王新军(东营海德新材料有限公司安全生产部，山东 东营 257400)

1 引言

本方案主要用于釜残液的焚烧处置，釜残液是由丙烯酸丁酯生产过程中产生的粘稠釜残掺入生产过程的废水制成的，将釜残液直接喷入焚烧炉内燃烧，燃烧后的高温烟气进入余热锅炉，加热炉内的导热油，提供生产所需热量的85%左右。其中一部分导热油热量作为蒸汽发生器热源产生蒸汽用于生产。本方案需要建造釜残液焚烧炉一座和购置内附导热油盘管的余热锅炉一座。焚烧炉设计为卧式结构，按照三“T”原则设计，釜残液经蒸汽雾化喷入焚烧炉内，保证其在适宜的温度下完全燃烧(1100℃以上)，并且停留足够长时间(大于2s)，从而使烟气中的有机物充分燃烧分解，达到排放标准要求。整个系统由焚烧炉(炉体、通风系统、循环烟气系统、釜残液燃烧系统、检测自动控制系统)、余热锅炉(内附导热油盘管)和蒸汽发生器组成。

2 工艺设计说明及系统组成

2.2.3 循环烟气系统

焚烧炉设置循环烟气系统，利用离心风机将余热锅炉后的低温低氧烟气抽出后，再通过管道及手动间门后再送入焚烧炉后段将低温烟气送入焚烧炉内可以降低炉内温度，增强炉内气流扰动，降低炉内氧浓度，减少燃烧时产生的NOx量。

2.2.4 釜残液燃烧系统

釜残液燃烧系统由釜残液输送管路系统、炉体管道系统和雾化蒸汽管道系统组成。罐内搅抖均匀的釜残液通过涡流泵(一用一备)抽出后加压送至焚烧炉前，为维持稳定燃烧，釜残液输送管路设置有回油管路，泵送到炉前多余的釜残液通过回油管路仍送回釜残液罐，供由压力通过控制回液阀门调节。炉体管道系统由炉体釜残液管道、调节阀门及喷枪组成。由管道输送到炉前的釜残液通过炉体管道，由阀门自动调节后分别进入釜残液喷枪，雾化后喷入炉内燃烧。釜残液分两组分别沿一定角度喷入炉内，每组设两支喷枪，每支枪处理能力为800kg/h。因现场蒸汽压力为0.5MPa，相对较低，小规格喷枪能获得更好的雾化效果，从而缩短燃烧时间，提高燃烧效率[2]。喷抢采用釜残液专用二流体喷枪，高压蒸汽雾化，雾化后颗粒小于100μm，可在极短时间内燃烧，减少残炭的生成。由管道送来的蒸汽通过管道、电动阀门、手动阀门后进入釜残液喷枪，作为釜残液雾化介质使用。本系统可配置引燃燃烧机，可将燃烧机安装于炉端墙，或仍采用木柴点燃传统点炉工艺。

2.2.5 检测自动控制系统

系统采用集散控制(DCS)，西门子1500 系列IC 为控制核心，用工业计算机为工作站，实现焚烧炉运行过程中的温度、压力、气氛、报警、安全连锁等进行自动控制。通过专用控制软件，操作者可在工控机上实现对焚烧炉的操作控制。沿长度方向，炉内设两个测温点，用热电偶对炉内温度进行实时测量，并将数据上传至工控机上实时显示并记录。在釜残液输送总管上安装电动调节阀、气动切断阀、手动阀和楔形流量计，进入焚烧炉的釜残液总量由电动阀调节控制，并实时进行流量测量。经过调节后的釜残液通过管道分成两路，分别进入四支喷枪。进入每个喷枪的釜残液通过手动阀门调节平衡。工控机中安装专用控制和管理软件，能实现各类实时数据采集和管理、模拟工艺画面运行、报警记录、历史记录曲线查询、报表打印等各类任务[3]。控制软件功能全面，界面操作方便[4]，具有较强的适应性，能满足釜残液焚烧工艺要求。对操作人员进行分类设置，开放不同使用权限，保护系统运行安全。

2.2.6 余热锅炉

由内附有导热油盘管的主体、循环系统、仪表阀门、循环泵、注油泵组成。

2.1 工艺设计说明

釜残液焚烧炉采用卧式结构，末端与余热锅炉进气口连接。焚烧炉内釜残液烧产生的高温烟气直接进入余热锅炉[1]，进行余热回收。釜残液分两次同时从焚烧炉两侧墙喷入炉内，助燃风同样分两次供入，两次送入炉内的风量按比例设置，分别在炉内形成富氧区、贫氧区和燃尽区，通过控制炉内温度分布及含氧量，以尽量减少NOx的生成量。从余热锅炉后将已降温至200℃的烟气利用循环风机再次抽回并送入焚烧炉内设定部位，可以起到降低炉温、降低炉内氧含量、减少NOx生成的作用。本方案中暂未考虑脱硝措施，只从燃烧角度考虑尽量减少NOx的生成。需要时，可以向焚烧炉内喷入还原剂，将NOx还原。

2.2 系统组成

整个系统由焚烧炉(炉体、通风系统、循环烟气系统、釜残液燃烧系统、检测自动控制系统)、余热锅炉(内附导热油盘管)和蒸汽发生器组成。

2.2.1 炉体

焚烧炉炉体设计为卧式，釜残液从两侧墙喷入，在炉内完全燃烧后通过末端排烟口进入余热锅炉。焚烧炉采用复合结构，外部为型钢和钢板制成的整体框架，牢固耐用。内部耐火炉衬与钢结构相连锚固，避免炉墙内倾，烧炉钢板内壁采用防露点腐蚀处理，增强钢板抗腐蚀能力。炉墙耐火材料分别由刚玉增强浇注料、刚玉莫来石质浇注料、轻质浇注料和硅钙板组成，莫来石结合刚玉质浇注料耐蚀性和高温强度好，且浇注料施工周期短。焚烧炉采用平顶结构与部分拱顶结构相结合，由重质浇注料、轻质浇注料和陶瓷纤维组成，吊挂于炉顶钢结构上，整体高强度、低蓄热，同时具有较好的密封性。在焚烧炉内设置蓄热挡墙，可以增强气流扰动，使烟气燃烧更完全。在炉墙下部设两个检修人孔，便于内部检查修。在炉墙底部设溢流口，正常处于封闭状态，打开时可以让炉内液态融盐在线流出。炉体设有安全防爆装置，保障设备安全运行。炉体下部设检修孔，炉体设直梯，操作人员可上炉顶进行检修。分烧炉配移动平台一个，便于操作检修。

2.2.2 通风系统

釜残液焚烧需要大量氧气，系统配高压助燃风机一台，将新 空气通过管道、阀门及进风口后送入炉内。助燃风分两次送入，一次风和两次风按比例设置，分别由电动阀门控制，以在炉内形成完全燃烧区和还原区，尽量降低氨氧化物的生成。进风口在两侧炉墙设置，高速喷入的空气与炉内气流形成强烈湍流，强化烟气混合，提升釜残液燃烧效果。助燃风机采用变控，配消音减震装置。

3 结语

在丙烯酸生产过程中产生的釜残和废水都是危废，都会对环境造成污染。将废水掺入粘稠的釜残中制成釜残液，利用本釜残液焚烧处置方案的工艺，将釜残液焚烧处置烟气达标排放，不仅减少了环境污染，还为生产提供了85%左右的热量，既保护了环境又使资源得到了综合利用。