一种天然气和电石炉气双燃料混烧的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110134620.0

申请日:

2011.05.24

公开号:

CN102303876A

公开日:

2012.01.04

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C01D 1/42申请公布日:20120104|||实质审查的生效IPC(主分类):C01D 1/42申请日:20110524|||公开

IPC分类号:

C01D1/42; F23C1/00

主分类号:

C01D1/42

申请人:

天辰化工有限公司

发明人:

吴彬; 邓建康; 段清波; 刘中海; 关刚; 唐红建; 郭成军; 程积伟; 李朝; 王多荣; 秦明月

地址:

832000 新疆维吾尔自治区石河子经济技术开发区北三东路36号

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明所述的一种天然气和电石炉气双燃料混烧的方法,包括依次相连的过滤器、前减压阀、后减压阀、现场控制器、远程控制系统、燃炉、熔盐炉、空气预热器、最终浓缩器、熔盐罐;通过在氢氧化钠溶液蒸发生产粒碱的工序中研究和开发天然气和电石炉气双燃料混烧的方法,解决了密闭电石炉产生的炉气综合利用的难题,使电石炉气资源得到了有效利用,不仅节省了天然气资源,而且有效避免了电石炉气对环境造成的污染。本发明可广泛应用于以天然气为燃料的生产工序中,特别是适用于将氢氧化钠溶液进行蒸发生产固碱的工序中。

权利要求书

1: 一种天然气和电石炉气双燃料混烧的方法, 其特征在于 : 包括依次相连的过滤器、 前减压阀、 后减压阀、 现场控制器、 远程控制系统、 燃炉、 熔盐炉、 空气预热器、 最终浓缩器、 熔盐罐 ; 在将氢氧化钠溶液进行蒸发生产粒碱的工序中, 密闭电石炉产生的炉气经过除尘 系统及过滤器净化后送入蒸发浓缩系统的最终浓缩器单元, 炉气在进入燃炉管线减压阀组 前进行再次过滤, 过滤后的炉气经过减压阀组及控制系统处理后以合适的压力及流量与天 然气按一定比例进入燃炉进行燃烧, 燃烧所需新鲜空气由空气预热器补给 ; 熔盐罐中的熔 盐由熔盐泵进入熔盐炉, 熔盐在熔盐炉内以天然气和电石炉气的混合气为燃料被加热到 400 ~ 430℃, 然后送至最终浓缩器与 73%的熔融状氢氧化钠进行换热, 将熔融状氢氧化钠 的浓度由 72%~ 73%提高至 98%~ 98.5%。
2: 根据权利要求书 1 所述的天然气和电石炉气双燃料混烧的方法, 其特征在于 : 电石 炉气在进入燃炉管线减压阀前经过过滤器进行再次过滤。
3: 根据权利要求书 2 所述的天然气和电石炉气双燃料混烧的方法, 其特征在于 : 再次 过滤后的电石炉气进入燃炉前经过减压阀进行降压。
4: 根据权利要求书 3 所述的天然气和电石炉气双燃料混烧的方法, 其特征在于 : 减压 阀与控制电石炉气流量的现场控制器相连接。
5: 根据权利要求书 4 所述的天然气和电石炉气双燃料混烧的方法, 其特征在于 : 现场 控制器与控制天然气和电石炉气双燃料燃烧模式的远程控制系统相连接。
6: 根据权利要求书 5 所述的天然气和电石炉气双燃料混烧的方法, 其特征在于 : 天然 气和电石炉气双燃料燃烧模式是 a. 双燃料混合气中天然气体积分数为 60%, 电石炉气体 积分数为 40 %、 b. 双燃料混合气中天然气体积分数为 50 %, 电石炉气体积分数为 50 %、 c. 双燃料混合气中天然气体积分数为 30%, 电石炉气体积分数为 70%或 d. 双燃料混合气 中天然气体积分数为 0%, 电石炉气体积分数为 100%。

说明书


一种天然气和电石炉气双燃料混烧的方法

    技术领域 :
     本发明涉及一种天然气和电石炉气双燃料混烧的方法, 特别是适用于将氢氧化钠 溶液进行蒸发生产固碱的工序中。 背景技术 :
     天辰化工有限公司属于新疆天业 ( 集团 )120 万吨联合化工一期 40 万吨聚氯乙烯 项目, 公司于 2007 年引进了两套单套产能达 15 万吨 / 年的大型烧碱造粒装置, 主要生产浓 度为 99%~ 99.5%的粒碱, 该装置采用先进的降膜蒸发生产工艺, 其蒸发浓缩系统分别由 一效蒸发器、 二效蒸发器、 升膜浓缩器、 最终浓缩器和闪蒸蒸发器五个单元组成, 经过一效、 二效和升膜处理后氢氧化钠的浓度由 32%~ 32.5%提高至 72%~ 73%, 最终浓缩器内均 匀分布有若干低碳镍材质降膜管, 降膜管内浓度为 72%~ 73%的熔融状氢氧化钠以熔盐 为传热介质, 熔盐采用硝酸盐的混合物 (HTS), 其组成为 40%的 NaNO2、 7%的 NaNO3 和 53% 的 KNO3, 熔点为 142.2℃, 熔盐储罐内的熔盐通过熔盐泵进入熔盐炉, 熔盐在熔盐炉内以天 然气为燃料被加热到 400 ~ 430℃, 熔盐从熔盐炉进入熔盐管线, 与降膜管内浓度为 72%~ 73%碱液逆向流动进行传热, 最终将熔融状氢氧化钠的浓度由 72%~ 73%提高至 98%~ 98.5%以上, 每生产 1 吨氢氧化钠 ( 浓度在 98%~ 98.5% ) 消耗天然气约 64 标方, 按 30 万吨产能计算, 每年消耗天然气达 1920 万标方。
     天辰化工有限公司配套 64 万吨 / 年电石厂采用全密闭电石炉, 每生产 1 吨电石副 3 产炉气约 400m , 炉气主要成分 : CO 为 80%~ 85%、 CO2 为 1%~ 3%、 H2 为 7%~ 10%、 N2 为 6%~ 8%、 O2 为 0.07%~ 0.3%、 焦油为 1.5%~ 2%等, 燃烧值为 1900 ~ 2700kcal/Nm3, 电石炉气经过净化后可实现综合利用, 并成为天然气的辅助和替代能源。 发明内容 :
     本发明解决了已有技术中因全密闭电石炉产生的电石炉气无法实现综合利用及 造成环境污染的问题, 进而提供一种能够将天然气和电石炉气进行混烧的方法, 以节省天 然气消耗量, 同时避免电石炉气对环境造成污染。
     本发明采用的技术方案是 : 本发明所述的一种天然气和电石炉气双燃料混烧的方 法; 包括依次相连的过滤器、 前减压阀、 后减压阀、 现场控制器、 远程控制系统、 燃炉、 熔盐 炉、 空气预热器、 最终浓缩器、 熔盐罐 ; 在将氢氧化钠溶液进行蒸发生产粒碱的工序中, 密闭 电石炉产生的炉气经过除尘系统及过滤器净化后送入蒸发浓缩系统的最终浓缩器单元, 炉 气在进入燃炉管线减压阀组前进行再次过滤, 过滤后的炉气经过减压阀组及控制系统处理 后以合适的压力及流量与天然气按一定比例进入燃炉进行燃烧, 燃烧所需新鲜空气由空气 预热器补给 ; 熔盐罐中的熔盐由熔盐泵进入熔盐炉, 熔盐在熔盐炉内以天然气和电石炉气 的混合气为燃料被加热到 400 ~ 430℃, 然后送至最终浓缩器与 73%的熔融状氢氧化钠进 行换热, 将熔融状氢氧化钠的浓度由 72%~ 73%提高至 98%~ 98.5%。
     所述的一种天然气和电石炉气双燃料混烧的方法, 对天然气燃炉的炉头及燃料喷嘴进行了改造, 在天然气燃炉喷嘴周围加装了炉气喷嘴, 并严格保持炉气喷嘴与天然气喷 嘴的间距及位差, 以避免高温灼烧造成对炉头及喷嘴的损坏。
     所述的一种天然气和电石炉气双燃料混烧的方法, 在天然气燃炉的炉头及喷嘴改 造中设置了专门的炉气进口及相应的炉气管道, 并且根据进入燃炉内炉气所要求的工艺控 制参数安装了减压阀及现场控制器, 以确保进入燃炉内炉气压力和流量的稳定。
     所述的一种天然气和电石炉气双燃料混烧的方法, 在炉气管线安装了炉气组分在 线监测装置, 对炉气组分进行实时监测, 以便调节炉气流量和压力, 确保系统热量稳定。
     所述的一种天然气和电石炉气双燃料混烧的方法, 对燃炉控制系统进行了改造, 建立了天然气和电石炉气双燃料混烧控制系统, 并根据混合燃料中天然气和电石炉气的不 同比例设置了相应的燃烧模式。
     所述的一种粒碱生产工序中天然气和电石炉气双燃料混烧的方法, 通过对两种燃 料进气比例进行测算, 对现有助燃风机进行了改造, 以确保双燃料运行模式下空气的供给。
     所述的一种天然气和电石炉气双燃料混烧的方法, 将送气系统由固定机械系统改 为由单独电机及电器元件等制动的灵活可控系统, 以确保天然气和电石炉气在不同比例混 烧模式下进行灵活切换。 所述的一种天然气和电石炉气双燃料混烧的方法, 在炉气进气管线上安装氧气在 线监测仪, 并设置安全连锁装置, 当氧气含量大于 0.3%时炉气自动放空, 以避免爆炸隐患。
     所述的一种天然气和电石炉气双燃料混烧的方法, 在燃炉进气管线上安装阻火装 置, 以避免燃炉燃烧模式切换时可能引起的回火, 确保燃炉系统安全运行。
     本发明通过对全密闭电石炉产生的电石炉气和天然气双燃料混烧技术进行研究 和应用, 解决了天然气和电石炉气双燃料混烧的难题, 不仅节省了天然气资源, 而且有效避 免了电石炉气对环境造成的污染。本发明可广泛应用于以天然气为燃料的生产工序中, 特 别是适用于将氢氧化钠溶液进行蒸发生产固碱的工序中。
     附图说明 :
     图 1 为本发明的实施例工艺流程图 ;
     图1中: 1 为过滤器、 2 为前减压阀、 3 为后减压阀、 4 为现场控制器、 5 为远程控制 系统、 6 为燃炉、 7 为熔盐炉、 8 为空气预热器、 9 为最终浓缩器、 10 为熔盐罐 ; 具体实施方案 :
     参照附图 1, 本实施例包括依次相连的过滤器 1、 前减压阀 2、 后减压阀 3、 现场控制 器 4、 远程控制系统 5、 燃炉 6、 熔盐炉 7、 空气预热器 8、 最终浓缩器 9、 熔盐罐 10 ; 在将氢氧 化钠溶液进行蒸发生产粒碱的工序中, 电石厂密闭电石炉产生的炉气经过除尘系统及过滤 器净化后送入蒸发浓缩系统的最终浓缩器单元, 炉气在进入燃炉管线减压阀组前进行再次 过滤, 过滤后的炉气经过减压阀组及控制系统处理后以合适的压力及流量与天然气按一定 比例进入燃炉进行燃烧, 燃烧所需新鲜空气由空气预热器补给 ; 熔盐罐中的熔盐由熔盐泵 进入熔盐炉, 熔盐在熔盐炉内以天然气和电石炉气的混合气为燃料被加热到 400 ~ 430℃, 然后送至最终浓缩器与 72%~ 73%的熔融状氢氧化钠进行换热, 将熔融状氢氧化钠的浓 度由 72%~ 73%提高至 98%~ 98.5%。另一实施例不同之处在于天然气和电石炉气双燃料混烧模式中, 双燃料混合气中 天然气体积分数为 60%, 电石炉气体积分数为 40% ;
     另一实施例不同之处在于天然气和电石炉气双燃料混烧模式中, 双燃料混合气中 天然气体积分数为 50%, 电石炉气体积分数为 50% ;
     另一实施例不同之处在于天然气和电石炉气双燃料混烧模式中, 双燃料混合气中 天然气体积分数为 30%, 电石炉气体积分数为 70% ;
     另一实施例不同之处在于天然气和电石炉气双燃料混烧模式中, 双燃料混合气中 天然气体积分数为 0%, 电石炉气体积分数为 100%。

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1、10申请公布号CN102303876A43申请公布日20120104CN102303876ACN102303876A21申请号201110134620022申请日20110524C01D1/42200601F23C1/0020060171申请人天辰化工有限公司地址832000新疆维吾尔自治区石河子经济技术开发区北三东路36号72发明人吴彬邓建康段清波刘中海关刚唐红建郭成军程积伟李朝王多荣秦明月54发明名称一种天然气和电石炉气双燃料混烧的方法57摘要本发明所述的一种天然气和电石炉气双燃料混烧的方法,包括依次相连的过滤器、前减压阀、后减压阀、现场控制器、远程控制系统、燃炉、熔盐炉、空气预热器、最终。

2、浓缩器、熔盐罐;通过在氢氧化钠溶液蒸发生产粒碱的工序中研究和开发天然气和电石炉气双燃料混烧的方法,解决了密闭电石炉产生的炉气综合利用的难题,使电石炉气资源得到了有效利用,不仅节省了天然气资源,而且有效避免了电石炉气对环境造成的污染。本发明可广泛应用于以天然气为燃料的生产工序中,特别是适用于将氢氧化钠溶液进行蒸发生产固碱的工序中。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页CN102303882A1/1页21一种天然气和电石炉气双燃料混烧的方法,其特征在于包括依次相连的过滤器、前减压阀、后减压阀、现场控制器、远程控制系统、燃炉、熔盐炉、空气预热器。

3、、最终浓缩器、熔盐罐;在将氢氧化钠溶液进行蒸发生产粒碱的工序中,密闭电石炉产生的炉气经过除尘系统及过滤器净化后送入蒸发浓缩系统的最终浓缩器单元,炉气在进入燃炉管线减压阀组前进行再次过滤,过滤后的炉气经过减压阀组及控制系统处理后以合适的压力及流量与天然气按一定比例进入燃炉进行燃烧,燃烧所需新鲜空气由空气预热器补给;熔盐罐中的熔盐由熔盐泵进入熔盐炉,熔盐在熔盐炉内以天然气和电石炉气的混合气为燃料被加热到400430,然后送至最终浓缩器与73的熔融状氢氧化钠进行换热,将熔融状氢氧化钠的浓度由7273提高至98985。2根据权利要求书1所述的天然气和电石炉气双燃料混烧的方法,其特征在于电石炉气在进入燃。

4、炉管线减压阀前经过过滤器进行再次过滤。3根据权利要求书2所述的天然气和电石炉气双燃料混烧的方法,其特征在于再次过滤后的电石炉气进入燃炉前经过减压阀进行降压。4根据权利要求书3所述的天然气和电石炉气双燃料混烧的方法,其特征在于减压阀与控制电石炉气流量的现场控制器相连接。5根据权利要求书4所述的天然气和电石炉气双燃料混烧的方法,其特征在于现场控制器与控制天然气和电石炉气双燃料燃烧模式的远程控制系统相连接。6根据权利要求书5所述的天然气和电石炉气双燃料混烧的方法,其特征在于天然气和电石炉气双燃料燃烧模式是A双燃料混合气中天然气体积分数为60,电石炉气体积分数为40、B双燃料混合气中天然气体积分数为5。

5、0,电石炉气体积分数为50、C双燃料混合气中天然气体积分数为30,电石炉气体积分数为70或D双燃料混合气中天然气体积分数为0,电石炉气体积分数为100。权利要求书CN102303876ACN102303882A1/3页3一种天然气和电石炉气双燃料混烧的方法技术领域0001本发明涉及一种天然气和电石炉气双燃料混烧的方法,特别是适用于将氢氧化钠溶液进行蒸发生产固碱的工序中。背景技术0002天辰化工有限公司属于新疆天业集团120万吨联合化工一期40万吨聚氯乙烯项目,公司于2007年引进了两套单套产能达15万吨/年的大型烧碱造粒装置,主要生产浓度为99995的粒碱,该装置采用先进的降膜蒸发生产工艺,其。

6、蒸发浓缩系统分别由一效蒸发器、二效蒸发器、升膜浓缩器、最终浓缩器和闪蒸蒸发器五个单元组成,经过一效、二效和升膜处理后氢氧化钠的浓度由32325提高至7273,最终浓缩器内均匀分布有若干低碳镍材质降膜管,降膜管内浓度为7273的熔融状氢氧化钠以熔盐为传热介质,熔盐采用硝酸盐的混合物HTS,其组成为40的NANO2、7的NANO3和53的KNO3,熔点为1422,熔盐储罐内的熔盐通过熔盐泵进入熔盐炉,熔盐在熔盐炉内以天然气为燃料被加热到400430,熔盐从熔盐炉进入熔盐管线,与降膜管内浓度为7273碱液逆向流动进行传热,最终将熔融状氢氧化钠的浓度由7273提高至98985以上,每生产1吨氢氧化钠浓。

7、度在98985消耗天然气约64标方,按30万吨产能计算,每年消耗天然气达1920万标方。0003天辰化工有限公司配套64万吨/年电石厂采用全密闭电石炉,每生产1吨电石副产炉气约400M3,炉气主要成分CO为8085、CO2为13、H2为710、N2为68、O2为00703、焦油为152等,燃烧值为19002700KCAL/NM3,电石炉气经过净化后可实现综合利用,并成为天然气的辅助和替代能源。发明内容0004本发明解决了已有技术中因全密闭电石炉产生的电石炉气无法实现综合利用及造成环境污染的问题,进而提供一种能够将天然气和电石炉气进行混烧的方法,以节省天然气消耗量,同时避免电石炉气对环境造成污染。

8、。0005本发明采用的技术方案是本发明所述的一种天然气和电石炉气双燃料混烧的方法;包括依次相连的过滤器、前减压阀、后减压阀、现场控制器、远程控制系统、燃炉、熔盐炉、空气预热器、最终浓缩器、熔盐罐;在将氢氧化钠溶液进行蒸发生产粒碱的工序中,密闭电石炉产生的炉气经过除尘系统及过滤器净化后送入蒸发浓缩系统的最终浓缩器单元,炉气在进入燃炉管线减压阀组前进行再次过滤,过滤后的炉气经过减压阀组及控制系统处理后以合适的压力及流量与天然气按一定比例进入燃炉进行燃烧,燃烧所需新鲜空气由空气预热器补给;熔盐罐中的熔盐由熔盐泵进入熔盐炉,熔盐在熔盐炉内以天然气和电石炉气的混合气为燃料被加热到400430,然后送至最。

9、终浓缩器与73的熔融状氢氧化钠进行换热,将熔融状氢氧化钠的浓度由7273提高至98985。0006所述的一种天然气和电石炉气双燃料混烧的方法,对天然气燃炉的炉头及燃料喷说明书CN102303876ACN102303882A2/3页4嘴进行了改造,在天然气燃炉喷嘴周围加装了炉气喷嘴,并严格保持炉气喷嘴与天然气喷嘴的间距及位差,以避免高温灼烧造成对炉头及喷嘴的损坏。0007所述的一种天然气和电石炉气双燃料混烧的方法,在天然气燃炉的炉头及喷嘴改造中设置了专门的炉气进口及相应的炉气管道,并且根据进入燃炉内炉气所要求的工艺控制参数安装了减压阀及现场控制器,以确保进入燃炉内炉气压力和流量的稳定。0008所。

10、述的一种天然气和电石炉气双燃料混烧的方法,在炉气管线安装了炉气组分在线监测装置,对炉气组分进行实时监测,以便调节炉气流量和压力,确保系统热量稳定。0009所述的一种天然气和电石炉气双燃料混烧的方法,对燃炉控制系统进行了改造,建立了天然气和电石炉气双燃料混烧控制系统,并根据混合燃料中天然气和电石炉气的不同比例设置了相应的燃烧模式。0010所述的一种粒碱生产工序中天然气和电石炉气双燃料混烧的方法,通过对两种燃料进气比例进行测算,对现有助燃风机进行了改造,以确保双燃料运行模式下空气的供给。0011所述的一种天然气和电石炉气双燃料混烧的方法,将送气系统由固定机械系统改为由单独电机及电器元件等制动的灵活。

11、可控系统,以确保天然气和电石炉气在不同比例混烧模式下进行灵活切换。0012所述的一种天然气和电石炉气双燃料混烧的方法,在炉气进气管线上安装氧气在线监测仪,并设置安全连锁装置,当氧气含量大于03时炉气自动放空,以避免爆炸隐患。0013所述的一种天然气和电石炉气双燃料混烧的方法,在燃炉进气管线上安装阻火装置,以避免燃炉燃烧模式切换时可能引起的回火,确保燃炉系统安全运行。0014本发明通过对全密闭电石炉产生的电石炉气和天然气双燃料混烧技术进行研究和应用,解决了天然气和电石炉气双燃料混烧的难题,不仅节省了天然气资源,而且有效避免了电石炉气对环境造成的污染。本发明可广泛应用于以天然气为燃料的生产工序中,。

12、特别是适用于将氢氧化钠溶液进行蒸发生产固碱的工序中。附图说明0015图1为本发明的实施例工艺流程图;0016图1中1为过滤器、2为前减压阀、3为后减压阀、4为现场控制器、5为远程控制系统、6为燃炉、7为熔盐炉、8为空气预热器、9为最终浓缩器、10为熔盐罐;具体实施方案0017参照附图1,本实施例包括依次相连的过滤器1、前减压阀2、后减压阀3、现场控制器4、远程控制系统5、燃炉6、熔盐炉7、空气预热器8、最终浓缩器9、熔盐罐10;在将氢氧化钠溶液进行蒸发生产粒碱的工序中,电石厂密闭电石炉产生的炉气经过除尘系统及过滤器净化后送入蒸发浓缩系统的最终浓缩器单元,炉气在进入燃炉管线减压阀组前进行再次过滤。

13、,过滤后的炉气经过减压阀组及控制系统处理后以合适的压力及流量与天然气按一定比例进入燃炉进行燃烧,燃烧所需新鲜空气由空气预热器补给;熔盐罐中的熔盐由熔盐泵进入熔盐炉,熔盐在熔盐炉内以天然气和电石炉气的混合气为燃料被加热到400430,然后送至最终浓缩器与7273的熔融状氢氧化钠进行换热,将熔融状氢氧化钠的浓度由7273提高至98985。说明书CN102303876ACN102303882A3/3页50018另一实施例不同之处在于天然气和电石炉气双燃料混烧模式中,双燃料混合气中天然气体积分数为60,电石炉气体积分数为40;0019另一实施例不同之处在于天然气和电石炉气双燃料混烧模式中,双燃料混合气中天然气体积分数为50,电石炉气体积分数为50;0020另一实施例不同之处在于天然气和电石炉气双燃料混烧模式中,双燃料混合气中天然气体积分数为30,电石炉气体积分数为70;0021另一实施例不同之处在于天然气和电石炉气双燃料混烧模式中,双燃料混合气中天然气体积分数为0,电石炉气体积分数为100。说明书CN102303876ACN102303882A1/1页6图1说明书附图CN102303876A。

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