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[摘 要]本文介绍了福建省东鑫石油化工有限公司废碱焚烧锅炉装置在运行几年后根据实际生产需要及适应市场供求变化需要，陆续进行的几项重要工艺生产节能改造项目及生产工艺指标调整。
[关键词]冷却水；定排；明沟；污水；冷凝水；闪蒸蒸汽
中图分类号：TK228 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）03-0005-01
一 前言
皂化废碱液是环己酮生产的主要污染源。目前国内对皂化废碱液的处理有中和焚烧两种方法，各有其利弊，为了减少环境污染达标排放，相对而言，焚烧是行之有效的处理方法。该法不但可以回收化工原料（Na2CO3）和副产蒸汽，而且可以消除二次污染，具有良好的经济效益和社会效益。
二 反应原理
皂化废碱液是环己烷氧化后经碱皂化中和分离排出的废液，其化学组分是含有复杂的有机酸钠盐，外观呈棕褐色液体，固形物含量42%左右。雾化后喷入炉内，液滴在下降过程中与燃烧形成的上升气流换热并蒸发、干燥后，一部分在空气中悬浮燃烧，一部分落入炉底燃烧，使皂化液中的有机酸钠盐转化成Na2CO3，其反应式为：
在干燥过程中，烟气中的二氧化碳与皂化废碱液中的活性碱发生反应生成碳酸钠，其反应式为：
皂化液在炉内悬浮燃烧生成的碳酸钠，一部分随烟气带出，并经静电除尘器捕集，呈粉状碳酸钠予以回收，一部分落入炉底呈熔融状态从溜子口流入导流筒溶解成Na2CO3水溶液。皂化废碱液中有机物燃烧时产生的热量，经余热锅炉回收产生1.3-1.47MPa的饱和蒸汽。
三 工艺流程简述
从环己酮装置排出的浓度为大于42%左右的皂化液送入本装置皂化液贮槽V-2601，利用入炉碱液泵P-2601加压至2.5MPa左右，并用伴热蒸汽加热至80-100℃送到炉前，经皂化液喷枪雾化后喷入炉膛，经蒸汽加热到150℃的热空气由环形风道送入炉膛，与由皂化液喷枪喷入炉膛的皂化液一起燃烧产生高温烟气，大部分雾化后的颗粒在炉内边干燥边燃烧，燃烧后的细微灰分随烟气逐级经过炉膛、水冷屏、蒸发管屏、上省煤器、空气预热器、下省煤器后把烟气冷却至约180℃，从锅炉尾部排出，经过桥灰斗沉淀一部分灰后直接进入静电除尘器，被电除尘器捕集，经埋刮机L-2601/L-2602后再包装，回收Na2CO3纯度在99%以上；较大的颗粒落到炉底形成垫层并燃烧，高温下呈熔融状态，经溜子槽初步冷却后经导流筒至刮板机L-2603，回收粗碱，纯度在96%以上。
四 废碱锅炉装置回收干净冷却水的改造
由于历史遗留问题，废碱焚烧锅炉装置在建设初期由于设计和施工的问题，没有将公司的公用工程循环水冷却水系统接入废碱锅炉装置，导致该装置的所有动设备冷却系统都是直接使用自来水进行冷却的。因此废碱锅炉装置长期以来都将机泵冷却水，鼓风机引风机冷却水都集中排往应急水槽；取样冷却水、吹灰时的吹灰蒸汽疏水及冲洗地面时产生的废水都集中排往明沟；还有定排水都集中到定排扩容器，最后也会溢流到明沟。上述这几部分水，其中定排水所含有杂质较多，且呈碱性，以及地面冲洗废水常常也呈现碱性并含有杂质，会导致整个明沟水呈现碱性，所以设计之初将这些水都排放到污水井，送至污水站处理。如果有办法将这几部分废水分开，将干净的水长期回收，积少成多，将会产生十分可观的效益。
由于冲洗地板的用水可以控制，每次冲洗地板时切到污水井就可以了，冲洗完，再切回明沟即可。然而定排缓冲罐的水是长时间溢流的，可以通过改造单独排往污水井，即可实现与其他干净水分开。从而可以实现长期回收干净水的目的，避免资源浪费，还可以减少排污污水站的污水量，解决污水处理站的处理负担。改造办法就是将定排扩容器至降温池的U型管道改成走污水井，同时保留原来定排扩容器的底部排污闸阀，方便根据实际需要进行切换，可以实现排降温池和排污水井的自由切换。
4.1 综上所述，需要整改如下：
4.1.1定排缓冲罐U型管原来往降温池的管道改成走至污水井；
4.1.2保留原本定排缓冲罐DN100的底排闸阀，可以根据需要自由切换；
4.1.3将废碱装置干净的各台设备冷却水，取样冷却水、蒸汽疏水等干净水集中至明沟，明沟增设一个蝶阀，引一路至循环水站凉水池，经自然降温冷却后最终补充循环水系统用水，从而节约自来水供给量。
4.2 改造后达到目的：
4.2.1通过改造可以将干净水和污染水分开，从而实现回收干净水的目的，实现资源的回收再利用，实现节能减排的目的。
4.2.2解决长期以来设备冷却水，取样冷却水、蒸汽疏水等干净水与定排水、冲洗地板用水笼统混合排放造成污水量过多，导致污水处理站超负荷运行的情况。通过改造后减少污水排放量，从而大大减轻污水站的工作负担；
五 碱伴热及分汽缸冷凝水的余热回收方案
废碱锅炉装置长期以来，一直是将碱液系统伴热，以及分汽缸的疏水合并汇总进入软水罐，进行回收利用软水的。但是由于软水罐很小，容不下太多软水，常常是水满自溢，故将溢流的水又回收至“降温池”，以方便包装车间员工取热水冲洗包装车间地板及包装工具。例如：手推车，锄头，铁锨等。另外一路是将汇成的冷凝水闪蒸蒸汽引向除氧器，用于除氧器的外来脱盐水加热除氧。然而，目前存在这样三个问题：
第一，随着中间罐区软水罐的闪蒸蒸汽回收利用以后，导致外来进我废碱锅炉装置的软水温度上升，以至于不需要另外引蒸汽加热即可达到除氧需要温度；
第二，多余的连排闪蒸蒸汽以及装置疏水总管闪蒸蒸汽会导致除氧器温度常超过正常工艺指标105℃。因此我们不得不在保证汽包水质的情况下，关小连排缓冲罐至除氧器的加热蒸汽，同时又关闭蒸汽疏水总管至除氧器的闪蒸蒸汽；
第三，碱液伴热管本身没有疏水阀，开太小达不到伴热目的，太大容易造成蒸汽外泄，需要反复调整，又会导致废碱软水罐的闪蒸蒸汽大量外排造成浪费。
综上所述，废碱装置计划将疏水总管的冷凝水进行余热回收改造，即引流至空气加热器用于空气进炉前的预加热，同时将换热完的冷凝水引流至装置内明沟从而进一步引流至凉水池集中回收，同时一楼留下一道DN25甩头，方便需要时接金属软管用于零米平台的地面碱结晶冲洗。然而，本次改造同样存在风险，因空气预热器的位置在10米平台，且入口在11米高处，高于分汽缸、X油伴热管及碱伴热管，极易导致水击发生，且疏水不净，需要当班操作人员在操作时掌握必要的操作要点。
改造完成后既能解决以上出现的三个问题，又能充分回收冷凝水中的余热，避免变成闪蒸蒸汽外排造成的浪费，这将产生十分可观的经济效益。
5.1 綜上所述，需要整改如下：
5.1.1疏水总管引一条DN50的跨接至1号空气加热器阀前；
5.1.2空气加热器疏水管改用DN32的管道引至一楼明沟，端部增加一道DN25甩头；
5.2 改造后达到目的：
5.2.1通过改造解决上述三个问题；
5.2.2控制和避免闪蒸罐外排蒸汽造成的浪费；
5.2.3将热水用于空气进炉前的预加热实现余热回收利用，节能降耗；
5.2.4将换热完的热水统一引流至一楼明沟，方便生产线及包装人员安全使用热水，大大提高现场作业效率。
未来展望，废碱锅炉装置要继续加大装置技术改造、技术革新力度，对于影响装置生产的设备或工艺操作，要充分地分析、论证，提出科学、合理的解决技术方案。并组织落实实施，不断地改进装置生产条件，提高装置生产技术水平。
参考文献
[1] 黄新元.电站锅炉运行与燃烧调整.北京：中国电力出版社，2003
[2] 田子平.大型锅炉装置及其原理.上海：上海交通大学出版社，1997
[关键词]冷却水；定排；明沟；污水；冷凝水；闪蒸蒸汽
中图分类号：TK228 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）03-0005-01
一 前言
皂化废碱液是环己酮生产的主要污染源。目前国内对皂化废碱液的处理有中和焚烧两种方法，各有其利弊，为了减少环境污染达标排放，相对而言，焚烧是行之有效的处理方法。该法不但可以回收化工原料（Na2CO3）和副产蒸汽，而且可以消除二次污染，具有良好的经济效益和社会效益。
二 反应原理
皂化废碱液是环己烷氧化后经碱皂化中和分离排出的废液，其化学组分是含有复杂的有机酸钠盐，外观呈棕褐色液体，固形物含量42%左右。雾化后喷入炉内，液滴在下降过程中与燃烧形成的上升气流换热并蒸发、干燥后，一部分在空气中悬浮燃烧，一部分落入炉底燃烧，使皂化液中的有机酸钠盐转化成Na2CO3，其反应式为：
在干燥过程中，烟气中的二氧化碳与皂化废碱液中的活性碱发生反应生成碳酸钠，其反应式为：
皂化液在炉内悬浮燃烧生成的碳酸钠，一部分随烟气带出，并经静电除尘器捕集，呈粉状碳酸钠予以回收，一部分落入炉底呈熔融状态从溜子口流入导流筒溶解成Na2CO3水溶液。皂化废碱液中有机物燃烧时产生的热量，经余热锅炉回收产生1.3-1.47MPa的饱和蒸汽。
三 工艺流程简述
从环己酮装置排出的浓度为大于42%左右的皂化液送入本装置皂化液贮槽V-2601，利用入炉碱液泵P-2601加压至2.5MPa左右，并用伴热蒸汽加热至80-100℃送到炉前，经皂化液喷枪雾化后喷入炉膛，经蒸汽加热到150℃的热空气由环形风道送入炉膛，与由皂化液喷枪喷入炉膛的皂化液一起燃烧产生高温烟气，大部分雾化后的颗粒在炉内边干燥边燃烧，燃烧后的细微灰分随烟气逐级经过炉膛、水冷屏、蒸发管屏、上省煤器、空气预热器、下省煤器后把烟气冷却至约180℃，从锅炉尾部排出，经过桥灰斗沉淀一部分灰后直接进入静电除尘器，被电除尘器捕集，经埋刮机L-2601/L-2602后再包装，回收Na2CO3纯度在99%以上；较大的颗粒落到炉底形成垫层并燃烧，高温下呈熔融状态，经溜子槽初步冷却后经导流筒至刮板机L-2603，回收粗碱，纯度在96%以上。
四 废碱锅炉装置回收干净冷却水的改造
由于历史遗留问题，废碱焚烧锅炉装置在建设初期由于设计和施工的问题，没有将公司的公用工程循环水冷却水系统接入废碱锅炉装置，导致该装置的所有动设备冷却系统都是直接使用自来水进行冷却的。因此废碱锅炉装置长期以来都将机泵冷却水，鼓风机引风机冷却水都集中排往应急水槽；取样冷却水、吹灰时的吹灰蒸汽疏水及冲洗地面时产生的废水都集中排往明沟；还有定排水都集中到定排扩容器，最后也会溢流到明沟。上述这几部分水，其中定排水所含有杂质较多，且呈碱性，以及地面冲洗废水常常也呈现碱性并含有杂质，会导致整个明沟水呈现碱性，所以设计之初将这些水都排放到污水井，送至污水站处理。如果有办法将这几部分废水分开，将干净的水长期回收，积少成多，将会产生十分可观的效益。
由于冲洗地板的用水可以控制，每次冲洗地板时切到污水井就可以了，冲洗完，再切回明沟即可。然而定排缓冲罐的水是长时间溢流的，可以通过改造单独排往污水井，即可实现与其他干净水分开。从而可以实现长期回收干净水的目的，避免资源浪费，还可以减少排污污水站的污水量，解决污水处理站的处理负担。改造办法就是将定排扩容器至降温池的U型管道改成走污水井，同时保留原来定排扩容器的底部排污闸阀，方便根据实际需要进行切换，可以实现排降温池和排污水井的自由切换。
4.1 综上所述，需要整改如下：
4.1.1定排缓冲罐U型管原来往降温池的管道改成走至污水井；
4.1.2保留原本定排缓冲罐DN100的底排闸阀，可以根据需要自由切换；
4.1.3将废碱装置干净的各台设备冷却水，取样冷却水、蒸汽疏水等干净水集中至明沟，明沟增设一个蝶阀，引一路至循环水站凉水池，经自然降温冷却后最终补充循环水系统用水，从而节约自来水供给量。
4.2 改造后达到目的：
4.2.1通过改造可以将干净水和污染水分开，从而实现回收干净水的目的，实现资源的回收再利用，实现节能减排的目的。
4.2.2解决长期以来设备冷却水，取样冷却水、蒸汽疏水等干净水与定排水、冲洗地板用水笼统混合排放造成污水量过多，导致污水处理站超负荷运行的情况。通过改造后减少污水排放量，从而大大减轻污水站的工作负担；
五 碱伴热及分汽缸冷凝水的余热回收方案
废碱锅炉装置长期以来，一直是将碱液系统伴热，以及分汽缸的疏水合并汇总进入软水罐，进行回收利用软水的。但是由于软水罐很小，容不下太多软水，常常是水满自溢，故将溢流的水又回收至“降温池”，以方便包装车间员工取热水冲洗包装车间地板及包装工具。例如：手推车，锄头，铁锨等。另外一路是将汇成的冷凝水闪蒸蒸汽引向除氧器，用于除氧器的外来脱盐水加热除氧。然而，目前存在这样三个问题：
第一，随着中间罐区软水罐的闪蒸蒸汽回收利用以后，导致外来进我废碱锅炉装置的软水温度上升，以至于不需要另外引蒸汽加热即可达到除氧需要温度；
第二，多余的连排闪蒸蒸汽以及装置疏水总管闪蒸蒸汽会导致除氧器温度常超过正常工艺指标105℃。因此我们不得不在保证汽包水质的情况下，关小连排缓冲罐至除氧器的加热蒸汽，同时又关闭蒸汽疏水总管至除氧器的闪蒸蒸汽；
第三，碱液伴热管本身没有疏水阀，开太小达不到伴热目的，太大容易造成蒸汽外泄，需要反复调整，又会导致废碱软水罐的闪蒸蒸汽大量外排造成浪费。
综上所述，废碱装置计划将疏水总管的冷凝水进行余热回收改造，即引流至空气加热器用于空气进炉前的预加热，同时将换热完的冷凝水引流至装置内明沟从而进一步引流至凉水池集中回收，同时一楼留下一道DN25甩头，方便需要时接金属软管用于零米平台的地面碱结晶冲洗。然而，本次改造同样存在风险，因空气预热器的位置在10米平台，且入口在11米高处，高于分汽缸、X油伴热管及碱伴热管，极易导致水击发生，且疏水不净，需要当班操作人员在操作时掌握必要的操作要点。
改造完成后既能解决以上出现的三个问题，又能充分回收冷凝水中的余热，避免变成闪蒸蒸汽外排造成的浪费，这将产生十分可观的经济效益。
5.1 綜上所述，需要整改如下：
5.1.1疏水总管引一条DN50的跨接至1号空气加热器阀前；
5.1.2空气加热器疏水管改用DN32的管道引至一楼明沟，端部增加一道DN25甩头；
5.2 改造后达到目的：
5.2.1通过改造解决上述三个问题；
5.2.2控制和避免闪蒸罐外排蒸汽造成的浪费；
5.2.3将热水用于空气进炉前的预加热实现余热回收利用，节能降耗；
5.2.4将换热完的热水统一引流至一楼明沟，方便生产线及包装人员安全使用热水，大大提高现场作业效率。
未来展望，废碱锅炉装置要继续加大装置技术改造、技术革新力度，对于影响装置生产的设备或工艺操作，要充分地分析、论证，提出科学、合理的解决技术方案。并组织落实实施，不断地改进装置生产条件，提高装置生产技术水平。
参考文献
[1] 黄新元.电站锅炉运行与燃烧调整.北京：中国电力出版社，2003
[2] 田子平.大型锅炉装置及其原理.上海：上海交通大学出版社，1997