本發(fā)明屬于化工廢棄物環(huán)保處理領(lǐng)域，具體涉及一種順酐裝置尾氣直燃焚燒處理系統(tǒng)及工藝。

背景技術(shù)：

1、在禁塑令的推動下，可降解塑料在未來將會逐步替代傳統(tǒng)塑料，順酐作為可降解塑料的原料，潛在需求將持續(xù)爆發(fā)。順酐生產(chǎn)工藝可分為苯氧化法、正丁烷氧化法。當(dāng)前國內(nèi)生產(chǎn)裝置以苯法為主，但隨著我國石化行業(yè)快速發(fā)展和煉油能力提高，c4資源逐步得到綜合利用，正丁烷法順酐裝置近幾年得到快速發(fā)展。

2、正丁烷法順酐尾氣具有氣量龐大、含氧氣、易堵塞、易腐蝕、熱值較低的特點，其處理工藝主要有直燃焚燒法(to)和蓄熱氧化法(rto)。直燃焚燒工藝具有流程簡單、操作便捷、故障率低、有害物質(zhì)去除率高等優(yōu)點，可以滿足順酐裝置對尾氣處理裝置高可靠性的要求，但輔助燃料消耗大。蓄熱氧化工藝因在氧化室前增加了蓄熱室，可以大幅降低燃料的消耗，但有害物質(zhì)去除率低，不能滿足環(huán)保要求，而且由于蓄熱室倉室較多，需要不停通過提升閥動作進行尾氣進出倉切換，操作繁瑣，且故障率高。

3、申請?zhí)枮?02122010653.6的專利《一種順酐尾氣管用蓄熱爐與直燃爐組合焚燒設(shè)備》和申請?zhí)枮?01911345040.9的專利《一種順酐生產(chǎn)廢氣的處理方法》介紹了一種順酐尾氣管用蓄熱爐與直燃爐組合焚燒設(shè)備，順酐尾氣部分進入蓄熱爐處理，其余進入直燃爐處理，處理后的煙氣混合后排放，直燃爐煙氣稀釋了蓄熱爐煙氣中有害物質(zhì)濃度，以此滿足環(huán)保要求，但隨著設(shè)備和操作點的增加，故障率進一步提升，反而增加了順酐裝置停車的頻率。

4、申請?zhí)枮?02211620540.0的專利《一種順酐裝置rto爐尾氣處理的工藝方法》在蓄熱爐出口煙氣排入煙囪前，設(shè)置煙氣洗滌塔，以達(dá)到vocs排放值降低的效果，但蓄熱爐其他缺點無法避免，而且增加了廢水的排放，進一步提高了企業(yè)的環(huán)保壓力。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種順酐裝置尾氣直燃焚燒處理系統(tǒng)，利用化工企業(yè)丙烷脫氫裝置、聚碳裝置、氣分裝置等裝置產(chǎn)生的廢液作為燃料，為順酐裝置尾氣直燃焚燒系統(tǒng)進行補燃，即避免了燃料氣的消耗，又達(dá)到“以廢治廢”的環(huán)保目標(biāo)，是處理順酐裝置尾氣十分理想的方法。與此同時，保留燃料氣補燃工況的相應(yīng)設(shè)置，當(dāng)廢液產(chǎn)出裝置降低負(fù)荷運行或者停車檢修時，可以保證順酐尾氣直燃焚燒裝置的穩(wěn)定運行，進一步提升了直燃工藝的可靠性。

2、本技術(shù)提供的技術(shù)方案如下：

3、一種順酐裝置尾氣直燃焚燒處理系統(tǒng)，包括三段式焚燒爐、超高壓余熱鍋爐、尾氣預(yù)熱器、煙囪；三段式焚燒爐包括依次相連通高溫燃燒段、高溫氧化段和超凈氧化段，高溫燃燒段、高溫氧化段從上到下垂直布置，超凈氧化段的出口端連接超高壓余熱鍋爐，超凈氧化段和超高壓余熱鍋爐水平布置；尾氣預(yù)熱器設(shè)置有尾氣入口、尾氣出口、煙氣入口和煙氣出口，高壓余熱鍋爐的出口與豎直布置的尾氣預(yù)熱器的煙氣入口連接，尾氣預(yù)熱器頂部的煙氣出口與煙囪連接；尾氣預(yù)熱器的尾氣出口與三段式焚燒爐連通，形成“u”型結(jié)構(gòu)；高溫燃燒段頂部設(shè)置有主燃燒器和輔助燃燒器，廢液和/或燃料氣在主燃燒器和輔助燃燒器燃燒，為尾氣焚燒提供熱源；順酐裝置產(chǎn)生的尾氣從尾氣預(yù)熱器的尾氣入口進入并從尾氣出口流出后，獲得預(yù)熱后的尾氣，預(yù)熱后的尾氣進入三段式焚燒爐內(nèi)，預(yù)熱后的尾氣和廢液和/或燃料氣進行焚燒，焚燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M入超高壓余熱鍋爐進行余熱回收，超高壓余熱鍋爐出口煙氣進入尾氣預(yù)熱器加熱順酐裝置產(chǎn)生的尾氣后，通過煙囪排入大氣；預(yù)熱后的尾氣分為第一路尾氣、第二路尾氣和第三路尾氣，第一路尾氣與高溫燃燒段連通，第二路尾氣與高溫氧化段連通，第三路尾氣與超凈氧化段連通。

4、所述主燃燒器設(shè)置于高溫燃燒段頂部位置的中部，高溫燃燒段頂部位置還設(shè)置有助燃風(fēng)機，助燃風(fēng)機用于向高溫燃燒段內(nèi)通入空氣，為主燃燒器的燃燒供氧。

5、所述主燃燒器采用助燃風(fēng)機提供的冷空氣進行助燃，控制過量空氣系數(shù)α＝0.60～0.80；主燃燒器熱負(fù)荷占總熱負(fù)荷10％～20％。

6、所述輔助燃燒器位于主燃燒器的下方，輔助燃燒器2設(shè)置多個，且多個輔助燃燒器切向旋流均布于高溫燃燒段肩部，輔助燃燒器的廢液或燃?xì)獠捎妙A(yù)熱后的300℃～450℃的第一路含氧尾氣助燃，第一路含氧尾氣的氧含量為13％～15％；輔助燃燒器2熱負(fù)荷占總熱負(fù)荷20％～30％。

7、所述第一路尾氣、第二路尾氣和第三路尾氣切向旋流通入三段式焚燒爐內(nèi)；輔助燃燒器切向旋流的方向與第一路尾氣、第二路尾氣和第三路尾氣的切向旋流方向相同。第一路尾氣占總尾氣比例為10％～20％，第二路尾氣占總尾氣比例為10％～25％，第三路尾氣占總尾氣比例為55％～80％。

8、所述高溫燃燒段內(nèi)燃燒溫度為1300℃～1500℃，氧含量控制在2％～5％之間；高溫氧化段內(nèi)燃燒溫度為1050℃～1200℃，氧含量控制在6％～8％之間；超凈氧化段內(nèi)燃燒溫度為750℃～900℃，氧含量控制在9％～11％之間。

9、所述超高壓余熱鍋爐包括蒸發(fā)器和過熱器，高壓鍋爐給水進入蒸發(fā)器，與三段式焚燒爐排出的高溫?zé)煔膺M行熱交換后，獲得超高壓飽和蒸汽，然后超高壓飽和蒸汽與順酐裝置產(chǎn)生的超高壓飽和蒸汽匯合進入過熱器，并與三段式焚燒爐排出的高溫?zé)煔庠俅芜M行熱交換，獲得超高壓過熱蒸汽。

10、所述尾氣預(yù)熱器為多級串聯(lián)管式換熱器，沿著順酐裝置產(chǎn)生的尾氣的流動方向，尾氣預(yù)熱器從上到下依次包括1-n級預(yù)熱器，最上方的第1級預(yù)熱器材質(zhì)為316l不銹鋼，最下方的第n級預(yù)熱器材質(zhì)為304不銹鋼，中間的預(yù)熱器材質(zhì)為20鋼材質(zhì)；尾氣預(yù)熱器的進氣溫度為67～72℃，尾氣預(yù)熱器出口溫度為300℃～450℃。

11、所述尾氣預(yù)熱器每級包含2-6個模塊并聯(lián)組成，尾氣均勻等量進入每個模塊，每個模塊尾氣出口均設(shè)有擋板，通過關(guān)閉1個或多個擋板，提高尾氣流速，使尾氣流速達(dá)到40m/s～60m/。通過尾氣高速沖刷清理尾氣結(jié)晶，防止因結(jié)晶問題導(dǎo)致尾氣預(yù)熱器堵塞。

12、基于上述任一項所述的一種順酐裝置尾氣直燃焚燒處理系統(tǒng)的一種順酐裝置尾氣直燃焚燒處理工藝，包括：

13、主燃燒器采用冷空氣進行助燃，過量空氣系數(shù)α＝0.60～0.80，輔助燃燒器通過氧含量為13％～15％的第一路尾氣進行助燃；

14、順酐裝置產(chǎn)生的尾氣經(jīng)過尾氣預(yù)熱器預(yù)熱到300℃～450℃，獲得預(yù)熱后的尾氣；

15、預(yù)熱后的尾氣分為第一路尾氣、第二路尾氣和第三路尾氣，第一路尾氣進入高溫燃燒段內(nèi)，第二路尾氣進入高溫氧化段內(nèi)，第三路尾氣進入超凈氧化段內(nèi)；主燃燒器和輔助燃燒器噴出的物料和預(yù)熱后的尾氣在三段式焚燒爐內(nèi)進行焚燒，高溫燃燒段內(nèi)燃燒溫度為1300℃～1500℃，氧含量控制在2％～5％之間；高溫氧化段內(nèi)燃燒溫度為1050℃～1200℃，氧含量控制在6％～8％之間；超凈氧化段內(nèi)燃燒溫度為750℃～900℃，氧含量控制在9％～11％之間；

16、焚燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M入超高壓余熱鍋爐進行余熱回收，經(jīng)過高壓余熱鍋爐煙氣降至380℃～450℃再進入尾氣預(yù)熱器加熱尾氣，尾氣預(yù)熱器煙氣溫度降至90℃～130℃后通過煙囪排入大氣。

17、綜上所述，本技術(shù)至少包括以下有益技術(shù)效果：

18、(1)本發(fā)明涉及的順酐裝置尾氣直燃焚燒處理系統(tǒng)，采用高壓余熱鍋爐和尾氣預(yù)熱器對煙氣進行余熱利用，確保焚燒系統(tǒng)高效節(jié)能。

19、(2)本發(fā)明涉及的順酐裝置尾氣直燃焚燒處理系統(tǒng)，采用廢液進行補燃，即避免了燃料氣的消耗，又達(dá)到“以廢治廢”的環(huán)保目標(biāo)，達(dá)到“雙贏”目的。

20、(3)本發(fā)明涉及的順酐裝置尾氣直燃焚燒處理系統(tǒng)，采用欠氧燃燒、燃料分級燃燒及貧氧助燃燃燒，無需sncr、scr脫硝裝置，可保證煙氣低氮排放。

21、(4)本發(fā)明涉及的順酐裝置尾氣直燃焚燒處理系統(tǒng)，尾氣預(yù)熱器通過特殊的尾氣沖刷流設(shè)計及材質(zhì)選型，可以有效防止尾氣結(jié)晶堵塞換熱器及換熱器的腐蝕問題。

22、(5)本發(fā)明涉及的順酐裝置尾氣直燃焚燒處理系統(tǒng)，采用超高壓余熱鍋爐同時加熱鍋爐給水、超高壓飽和蒸汽至所用戶所需蒸汽品質(zhì)，保證了順酐裝置的穩(wěn)定運行和全系統(tǒng)的能量回收利用。

23、(6)本發(fā)明涉及的順酐裝置尾氣直燃焚燒處理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)順酐裝置尾氣中有害物質(zhì)的徹底分解。