碳氢化合物

碳氢化合物加工工业用CO锅炉

锅炉有限公司

在碳氢化合物加工工业中，流体催化裂化装置（FCCU）的运行取决于其布置，产生富含一氧化碳（CO）的气体。为了回收这些气体中的能量，催化裂化装置可以设计成包括CO锅炉来产生蒸汽。

对于产生大量CO的炼油厂，使用现场安装的锅炉，如PFI锅炉。还有许多小型炼油厂，其裂解装置一般在每天12,000桶（1908立方米）或更少的范围内，产生75,000至175,000磅/小时（9.5至22.1千克/秒）的CO气体。这种容量的CO锅炉通常足够小，可以进行车间组装。一个车间组装的锅炉修改为CO燃烧如下所示。CO气体通过侧壁和前壁的气孔进入，促进混合和快速燃烧。用于燃烧补充燃料的燃烧器位于耐火材料前壁并向水平炉内燃烧。裂化装置的最大蒸汽需求可能发生在正常、满负荷运行或启动期间，这取决于工厂的蒸汽循环。一氧化碳的供应通常不足以产生所需的最大蒸汽量，因此需要补充燃料。

 

还需要补充燃料来将CO气体的温度提高到燃点，并确保CO气体流中的可燃物完全燃烧。

建立了以下设计准则：

1. 基本燃烧速率应在炉内产生1800华氏度（982C）的温度，并保持适当的停留时间，以提供安全稳定的燃料燃烧。

2. 空气由强制风机供应，当燃烧CO气体和补充燃料时，提供2%的氧气离开机组。

3. 补充的点火设备能够将CO气体的温度提高到1450华氏度（788摄氏度），这是点燃可燃物所需的温度。

由于CO气体的可燃物和氧含量、CO气体的显热和补充燃烧量可能发生变化，因此建立燃料-空气关系是不切实际的。因此，有必要直接确定离开装置的过量氧气量。这可以用氧分析仪来测定。

在CO锅炉的上游安装水封罐或气泡密封阀，作为大型燃气管道的关闭阀，以便催化剂再生器产生的CO气体可以通过锅炉或直接送到烟囱。这允许CO锅炉独立运行而不干扰蓄热器的运行。由于气体温度高，CO管道的尺寸大，并且需要防泄漏结构，因此水封罐比机械关闭阻尼器更受欢迎。

CO锅炉的运行与催化裂化装置的运行相协调。通常情况下，锅炉将需要为催化裂化装置的运行提供蒸汽，并将使用补充燃料启动。CO锅炉应仅使用补充燃料燃烧器启动，并绕过从蓄热器排放到大气中的气体。CO气体不应该被引入锅炉，直到它被提高到温度，因为这些气体通常在1000华氏度（538摄氏度）或以下，因此，倾向于冷却炉。它们很容易点燃，燃烧时发出看不见的火焰。随着CO进入锅炉，需要减少补充燃料和燃烧空气。这种空气需求的调整是由氧气记录仪的读数决定的。

CO锅炉的经济性取决于蓄热器废气中与替代燃料产生的等量热量相比的可用热量。CO气体的热量是通过将高于假定锅炉堆温度的显热加上所有可燃物的热量来计算的。补充燃料在CO锅炉中产生的额外蒸汽与传统动力锅炉产生的蒸汽相当。通常，当进入CO气体的温度保持在1000华氏度（538摄氏度）时，补充燃料需求将占输出的四分之一至三分之一。

催化裂化装置催化剂和工艺条件的变化使离开装置的气体CO含量降低。这些变化也导致CO锅炉的气体温度从1000华氏度（538摄氏度）上升到1450华氏度（788摄氏度）。许多现有的CO锅炉已进行了升级，以应对新的情况。变化包括消除燃烧区耐火材料，使用膜水壁，并调整传热表面的大小。（见下图）针对这些新的工艺条件，设计了新的催化裂化装置热回收锅炉。