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興罡石化設(shè)備

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產(chǎn)品知識(shí)

不完全再生催化裝置中的CO焚燒爐的節(jié)能

作者: 興罡石化設(shè)備| 時(shí)間:2017-08-01 16:09:28 | 點(diǎn)擊次數(shù):

 催化裂化裝置中催化劑的再生方式可分為完全再生、不完全再生等,也可分為一次再生、二次再生等。對(duì)于不完全再生,由于一次不完全再生煙氣中含有3%-7%的CO成分,因此整個(gè)余熱回收系統(tǒng)的任務(wù)有兩個(gè),首先是在CO燃燒爐中將CO氣體完全焚燒,使之達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),其次是在余熱鍋爐中回收熱量。

在已往的CO燃燒爐中,大多是在CO燃燒爐的頭部將一再煙氣、二再煙氣以及補(bǔ)燃燃料氣、補(bǔ)燃空氣共同通入,參見附圖1。其主要出發(fā)點(diǎn)是認(rèn)為二再煙氣中含有大量的氧氣,將二再與一再共同通入可以充分利用二再煙氣中的氧含量,可以因此而減少CO燃燒爐所需要的總供風(fēng)量以及總的燃料量。

這個(gè)觀點(diǎn)實(shí)際上是不正確的。將二再煙氣在頭部通入CO燃燒爐時(shí),雖然其中的氧氣含量得到了利用,但是,CO燃燒爐同時(shí)也不得不承擔(dān)起將二再煙氣從690℃加熱到1000℃的任務(wù),這就要求必須補(bǔ)燃額外的燃料氣并通入額外的燃料氣燃燒用風(fēng)。由于二再煙氣的氧氣含量相對(duì)較低,因此將二再通入燃燒段混燒完全有可能是得不償失的。
現(xiàn)在我們比較另外兩種不同的焚燒方式。其一,將二再煙氣完全獨(dú)立出來,二再煙氣不再進(jìn)入CO燃燒爐,對(duì)二再煙氣單獨(dú)設(shè)置余熱回收設(shè)施;其二是將二再煙氣獨(dú)立出來用于預(yù)熱CO燃燒用空氣,流程圖分別見附圖。


現(xiàn)以某廠CO燃燒爐為例分析如下,其一、二再煙氣的工藝參數(shù)分別如下:
一再煙氣量                                        119902        Nm3/Hr
一再煙氣溫度                                        500                ℃
一再煙氣中CO含量                        3.75        %
二再煙氣量                                        31253        Nm3/Hr
二再煙氣溫度                                        690                ℃
二再煙氣中O2含量                        3.76        %
出口煙氣溫度                                        1000        ℃
如果以上述具體數(shù)據(jù)作為實(shí)例,將三種不同的燃燒方式比較,其結(jié)果如下:

        方案一        方案二        方案三
        一、        二再混燒        單燒一再(二再單獨(dú)進(jìn)行余熱回收)        單燒一再(二再用于將CO燃燒爐燃燒空氣預(yù)熱至400℃)
燃料氣量Nm3/Hr        3717        3304        2407
總供風(fēng)量Nm3/Hr        498128        50378        39886

從上述計(jì)算結(jié)果可以清楚地看出:
1.        在方案一中將一再、二再通入到爐膛中共同燃燒,其結(jié)果是爐子所需要的燃料氣將大幅增加。為了保證再生煙氣在爐膛內(nèi)有足夠的停留時(shí)間,爐膛尺寸也不得不加大;

2.        在方案二中僅僅將一再通入爐膛燃燒,二再單獨(dú)進(jìn)行余熱回收。由于無須將二再加熱,因此燃料氣耗量有所降低;而由于二再中的氧氣亦未加以利用,因此,總的空氣用量將有所上升;


3.        在方案三中,僅將一再通入爐膛,與方案二不同的是將二再煙氣用于預(yù)熱CO燃燒爐用的空氣至400℃。因此CO燃燒爐的燃料量大幅度減少,從而整個(gè)燃燒用風(fēng)量也大大減少。

作為一個(gè)余熱回收設(shè)備,設(shè)計(jì)的原則應(yīng)該是盡量減少燃料的耗量。有時(shí)候煉廠的蒸汽本身就有過剩,自備電站大多以汽定電。此時(shí)多耗燃料氣也即意味著多產(chǎn)蒸汽,只能意味著浪費(fèi)。即使在煉廠蒸汽總體平衡的情況下,CO鍋爐的產(chǎn)汽增加也只意味著操作靈活性的減少。因此減少CO鍋爐的燃料耗量有著特殊的意義。另外,由于燃料氣的減少以及二再不再進(jìn)入CO燃燒爐,因此對(duì)CO燃燒爐的體積的要求也大大減少,這在新建項(xiàng)目中會(huì)大大減少CO燃燒爐的投資。在一些裝置的擴(kuò)能情況下,有時(shí)因?yàn)橥A魰r(shí)間的關(guān)系,需要加大CO燃燒爐的體積,用方案三,可以不改造CO燃燒爐。因此,方案三應(yīng)該是不完全再生的煙氣余熱回收系統(tǒng)的發(fā)展方向,在適當(dāng)條件下也應(yīng)作為其它老式余熱回收系統(tǒng)改造的選擇方案。

這個(gè)方案僅是在透平后對(duì)煙氣優(yōu)化利用的方案。實(shí)際上,對(duì)于不完全再生裝置來說,一再煙氣在透平前進(jìn)行受控燃燒,不但可以節(jié)省大量的焚燒容積,還可以大幅度提高煙機(jī)的發(fā)電能力。但是這是系統(tǒng)節(jié)能的范疇。

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