魏银萍，高晓奇
（陕西延长石油兴化新能源有限公司，陕西 兴平713100）
［摘 要］陕西兴化集团有限责任公司100 kt/a煤基乙醇装置于2017年建成投产，2021年12月咸阳市环保部门发文要求燃气加热炉尾气NOx排放指标按特别排放限值（NOx含量＜100 mg/m3）执行，煤基乙醇装置加热炉尾气无法实现达标排放，NOx减排改造迫在眉睫。为此，从NOx产生机理入手，通过深入分析与调研市场现有低氮燃烧改造技术的优劣，结合装置的实际情况，决定对3台燃气加热炉进行改造----将加热炉燃烧器更换为一种融合了高分级燃料和烟气内循环技术的超低氮燃烧器。改造后，经测算，年可减排NOx 2.308 t、减排烟气992.4 km3，年节约燃气（天然气）费用13.69万元，带来良好生态效益的同时还产生了一定的经济效益。
［关键词］煤基乙醇装置；燃气加热炉；NOx减排技术；燃气分级+烟气内循环技术；超低氮燃烧器；运行情况；效益分析
［中图分类号］TQ054 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2023）05-0074-04
0 引 言
陕西兴化集团有限责任公司（简称兴化集团）100 kt/a合成气制乙醇项目是全球首套煤基乙醇装置，于2017年初建成投产，后经持续的优化改造，于2019年年中完成最终标定工作并纳入正常生产管理。该乙醇装置配套3台燃气加热炉（燃料为天然气）用于原料加热、新催化剂活化和旧催化剂再生等，燃气加热炉排放尾气中的NOx折算值约250 mg/m3，满足2019年国家生态环境部颁发的《工业炉窑大气污染综合治理实施方案》中关于加热炉尾气中NOx含量＜300 mg/m3的排放限值要求。
2021年12月，咸阳市政府环保部门发文要求燃气加热炉尾气中NOx排放指标按《石油化学工业污染物排放标准》（GB 31571—2015）中5.1.3条规定的特别排放限值（NOx含量＜100 mg/m3）执行，兴化集团乙醇装置燃气加热炉尾气无法实现达标排放。为尽快解决这一环保问题，乙醇装置生产技术人员从NOx生成机理入手，在深入对比分析市场上现有低氮燃烧技术优劣的基础上，选择了符合现有工艺要求且经济合理的改造方案，最终实现了加热炉尾气达标排放、节能减排的目的，取得了显著的生态效益和经济效益。以下对有关情况作一介绍。
1 燃气加热炉尾气中NOx排放情况
兴化集团100 kt/a合成气制乙醇装置实际生产中投用加热炉3台。其中，甲醇加热炉（F202）用于将原料甲醇气加热至反应所需温度；再生加热炉（F203）原设计用于对加氢系统原料氢气进行加热，后因工艺变更，用于再生羰基化废旧催化剂时对氮气进行加热；间歇加热炉（F204）主要在羰基化新催化剂干燥活化时使用，用于对活化氮气进行加热。这3台燃气加热炉结构基本一致，主要由对流室、辐射室和烟囱构成，燃烧器安装于加热炉底部，F202、F203各配套2台燃烧器，F204配套1台燃烧器。
燃气加热炉所用天然气纯度＞95%，正常投用时由第三方对加热炉尾气进行监测，监测结果显示，各加热炉尾气中NOx含量维持在300 mg/m3以上；技术人员尝试通过调节风门和翻板以调节炉膛的氧含量，以降低尾气中NOx含量，调整后最佳效果为尾气中NOx含量维持在250 mg/m3左右，无法满足最新排放限值（NOx含量＜100 mg/m3）要求。
2 燃气加热炉NOx减排研究与分析
更多内容详见《中氮肥》2023年第5期