CN1033054C - 用于燃烧对苯二甲酸制造厂易燃固态废料的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种燃烧来自化工厂易燃固态废料的方法，它包括在油里加入易燃固态废料浆，油的重量至少占易燃固态废料重量的一半，将其送入燃烧炉的燃烧器中，燃烧炉包括一个主燃烧室，燃烧器位于主燃烧室的拱形部分上，第二燃烧室位于主燃烧室的下面部分，一个废气道位于第二燃烧室的下面并与之相接，在主燃烧室内燃烧废料，所产生的燃烧气进入第二燃烧室，并至少在0.5秒内使其温度保持在800℃～1000℃。

Description

用于燃烧对苯二甲酸制造厂易燃固态废料的方法和设备

本发明是关于燃烧来自化工厂易燃固态废料的一种方法及设备，所说的化工厂尤指生产对苯二甲酸的化工厂。更确切地说，本发明是关于燃烧来自化工厂，特别是生产对苯二甲酸化工厂的易燃固态废料的一种方法及设备，同时对一种热介质进行加热，该热介质是利用燃烧热，对通过工厂的机器或设备处理液进行加热或升温。

来自对苯二甲酸制造厂的废料含对苯二甲酸，间苯二甲酸，苯甲酸、对甲苯甲酸，高沸点化合物副产品和废催化剂。这些废料在室温情况下是固态的，并且是易燃的(这些废料即为易燃固态废料)。在一个商业化的工厂里，这些废料是被放入一个单独的焚化炉内加以燃烧的。例如，使用图3所示的焚化炉，且在一个辅助燃烧器21内放入重油或气体燃料将燃烧炉22加热至高温，同时，将易燃固态废料从一个废料加入口24填入炉腔23并加以燃烧(炉膛燃烧法)。另一种方法，将含水的易燃固态废料浆经过一个浆料管30注入喷雾嘴25，如图4所示。通过辅助燃烧器21将燃烧炉22的内部加热至高温。通过喷雾和燃烧，使易燃固态废料在燃烧炉22中被分解。(图3图4中G代表燃烧废气)。

在上述方法中，重油或气体燃料，诸如液化石油汽，被用做一种辅助燃料，用以完全燃烧易燃固态废料。这样就给工厂造成额外的能耗，造成不经济。

另一方面，在对苯二甲酸制造厂中，燃烧炉26是由热介质来加热的，并与焚化炉分开，如图5所示，为使机器或设备加热或升温，并连续工作。通常，使用重油或气体燃料，诸如液化石油气，做为通过燃料管道33向热介质燃烧炉26的燃烧器34的供应燃料。

在图5中，热介质来自于一个热介质入口31，并被加热。随后，热介质就从热介质出口32出去并如此循环以使机器或设备升温。燃烧废气G由排气管35排出。

在图3所示的焚化炉中，炉膛23上的灰渣是很难除去的，会出现各种麻烦诸如炉膛砖块的损坏，或熔化的炉膛砖块灰的熔结，或发生铸结。在图4所示的焚化炉中，因为易燃固态废料中含水浆料所形成的水蒸汽中所潜在的热能，需要提供额外热能加以补偿。此外，燃烧炉的边墙的砖块或铸块36，可很快地由水喷雾冷却，或由辅助燃烧器21加热，导致燃烧炉壁面的温度变化。这会使炉壁表面遭到破坏。

如果要有效利用易燃固态废料，需将废料的水溶浆料或油溶液浆料加入辐热部分27，27是传统型热介质炉26的一个燃烧室，并且燃烧未被燃烧的废料和炉壁上废料沉淀中的废催化剂，同时，其灰尘粘附于辐热部分27的上面部分的一个热回收部分，即一个对流部分28的一个加热管29。通常，在短时间内所粘着的灰尘会减弱对流部分28的热对流性能，时间久了，由于对流管29上的淤塞，压降增加，废气的流速必然会减小。因此，热介质熔炉26应周期性地停止使用并进行清理。具体地说，在这种类型的加热炉中，由于结构的限制，不能具有第二燃烧室，此外，由于加热管30是放在燃烧室辐射部分27的侧壁上，降低了炉内在这部分的温度，故造成废料在这里不燃。

另一方面，在图4所示的燃烧炉中，一种油，诸如重油，被用作废料的传输介质和喷雾介质来代替水，易燃废料燃烧时所产生的热量会越来越高，炉内温度也变得特别高。这使炉壁耐火材料遭到损坏并使炉子报废。

本发明的主要目的是提供一种燃烧化工厂可燃固态废料的方法和设备，而无以上所述传统的燃烧方法和设备所产生的各种问题。

本发明的另一目的是提供一种燃烧来自化工厂，具体地说是对苯二甲酸生产厂的易燃固态废料的方法和燃烧炉，同时，利用燃烧热对热介质加热，热介质对通过工厂机器或设备的处理液进行加热或升温。

本发明的其它目的及其特征将在下面详细描述。

一方面，本发明提供了一种燃烧化工厂可燃固态废料的方法，该方法包括将易燃固态废料在油中的浆料，送入一个燃烧炉的一个燃烧器中油的重量应至少占易燃固态废料重量的一半，燃烧炉包括一个在它拱形部分上带有一个燃烧器的主燃烧室，一个位于主燃烧室下部的第二燃烧室，以及一个位于第二燃烧室下部并与其相接的一个废气道，在主燃烧室内燃烧废料，将燃烧气导入第二燃烧室，并允许燃烧气在至少0.5秒内保持800到1000℃的温度。

另一方面，本发明提供了一种燃烧炉用于燃烧来自化工厂的易燃固态废料，它包括一个其拱形部分带有一个燃烧器和沿炉侧壁表面竖直设置的加热管的主燃烧室，一个位于主燃烧室的下面的第二燃烧室，一个位于第二燃烧室下部的废气管，及一个位于第二燃烧室底部的燃烧废料储存室。

附图中：

图1是本发明一个实施例中说明热介质炉结构的一个侧视图，其中易燃固态废料是做为燃料使用的；

图2是表示图1热流动情况的侧视图；

图3和图4是用于燃烧易燃固态废料的几利不同的传统式焚化炉的侧视图；

图5是一个传统热介质炉的侧视图；

图1是一个用于燃烧易燃固态废料燃烧炉的实施例的侧视图，这些易燃固态废料是在对苯二甲酸制造厂生产过程中产生的副产品。图2是从概念上说明燃烧气体流动的侧视图。

在图1的实施例中，燃烧炉包括一个其拱形部分10上带一个燃烧器13的主燃烧室1，一个位于主燃烧室1下部的第2燃烧室2，一个位于第二燃烧室之下并与之相接的废气管。一个位于第二燃烧室底部，用于储存固态易燃废料，诸如废催化剂和灰渣的燃烧废料储存室3。这些废料被周期地从卸料口4排出炉外。

根据要求，在主燃烧室1的侧壁11上，加热管15沿侧壁11竖向设置，以保护侧壁11，调节主燃烧室1内部的温度及通向第二燃烧室2的燃烧气体的温度。由于加热管15是竖直设置的，灰和其它附着物可以自然地落下。因此，加热管15应被设计和放置成适于这一目的。

为了方便起见，第二燃烧室2被设计成所示的锥形或棱锥形以使废料诸如灰渣能容易地落入储存室3。能被用于形成易燃固态废料浆的几种油是轻油、重油、以及在烯烃生产厂中作为副产品形成的裂化油。C重油是最好的。为了完全燃烧废料并防止燃烧器13的堵塞，应在加入油之前对易燃固态废料过筛，使粉末粒子尺寸通常为10目，最好为40到60目。油与粉末状易燃固态废料混合的重量比例至少为0.5∶1，最好不小于1∶1。

易燃固态废料的油浆料从一个管子14通过燃烧器13的开口部分进入主燃烧室1，并在那里进行燃烧。加热管15中的热介质是由废料燃烧所产生的辐射热来加热的。另一方面，控制加热管15中热介质的温度和/或流速，及油浆料向燃烧器的填加速度。调节图2中A表示的主燃烧室中的温度，以使第二燃烧室的燃烧气体温度达到大约800℃～1000℃，最好为850℃～950℃，如B所示。

在主燃烧室1内燃烧的油浆料所产生的燃烧气体被传送给第二燃烧室2，即，如图2中箭头所示，燃烧气体可以很容易地传送过去，例如，通过在第二废气管7的未端放置一个感应式通风机8，并从排气管9将吸入的废气排出。

理想的情况下，在第二燃烧室2中的燃烧气体的停留时间被调整到至少0.5秒，最好为0.5到1.0秒。

通过废气管5被吸入的燃烧气体，经过感应式通风机和排气管被排出。即使在理想的条件下，完全燃烧废料，也可能在燃烧气体中存留未然部分，可在废气管5和感应式通风机8之间设置第三燃烧室6，以便使燃烧气体从第三燃烧室6的第二废气管7中排出。

第三燃烧室6中燃烧气体的停留时间由图2中D代表，且至少为0.5秒，最好为0.5～1秒之间。

第三燃烧室6应按所示竖直放置，第二废气管7与第三燃烧室6的缺口处相连，以便使灰尘或灰渣能依靠重力自然落下。结果，在用D代表的第三燃烧室6和用E代表的第二废气管7之间形成了一个竖直管道。在第三燃烧室6的底部，设有一个灰尘或灰渣的储存室3，以使灰尘或灰渣周期地从卸料口4排出。

此外，在第三燃烧室6中，加热管16对来自热介质入口管17的热介质进行预热，或作为回收热量的余热锅炉。

如图所示，在第三燃烧室6中的加热管16，通过连接管18，与主燃烧室1中的加热管15相连。利用易燃固态废料油浆料的燃烧热量对热介质进行加热，再将其从热介质出口管19中排出，并以此保持工厂机器或设备的温度，或加热锅炉里的水或加热其它热介质。

图2中用E表示的第二废气管7内的燃烧气体的停留时间是不受限制的，这个停留时间是根据废气管的长度和直径，或是燃烧气的温度来确定的。

在上述最佳实施例中，燃烧气体从废气管5传送给第三燃烧室6。在第三燃烧室6中，燃烧气体得到充分燃烧，分散的灰渣被集中。然后，灰渣通过第二燃烧室2内的灰渣储存室3，从灰渣排出口4排出。

燃烧气体通过与位于第二燃烧室中的加热管16中的热介质进行热交换后被冷却，经第二废气管7由感应式通风机8将其吸入后从排气管9排出。

在使用这种设备的一个实施例中，从排气管9中排出的废气中含尘量可减少到100mg～150mg/NM³(排出的气体)。在污染控制方面，不需要增加附加的吸尘设备，如电子吸尘器。

如上所述，按照本发明的燃烧方法和以易燃固态废料为燃料的燃料炉，使固态废料的燃烧热量可被有效的利用，并节省了工厂的燃料用量。例如，在对苯二甲酸的生产厂中，可以节省约12％的重油。此外，对于一个单独的焚化炉将不再需要燃料。根据本发明，燃料炉面的耐火材料将不象传统的焚烧炉那样地局部过热。此外，按照本发明，通过提供使其中热介质被加热的加热管，可防止易燃固态废料含水浆料的传统喷雾法由于迅速加热和冷却给耐火材料的墙壁所造成的损坏。

另外，一种固态废料的油质浆料的燃烧速度比传统的含水浆料的燃烧速度更快，并在很短的时间内使废料充分燃烧。

由于通过调整油在浆料中的含量，使其与固态废料的重量比至少为0.5∶1，最好至少为1∶1，固态废料几乎能被燃烧器里的火焰点燃，不燃的灰渣废料很难粘附于加热管上。

此外.，不燃的废料保持在800℃-1000℃并在第二燃烧室内完全燃烧，且燃烧气体在第二燃烧室内的停留时间调整到至少0.5秒。灰渣和其它废料可从灰渣贮存室，通过第二燃烧室底部的排料口，在不停止设备使用的情况下排出。

如上所述，在先有技术中分离设置的热介质加热炉和固态废料焚化炉，可按本发明合并成一个单元。使操作过程变得容易且连续，并节省了投资费用和运转费用。

实施例

该设备包括三个燃烧室，第一燃烧室的体积为195m³，第二燃烧室的体积为25m³，第三燃烧室的体积为19.4m³，通过管14(在图2中)给该设备加入浆料(1700Kg/hr)，浆料包括占重量20.6％的对苯二甲酸和其他组成材料，占重量8.8％的水和占重量70.6％的C重油，在速度为0.41米/秒、温度为100℃、压力为5Kg/cm²G的条件下给料。同时，向燃烧器内加入18379Nm³/hr的燃烧空气和600Kg/hr的雾化汽。在第二燃烧室中，燃烧是在温度为900℃、压力为一2mmAq，停留时间为1.0秒的条件下完成的。第三燃烧室工作时需要的停留时间为0.83秒。作为上述稳定燃烧的结果，大约610tons/hr的热介质转换为13.6×10⁶kcal/hr的热量。

Claims (10)

1.一种燃烧对苯二甲酸制造厂易燃固态废料的方法，它包括将易燃固态废料在油中的浆料送入一个燃烧炉的燃烧器中，油与可燃固态废料的重量比至少为0.5∶1，燃烧炉包括一个其拱形部分带有燃烧器的主燃烧室，沿主燃烧室的侧壁竖直设置加热管，在该管道内热介质被加热，一个位于主燃烧室下部的第二燃烧室，和一个位于第二燃烧室下部并与其相连的废气管，在主燃烧室中燃烧废料，将燃烧气体导入第二燃烧室，使其温度保持在800-1000℃至少0.5秒。

2.根据权利要求1所述方法，其中第二燃烧气体保持在850℃-950℃。

3.根据权利要求1所述方法，其中第二燃烧室里的燃烧气体的停留时间被调整到0.5-1.0秒。

4.根据权利要求1所述方法，其中浆料含有重量比至少为1∶1的油和易燃固态废料。

5.根据权利要求1所述方法，其中燃烧炉还包括一个第三燃烧室，它与所述废气管相连，并与第二废气管相连，燃烧废气从第二燃烧室导入第三燃烧室并允许停留至少0.5秒。

6.一种燃烧对苯二甲酸制造厂易燃固态废料的燃烧炉，包括一个其拱形部分带燃烧器和沿侧壁竖直设置的加热管道的主燃烧室，一个位于主燃烧室下部的第二燃烧室，一个位于第二燃烧室下面的废气管，和一个位于燃烧炉底部的燃烧废料储存室。

7.根据权利要求6的燃烧炉，其中还包括一个第三燃烧室与其废气管道相接并与第二废气管道相连。

8.根据权利要求7的燃烧炉，其中第三燃烧室是竖直设置的，且第二废气管与第三燃烧室的缺口相连。

9.根据权利要求7的燃烧炉，其中第三燃烧室中还有一个加热管或一个余热热水器。

10.根据权利要求9的燃烧炉，其中主燃烧室中的加热管和第三燃烧室的加热管是通过连接管连接的。

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