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摘 要：本文分析了我国氮肥厂吹风气的回收处理问题，阐述了其余热回收利用的重要性。结果表明回收这部分热能用于发电机组发电，不仅保护了环境，也节约了能源。
关键词：余热发电
一、背景
小氮肥生产企业为了响应国家节能降耗的号召，大力发展节约型生产工艺，2009年投资1883万元，新上一套造气吹风气余热回收装置，并且配一套3MW发电机组余热发电。
二、余热回收装置的技术更新
1.技术改造的目的
该技术是以无烟块煤为原料，采用固定间歇式气化制取半水煤气，因此会产生大量的吹风气，其可燃物（CO、H2、 CH4）含量在10%左右。本公司目前有13台Φ2800固定床间歇气化造气炉，2台Φ2600固定床间歇气化造气炉，现有制气过程中产生的吹风气中含有8%-10%可燃物(CO、CH4、H2、粉煤灰等)，每台造气炉产生约7500Nm3/h的吹风气，如果不经回收，直接放空，不仅污染了环境，而且造成了极大资源浪费。使用一台50T/h混燃炉，及一台42T/h吹风气回收装置，可达到完全回收利用造气吹风气同时也可回收利用合成提氢放空气，并且保证50T/h混燃炉停运检修时，不会造成吹风气放空浪费，污染环境，也可达到两台设备互为备用的效果。
2.技术改造方案
第一代造气吹风气余热锅炉，其燃烧形式是上燃蓄热式，利用高热值合成气燃烧蓄热后，来燃烧低热值的造气吹风气，回收热量、副产蒸汽。燃烧炉均采用明火喷燃器，在吹风期间极易熄火，致使在送吹风气期间炉温大幅度下降（每送一次吹风气，炉温下降60～100℃）。为了维护炉温，不得不采取停送吹风气，甚至于另外用煤气来维持炉温。需要点火气源，低于650℃时吹风气不能燃烧，送入的吹风气就会发生爆炸，现在已经很少采用。
第二代造气吹风气余热锅炉，在第一代的基础上，增加了燃烧喷头，降低驰放气耗量；减少了炉内格子砖，采用分区燃烧，使炉内的阻力大为减小，减小了造气炉吹风阶段的阻力，增大了造气炉的负荷；同时烟气量比较高，因此采用高、低压水管锅炉串联方案解决热量回收难题。 燃烧炉系统增加蒸汽产量、降低驰放气消耗量，投资效益好。
采用的造气吹风气装置是在第二代内旋中燃式燃烧炉的基础上又开发了新型“双段提温型”吹风气燃烧装置，该装置集燃烧、除尘分离、高效助燃为一体，克服了造气吹风气燃烧不完全、热能资源浪费严重、环境污染不达标等技术难题。
三、余热回收装置工艺流程
190℃低温吹风气经除尘器进一步除尘后，与第二空气预热器来的400℃二次风空气混合后进入燃烧炉燃烧，与此同时，助燃气与第一空气预热器来得150℃二次风空气经混合后也进入燃烧炉内燃烧，生成的高温烟气分别经过第二空气预热器、蒸汽过热器Ⅱ、余热锅炉、蒸汽过热器Ⅰ、软水加热器、第一空气预热器换热后，经引风机抽送到（水膜脱硫除尘器除尘后）烟囱放空。
除氧软水经过软水加热器由105℃提高到270℃后，送入水管式余热锅炉产生蒸汽经过热后送给用户使用。
二次风机来的空气，经第一空气预热器加热到150℃后分为二路，一路经第二空气预热器进一步提温至400℃后与吹风气混合燃烧，另一路和合成二氣经混燃器混合后至燃烧炉燃烧。
该锅炉配一套3MW气机发电机组,利用过热蒸汽余热发电。锅炉产生的过热蒸汽通过发电机组后，蒸汽减温减压即达到后工段使用蒸汽等级，又取得了余热利用的目的。
四、运行后技术参数
1.吹风气流量及组成
组成： CO2占15.5% 、CH4占1.0%、CO占5.0%、H2占1.6%、O2占0.5%、N2占76.4%。
流量：CO2流量16926 Nm3/h 、CH4流量655 Nm3/h、CO流量5460Nm3/h、H2流量1747 Nm3/h、O2流量546 Nm3/h、N2流量83429 Nm3/h。
2.合成二气流量及组成
组成：N2+Ar占52% 、CH4占28%、H2占20%。
流量： CH4流量420 Nm3/h、N2+Ar流量780Nm3/h、H2流量300 Nm3/h。
3.吹风气平均温度
190℃，合成二气温度：常温，供本装置除氧软水温度：105℃。
4.烟气组成及流量
组成： CO2占16.4% 、H2O占3.5%、O2占1.3%、N2占78.8%。
流量：CO2流量23944Nm3/h 、H2O流量5110 Nm3/h、O2流量1898 Nm3/h、N2流量115048 Nm3/h。
燃烧炉出口烟气温度为：820℃，平均副产5.9MPa、500℃过热蒸汽41T/h，系统排烟温度为150℃。
五、项目完成后经济效益分析
1.节能量分析
每生产一吨氨排出200～250℃的吹风气2500Nm3计算，则年可节约标煤21028t。
气机发电机组余热发电，按满负荷3MW/h，则年可节约标煤8316t。
合计年可节约标煤29344t。
年利润1154万元。
2.经济效益分析
2.1年产汽价值：2156万元
2.2年耗电价值：144万元
2.3年耗水价值：60万元
2.4年工人工资：16万元
2.5设备折旧：100万元
2.6设备维修：50万元/年
年利润：1992万元
投资回收期：
总投资/（年利润+设备折旧）
＝1883/（1786+100）＝10个月
可见本项目完成后10个月可回收全部投资，经济效益和社会效益明显。
六、结论
该项目市场前景良好，既环保，又避免热能资源浪费严重、环境污染不达标等技术难题。
关键词：余热发电
一、背景
小氮肥生产企业为了响应国家节能降耗的号召，大力发展节约型生产工艺，2009年投资1883万元，新上一套造气吹风气余热回收装置，并且配一套3MW发电机组余热发电。
二、余热回收装置的技术更新
1.技术改造的目的
该技术是以无烟块煤为原料，采用固定间歇式气化制取半水煤气，因此会产生大量的吹风气，其可燃物（CO、H2、 CH4）含量在10%左右。本公司目前有13台Φ2800固定床间歇气化造气炉，2台Φ2600固定床间歇气化造气炉，现有制气过程中产生的吹风气中含有8%-10%可燃物(CO、CH4、H2、粉煤灰等)，每台造气炉产生约7500Nm3/h的吹风气，如果不经回收，直接放空，不仅污染了环境，而且造成了极大资源浪费。使用一台50T/h混燃炉，及一台42T/h吹风气回收装置，可达到完全回收利用造气吹风气同时也可回收利用合成提氢放空气，并且保证50T/h混燃炉停运检修时，不会造成吹风气放空浪费，污染环境，也可达到两台设备互为备用的效果。
2.技术改造方案
第一代造气吹风气余热锅炉，其燃烧形式是上燃蓄热式，利用高热值合成气燃烧蓄热后，来燃烧低热值的造气吹风气，回收热量、副产蒸汽。燃烧炉均采用明火喷燃器，在吹风期间极易熄火，致使在送吹风气期间炉温大幅度下降（每送一次吹风气，炉温下降60～100℃）。为了维护炉温，不得不采取停送吹风气，甚至于另外用煤气来维持炉温。需要点火气源，低于650℃时吹风气不能燃烧，送入的吹风气就会发生爆炸，现在已经很少采用。
第二代造气吹风气余热锅炉，在第一代的基础上，增加了燃烧喷头，降低驰放气耗量；减少了炉内格子砖，采用分区燃烧，使炉内的阻力大为减小，减小了造气炉吹风阶段的阻力，增大了造气炉的负荷；同时烟气量比较高，因此采用高、低压水管锅炉串联方案解决热量回收难题。 燃烧炉系统增加蒸汽产量、降低驰放气消耗量，投资效益好。
采用的造气吹风气装置是在第二代内旋中燃式燃烧炉的基础上又开发了新型“双段提温型”吹风气燃烧装置，该装置集燃烧、除尘分离、高效助燃为一体，克服了造气吹风气燃烧不完全、热能资源浪费严重、环境污染不达标等技术难题。
三、余热回收装置工艺流程
190℃低温吹风气经除尘器进一步除尘后，与第二空气预热器来的400℃二次风空气混合后进入燃烧炉燃烧，与此同时，助燃气与第一空气预热器来得150℃二次风空气经混合后也进入燃烧炉内燃烧，生成的高温烟气分别经过第二空气预热器、蒸汽过热器Ⅱ、余热锅炉、蒸汽过热器Ⅰ、软水加热器、第一空气预热器换热后，经引风机抽送到（水膜脱硫除尘器除尘后）烟囱放空。
除氧软水经过软水加热器由105℃提高到270℃后，送入水管式余热锅炉产生蒸汽经过热后送给用户使用。
二次风机来的空气，经第一空气预热器加热到150℃后分为二路，一路经第二空气预热器进一步提温至400℃后与吹风气混合燃烧，另一路和合成二氣经混燃器混合后至燃烧炉燃烧。
该锅炉配一套3MW气机发电机组,利用过热蒸汽余热发电。锅炉产生的过热蒸汽通过发电机组后，蒸汽减温减压即达到后工段使用蒸汽等级，又取得了余热利用的目的。
四、运行后技术参数
1.吹风气流量及组成
组成： CO2占15.5% 、CH4占1.0%、CO占5.0%、H2占1.6%、O2占0.5%、N2占76.4%。
流量：CO2流量16926 Nm3/h 、CH4流量655 Nm3/h、CO流量5460Nm3/h、H2流量1747 Nm3/h、O2流量546 Nm3/h、N2流量83429 Nm3/h。
2.合成二气流量及组成
组成：N2+Ar占52% 、CH4占28%、H2占20%。
流量： CH4流量420 Nm3/h、N2+Ar流量780Nm3/h、H2流量300 Nm3/h。
3.吹风气平均温度
190℃，合成二气温度：常温，供本装置除氧软水温度：105℃。
4.烟气组成及流量
组成： CO2占16.4% 、H2O占3.5%、O2占1.3%、N2占78.8%。
流量：CO2流量23944Nm3/h 、H2O流量5110 Nm3/h、O2流量1898 Nm3/h、N2流量115048 Nm3/h。
燃烧炉出口烟气温度为：820℃，平均副产5.9MPa、500℃过热蒸汽41T/h，系统排烟温度为150℃。
五、项目完成后经济效益分析
1.节能量分析
每生产一吨氨排出200～250℃的吹风气2500Nm3计算，则年可节约标煤21028t。
气机发电机组余热发电，按满负荷3MW/h，则年可节约标煤8316t。
合计年可节约标煤29344t。
年利润1154万元。
2.经济效益分析
2.1年产汽价值：2156万元
2.2年耗电价值：144万元
2.3年耗水价值：60万元
2.4年工人工资：16万元
2.5设备折旧：100万元
2.6设备维修：50万元/年
年利润：1992万元
投资回收期：
总投资/（年利润+设备折旧）
＝1883/（1786+100）＝10个月
可见本项目完成后10个月可回收全部投资，经济效益和社会效益明显。
六、结论
该项目市场前景良好，既环保，又避免热能资源浪费严重、环境污染不达标等技术难题。