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《化學(xué)工業(yè)與工程》2014年第三期

1煙氣脫硫工藝流程介紹

煙氣脫硫工藝流程見圖1。催化裝置余熱鍋爐來煙氣經(jīng)煙氣入口蝶閥，通過煙道進入煙氣水封罐，再送入吸收塔進行煙氣的洗滌脫硫過程。煙氣水平進入到吸收塔的激冷區(qū)(設(shè)有4個激冷噴嘴)，激冷噴嘴噴淋循環(huán)液形成與煙氣進入方向垂直的高密度水簾，使得煙氣與循環(huán)液充分接觸，脫除較大顆粒催化劑和大部分SO3，同時煙氣降溫并飽和，繼續(xù)上升進入吸收區(qū)。煙氣與吸收區(qū)的三層噴嘴噴淋出的循環(huán)液充分混合，其中的SO2、SO3、催化劑顆粒以及其他酸性氣體被吸收。脫硫后的煙氣上升進入旋轉(zhuǎn)氣液分離器，經(jīng)分離器后，分離水落入吸收塔底部，脫水后的煙氣經(jīng)上部煙囪排入大氣中。吸收塔底的漿液通過漿液循環(huán)泵輸送到澄清器，并通過絮凝劑計量泵加入聚合氧化鋁絮凝劑，以降低排放液中懸浮物濃度。澄清器底部沉淀污泥排放到過濾箱，通過過濾形成濾渣，定期外運;濾液收集到濾液坑，由濾液泵送回澄清器。澄清器上部清液溢流到2個串聯(lián)的氧化罐，氧化罐利用空氣氧化水中的亞硫酸根，從而降低水中的COD。在氧化過程中，用pH計控制調(diào)節(jié)加堿量，保證氧化罐溢流液排水的pH值為7(6～9)左右。

2煙氣脫硫裝置運行分析

2.1數(shù)據(jù)匯總2009年9月14日國內(nèi)首套應(yīng)用在催化裂化裝置上的煙氣脫硫裝置投料試車一次成功，數(shù)據(jù)采集來源于裝置開工1年后標定數(shù)據(jù)。新鮮水和氧化罐出口排水分析數(shù)據(jù)見表1;脫硫煙氣分析數(shù)據(jù)見表2。

2.2煙氣脫硫裝置排水指標分析根據(jù)煙氣脫硫裝置環(huán)保排放及中控指標分析，由表1的數(shù)據(jù)得知氧化罐出口排水COD平均值為204mg/L，最大值311mg/L，符合煙氣脫硫廢水排放指標(COD小于或等于600mg/L);煙氣脫硫裝置氧化罐出口排水pH平均值為7.44，最大值8.28，最小值6.34，符合煙氣脫硫廢水排放指標(pH值6～9)。煙氣脫硫裝置氧化罐出口排水2010年12月16日的SS值為335mg/L，大于煙氣脫硫廢水排放指標，主要原因是300萬t/a催化裂化裝置煙氣中攜帶催化劑量波動，煙氣脫硫崗位未能及時調(diào)整操作，致使SS值過大;SS平均值為181mg/L，符合煙氣脫硫廢水排放指標(SS小于或等于200mg/L)。

2.3煙氣中SO2脫除率計算根據(jù)煙氣脫硫化驗分析數(shù)據(jù)計算，煙氣脫硫裝置處理催化煙氣量比例達到88%;ρ(SO2)平均值為537mg/m3，凈化煙氣中ρ(SO2)平均值為5.9mg/m3，煙氣中SO2脫除率達到98.9%;SO2脫除量164.45kg/h，按每年8000h計算，SO2脫除量為1315.6t/a，按每年365天計算，SO2脫除量1440.6t/a。

2.4凈化煙氣排放指標分析煙氣脫硫裝置凈化煙氣中SO2質(zhì)量濃度平均值5.9mg/m3，符合脫硫煙氣排放指標［ρ(SO2)≤86mg/m3］;催化煙氣中ρ(NOx)為304mg/m3，凈化煙氣中ρ(NOx)為302mg/m3，因此，煙氣脫硫裝置無法脫除煙氣中氮氧化物;凈化煙氣中w(H2O)也由入口平均值的4.1%提高至8.53%，對周邊空氣起到了加濕作用。

2.5節(jié)能措施煙氣脫硫裝置為環(huán)保裝置，不產(chǎn)生直接的經(jīng)濟效益。但相對于其他現(xiàn)有的煙氣脫硫方法(如石灰石煙氣脫硫方法、噴霧干燥脫硫方法等)，在節(jié)能環(huán)節(jié)上選擇了能耗低、技術(shù)先進、可靠的工藝路線，并選用能耗較低、以NaOH溶液作為吸收劑的濕法洗滌脫硫工藝。裝置采用了PLC對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)控，實現(xiàn)工藝條件優(yōu)化，進一步降低能耗。另外，合理安排公用設(shè)施，吸收劑NaOH溶液由化學(xué)藥劑站配制，送至煙氣脫硫裝置的堿液儲罐內(nèi)，滿足裝置連續(xù)使用。其他公用工程(水、電、蒸汽)利用催化裂化裝置原有供給設(shè)施提供，形成裝置規(guī)模效益優(yōu)勢，使各項公用工程的消耗指標降低，單位能耗減少。

2.6邏輯控制煙氣脫硫裝置使用的邏輯控制主要包括:吸收塔液位低邏輯控制、吸收塔溫度高邏輯控制。吸收塔液位低邏輯控制在旁路關(guān)的位置上時，一旦吸收塔液位低，則補充水控制閥會打開，若此時需要調(diào)節(jié)補充水控制閥，則必須點擊邏輯控制復(fù)位按鈕，以調(diào)節(jié)補充水控制閥。此邏輯控制可以確保吸收塔的液位在正常值內(nèi)，保證循環(huán)漿液泵不抽空。吸收塔溫度高邏輯控制在旁路關(guān)的位置和自動上時，一旦吸收塔溫度高，則循環(huán)水控制閥便會打開，若此時需要調(diào)節(jié)循環(huán)水控制閥，則必須點擊邏輯控制復(fù)位按鈕，以調(diào)節(jié)循環(huán)水控制閥。此邏輯控制可以確保吸收塔內(nèi)溫度不超標，保護吸收塔內(nèi)設(shè)備構(gòu)件。這2種邏輯控制都是確保裝置安全平穩(wěn)運行的保障。

3存在的問題及建議

3.1催化煙氣無法全部并入煙氣脫硫系統(tǒng)煙氣脫硫裝置因鍋爐爐膛壓力制約，催化煙氣無法全部并入煙氣脫硫系統(tǒng)處理。煙氣脫硫裝置的設(shè)計總進料量為44.4×104m3/h，最高工作壓力1.5kPa，而300萬t/a重催裝置的煙氣量為37.19×104m3/h(裝置標定數(shù)據(jù))，因此，煙氣脫硫裝置的設(shè)計總進料量遠遠高于實際煙氣量。但在2009年9月14日裝置投料試車階段發(fā)現(xiàn):裝置在并入煙氣階段，鍋爐爐膛壓力上升較快，接近3.0kPa時，鍋爐防爆門起跳，而此時裝置入口蝶閥全開，旁路蝶閥關(guān)閉至35%，鍋爐B901出口壓力1.01kPa。為了確保鍋爐的安全正常運行，裝置稍開旁路蝶閥至40%，此時鍋爐爐膛壓力回落到2.6～2.7kPa，鍋爐出口壓力為0.75～0.9kPa。300萬t/a重催裝置的鍋爐是微正壓鍋爐，并且由于鍋爐爐膛爐墻和防爆門以及省煤段于2008年裝置大檢修期間經(jīng)過改造，防爆門設(shè)計壓力為3.5kPa;但由于鍋爐爐墻存在較多裂縫，而且鍋爐長時間運行后管束積灰嚴重導(dǎo)致鍋爐振動較大。為了確保裝置的安全正常，鍋爐的旁路蝶閥一般有0～5%的開度，鍋爐爐膛壓力一般控制在2.5～2.7kPa，鍋爐爐墻漏煙氣現(xiàn)象不太明顯。2009年9月16日，通過計算給鍋爐防爆門加配重，使鍋爐防爆門起跳壓力達到3.5kPa后，再一次進行并入煙氣試驗。當裝置旁路蝶閥關(guān)閉至25%時，鍋爐爐膛壓力上升至3.1kPa，鍋爐B901出口壓力上升至0.9～1.0kPa，并且發(fā)現(xiàn)鍋爐爐墻漏煙氣現(xiàn)象嚴重，鍋爐防爆門水封突沸。因此，為了確保鍋爐的安全正常生產(chǎn)，裝置稍開旁路蝶閥至40%，此時鍋爐爐膛壓力回落到2.6～2.7kPa，鍋爐出口壓力為0.75～0.9kPa。

3.2煙氣脫硫裝置的廢渣拉運煙氣脫硫裝置的過濾箱在過濾廢催化劑污水時，總有大量的水不能排盡，初步判斷是催化劑的壓實密度大，水不能很好的滲透下去，在用過濾箱拉廢渣時，總有大量的水分存在，給拉運和卸廢泥渣帶來安全隱患。因此，建議啟用現(xiàn)場另一臺過濾箱，和正在使用的過濾箱互為備用;當一臺裝到規(guī)定液位時切換至另外一臺，需運至渣場的過濾箱在現(xiàn)場靜止脫液8～16h，到過濾箱脫水口基本無液體流出時，再運至渣場。由設(shè)計部門對過濾箱進行改進，以改善脫水效果，確保拉運過程的安全。

4結(jié)論

1)煙氣脫硫裝置投料運行后，未能全部處理催化煙氣量，根據(jù)本次全面標定的結(jié)果，車間積極研究解決方案，決定在下一次大修過程中進行相應(yīng)的技改處理。2)凈化后的煙氣攜帶部分水蒸氣一起排放至大氣，對周邊空氣起到加濕作用。3)處理后的污水經(jīng)澄清、氧化，排放至指定系統(tǒng)。4)產(chǎn)生的固體廢棄物經(jīng)拉運后無害化填埋。5)無法脫除煙氣中的氮氧化物。6)煙氣脫硫裝置有效地改善了周邊地區(qū)的空氣質(zhì)量，降低了SO2和顆粒物等污染物對周圍環(huán)境的危害。

作者：王秀菲張林平單位：中國石油蘭州石化公司煉油廠催化二聯(lián)合車間