碱炉教程

目录一、认识碱炉二、了解碱炉三、解析碱炉一、认识碱炉碱回收过程碱回收炉（碱炉）•碱回收的化学反应器•生产蒸汽的特种锅炉•碱回收工艺核心部分•燃烧工段的主体设备蒸发燃烧苛化制浆稀废液浓废液绿液白液蒸汽蒸汽碱回收Na2CO3NaOH1、碱炉的地位和作用一、认识碱炉2、碱炉的一般性燃烧系统水汽系统空气燃料给水蒸汽燃烧产物热量烟气锅炉的“锅”（水汽系统）和“炉”（燃烧系统）。水汽系统——水冷屏、水冷壁、汽包……燃烧系统——炉膛、燃烧器、风门……燃烧系统水汽系统空气废液给水蒸汽熔融物热量烟气一、认识碱炉3、碱炉的特殊性明显区别在于普通锅炉的燃料和燃烧产物。燃料——废液：煤炭产物——碱灰熔融物：煤渣碱回收炉普通锅炉此外，碱炉的燃烧器、炉膛、配风、飞灰处理等都采取了独特的设计。烟囱碱炉静电除尘器引风机溶解槽碱灰混合槽入炉废液槽一次风二次风三次风天然气不凝性气体汽提气柴油浓废液来自蒸发工段绿液送苛化工段稀白液来自苛化工段浓废液加热器燃烧废液二、了解碱炉1、燃烧工段工艺流程锅炉汽包省煤气除氧器冷凝水箱连续排污扩容器18bar分汽缸7bar分汽缸Na3PO4N2H4NaOH一二次风空气预热器送蒸发、苛化工段一、二次风空气预热器降压排污给水工厂软化水管网冷凝水熔融遛槽静电除尘器浓废液加热器碱炉吹灰器2、汽水系统工艺流程二、了解碱炉南京林化所实验报告松杨混合综合废水浓缩固形物中元素含量为：Si=0.92%Na=19.67%K=0.66%Mg=0.45%C=33.93%O=16.51%Al=1.80%Fe=0.12%Mn=0.01%Ca=1.24%H=20.01%N=0.92%P=0.38%Si=4.31%3、废液固形物组成有机物：有机酸、木素；无机物：Na2CO3、NaOH、Na2S、Na2SO4、SiO2化机浆采用无硫、无硅酸盐工艺，废液中Na2S、Na2SO4、SiO2含量少废液固形物二、了解碱炉4、废液对燃烧的影响二、了解碱炉影响之一——废液浓度作为碱炉燃料的废液只有达到一定浓度，才能在炉内稳定燃烧；影响之二——废液粘度粘度大影响废液输送，但浓度大则粘度大，需折中考虑相互影响；影响之三——废液温度温度在一定范围内影响粘度，提升至适宜温度，改善废液流动性。蒸发工段来的浓废液（固形物≥55％）经过加碱灰处理后由喷枪喷入燃烧炉燃烧，大部分废液滴经过一段飞行轨迹后落到炉膛底部1.5m高左右的垫层上继续燃烧（垫层由点炉时喷入的未完全燃烧废液固形物颗粒堆积而成），也有部分废液滴落到炉墙表面形成粘附层继续燃烧或被炉膛中的上升气流带出炉膛进入对流传热段形成“机械夹带”。炉膛底部垫层的作用一方面时让未完全燃烧的废液颗粒继续燃烧，另一方面是为废液滴完全燃烧后留下的无机盐的还原反应及熔融流出提供一个合适的环境。为了让喷入的废液能充分燃烧，垫层中的还原反应能顺利进行，沿炉膛不同标高依次送入一、二、三次风。垫层底部的无机熔融物流出炉膛后落入溶解槽，形成绿液，然后被送去苛化工段继续处理。5、碱炉燃烧工艺描述二、了解碱炉•废液喷射区物理化学反应：6、碱炉燃烧反应（参考化学制浆黑液燃烧反应）二、了解碱炉沿碱炉纵向三个反应区:废液喷射区、可燃气体燃烧区、垫层燃烧区。废液在喷射区内被干燥和热解，废液滴的干燥是纯粹物理过程。废液滴热解主要发生下列反应：2RCOONa+CO2+H2O→Na2CO3+2RCOOH2NaOH+CO2→Na2CO3+H2O•可燃气体氧化区化学反应•垫层燃烧区化学反应：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O2RCOONa+CO2+H2O→Na2CO3+2RCOOH由废液滴热解气体及碳未完全燃烧产生的可燃气在此区内继续燃烧。CH4+(3/2)O2=CO+2H2O(g)H2+(1/2)O2=H2O(g)CO+(1/2)O2=CO21、设计工艺参数日处理废液固形物量125tds/d参考蒸发量～11t/h（暂定）额定蒸汽压力1.8MPa额定蒸汽温度210℃（饱和）给水温度104℃锅炉排烟～260℃入炉废液浓度≥55%入炉废液温度105～110℃三、解析碱炉2、锅炉炉型及布置碱炉型式：单锅筒、非低臭型板式换热器水冷屏汽包蒸发管屏烟囱引风机省煤器三次风室二次风室一次风室圆盘蒸发器圆盘阀除尘器水冷壁炉膛三、解析碱炉（已取消）碱炉宽度（左右柱中心距）10720mm碱炉深度（前后柱中心距）11180mm汽包中心线标高30600mm构架顶板标高32900mm炉膛宽度和深度3190×3190mm3、碱炉外形基本尺寸三、解析碱炉膜式水冷壁就是把许多根鳍片管沿纵向依次的焊接起来，组成一个整块的水冷壁受热面。每一组件的大小按循环回路管组的要求整焊而成，安装时组与组间再用焊接密封，使炉膛四周被一层整块的水冷壁膜片严密地包围起来。炉膛为正方形3190×3190mm，由膜式水冷壁构成。膜式水冷壁由Φ60×5管子和扁钢制成，管子间节距为110mm，炉底标高4000mm，炉底以上6000mm范围四周水冷壁均焊有销钉，工地安装时在此区域敷设铬矿砂，以保持高温区，利于废液的干燥和稳定燃烧。在后水冷壁下部布置溜渣口。三、解析碱炉4、碱炉设备——膜式水冷壁膜式水冷壁图片水冷屏布置在炉膛上部。沿炉膛宽度方向布置多片水冷屏，屏与屏之间有足够大的节距，可以防止屏间积灰搭桥，堵塞烟气通道。每片屏由Φ51×3.5的管子组成，管间间隙仅为4mm。此结构可视为板式结构，有利减轻此区积灰。三、解析碱炉4、碱炉设备——水冷屏为了保证有足够的蒸发受热面，在水冷屏后又布置了一级蒸发受热面，即蒸发管屏。蒸发管屏为膜式立式结构。上下两端分别与小集箱连接。这种立式布置的膜式管屏结构有利减轻此区域的积灰。汽包内水经下降管进入蒸发管屏下集箱，经过蒸发管屏加热成汽水混合物后再由引出管引回至汽包。三、解析碱炉4、碱炉设备——蒸发管屏省煤器是一种吸收排烟余热加热给水的热交换设备。装在碱炉烟道，分为两部分，一部分采用包墙安装在烟道上方，另一部分在烟道尾部以卧式省煤器形式安装。它能提高给水温度，降低排烟温度，减少热损失，提高锅炉效率，相应地节省燃料。一般情况下，省煤器出口水温每升高1℃，排烟温度就能平均降低3℃左右，给水温度升高6~7℃，可以节省燃料1％。此外，被省煤器加热后水中溶解的氧和二氧化碳即可释放出来，从而减轻对碱炉的腐蚀，并能避免水管与锅筒连接处由于温差而产生的热应力。三、解析碱炉4、碱炉设备——省煤器省煤器蛇形管（卧式）空气板式预热器是利用烟气余热提高进入炉膛的空气温度的设备。它的工作原理是：受热面的一侧通过烟气、另一侧通过空气，进行热交热，使空气得到加热，提高温度。另外有如下作用：改善并强化燃烧当经过预热器后的热空气进入炉内后，加速了燃料的干燥、着火和燃烧过程，保证炉内稳定燃烧，起着改善、强化燃烧的作用。强化传热由于炉内燃烧得到改善和强化，加上进入炉内的热风温度提高，炉内平均温度水平也有提高，从而可强化炉内辐射传热。减小炉内损失，降低排烟温度，提高锅炉热效率。空气板式预热器将150℃的空气加热到300℃以上，然后送入炉内，可以保证废液的稳定燃烧。根据经验，当空气在预热器中温度升高1.5℃时，排烟温度可降低1℃。在锅炉烟道中安装空气预热器后，如果能把空气预热提高150~160℃．就可以降低排烟温度110~120℃，可将锅炉热效率提高7％~7.5％，可节约燃料11%~12%。三、解析碱炉4、碱炉设备——空气板式预热器板式空气预热器接通电源后，在电场作用下，空气中的自由离子要向两极移动，电压愈高、电场强度愈高，离子的运动速度愈快。由于离子的运动，极间形成了电流。开始时，空气中的自由离子少，电流较低。电压升高到一定数值后，放电电极附近的离子获得了较高的能量和速度，它们撞击空气中的中性原子，中性原子会分解成正、负离子，产生空气电离。空气电离后，由于联锁反应，极间运动的离子数大大增加，极间的电流急剧增加，正离子很快向负极移动，负离子向阳极移动，空气成了导体。放电极周围的空气全部电离后，在放电极周围可以看见一圈淡蓝色的光环，称为电晕。电晕范围通常局限于金属棒周围几毫米处。由于电晕区的范围很小，只有少量的尘粒在电晕区通过，获得正电荷，沉积在电晕极上。大多数尘粒在电晕外区通过，获得负电荷，最后沉积在阳极板上，当尘埃聚集到一定程度，由于重力作用，掉下聚集到收集槽内。静电除尘器运行电压在40一75kV乃至100kV以上。三、解析碱炉4、碱炉设备——静电除尘器静电除尘器图片烟气入口温度：180℃设计除尘效率：≥99.8％除尘颗粒大小：0．01～50µm绝缘室烟气进口放电系统烟尘收集板烟气分配板支架排灰螺旋外壳保温层排灰拍打装置拍打收集单元检查口拍打驱动站静电除尘器发射极和集板正极集板负极发射极电极放电示意图固定端V形发射极活动端椭圆形截面固定件电晕测试膜式烟气分配板烟气分配板盖板传动轴导板用翻转锤子拍打ⅠⅡⅤⅥ电场1电场2典型的静电除尘器烟气分配静电除尘器内部烟气良好的·分配，可以达到好的除尘效果和除尘效率。为此，在每个静电除尘器进口布置两块分配板，两块板可以单独调节，使烟气分配得以优化。每个静电除尘器出口也有一块分配板。必要时，如果工艺需要，分配板可以通过落锤拍打。汽包有两个维修人孔，汽包带有内部汽水分离器装置：水下孔板和顶部百叶窗，以保证蒸汽品质。有给水、加药、紧急放水、排污等接口。汽包内径为Φ1540mm，用壁厚为20mm的20g（锅炉用钢材型号）钢板卷制而成。百叶窗分离器夹套金属网为下水管入口给水分配管人孔三、解析碱炉4、碱炉设备——汽包除氧后给水含氧量：15µg/l排汽量小于入口水量的：0.1%设计能力：20m3/h除氧头水箱三、解析碱炉4、碱炉设备——除氧器除氧器除氧头旋膜器水室排空水箱内的水含氧量（部颁标准）：高压：７цɡ/L低压：１５цɡ/L水进口蒸汽进口