[发明专利]一种天然气和电石炉气双燃料混烧的方法

说明书

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吨电石副产炉气约400m³，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。