綜合混燃鍋爐在煤化工企業處理可燃廢物中的應用

王文斌

(山西晉城無煙煤礦業集團有限責任公司天溪煤制油分公司，山西 晉城 048000)

引 言

晉煤集團天溪煤制油分公司是以當地三高無煙煤為原料生產汽油的化工企業，在生產過程中，因無煙煤灰熔點高(FT>1 500 ℃)，產生的造氣爐渣、二旋飛灰和烘干細粉，具有20%～40%的含碳量；同時甲醇合成弛放氣、MTG弛放氣，除去烘干系統使用外，還有部分剩余氣體沒有被有效利用。一是為了避免造成環境二次污染，二是為了回收可利用能源，提高公司經濟效益，從根本上實現節能減排的效果，經過多方面的研究，選用了75t/h循環返燒式三廢綜合混燃爐一臺。

1 鍋爐主要技術參數

鍋爐型號：UG-75/4.0-MQ。鍋爐主要技術參數，如表1所示。

2 混燃鍋爐的設計思路

本鍋爐依據近年發展較快的循環流化床燃燒技術，國內著名院校多年開發循環流化床鍋爐的經驗，以及同類型循環流化床鍋爐運行的成功經驗為基礎，結合天溪煤制油分公司現有生產工藝所產生的三廢物料特點，在75 t/h中溫、中壓循環流化床鍋爐為基礎上改進而來。既保持了作為循環流化床鍋爐的獨立性，又增加了可以回收合成弛放氣、MTG弛放氣的燃燒設備，還可以大量摻燒造氣爐的爐渣和烘干細粉、二旋細粉等可燃廢棄物，實現了綜合混燃，達到了變廢為寶，提高企業生產效益的目的。

表1 混燃鍋爐主要技術參數表

該循環返燒式三廢綜合混燃爐主要由混合燃燒室、旋風分離器、飛灰混合器、過熱器、省煤器、空氣預熱器、復合電—袋除塵器、以及其它輔機組成。

2.1 鍋爐爐膛

綜合燃燒爐設計為長方形框架結構形式，保溫墻體與鋼結構框架緊密連接成一體，爐墻牢固可靠。與圓形混燃爐相比，長方形結構的燃燒室有效防止高溫煙氣在爐內的旋轉，有效防止了帶有粉塵的高溫煙氣進入雙筒旋風分離器不均勻(或偏流)而影響分離效果和返燒效果；綜合混燃爐的下部設計為流化床燃燒結構，未布置鍋爐埋管，可以燃燒造氣爐廢渣、煤矸石、細灰等；綜合混燃爐的中部為水冷壁，遠離流化燃燒爐渣的濃相區，減少了爐渣對水管壁的磨損，使用壽命可達6年以上，同時有效防止綜合混燃爐上部由于高溫現象而產生結焦現象的發生。綜合燃燒爐中上部設有氣體預混燃燒器，用于燃燒合成弛放氣、MTG弛放氣等可燃氣體；綜合混燃爐可實現下部流化床單燒煤渣.或上部氣體預混燃燒器單燒可燃氣體、或一爐上下同時兩燒、或一爐上下同時多燒的工況。整套裝置的設計燃料來源均為廢渣、廢氣，燃料來源廣泛，而且操作彈性大，調峰范圍為55%～110%，連續運行時間不小于4 500 h，年運行時間不小于8 000 h。

2.2 旋風分離混合器

旋風分離器上部設計為偏心式高效旋風除塵結構，保證了燃燒二旋細粉和烘干細粉時的分離效果和燃燒效率。在下部返料系統創造性的增加了細粉混合返燒裝置，用氣力輸送將二旋細灰和烘干細粉輸送于此，經過給料裝置經外部細粉混合到返料料腿中，利用內部高溫返料加熱外部細粉，提高了細粉的燃燒效率。高效分離器將未燃盡的細粉捕捉下來，通過下部返燒裝置重新返回爐膛內進行二次燃燒。與混合器配合既有效利用外部的細粉，又解決了傳統三廢鍋爐排出的細灰量含碳高的問題。

2.3 爐體結構

爐體的布置采用立式框架結構，組合式分離器采用雙筒式結構，復合型爐墻外部的筒體鋼板材質為Q235-B，厚度為3 mm，以利于鍋爐的密封性能。

系統分別配有水冷壁、蒸汽過熱器、省煤器、空氣預熱器、以及鍋爐本體所含的汽、水管路、閥門等附屬設備。

2.4 燃燒系統

造氣廢渣與高熱值的燃料煤，經過混合篩分破碎，配制成熱值為3 200 kcal/kg～4 500 kcal/kg、粒度≤13mm的混合燃料后，經皮帶輸送機、煤倉、皮帶給煤機進入循環返燒式三廢綜合混燃爐下部燃燒室進行燃燒，爐內經過燃燒產生的爐渣(含碳量≤2%)由爐底通過排渣口排出，經過冷渣機冷卻后的爐渣輸送至灰倉。

混燃爐上部送入合成弛放氣、MTG弛放氣等可燃氣體燃燒，產生的煙氣和燃煤部分產生的高溫煙氣混合，依次與水冷壁、過熱器、省煤器、空氣預熱器換熱，經電袋復合式除塵器凈化后，由風機送至煙囪排空。

配風系統分為一次風和二次風，一次風經組合式空氣預熱器預熱后進入綜合混爐底部風室，二次風一部分經組合式空氣預熱器預熱后分別進入綜合混燃爐二次布風裝置，另一部分配合成弛放氣、MTG弛放氣進行燃燒。

2.5 汽水系統

由除氧器來的鍋爐給水依次進入省煤器、汽包、水冷壁、過熱器，產出的過熱蒸汽由蒸汽管網分配到各用戶。

2.6 輔機配置

本系統輔機配置與常規循環流化床鍋爐基本相同，本文不做論述。

3 裝置的技術性能

綜合混燃爐可帶基本負荷，即75t/h蒸汽，也可以用于變負荷調峰，調峰范圍為55%～110%。三廢綜合混燃爐從點火到滿負荷的時間，在正常啟動情況下達到以下要求：

冷態啟動(停爐72 h以上) 6 h

溫態啟動(停爐10 h～72 h以內) 3 h

熱態啟動(停爐10 h以內) 1 h

運行期間主要運行參數，如表2所示。

表2 混燃鍋爐運行參數表

經過與本廠1#～4#鍋爐(太原鍋爐廠生產，型號為TG-75/4.0-M循環流化床鍋爐)對比，噸蒸汽成本降低23.397元，經濟效益良好。

4 結語

三廢綜合混燃鍋爐設計思路突破了傳統三廢鍋爐的局限，既具有循環流化床鍋爐的運行特性，又具備處理三廢的能力，用于煤化工企業處理生產過程中產生的可燃廢物，有良好的環保效益和經濟價值。除了有組織的將生產系統產生的可燃廢渣、粉煤和可燃氣體有效回收外，還可以減少二次污染，提高企業的經濟效益。