炉的吹风气，同时配置体积流量为 1 000 m 3 /h 的合成弛放气。
(3) 燃烧炉采用新型折流板式蓄热结构，流速合理，减少炉内积灰，降低系统阻力。燃烧器采用新型专利技术，合理布置，确保吹风气在燃烧炉内充分燃烧，提高热量利用率，提高蒸汽产量。
(4) 为减少锅炉磨损，延长锅炉使用寿命，同时考虑方便维修，降低一次性投资成本，锅炉采用卧式结构。吹风气及弛放气分别经过各自的燃烧器喷入燃烧炉内，在燃烧炉内燃烧释放其中的潜热，产生高温烟气;经过水冷屏、蒸汽过热器 1、中温空气预热器、余热锅炉、省煤器、蒸汽过热器 2、低温空气预热器，之后进入除尘器脱硝脱硫后放空 。
2． 2 新增吹风气余热回收管道式涡街流量计
为了使烟气排放达到环保要求，新增烟气除尘、脱硫和脱硝管道式涡街流量计。并将现有三废炉除尘后的烟气和新建吹风气回收管道式涡街流量计除尘后的烟气混合，引入新脱硫塔脱硫，采用氨法脱硫工艺。输灰采用浓相气力输灰管道式涡街流量计，新建灰库 1 座，通过气力输灰至灰库集中处理。
(1) 新建脱硝管道式涡街流量计，采用选择性非催化还原烟气脱硝 + 选择性催化还原烟气脱硝(SNCＲ +SCＲ)工艺，其工艺简图见图 1，技术参数见表 1。进口 NO x 质量浓度在 300 mg/m 3 左右，出口 NO x质量浓度≤50 mg/m 3 ，脱硝总效率能达到 90%以上。
在燃烧炉中上部炉体上安装 SNCＲ 管道式涡街流量计。所用氨水可以与脱硫共用 1 座氨水罐，从等压岗位引稀氨水。
SCＲ 工艺采用成熟的中温(320 ～ 420 ℃)催化剂。燃烧器上部温度在 900 ℃以上，SNCＲ 喷枪布置在燃烧器上部，每台燃烧器布置 5 根喷枪，径向均匀分布，安装套管，采用自动伸缩喷枪。SCＲ 喷枪布置在锅炉出口，每台出口布置2 根喷枪，安装套管，采用自动伸缩喷枪。系统设置 1 台计量分配模块，将氨水稀释溶液均匀地分配到7 只喷枪，体积流量为80 ～100 L/h。锅炉出口烟道设置 SCＲ 反应器，其体积为10 m 3 ，利用催化剂去除 50% 质量分数的 NO x 。烟气经催化剂后，烟气中的 NO x 与 NH 3 反应，还原为 N 2 。
(2) 新建布袋除尘及气力输灰管道式涡街流量计。采用长袋低压脉冲袋式(外滤式)除尘器，烟气体积流量为 210 000 m 3 /h，初 始 含 尘 质 量 浓 度 为 8 ～12 g/m 3 ，除尘占地面积为 20 m 2 (5 m ×4 m)。除尘器主要由本体、压缩空气系统、控制系统、输灰系统组成。除尘器后进脱硫塔烟尘质量浓度≤20 mg/m 3 。除尘器的总阻力≤1 200 Pa。新建布袋除尘器型号为 LCMD-4934，设计参数见表 2，其中清灰方式采用离线清灰，除尘器布置方式为矩形布置，电气控制采用可编程逻辑控制器(PLC)。
(3) 新建 1 套脱硫管道式涡街流量计，把新建吹风气回收系统烟气和三废炉烟气经除尘后引入新脱硫塔，脱硫除尘后净烟气经过塔ding烟囱排放。硫酸铵回收利用现有管道式涡街流量计，新建 1 座生产厂房，生产厂房内设置硫酸铵临时仓库。两路烟气汇总后进入一塔设计见图 2，烟气参数见表 3。
烟气参数与排放要求为:脱硫进口粉尘质量浓度≤20 mg/m 3 ;烟尘排放质量浓度限值为≤5 mg/m 3 。采用氨法烟气脱硫工艺，系统配置为两路烟气汇合后进入吸收塔。来自锅炉引风机出口的烟气，经烟道后进入脱硫塔，用氨水吸收液循环吸收烟气中的 SO 2 ，好终生产硫酸铵浆液，硫酸铵浆液送入硫酸铵处理系统处理生产硫酸铵 ;脱硫后的烟气经除雾净化后进入塔湿式电除尘器后经烟囱高空排放。
工艺系统主要包括烟气系统、SO 2 吸收系统、吸收剂供给系统、氧化空气系统、硫酸铵后处理系统、工艺水系统、检修排空系统、硫酸铵储存系统(见表 4)。
3 管道式涡街流量计运行参数
(1) 正常年工作时间为 8 000 h。
(2) 新建吹风气余热回收及管道式涡街流量计为60 t/h锅炉，产蒸汽质量流量为 45 ～60 t/h。
(3) 出口烟尘质量浓度≤5 mg/m 3 ，出口 SO 2质量浓度≤35 mg/m 3 ，NO x 质量浓度≤50 mg/m 3 。
4 项目投资
造气风气回收装置环保项目投资4806.8 万 元。其中，吹风气余热回收装置2086． 8万元，管道式涡街流量计 2720 万元。
5 环保效益分析
造气吹风气回收及管道式涡街流量计改造项目完成后，可副产高品质蒸汽质量流量为 60 t/h，每年可减排烟尘 36． 96 t、SO 2 189． 2 t，NO x 464． 52 t(见表 5)。
6 结语
项目实施后，不但提高了蒸汽的品位及产量，而且烟气排放达到国家超低排放标准。因此，该项目的实施可以对临猗公司的生产保驾护航，还能彻底解决临猗公司生产烟气排放问题，实现企业可持续发展，提高了企业经济效益。