CN108870412B - 一种基于油性液体燃料焚烧石油化工废液的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于油性液体燃料焚烧石油化工废液的方法，该方法是以油性液体为助燃燃料，将石油化工废液以雾化形式喷入废碱焚烧炉的燃烧区，在鼓入含氧气体的条件下进行燃烧，控制燃烧区温度为800～1200℃；石油化工废液和油性液体投料量满足：每小时石油化工废液量/废碱焚烧炉燃烧区炉膛横截面积＝0.8～1.5t/h·m2，每小时油性液体量/废碱焚烧炉燃烧区炉膛横截面积＝0.074～0.108t/h·m2，该方法可以实现合理的燃烧负荷，降低处理成本，减少过高燃烧负荷对装置的损伤，有利于废液焚烧技术在行业中的推广应用。

Description

一种基于油性液体燃料焚烧石油化工废液的方法
技术领域
本发明涉及一种石油化工废液的处理方法，更具体地涉及到一种使用油性液体燃料对于环己酮废碱液的焚烧处理方法，石油化工技术领域。
背景技术
石油化工行业如环己烷氧化制备环己酮工业过程产生大量的高浓度有机废碱液，使其达标处理曾经是该行业扩能的环保瓶颈。上世纪九十年代末期，中石化巴陵公司成功开发了基于碱回收炉法的废碱焚烧技术，具有COD去除率高、处理后符合国家环境排放标准等优点，逐步成为环己酮皂化废碱处理主流技术，近年来已经在国内绝大部分新建或改扩建的环己酮项目中投入应用。
环己酮废碱液焚烧装置出于成本考虑和燃料供应的限制，辅助燃料来源复杂，种类多，一般都采用工业副产品或其深加工产品，其成分、低位热值经常变化，影响到锅炉稳定燃烧和运行成本；副产蒸汽价格调整也影响到运行经济性。而且，使用的燃料种类受到供应制约，有时被迫全部用油性燃料，有时可以组合使用油性燃料和油性液体燃料，有时却只能全部使用油性液体燃料，燃料供应的变化造成了废液焚烧成本的波动，给装置成本控制带来难题。因此，通过工艺创新应对燃料供应的变化，降低处理成本成为化工废液焚烧装置的迫切需求。
已有采用碱回收炉方式焚烧处理废碱技术，如中国专利CN97108274.X“己内酰胺皂化废碱液焚烧处理回收纯碱的方法及其设备”，公开了一种己内酰胺皂化废碱液焚烧处理回收纯碱的方法和设备，皂化废碱液通过喷射雾化后喷入高温炉膛，在炉膛内干燥、分解，其中60～80％在炉膛中反应生成碳酸钠，随烟气到静电除尘器被收集，20～40％下落到炉底，在炉底燃烧，生成熔态碳酸钠，经溜子槽流入溶解槽，形成液碱。该技术在燃料来源受限只能使用油性液体燃料，用于废碱焚烧处理时，存在的问题是：只使用油性液体燃料作为锅炉燃料时，对燃料配比控制不合理，当油性液体使用量大且不完全燃烧情况下，造成燃烧区温度超高工艺要求，易出现水冷壁管损坏、水冷屏出现熔融物板结堵塞烟气通道等问题；当油性液体使用量不足时，对废液的焚烧转化率不够，锅炉效率下降，废液处理达不到环保要求。不合理的工艺配比造成装置工况波动，开车周期缩短，废碱处理成本高等问题，严重影响到企业投用环保装置的积极性，不利于化工行业的环保减排。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是在于提供一种通过调节油性液体燃料与石油化工废液至合理比例，实现合理的燃烧负荷，降低处理成本，减少过高燃烧负荷对装置的损伤的焚烧石油化工废液的方法，克服了现有技术中液体燃料使用配比不合理的技术问题，解决现有技术中石油化工废碱对环境污染问题和处理成本高问题。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种基于油性液体燃料焚烧石油化工废液的方法，以油性液体为助燃燃料，采用废碱焚烧炉焚烧石油化工废液，所述废碱焚烧炉为碱回收炉，包括水冷壁、水冷屏、蒸发管屏、汽包、省煤器和空气预热器；所述石油化工废液燃烧产生的热量加热所述废碱焚烧炉的炉水，产生副产蒸汽；该方法是将石油化工废液以雾化形式喷入废碱焚烧炉的燃烧区，在鼓入含氧气体的条件下进行燃烧，控制燃烧区温度为800～1200℃；石油化工废液和油性液体投料量满足：每小时石油化工废液量/废碱焚烧炉燃烧区炉膛横截面积＝0.8～1.5t/h·m2，每小时油性液体量/废碱焚烧炉燃烧区炉膛横截面积＝0.074～0.108t/h·m2。
优选的方案，所述油性液体进入废碱焚烧炉的压力为0.3～0.7MPa。在该压力作用下油性液体可以获得良好的雾化效果，使油性液体分散度高，从而与辅助气体燃料和氧气及石油化工废料充分混合燃烧，达到良好的燃烧效果。
较优选的方案，所述油性液体的低位燃烧热值为36000～42600kj/kg。
进一步优选的方案，所述油性液体为煤焦油、炼油常压渣油、炼油催化裂化油浆中至少一种。
优选的方案，所述石油化工废液进入废碱焚烧炉的压力为1.4～2.8MPa。在该压力作用下石油化工废液可以获得良好的雾化效果，使石油化工废碱液分散度高，从而与辅助燃料和氧气充分混合燃烧，达到良好的燃烧效果。
优选的方案，所述石油化工废液为环己酮废碱液，其固形物低发热量为10000～14000kJ/kg，固形物质量百分比含量为30～60％。
较优选的方案，所述石油化工废液和所述油性液体燃烧后产生的热量用于加热废碱焚烧炉的炉水，副产蒸汽。
优选的方案，所述废碱焚烧炉烟气出口连接电除尘器，废碱焚烧炉内出来的燃烧灰份随烟气至废碱焚烧炉尾部沉积回收或电除尘器捕集回收。
更优选的方案，石油化工废液和油性液体投料量满足：每小时石油化工废液量/废碱焚烧炉燃烧区炉膛横截面积＝0.95～1.3t/h·m2，每小时油性液体量/废碱焚烧炉燃烧区炉膛横截面积＝0.084～0.098t/h·m2。
本发明的废碱焚烧炉包括水冷壁、水冷屏、蒸发管屏、汽包、省煤器和空气预热器。所述废碱焚烧炉燃烧区炉膛为方形或近似方形。所述废碱焚烧炉的炉体内的下部设有两组燃烧器，在两组燃烧器之间设有石油化工废液喷射器。所述废碱焚烧炉底部设有溜子槽。油性液体喷枪安装在靠近炉膛底部位置
相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益效果：
1)本发明的技术方案通过严格控制石油化工废液和油性液体投料量比，在仅有油性液体燃料供应时，可使环己酮废碱液等石油化工废液焚烧时能达到合理的燃烧强度，避免了燃烧负荷低产生的尾气污染甚至熄火停车问题，解决了燃烧负荷过高造成的能量浪费和设备使用寿命降低的问题，可以明显降低石油化工废液的焚烧处理成本，使废液焚烧环保装置即能可靠地发挥环保功能、同时还可以低成本甚至副成本运行，有利于在全行业大范围推广应用。
2)通过应用生产试验得出：以10万吨/年的环己酮规模计，采用本发明技术处理环己酮废碱液约9.5万吨/年，与原有技术相比较，可减少处理成本18～37元/吨，年减少成本可达180～350万元，对环保装置的降低成本效果十分突出。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或同行业通常使用的条件进行。
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或同行业通常的条件进行。
某10万吨级环己酮废碱焚烧装置，包括水冷壁、水冷屏、蒸发管屏、汽包、省煤器和空气预热器等，由水冷壁构成方形燃烧腔室尺寸为3.85米×3.85米，废液焚烧处理工艺方法为：
皂化废碱液加压至1.8～2.5MPa后送入皂化液喷枪，雾化后进入碱回收锅炉，于炉内悬浮干燥、空间燃烧(悬浮燃烧)。皂化液中的有机酸钠盐转化成Na2CO3，反应放出大量热量。
辅助燃料油经燃油管线回路调节稳压到0.3～0.7MPa，再经蒸气雾化油枪入炉燃烧。
燃烧灰份随烟气至锅炉尾部沉积或被电除尘捕集回收，由刮板机输送至灰斗再包装外售，回收灰份的主要成份为碳酸钠。较大的颗粒在炉膛空间来不及燃烧，落到炉底垫层上燃尽(垫层燃烧)。产生的碳酸钠熔融物从废碱焚烧锅炉底部溜子口流出，经溜子槽进入到固碱回收单元，得到粗碳酸钠副产品。烟气引入80m高的烟囱排空。
炉内燃烧反应所放热量，在下省煤器、上省煤器、上锅筒、沸腾管屏、下锅筒等受热面加热软水产生1.27MPa的蒸汽，除少量供本装置自用外，其余并入界区外低压蒸汽管网。
所使用的油性辅助燃料为催化油浆、渣油、煤焦油的一种或几种，这些燃料具有以下性质：
催化油浆性质：
组分名称 最大值 最小值 平均值
灰分 0.798 0.412 0.599
运动粘度(100℃) 29.1 19.82 25.694
密度 1190.5 1096.9 1141.02
固含量 3.3 2 2.016
低位燃烧热值，kj/kg 42000 36000 40000
渣油性质：
Figure GDA0002688243030000041
Figure GDA0002688243030000051
煤焦油性质：
组分名称 最大值 最小值 平均值
灰分 4.94 2.96 3.95
低位燃烧热值，kj/kg 42560 37000 39780
所焚烧处理的废液为环己酮皂化废碱，具有以下性质：
环己酮废碱性质：
组分名称 最大值 最小值 平均值
密度 1310 1180 1240
固含量 65％ 35％ 43％
低位燃烧热值，kj/kg 11520 13260 12110
本发明的效果可以通过实施例1、实施例2与对比例1、对比例2在工艺配比条件及相应可变成本方面的比较得到更好的说明，相关数据见表1.
表1工艺配比条件及相应可变成本
Figure GDA0002688243030000052
Figure GDA0002688243030000061
Figure GDA0002688243030000071
表中，吨废碱处理可变成本＝消耗价值(清水+电+软水+渣油)-副产价值(低压蒸汽)。
本发明的实施例1、2与对比例1、2相比较，减少废碱焚烧处理成本可达18～37元/吨。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于油性液体燃料焚烧石油化工废液的方法，以油性液体为助燃燃料，采用废碱焚烧炉焚烧石油化工废液，所述废碱焚烧炉为碱回收炉，包括水冷壁、水冷屏、蒸发管屏、汽包、省煤器和空气预热器；所述石油化工废液及油性液体燃烧产生的热量加热废碱焚烧炉的炉水，产生副产蒸汽；其特征在于：将石油化工废液以雾化形式喷入废碱焚烧炉的燃烧区，在鼓入含氧气体的条件下进行燃烧，控制燃烧区温度为800～1200℃；石油化工废液和油性液体投料量满足：每小时石油化工废液量/废碱焚烧炉燃烧区炉膛横截面积＝0.8～1.5t/h·m2，每小时油性液体量/废碱焚烧炉燃烧区炉膛横截面积＝0.074～0.108t/h·m2。
2.根据权利要求1所述的基于油性液体燃料焚烧石油化工废液的方法，其特征在于：所述油性液体进入废碱焚烧炉的压力为0.3～0.7MPa。
3.根据权利要求2所述的基于油性液体燃料焚烧石油化工废液的方法，其特征在于：所述油性液体的低位燃烧热值为36000～42600kj/kg。
4.根据权利要求3所述的基于油性液体燃料焚烧石油化工废液的方法，其特征在于：所述油性液体为煤焦油、炼油常压渣油、炼油催化裂化油浆中至少一种。
5.根据权利要求1～4任一项所述的基于油性液体燃料焚烧石油化工废液的方法，其特征在于：所述石油化工废液进入废碱焚烧炉的压力为1.4～2.8MPa。
6.根据权利要求5所述的基于油性液体燃料焚烧石油化工废液的方法，其特征在于：所述石油化工废液为环己酮废碱液，其固形物低发热量为10000～14000kJ/kg，固形物质量百分比含量为30～60％。
7.根据权利要求1～4、6任一项所述的基于油性液体燃料焚烧石油化工废液的方法，其特征在于：所述废碱焚烧炉烟气出口连接电除尘器，废碱焚烧炉内出来的燃烧灰份随烟气至废碱焚烧炉尾部沉积回收或电除尘器捕集回收。
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