專利名稱：一種天然氣和電石爐氣雙燃料混燒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天然氣和電石爐氣雙燃料混燒的方法，特別是適用于將氫氧化鈉溶液進行蒸發(fā)生產(chǎn)固堿的工序中。
背景技術(shù)：
天辰化工有限公司屬于新疆天業(yè)(集團)120萬噸聯(lián)合化工一期40萬噸聚氯乙烯項目，公司于2007年引進了兩套單套產(chǎn)能達15萬噸/年的大型燒堿造粒裝置，主要生產(chǎn)濃度為99% 99. 5 %的粒堿，該裝置采用先進的降膜蒸發(fā)生產(chǎn)工藝，其蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)分別由一效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器、升膜濃縮器、最終濃縮器和閃蒸蒸發(fā)器五個單元組成，經(jīng)過一效、 二效和升膜處理后氫氧化鈉的濃度由32% 32. 5%提高至72% 73%，最終濃縮器內(nèi)均勻分布有若干低碳鎳材質(zhì)降膜管，降膜管內(nèi)濃度為72% 73%的熔融狀氫氧化鈉以熔鹽為傳熱介質(zhì)，熔鹽采用硝酸鹽的混合物(HTS)，其組成為40%的NaN02、7%的NaNO3和53% 的KNO3,熔點為142. 2°C，熔鹽儲罐內(nèi)的熔鹽通過熔鹽泵進入熔鹽爐，熔鹽在熔鹽爐內(nèi)以天然氣為燃料被加熱到400 430°C，熔鹽從熔鹽爐進入熔鹽管線，與降膜管內(nèi)濃度為72% 73 %堿液逆向流動進行傳熱，最終將熔融狀氫氧化鈉的濃度由72 % 73 %提高至98 % 98. 5%以上，每生產(chǎn)1噸氫氧化鈉(濃度在98% 98. 5% )消耗天然氣約64標方，按30 萬噸產(chǎn)能計算，每年消耗天然氣達1920萬標方。天辰化工有限公司配套64萬噸/年電石廠采用全密閉電石爐，每生產(chǎn)1噸電石副產(chǎn)爐氣約400m3，爐氣主要成分⑶為80% 85%丄02為1 % 3%、H2為7% 10%、N2為 6% 8%、O2 為 0. 07% 0. 3%、焦油為 1. 5% 2%等，燃燒值為 1900 2700kcal/Nm3， 電石爐氣經(jīng)過凈化后可實現(xiàn)綜合利用，并成為天然氣的輔助和替代能源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了已有技術(shù)中因全密閉電石爐產(chǎn)生的電石爐氣無法實現(xiàn)綜合利用及造成環(huán)境污染的問題，進而提供一種能夠?qū)⑻烊粴夂碗娛癄t氣進行混燒的方法，以節(jié)省天然氣消耗量，同時避免電石爐氣對環(huán)境造成污染。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是本發(fā)明所述的一種天然氣和電石爐氣雙燃料混燒的方法；包括依次相連的過濾器、前減壓閥、后減壓閥、現(xiàn)場控制器、遠程控制系統(tǒng)、燃爐、熔鹽爐、空氣預熱器、最終濃縮器、熔鹽罐；在將氫氧化鈉溶液進行蒸發(fā)生產(chǎn)粒堿的工序中，密閉電石爐產(chǎn)生的爐氣經(jīng)過除塵系統(tǒng)及過濾器凈化后送入蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的最終濃縮器單元，爐氣在進入燃爐管線減壓閥組前進行再次過濾，過濾后的爐氣經(jīng)過減壓閥組及控制系統(tǒng)處理后以合適的壓力及流量與天然氣按一定比例進入燃爐進行燃燒，燃燒所需新鮮空氣由空氣預熱器補給；熔鹽罐中的熔鹽由熔鹽泵進入熔鹽爐，熔鹽在熔鹽爐內(nèi)以天然氣和電石爐氣的混合氣為燃料被加熱到400 430°C，然后送至最終濃縮器與73%的熔融狀氫氧化鈉進行換熱，將熔融狀氫氧化鈉的濃度由72% 73%提高至98 % 98. 5%。所述的一種天然氣和電石爐氣雙燃料混燒的方法，對天然氣燃爐的爐頭及燃料噴嘴進行了改造，在天然氣燃爐噴嘴周圍加裝了爐氣噴嘴，并嚴格保持爐氣噴嘴與天然氣噴嘴的間距及位差，以避免高溫灼燒造成對爐頭及噴嘴的損壞。所述的一種天然氣和電石爐氣雙燃料混燒的方法，在天然氣燃爐的爐頭及噴嘴改造中設(shè)置了專門的爐氣進口及相應的爐氣管道，并且根據(jù)進入燃爐內(nèi)爐氣所要求的工藝控制參數(shù)安裝了減壓閥及現(xiàn)場控制器，以確保進入燃爐內(nèi)爐氣壓力和流量的穩(wěn)定。所述的一種天然氣和電石爐氣雙燃料混燒的方法，在爐氣管線安裝了爐氣組分在線監(jiān)測裝置，對爐氣組分進行實時監(jiān)測，以便調(diào)節(jié)爐氣流量和壓力，確保系統(tǒng)熱量穩(wěn)定。所述的一種天然氣和電石爐氣雙燃料混燒的方法，對燃爐控制系統(tǒng)進行了改造， 建立了天然氣和電石爐氣雙燃料混燒控制系統(tǒng)，并根據(jù)混合燃料中天然氣和電石爐氣的不同比例設(shè)置了相應的燃燒模式。所述的一種粒堿生產(chǎn)工序中天然氣和電石爐氣雙燃料混燒的方法，通過對兩種燃料進氣比例進行測算，對現(xiàn)有助燃風機進行了改造，以確保雙燃料運行模式下空氣的供給。所述的一種天然氣和電石爐氣雙燃料混燒的方法，將送氣系統(tǒng)由固定機械系統(tǒng)改為由單獨電機及電器元件等制動的靈活可控系統(tǒng)，以確保天然氣和電石爐氣在不同比例混燒模式下進行靈活切換。所述的一種天然氣和電石爐氣雙燃料混燒的方法，在爐氣進氣管線上安裝氧氣在線監(jiān)測儀，并設(shè)置安全連鎖裝置，當氧氣含量大于0. 3%時爐氣自動放空，以避免爆炸隱患。所述的一種天然氣和電石爐氣雙燃料混燒的方法，在燃爐進氣管線上安裝阻火裝置，以避免燃爐燃燒模式切換時可能引起的回火，確保燃爐系統(tǒng)安全運行。本發(fā)明通過對全密閉電石爐產(chǎn)生的電石爐氣和天然氣雙燃料混燒技術(shù)進行研究和應用，解決了天然氣和電石爐氣雙燃料混燒的難題，不僅節(jié)省了天然氣資源，而且有效避免了電石爐氣對環(huán)境造成的污染。本發(fā)明可廣泛應用于以天然氣為燃料的生產(chǎn)工序中，特別是適用于將氫氧化鈉溶液進行蒸發(fā)生產(chǎn)固堿的工序中。


圖1為本發(fā)明的實施例工藝流程圖；圖1中1為過濾器、2為前減壓閥、3為后減壓閥、4為現(xiàn)場控制器、5為遠程控制系統(tǒng)、6為燃爐、7為熔鹽爐、8為空氣預熱器、9為最終濃縮器、10為熔鹽罐；
具體實施方案參照附圖1，本實施例包括依次相連的過濾器1、前減壓閥2、后減壓閥3、現(xiàn)場控制器4、遠程控制系統(tǒng)5、燃爐6、熔鹽爐7、空氣預熱器8、最終濃縮器9、熔鹽罐10 ；在將氫氧化鈉溶液進行蒸發(fā)生產(chǎn)粒堿的工序中，電石廠密閉電石爐產(chǎn)生的爐氣經(jīng)過除塵系統(tǒng)及過濾器凈化后送入蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的最終濃縮器單元，爐氣在進入燃爐管線減壓閥組前進行再次過濾，過濾后的爐氣經(jīng)過減壓閥組及控制系統(tǒng)處理后以合適的壓力及流量與天然氣按一定比例進入燃爐進行燃燒，燃燒所需新鮮空氣由空氣預熱器補給；熔鹽罐中的熔鹽由熔鹽泵進入熔鹽爐，熔鹽在熔鹽爐內(nèi)以天然氣和電石爐氣的混合氣為燃料被加熱到400 430°C， 然后送至最終濃縮器與72% 73%的熔融狀氫氧化鈉進行換熱，將熔融狀氫氧化鈉的濃度由72% 73%提高至98% 98. 5%。
另一實施例不同之處在于天然氣和電石爐氣雙燃料混燒模式中，雙燃料混合氣中天然氣體積分數(shù)為60%，電石爐氣體積分數(shù)為40% ；另一實施例不同之處在于天然氣和電石爐氣雙燃料混燒模式中，雙燃料混合氣中天然氣體積分數(shù)為50%，電石爐氣體積分數(shù)為50% ；另一實施例不同之處在于天然氣和電石爐氣雙燃料混燒模式中，雙燃料混合氣中天然氣體積分數(shù)為30%，電石爐氣體積分數(shù)為70% ；另一實施例不同之處在于天然氣和電石爐氣雙燃料混燒模式中，雙燃料混合氣中天然氣體積分數(shù)為0%，電石爐氣體積分數(shù)為100%。
權(quán)利要求
1.一種天然氣和電石爐氣雙燃料混燒的方法，其特征在于包括依次相連的過濾器、 前減壓閥、后減壓閥、現(xiàn)場控制器、遠程控制系統(tǒng)、燃爐、熔鹽爐、空氣預熱器、最終濃縮器、 熔鹽罐；在將氫氧化鈉溶液進行蒸發(fā)生產(chǎn)粒堿的工序中，密閉電石爐產(chǎn)生的爐氣經(jīng)過除塵系統(tǒng)及過濾器凈化后送入蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的最終濃縮器單元，爐氣在進入燃爐管線減壓閥組前進行再次過濾，過濾后的爐氣經(jīng)過減壓閥組及控制系統(tǒng)處理后以合適的壓力及流量與天然氣按一定比例進入燃爐進行燃燒，燃燒所需新鮮空氣由空氣預熱器補給；熔鹽罐中的熔鹽由熔鹽泵進入熔鹽爐，熔鹽在熔鹽爐內(nèi)以天然氣和電石爐氣的混合氣為燃料被加熱到 400 430°C，然后送至最終濃縮器與73%的熔融狀氫氧化鈉進行換熱，將熔融狀氫氧化鈉的濃度由72% 73%提高至98% 98. 5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的天然氣和電石爐氣雙燃料混燒的方法，其特征在于電石爐氣在進入燃爐管線減壓閥前經(jīng)過過濾器進行再次過濾。
3.根據(jù)權(quán)利要求書2所述的天然氣和電石爐氣雙燃料混燒的方法，其特征在于再次過濾后的電石爐氣進入燃爐前經(jīng)過減壓閥進行降壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求書3所述的天然氣和電石爐氣雙燃料混燒的方法，其特征在于減壓閥與控制電石爐氣流量的現(xiàn)場控制器相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求書4所述的天然氣和電石爐氣雙燃料混燒的方法，其特征在于現(xiàn)場控制器與控制天然氣和電石爐氣雙燃料燃燒模式的遠程控制系統(tǒng)相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求書5所述的天然氣和電石爐氣雙燃料混燒的方法，其特征在于天然氣和電石爐氣雙燃料燃燒模式是a.雙燃料混合氣中天然氣體積分數(shù)為60%，電石爐氣體積分數(shù)為40%、b.雙燃料混合氣中天然氣體積分數(shù)為50%，電石爐氣體積分數(shù)為50%、 c.雙燃料混合氣中天然氣體積分數(shù)為30%，電石爐氣體積分數(shù)為70%或d.雙燃料混合氣中天然氣體積分數(shù)為0%，電石爐氣體積分數(shù)為100%。
全文摘要
本發(fā)明所述的一種天然氣和電石爐氣雙燃料混燒的方法，包括依次相連的過濾器、前減壓閥、后減壓閥、現(xiàn)場控制器、遠程控制系統(tǒng)、燃爐、熔鹽爐、空氣預熱器、最終濃縮器、熔鹽罐；通過在氫氧化鈉溶液蒸發(fā)生產(chǎn)粒堿的工序中研究和開發(fā)天然氣和電石爐氣雙燃料混燒的方法，解決了密閉電石爐產(chǎn)生的爐氣綜合利用的難題，使電石爐氣資源得到了有效利用，不僅節(jié)省了天然氣資源，而且有效避免了電石爐氣對環(huán)境造成的污染。本發(fā)明可廣泛應用于以天然氣為燃料的生產(chǎn)工序中，特別是適用于將氫氧化鈉溶液進行蒸發(fā)生產(chǎn)固堿的工序中。
文檔編號C01D1/42GK102303876SQ201110134620
公開日2012年1月4日 申請日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月24日
發(fā)明者關(guān)剛, 劉中海, 吳彬, 唐紅建, 李朝, 段清波, 王多榮, 秦明月, 程積偉, 鄧建康, 郭成軍 申請人:天辰化工有限公司