Авторский блок / 19.11.2015 / Усовершенствование печи для утилизации газообразных вредных и газовых углеводородных отходов

УДК 62

д.т.н. зав. кафедрой ОНГП 1 Кунина Полина Семеновна, к.т.н. ассистент кафедры ОНГП 1 Паранук Арамбий Асланович, директор 2 Братченко Ирина Викторовна, нач. отдела 2 Костин Сергей Павлович, нач. отдела 2 Чернова Юлия Николаевна, главный инженер 2 Климова Наталья Юрьевна, нач. отдела 3 Ковалев Юрий Серафимович

1 ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет» г. Краснодар, ул. Московская 2 , E-mail: rambi.paranuk@gmail.com

2 ООО «ГрандЭкспертИнженеринг» г.Краснодар ул. Кожевенная, д. 40, оф.1

3 Северо-Кавказское управление Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору, г. Краснодар, ул. Одесская, 42

Аннотация. В работе приводится описание печи для утилизации газообразных вредных и газовых углеводородных отходов, с целью обеспечения снижения негативного влияния предприятиях по переработке углеводородного сырья. Приведено описание печи со всеми характеристиками обеспечивающими его работу. Приводится детальный анализ основных конструктивных элементов для выявления достоинств и недостатков в работе оборудования.

Ключевые слова. ПДК, гудрон ,горелка двухступенчатая прогрессивная, рекуперация

На предприятиях нефтегазового комплекса, производственная деятельность которых связана с возможными выбросами в окружающую среду вредных веществ и продуктов распада тяжелых углеводородов , предписано выполнять требования по безопасности согласно ГОСТ 12.1.007.

Для выполнения соответствующих требований согласно ГОСТ 12.1.007. Необходимо устанавливать специальные системы выполняющие улавливание и утилизацию абгазов, рекуперацию вредных веществ и очистку от них технологических выбросов, нейтрализацию отходов производства.

Предлагаемая печь дожига для утилизации газообразных вредных и газовых углеводородных отходов, например при производстве битума на малотоннажных НПЗ, имеет следующие преимущества:

экономия топлива за счет тепла сгорания утилизируемых веществ;

эффективная система воздухораспределения;

широкий диапазон утилизируемых веществ;

высокая степень дожига;

невысокая стоимость.

В газах окисления гудрона содержится много опасных отходов. Например содержание 3,4-бензпирена, содержащегося в газах окисления, составляет от 2,5 до 16 мкг/м3, а его ПДК составляет 0,15 мкг/м3 для 1-го класса опасности. Наиболее эффективным способом утилизации газов окисления гудрона при производстве битума является сжигание, так как при водяной конденсации последних в конденсаторах смешения появляется большое количество загрязненных стоков, которые могут попадать в водоемы и загрязняют окружающую среду. Кроме того расход воды ухудшает экономические показатели производства.

В зависимости от природы сырья количество всех отходов при окислении гудрона составляет от 16 до 31 % масс.

В составе газов окисления гудрона содержится 75% масс. азота, 3% масс. кислорода, до 15% масс. воды, 2% масс. диоксида углерода, до 5% масс органических соединений. Сконденсированные, но нерастворимые в воде органические соединения состоят из: 90% масс. масел и смол, до 7,5% масс. органических кислот, и до 2,5% масс. нерастворимых в бензоле примесей.

Основная часть горючих составляющих газов окисления при производстве битумов - сложные углеводороды. При сжигании последних, в существующих печах требуется большой расход топлива и воздуха для обеспечения процесса горения.

Особенность конструкции данной печи заключается в том, что при сжигании газов, содержащих сложные молекулы углеводородов, процесс сгорания разделен на два последовательных этапа:

- разложение сложных молекул углеводородов в топке на простые за счет тепла разогретой топки без избытка воздуха;

- окисление (сжигание) простых молекул при взаимодействии с воздухом без дополнительного нагрева.

Эта организация процесса позволяет работать горелке на минимальной мощности, поддерживая только температуру в самой топке. Простые продукты разложения сразу сгорают при взаимодействии с воздухом на выходе из топки.

При утилизации газов, представляющих собой легкие горючие соединения (этилен и др.), подача воздуха в предлагаемой печи осуществляется одновременно с подачей утилизируемых газов в печь. Для этого в печи предусмотрен отдельный распределитель воздуха в нижней части топки. Сгорание в этом случае происходит сразу с выделением дополнительного тепла на нагрев топки.

Печь дожига предназначена для утилизации отходов газов, паров углеводородов, дымовых газов, аммиака, сероводорода и других газообразных вредных выбросов.

Печь должна эксплуатироваться при температуре окружающего воздуха от -40 до +40°С.

Печь разрабатывается в соответствии с требованиями:

ГОСТ Р 52630-2012 «Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия»

Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств».

Печь декларирована и сертифицирована.

Печь оборудована системой управления технологическим процессом (АСУТП) и системой противоаварийной защиты (ПАЗ).

 

Технические характеристики печи:

производительность при дожиге, м3/ч, не более 1000

Температура газов на входе в печь, °С 60

Номинальная температура газов в печи, °С, 1200

Полезная мощность теплообменника, кВт 100

Горелка двухступенчатая прогрессивная F.B.R. GAS X 5/2

Мощность горелки, кВт 81,2/151,0 ... 349,0

Расход природного газа, м3/ч 15,2 ... 35

Давление в камере сгорания, мбар (кПа) 8(0,8) ... 5(0,5)

Установленная мощность электродвигателя вентилятора, кВт 3

 

Печь, как изображено на рисунке 1 , состоит из вертикального цилиндрического корпуса, установленного на раме, вытяжной трубы, вентилятора с воздуховодами и распределителями газов и воздуха.

В корпусе размещена вертикальная топка, выложенная из огнеупорного материала. В нижней части топки установлена газовая горелка F.B.R. Италия.

Снаружи корпуса внизу предусмотрен цилиндрический распределитель газов, совмещенный с распределителем воздуха (сечение А-А, вид В на рисунке). В сопла распределителя газов вставлены трубки распределителя воздуха. Сопла распределены равномерно по окружности близко к тангенциальному положению. К распределителю газов подведен патрубок входа газов с огнепреградителем и тягонапоромером. К распределителю воздуха подведен воздуховод от вентилятора с регулировочной заслонкой. В верхней части корпуса расположена камера охлаждения. Камера снаружи обрамлена цилиндрической обечайкой, в которой расположены под углом два ряда сопел для подачи воздуха. К камере подведен воздуховод от вентилятора. В камере установлен термометр сопротивления, который управляет работой горелки для поддержания заданной температуры в топке.

Электродвигатель вентилятора работает от частотного преобразователя для регулирования подачи воздуха.

На корпус печи установлена вытяжная труба. В вытяжной трубе размещен змеевик теплообменника, в котором нагревается теплоноситель и охлаждаются вытяжные газы.

В случае утилизации газов окисления при производстве битума, печь работает следующим образом. Открывается подача топливного газа на горелку, включается горелка. Горелка настроена на подачу через нее воздуха с коэффициентом избытка воздуха α = 1,05. Этого достаточно для горения топливного газа. После разогрева топки до температуры 1200°С открывается подача газов окисления в распределитель газов. Включается вентилятор. Газы окисления втягиваются в топку и закручиваются благодаря ориентации сопел распределителя. Органические соединения разлагаются в топке без окисления. Полученные таким образом простые соединения направляются в верхнюю часть топки.

Воздух, подаваемый через сопла охлаждающей камеры смешивается с нагретыми газами и простыми органическими соединениями, где происходит их окисление (дожиг).

В установившемся режиме расход топливного газа через горелку уменьшается, так как температура в топке поддерживается в основном за счет сгорания разложенных углеводородов в верхней части топки. Сгорание разложенных газов позволяет достигать высокой степени утилизации газов окисления.

Далее уходящие газы охлаждаются воздухом в камере охлаждения до температуры 400°С и проходят в зону змеевика теплообменника. В змеевике теплообменника тепло уходящих газов передается теплоносителю, который нагревается, охлаждая газы до температуры 150 -200°С.

При утилизации газов, в составе которых нет сложных органических примесей, печь работает следующим образом. Пуск в работу производится также, как описано выше. После разогрева топки до температуры 1200°С, включается вентилятор, открывается регулировочная заслонка на воздуховоде подачи воздуха в распределитель воздуха, открывается подача газов окисления в распределитель газов. В топке сразу газы смешиваются с воздухом и сгорают. Коэффициент избытка воздуха в топке при этом возрастает, что увеличивает количество кислорода для обеспечения горения. Несгоревшие газы сгорают при смешивании с воздухом на входе в камеру охлаждения.

 

 

Список литературы

Ахметов С. А. и др. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа: Учебное пособие. – СПб.: Недра, 2006. -868с.

Григорьев Б. А., Богатов Г. Ф., Герасимов А. А. Теплофизические свойства нефти, нефтепродуктов, газовых конденсатов и их фракций / Под редакцией Б. А. Григорьева. – М.: Издательство МЭИ, 1999. – 379с.

Глаголева О. Ф., Капустин В. М. и др. Технология переработки нефти. Ч. 1. Первичная переработка нефти.- М.: Химия, 2005. – 400 с.

Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение / Под редакцией В. М. Школьникова. – М.: Техинформ, 1999.- 596 с.

Эмирджанов Р. Т., Лемберанский Р. А. Основы технологических расчетов в нефтепереработке и нефтехимии: Учебное пособие для вузов. – М.: Химия, 1989. – 192с.

Рабинович Г. Г., Рябых П. М., Хохряков П. А. и др. Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки: Справочник / Под редакцией Е. Н. Судакова. -3-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1979. – 568 с.

Кузнецов А. А., Кагерманов С. М., Судаков Е. Н. Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности. -2-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1974.- 344 с.

 

(с) Электронный журнал "Вокруг газа", ноябрь 2015

Специально для журнала «Вокруг газа» - Арамбий Асланович Паранук


Тэги:Италия 

Рейтинги

Первая десятка: США, Россия, Иран, Катар, Канада, Китай, Норвегия, Саудовская Аравия, Алжир, а также Индонезия.
Читать дальше


Календарь

27-27 мая 2016 года
Российский рынок газа. Биржевая торговля
Санкт-Петербург, "Кемпински Мойка 22"

Биржевая торговля газом способна стать эффективным инструментом совершенствования системы газоснабжения в России.

Подробности

Блоги

50 лет СПГ-торговле

ЖЖ IV_G
50 лет СПГ-торговле

Wood Mackenzie подводит итоги 50 годам развития СПГ в мире: в настоящее время в торговлю сжиженным природным газом вовлечено 45 стран.

Читать полностью

ГКМ

Газовое месторождение Зор

Зор является крупнейшим газовым месторождением, открытым за последнее время, на его долю приходится больше трети запасов газа Египта.

Читать дальше

Авторский блок

А. А. Паранук
Установка непрерывной вакуумной перегонки мазута производительностью 100 тонн в сутки по сырью

В работе приводится описание установки непрерывной вакуумной перегонки мазута производительностью 100 тонн в сутки по сырью. Приведены преимущества предлагаемой установки перед существующим оборудованием по вакуумной перегонке мазута, описание установки и ее технологические характеристики. Приводится детальный анализ ее технологического оборудования.

Читать дальше

Пресс-релизы

"Саратовнефтегаз" (АК "РуссНефть") наращивает добычу природного газа
Остаточные запасы свободного газа на Западно-Рыбушанском месторождении оцениваются в 1327 млн куб м. Читать дальше

 

Из кубических футов -> в куб м

Футы кубические трлн.

Метры кубические млрд.

Футы кубические млрд.

Метры кубические млн.

Из MMBTU -> в долл за тыс куб м

MMBTU

Долл. за 1000 м. куб.

Из млн тонн СПГ -> в тыс куб м

Сжиж. природный газ млн.т.

Метры кубические млрд.

Из €/MWh -> в долл за тыс куб м

€/MWh

1000 метров кубических долл.

Из пенсов на терму (NBP) -> в долл за тыс куб м

Цена за терму, пенсов

Долл. за 1000 м. куб.

начало | телетайп | материалы | рейтинги | контакты

©  «Компания ИНТАРИ - сбор, анализ и хранение данных о трубопроводах», 2009 - 2016