脱硫脱硝装置的运行状况分析及问题优化

发表时间:2021/2/19   来源:《电力设备》2020年第31期   作者:潘江山 安恒星
[导读] 摘要:在炼油企业中,催化裂化为主要装置之一,为满足环保要求,需对催化烟气进行脱硫脱硝处理,这就需要用到相应的脱硫脱硝设备。
        (苏州仕净环保科技股份有限公司  江苏苏州  215100)
        摘要:在炼油企业中,催化裂化为主要装置之一,为满足环保要求,需对催化烟气进行脱硫脱硝处理,这就需要用到相应的脱硫脱硝设备。然而,脱硫脱硝设备实际运行情况并不乐观,存在很多问题,影响脱硫脱硝效果。
        关键词:脱硫脱硝装置;运行状况;问题优化
        引言
        催化裂化是炼油企业的主要装置。随着环保要求的提高,催化装置烟气中含有的NOx、SOx、粉尘达不到环保排放标准,就必须采取措施进行脱硫、脱硝、除尘处理。为此,近几年,中国石化炼油企业催化装置陆续增上了脱硫脱硝设备,满足了环保排放要求。但是,新上的脱硫脱硝设备由于技术不成熟,设备可靠性不高,运行中设备故障频发,难以满足长周期运行要求。
        1脱硫脱硝装置的运行状况分析
        1.1催化装置脱硫技术
        在整体的脱硫技术的应用中,其需要采用EDV湿法洗涤脱硫技术对整体的脱硫效果进行集中性的控制。在进行装置的脱硫中,其需要根据不同的脱硫方法使得其每套装置都能与脱硫技术体系相互融合。这样,在进行生石灰-石膏法气动脱硫的过程中,其整体的脱硫工艺才能稳定。在采用氨法脱硫的过程中,其相应的除尘器及电位除尘的效果也能在不同的洗涤状态下有所改变。因此,在进行液态脱硫的情况下,其相应的脱硫结构层次也能得到较为集中的优化。在进行电位设置的过程中,其相应的除湿效果也会更加显著。
        1.2催化装置脱硝技术
        在脱硫脱硝装置中,由于烟气中NOX排放达标,未设置脱硝单元。其一般采用不同的方式对催化效率进行较为明确的体系分析。同时,在进行装置的控制中,其相应的石灰石与石膏的体系层也会存在不同层次的应用效果。因此,在SCR氨法选择性催化还原脱硝技术的整体应用中,其相应的催化效果也会更加显著。在进行装置的脱硫分析中,其设备的整体运行体系与层系的控制效果也会在不同的装置脱硫中发生一定性的改变。在多层次脱硫技术的应用中,其相应的催化装置的控制效果也会更加明确,这就使得催化装置在体系层的催化层面中的效果会更加显著。装置脱硝技术在不同的体系层的结构也会逐步性得到相应的调整。
        2脱硫脱硝装置的运行问题优化
        2.1做好工艺路线比选
        (1)某厂对锅炉烟气设计采用SNCR法脱硝、半干法脱硫,实际效果良好,一般情况下,排烟中硫的含量不超过35mg/m3,氮氧化物的含量不超过50mg/m3,且粉尘实际排放量不超过5mg/m3,实现了预期的排放目标;另外,PM2.5实际脱除率不低于95%。现阶段,该技术已经在很多试点中开始应用。(2)某厂的脱硫塔内壁严重冲蚀,产生穿孔,使烟气拖尾,加之需对化肥制备系统予以整改,导致装置多次停工。对此,将原采用的氨法更改成钠法,经更改后的系统,其运行保持正常,但出现了一些新的问题,如悬浮物的实际排放量超出标准和外排废水中含有大量的盐。但通过适当的整改,可以有效解决上述问题。(3)引入低氮燃烧技术,首先,对燃烧器进行适当的改造,减少烟气当中氮氧化物实际排放量,降低烟气氮氧化物实际处理要求。因燃烧器实际运行保持稳定,容易维护,所以能有效提高设备实际运行稳定性和可靠度。以某厂为例,通过对低氮燃烧器的引入,氮氧化物实际排放量能从改造前的95mg/m3减小到30mg/m3,效果十分显著。


        2.2更换易腐蚀处材质
        (1)某厂的烟气脱硫脱硝设备只投运五个月,其烟囱就产生腐蚀泄漏现象。该烟囱的材质采用复合板,板厚13mm。对腐蚀泄漏处实施定点测厚,结果显示其周围的厚度大幅减小,最薄处仅为5.5mm。导致腐蚀的原因是焊接操作不规范,质量不合格,烟气与夹层接触,产生露点腐蚀的现象。在之后的检修过程中,对烟囱实施材质更换与升级,采用304不锈钢。现在该烟囱的运行状况良好。(2)某厂的综合塔采用聚脲涂料,运行60d后,由于涂层大面积脱落不得不停工,脱落现象集中于M2孔以下2.5m到综合塔的塔底。为此,修复过两次,但每次都不超过3个月就产生大量脱落而停工。之后在检修过程中予以改造,把容易产生脱落的部位,更换为不锈钢材质,经更换后,现在的运行状况良好。(3)某厂的除尘急冷塔热偶反复失灵,经检查发现,导致失灵的原因为套管冲刷与腐蚀,导致热偶丝直接暴露在外。热偶的材质采用316L,需要与pH值只有1-2的催化剂浆液相接触,在这种情况下,冲刷与腐蚀现象往往十分严重。对此,将护套的材质更换为Stellite合金,以此增强抗腐蚀性与抗磨性,更换后,运行状况良好。(4)某厂的静电除尘器由于阴极线反复断裂导致运行异常。经检查发现,阴极线的内芯采用20号钢,用铅制作外层。由于阴极线自身有缺陷,外层存在穿孔,使内芯和介质直接发生接触,而内芯无法抵抗介质腐蚀,发生断裂,无法抵抗设于底部的重锤,导致电场的实际分布无法达到均匀,最终使静电除尘器无法正常工作。对此,需对所有阴极线进行更换,采用更高等级的2205双相钢。
        2.3蒸汽吹灰器启动时间优化
        脱硝反应器在催化剂床层上方设立靶式吹灰器,采用过热蒸汽吹灰吹掉催化剂上的积灰。催化裂解DCC装置余热锅炉采用瓦斯爆破吹灰,瓦斯罐爆破产生冲击波对脱硝反应器SCR催化剂冲击较大,只有DCC装置和脱硫脱硝装置两套装置的吹灰器同时使用才能保证吹灰效果。靶式蒸汽吹灰器采用的过热蒸汽温度在350~420℃,在靶式蒸汽吹灰器每次启动前需将管内冷凝水排除暖管升温;系统设定在耙式蒸汽吹灰器出口达到280℃以上,吹灰器才能启动。管线暖管时间较长与催化裂解DCC装置吹灰时间相差较大,同时吹灰器的每次暖管过程冷凝水对连续排污扩容器顶部压力影响较大。针对这个问题采取了优化措施:(1)将靶式蒸汽吹灰器进出口阀全开,维持管内温度在260℃以上,打开出口疏水阀一定开度见汽连续回收冷凝水,保证管内无存水;(2)将靶式蒸汽吹灰器吹灰开始时间设定为245℃吹灰;(3)规定催化裂解DCC装置和脱硝装置吹灰器同时8h吹灰一次保证吹灰效果。SCR反应器在进行调整后反应器床层压降变化不大,出口NOx脱除率能达到设定值。装置已运行2年多,脱硝效率达到71%,氨逃逸率较低,脱硝催化剂活性和寿命维持较好。
        2.4脱硝单元稀释风机选型大电机超电流问题优化
        脱硝单元氨气在进入脱硝SCR反应器前先进入氨空混合器与稀释空气混合,将浓度稀释到5vt%以下;稀释空气由稀释风机供风,根据稀释比例稀释风机要提供1000Nm3/h以上。稀释风机设计型号为DO20-71-56,电机功率为45kW,额定电流为81A。针对这个问题选用型号D25-41-1.3稀释风机电机功率维持原型号不变45kW。新型号稀释风机投用后,稀释风量及压力能够在氨空混合器内将氨气浓度降到5vt%以下,电机电流小于额定电流。
        结语
        催化装置脱硫脱硝设备运行问题分析十分关键,其能够使得整体的脱硫设备控制效果更加明确。在整体的脱硫控制中,其能够使得设备脱硫的效果更加显著。但从整体上来看,其设备脱硫的反应效果也会更加显著。因此,在脱硫装置设备整体的运行过程中,其需要对设备的变化情况进行装置脱硫的系统改造。最终使得催化装置脱硫效果更加显著,设备的整体运行更加安全。
        参考文献
        [1]水春贵.催化裂化装置再生烟气脱硫脱硝技术的工业应用研究[D].武汉工程大学,2016.
        [2]任刚.催化装置脱硫脱硝设备运行问题及对策[J].石油化工设备技术,2016,37(02):62-66+9.
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