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废碱锅炉掺烧己内酰胺废液工艺改进及系统优化研究

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第1章 文献综述

1.1 前言

1.2 焚烧技术国内外研究现状

1.3 废碱锅炉的特性

1.3.1 锅炉规范

1.3.2 锅炉简述

1.3.3 主要设备明细

1.4 废碱焚烧系统工艺

1.4.1 工艺流程

1.4.2 反应原理及影响因素

1.5 废碱锅炉掺烧己内酰胺废液的研究

1.5.1 助燃剂由X生油改为驰放气的研究

1.5.2废碱焚烧掺烧己内酰胺废液的研究

第2章 实施方法

2.1 工艺改进

2.1.1 X重油改驰放气

2.1.2 掺烧己内酰胺浓缩废液

2.1.3 掺烧己内酰胺废液的热力分析

2.1.4效果分析

2.2 主要设备改进

2.2.1 燃烧器的选择

2.2.2 废碱工作槽的改进

2.2.3 入炉皂化液泵的选型

2.3 工艺控制指标

2.3.1 工艺技术控制指标

2.3.2 生产控制分析指标

2.3.3 环境保护指标

第3章 效果分析

3.1实际运行情况

3.2 投资分析

3.3效益分析

第4章 结论

参考文献

攻读硕士期间已发表的论文

(一)发表论文:

(二)专利:

附图

致谢

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摘要

己内酰胺项目配套环己酮装置的皂化废碱液焚烧锅炉,处理能力为18t/h,锅炉型号为WDLZ35/1.47-1。该锅炉焚烧环己酮生产过程中产生的皂化废碱,辅助燃料为X重油。焚烧时回收的热量可副产低压蒸汽供其它装置使用,同时也回收废碱液中所含的碳酸钠,可减轻对环境的污染,经济效益和社会效益良好。碳酸钠的回收有两种方式,一是通过电除尘和灰斗回收的锅炉尾气中的粉状固体碳酸钠,约占总回收量的50~60%,二是采用干法回收的从锅炉底部流出的熔融状碳酸钠。
  工艺改进方面的研究主要是两个方面:一是X重油改驰放气:与原设计进行对比,取消 X重油输送管线,改为驰放气管道,驰放气总管压力为0.4~0.5MPa,温度约25℃,所需流量2300Nm3/h(额定),3500Nm3/h(最大),进炉所需驰放气实际压力约30kPa,通过10支气嘴分别从不同位置进入炉内,对炉膛持续补充热能。根据驰放气总管压力压及所需流量,对驰放气管道直径进行计算。通过计算可知,驰放气总管应采用DN200(流速控制在8m/s),减压后的总管采用 DN300(流速控制在14m/s)。根据工艺及安全方面的要求,在驰放气减压前设置流量显示、阀前压力现场及远程显示,阀前温度远程显示,止回阀、快速切断等装置;减压阀后设置压力及远程显示,各分支进入炉管要安装切断阀并采用金属软管进行连接,设置氮气吹扫口及排气口,减压阀后设置盲板位置以保证检修时的安全。二是废碱液中掺烧己内酰胺浓缩废液:由于己内酰胺废液已经浓缩,故可以直接通过管道输送至废碱工作液槽,然后通过入炉皂化液泵加压至2.0MPa,再通过碱枪在炉内形成雾化状燃料以充分燃烧。由于己内酰胺废液的成份较为复杂,可能含微量的硫酸铵,所以废碱工作液槽、入炉皂化液泵及其管道的材质选择要重新进行研究,由于工作液中增加了部份己内酰胺废液,可能使闪蒸的不凝性气体量增加,因而要对工作液槽的安全卸放及现场环境治理工作进行研究。
  废碱锅炉掺烧己内酰胺废液工艺的改进及系统优化是针对废碱锅炉的运行状况进行的优化。废碱锅炉原本主要用于焚烧环己酮皂化的废液,而在研究中着重论述了废碱锅炉不仅焚烧环己酮装置产生的皂化废液,同时还需掺烧己内酰胺萃取工序及离交再生工序产生的废液的可行性,研究了废碱锅炉的助燃剂由X重油改为驰放气的可行性,并对这两种进行了效益分析对比,最后总结出优化的己内酰胺生产废液处理的方案。本文所述的研究内容是一个综合治理污染和保护环境的项目。研究的重点是废碱液成份及助燃烧剂介质组分两方面的优化改进,经过理论分析、改造实验和运行分析等多方面来说明改造的合理性及先进性,同时对部份核心设备的选型进行了分析研究。通过理论研究和实践证明,该项改进是成功的,既解决了己内酰胺生产废液难以处理的问题,又能副产蒸汽及碳酸钠产品,经济效益显著,同时气体排放指标均达到了国家标准的相关要求。因而项目具有绿色循环发展的特点,可以在行业内推广应用。

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