一种将工业废气回收用于锅炉燃烧生产蒸汽的控制系统的制作方法

本发明属于废气回收再利用技术领域，具体涉及一种将工业废气回收用于锅炉燃烧生产蒸汽的控制系统。

背景技术：

合成氨工艺技术作为人类科学技术上的重大突破，已经得到快速发展。在合成氨工艺中包含有，全低温变换（一氧化碳转化为二氧化碳），低温甲醇洗脱硫脱碳，液氮洗净化合成原料气等生产工艺。这些生产过程中均产生有工业废气体，其中含有部分可燃成份（如：液氮洗富一氧化碳气体、低温甲醇洗的一段闪蒸气），目前对于该部分副产气的处理一般是直接进入火炬进行燃烧，然后直接排入大气，不仅对环境造成污染，而且造成原料浪费、大大增加了生产成本。其中废气中含有的一氧化碳、氢气、甲烷等高能燃料得不到充分回收利用。为了充分利用合成氨过程中产生的废气，减少污染物的排放，降低企业运行成本，对副产气做充分的回收再利用成为急需进行完善、发展的问题。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种将工业废气回收用于锅炉燃烧生产蒸汽的控制系统。该系统操作简单、运行成本低，充分利用了煤化工企业富余废气，大大降低了煤化工企业的运行成本。

本实用新型是通过以下技术方案实现的

一种将工业废气回收用于锅炉燃烧生产蒸汽的控制系统，该控制系统包括低温甲醇洗装置，低温甲醇洗装置的一段闪蒸气出口通过气体输送管道A与三通管接头Ⅰ相连通，三通管接头Ⅰ通过气体输送管道C与气体流量检测仪相连接，气体流量检测仪通过气体输送管道与三通管接头Ⅱ相连通，三通管接头Ⅱ通过气体输送管道与止回阀相连接，止回阀通过气体输送管道D与安全水封罐的气体进口相连接，所述安全水封罐的气体出口通过气体输送管道E与三通管接头Ⅲ相连通，三通管接头Ⅲ引出多条气体输送管道支管，每条气体输送管道支管均与锅炉燃烧器的回收废气气体进口相连接，所述锅炉燃烧器锅炉二次风气体进口连通于锅炉二次风；该控制系统还包括液氮洗系统，液氮洗系统的富一氧化碳气体出口通过气体输送管道B与三通管接头Ⅰ相连通；

所述的气体输送管道A上设有气体流量调节阀组Ⅰ，所述的气体管道B上设有气体流量调节阀组Ⅱ，所述的气体管道C上设有减压自动调节阀Ⅰ，所述的气体输送管道E上设有减压自动调节阀Ⅱ；所述的三通管接头Ⅱ还通过气体输送管道F与外界相连通，所述的气体输送管道F上设有第一阀门；所述的由三通管接头Ⅲ引出的每条气体输送管道支管上均设有阀门。

所述的将工业废气回收用于锅炉燃烧生产蒸汽的控制系统，该控制系统还包括设置在所述气体输送管道A上的三通管接头Ⅳ与气体流量调节阀组Ⅲ、设置在气体输送管道B上的三通管接头Ⅵ与气体流量调节阀组Ⅳ、三通管接头Ⅴ、及火炬系统；

所述的三通管接头Ⅳ位于气体流量调节阀组Ⅰ与气体流量调节阀组Ⅲ之间，所述的气体流量调节阀组Ⅲ位于三通管接头Ⅳ与三通管接头Ⅰ之间；所述的三通管接头Ⅵ位于气体流量调节阀组Ⅱ与气体流量调节阀组Ⅳ之间，所述的气体流量调节阀组Ⅳ位于三通管接头Ⅵ与三通管接头Ⅰ之间；

所述的三通管接头Ⅳ通过气体输送管道与三通管接头Ⅴ相连通；所述的三通管接头Ⅵ通过气体输送管道与三通管接头Ⅴ相连通；所述的三通管接头Ⅴ通过气体输送管道与火炬系统的气体进口相连通。

所述的将工业废气回收用于锅炉燃烧生产蒸汽的控制系统，所述连通三通管接头Ⅳ与三通管接头Ⅴ的气体输送管道上设有第二阀门；所述连通三通管接头Ⅵ与三通管接头Ⅴ的气体输送管道上设有第三阀门。

所述的将工业废气回收用于锅炉燃烧生产蒸汽的控制系统，所述的第一阀门为放空自动控制阀。

所述的将工业废气回收用于锅炉燃烧生产蒸汽的控制系统，所述安全水封罐内的水面位于安全水封罐高度的1/2处，所述气体输送管道D的出口位于水面下3~4cm(气体输送管道D出口深入水中,在液面下3~4cm处)，所述安全水封罐的气体出口位于水面以上100±5cm处。

所述的将工业废气回收用于锅炉燃烧生产蒸汽的控制系统，所述的安全水封罐设有气体出口的一侧还设有液体水溢流口，该液体水溢流口与溢流管相连接，所述的液体水溢流口位于安全水封罐气体出口的正下方100±5cm处。

所述的将工业废气回收用于锅炉燃烧生产蒸汽的控制系统，所述的锅炉燃烧器的燃气管内设有回火检测仪。

所述的将工业废气回收用于锅炉燃烧生产蒸汽的控制系统，以上所述的阀门均为自动控制阀门。

入炉燃烧器燃气管内装有防回火监测点（即采用所述的回火检测仪1203进行检测），与减压自动调节阀Ⅱ以及放空自动控制阀实行联锁，当防回火监测点温度大于规定值时，减压自动调节阀Ⅱ会自动关闭，放空自动控制阀会自动放空。本系统所用的阀门均为自动控制阀，通过DCS控制系统进行自动控制。

与现有技术相比，本实用新型具有以下积极有益效果

（1）本实用新型采用操作简单的控制系统将低温甲醇洗阶段的一段闪蒸气、液氮洗阶段的富一氧化碳气体回收至锅炉中作为燃料再次利用，通过回收利用的燃料将锅炉中的水转化为水蒸汽，然后将水蒸汽广泛应用于化工生产。该系统不仅避免了这些废气由于在火炬系统燃烧放空带来的环境问题，也提高了原料的利用率、大大降低了生产成本，具有较高的社会经济效益，所述废气气体组分及回收再利用之后的估算节约成本如表1、表2所示

（2）本实用新型通过流量调节阀及自减压自动调节阀，严格控制流量及压力，可以有效保障进入锅炉的燃气压力，防止压力波动引起的回火，在回收利用废气的同时也保证了整个系统的安全运行。

附图说明

图1 为实施例1所述将工业废气回收用于锅炉燃烧生产蒸汽的控制系统的系统示意图；

图2 为实施例2所述将工业废气回收用于锅炉燃烧生产蒸汽的控制系统的系统示意图；

图中符号表示的意义为：1为低温甲醇洗系统，2为气体流量调节阀组Ⅰ，3为三通管接头Ⅰ，4为减压自动调节阀Ⅰ，5为气体流量检测仪，6为三通管接头Ⅱ，7为第一阀门，8止回阀，9为安全水封罐，901为溢流管，10为减压自动调节阀组Ⅱ，11为三通管接头Ⅲ，12为锅炉燃烧器，1201为锅炉燃烧器的回收废气进口，1202为锅炉燃烧器的锅炉二次风气体进口，1203为锅炉燃烧器的燃气管内的回火检测仪，13为液氮洗系统，14为气体流量调节阀组Ⅱ，15为三通管接头Ⅳ，16为气体流量调节阀组Ⅲ，17为三通管接头Ⅵ，18为气体流量调节阀组Ⅳ，19为三通管接头Ⅴ，20为第二阀门，21为第三阀门。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本实用新型进行更加详细的说明，但是并不用于限制本实用新型的保护范围。

实施例1

一种将工业废气回收用于锅炉燃烧生产蒸汽的控制系统，如图1所示，该控制系统包括低温甲醇洗装置1，低温甲醇洗装置的一段闪蒸气出口通过气体输送管道A、经过气体流量调节阀组Ⅰ 2与三通管接头Ⅰ 3相连通，三通管接头Ⅰ通过气体输送管道C、经过减压自动调节阀Ⅰ 4与气体流量检测仪5相连接，气体流量检测仪通过气体输送管道与三通管接头Ⅱ 6相连通，三通管接头Ⅱ通过气体输送管道与止回阀8相连接，止回阀通过气体输送管道D与安全水封罐9相连接（气体输送管道D的出气口与安全水封罐的气体进口相连接），所述安全水封罐的气体出口通过气体输送管道E、经过减压自动调节阀Ⅱ 10与三通管接头Ⅲ 11相连通，三通管接头Ⅲ引出多条气体输送管道支管，每条气体输送管道支管均与锅炉燃烧器12相连接（每条气体输送管道支管的出气口与锅炉燃烧器的回收废气气体进口1201相连接），其中锅炉燃烧器的锅炉二次风气体进口1202连通于锅炉二次风；该控制系统还包括液氮洗系统13，液氮洗系统的富一氧化碳气体出口通过气体输送管道B、经过气体流量调节阀组Ⅱ 14与三通管接头Ⅰ 3相连通；

所述的三通管接头Ⅱ 6还通过气体输送管道F与外界相连通，所述的气体输送管道F上设有放空自动控制阀（即第一阀门7）；所述的三通管接头Ⅲ 11引出的每条气体输送管道支管上均设有自动控制阀门。

在该控制系统中，所述安全水封罐9内的水面位于安全水封罐高度的1/2处，所述气体输送管道D的出口位于水面下3cm，所述安全水封罐的气体出口位于水面以上100±5cm处；该安全水封罐设有气体出口的一侧还设有液体水溢流口，该液体水溢流口与溢流管901相连接，所述的液体水溢流口位于安全水封罐气体出口的正下方100±5cm处。

该系统中，入炉燃烧器燃气管内装有防回火监测点（即采用所述的回火检测仪1203进行检测），与减压自动调节阀Ⅱ以及放空自动控制阀实行联锁，当防回火监测点温度大于规定值时，减压自动调节阀Ⅱ会自动关闭，放空自动控制阀会自动放空。本系统所用的阀门均为自动控制阀，通过DCS控制系统进行自动控制。

实施例2

实施例2所述的将工业废气回收用于锅炉燃烧生产蒸汽的控制系统，如图2所示。

与实施例1相同之处不在重述，不同之处在于：该控制系统还包括设置在所述气体输送管道A上的三通管接头Ⅳ 15及气体流量调节阀组Ⅲ 16、设置在气体输送管道B上的三通管接头Ⅵ 17及气体流量调节阀组Ⅳ 18、三通管接头Ⅴ 19、及火炬系统；

所述的三通管接头Ⅳ 15位于气体流量调节阀组Ⅰ 2与气体流量调节阀组Ⅲ 16之间，所述的气体流量调节阀组Ⅲ 16位于三通管接头Ⅳ 15与三通管接头Ⅰ3之间；所述的三通管接头Ⅵ 17位于气体流量调节阀组Ⅱ14与气体流量调节阀组Ⅳ18之间，所述的气体流量调节阀组Ⅳ18位于三通管接头Ⅵ17与三通管接头Ⅰ3之间；

所述的三通管接头Ⅳ15通过设有第二自动控制阀门（即第二阀门20）的气体输送管道与三通管接头Ⅴ19相连通；所述的三通管接头Ⅵ17通过设有第三自动控制门阀（即第三阀门21）的气体输送管道与三通管接头Ⅴ19相连通；所述的三通管接头Ⅴ19通过气体输送管道与火炬系统的气体进口相连通。

如图2所示，该系统的工作原理如下：

开启整个系统的运行开关之后，由1低温甲醇洗系统出来的一段闪蒸气经过气体流量调节阀组Ⅰ2调节其流量为1~2千方的量、经过三通管接头Ⅳ15之后（第二自动控制阀20处于关闭状态）、经过气体流量调节阀组Ⅲ16调节其流量为1~2千方的量，由气体输送管道A通向三通管接头Ⅰ3，同时液氮洗系统13的富一氧化碳气体经过气体流量调节阀组Ⅱ14调节其流量为2~4千方的流量、经过三通管接头Ⅵ17之后（第三控制阀21处于关闭状态）、经过气体流量调节阀组Ⅳ18调节其流量为多少2~4千方的流量，由气体输送管道B通向三通管接头Ⅰ3，即两种回收气体在三通管接头Ⅰ3处进行混合（两种气体在三通管接头Ⅰ3处混合时，一段闪蒸气与富一氧化碳气体的体积比为1：3）；混合气体由三通管接头Ⅰ3经过减压自动调节阀Ⅰ4调节其压力为4KPa、通过气体输送管道C通向气体流量监测仪5（流量检测以检测通过的混合气体小于5000立方为合格可以通过）；然后经过气体输送管道并经过三通管接头Ⅱ6（放空自动控制阀7为关闭状态）通向止回阀8，再经过气体输送管道D通向安全封水罐9（防止气体回流），其中安全封水罐9内的水面位于安全封水罐的1/2处、且气体输送管道D的气体出口进入到水面以下3~4cm处将气体输送至安全封水罐9中，安全封水罐9的气体出口位于安全封水罐的水面以上100cm处并与气体输送管道E相连通，即安全封水罐内的气体通过气体输送管道E、经过减压自动调节阀Ⅱ10（调节其压力为4KPa）通向三通管接头Ⅲ11，三通管接头Ⅲ引出多条气体输送管道支管，气体通过每条气体输送管道支管、及该支管上设有的自动控制阀门进入到燃烧器的回收废气进气口1201中并进入到燃烧器的燃气管中，同时锅炉二次风通过燃烧器上设置的锅炉二次风气体进口1202进入到燃烧器的燃气管中（在两种气体从不同气体进口通入时，通入回收废气与通入锅炉二次风气体的体积比为1：2），与煤粉共同燃烧为锅炉内的水转化为蒸汽提供热量。在入炉燃烧器的燃气管内设有回火检测仪1203（回火检测仪即防回火监测点，防回火监测点与放空自动控制阀7以及减压自动调节阀Ⅱ10实行联锁，当防回火监测点温度大于规定值时，减压自动调节阀Ⅱ会自动关闭，放空自动控制阀门会自动放空）。

该控制系统中，所述的三通管接头Ⅳ15通过设有第二自动控制阀20的气体输送管道与三通管接头Ⅴ19相连通；所述的三通管接头Ⅵ17通过设有第三自动控制阀21的气体输送管道与三通管接头Ⅴ19相连通；所述的三通管接头Ⅴ19通过气体输送管道与火炬系统相连通。即在锅炉没有工作的状态下，打开第二自动控制阀或第三控制阀，可将一种或两种废气通向火炬系统。

所述的三通管接头Ⅱ6通过设有放空自动控制阀7的气体输送管道F与外界相连通。在锅炉运行过程中出现紧急停止时，则气体输送管道F上的放空自动控制阀会通过DCS系统的控制自动打开，将回收的废气通过气体输送管道F放空；或者在锅炉停用时，通过该气体输送管道F将管路中的残留气体排空，以保证运行的安全性。

该控制系统中，所述的安全水封罐的气体出口正下方设有液体水溢流口，且液体水溢流口距离安全水封罐气体出口的距离为100±5cm处，该液体水溢流口与溢流管901相连接；当安全水封罐内的水面超过溢流口时，水会通过液体水溢流口、及相连接的溢流管901流出。

本系统所用的阀门均为自动控制阀，通过DCS控制系统进行自动控制。