技術名稱:炭黑生產過程余熱利用和尾氣發電(供熱)技術
技術簡介:炭黑生成反應后的煙氣溫度約 1050℃,而炭黑收集濾袋的可承受溫度約為 280℃,煙氣余熱利用的空間較大。原有炭黑生產過程采用 650℃空氣預熱器,回收 750~530℃區間煙氣余熱以加熱助燃空氣,而 1050~750℃和 530~350℃溫度區間則采用噴水降溫,不僅余熱未得到充分利用,而且浪費了大量寶貴的水資源,同時加大了后部設備負荷和酸霧腐蝕,降低了炭黑尾氣熱值,不利于其綜合利用。
本技術采用 850℃空氣預熱器回收高溫煙氣余熱,回收煙氣溫度區間為 950~630℃。因空氣預熱器煙氣出口溫度較高,同時配套E熱鍋爐回收中溫煙氣余熱,回收煙氣溫度區間為 600~350℃,可使有效余熱利用率從 33.8%提高到 87.6%。提高助燃空氣溫度可減少燃料消耗,提高裝置產能,增設余熱鍋爐所產蒸汽可滿足炭黑裝置用汽需求,減少燃煤消耗。
850℃空氣預熱器的關鍵技術是:新型熱膨脹應力補償和密封結構、阻燃氣體隔斷空氣泄漏以及換熱管單管填料密封等創新技術。在線余熱鍋爐的關鍵技術是:新型弧形薄管板結構;管口防沖刷結構;脈沖防堵系統;液位穩定檢測系統等創新技術。
其工藝流程為:炭黑反應系統→空氣預熱器→在線余熱鍋爐→炭黑收集系統→造粒和包裝系統。經空氣預熱器與高溫煙氣換熱、溫度達到 850℃的助燃空氣,進入炭黑反應系統與燃料完全燃燒,提供原料油裂解生成炭黑的高溫(1700~1900℃)氣體;余熱鍋爐進一步回收熱能產生蒸汽(回用于炭黑生產裝置);之后,通常采用原料油預熱器在回收低溫熱能的同時,滿足后部收集濾袋的使用溫度要求。
應用情況:該技術獲 3 項實用新型專利。余熱利用設備已形成系列產品,可滿足 1.5~4 萬 t規模的炭黑裝置,截止2009年,已在業內推廣16套(其中在建6套)。
典型用戶:中橡集團炭黑工業研究設計院、山西焦化集團有限公司、山西遠征化工有限公司、山西宏特煤化工有限公司、云南曲靖眾一煤化公司、上海立事化工l司、河北龍星化工集團有限責任公司、河北大光明實業集團有限公司、茂名永業(集團)股份有限公司等。
1)中橡集團炭黑工業研究設計院生產基地。建設規模:3000kW 炭黑尾氣發電裝置。主要改造內容:炭黑尾氣集輸系統,炭黑尾氣專用鍋爐。節能技改投資額 1500 萬元,建設期 1 年。年節能 8400tce,取得節能經濟效益 675 萬元,投資回收期 2.5 年。
2)河北龍星化工集團有限責任公司炭黑廠。建設規模:6000kW 炭黑尾氣發電裝置。主要改造內容:炭黑尾氣集輸系統,炭黑尾氣專用鍋爐。節能技改投資額 2900 萬元,建設期 1 年。年節能 16800tce,節能經濟效益 1485 萬元/年,投資回收期 2.5 年。