摘要：某公司1号重油催化裂化装置再生烟气主要含有毒有害的NOx、SOx组分，同时含有微量重金属的催化剂粉尘，对所在区域环境构成了较为严重的污染，被列入国家重点限期整治项目。2014年，该整治项目实施，采用SCR脱硝、双循环新型湍冲文丘里钠法烟气除尘脱硫和“胀鼓式过滤器+浓缩罐+氧化罐+真空带式脱水机”处理废水等技术。装置设计烟气处理规模为154km3/h(干基)、脱硫废水处理规模为10m3/h。通过项目投用，使装置烟气处理后的NOx、SO2排放浓度分别降到100mg/m3、30mg/m3左右，颗粒物排放浓度降到25mg/m3左右，达到了GB31570—2015标准排放要求。但是，在设备投入生产以来，出现了很多问题，严重影响了企业的利益。为此，在接下来的文章中，将围绕烟气脱硝除尘脱硫装置存在问题以及改进对策方面展开分析，希望能给相关人士提供重要的参考价值。
关键词：烟气脱硝除尘脱硫；脱硝；衬里材质；废水处理
引言：催化裂化装置再生烟气含有NOx、SOx和催化剂粉尘，会引起环境污染，利用烟气脱硝除尘脱硫装置加以解决。文章主要针对烟气脱硝除尘脱硫装置运行过程中出现的问题为切入点，重点对改进对策展开详细分析。
1.烟气脱硝除尘脱硫装置存在问题分析
某公司自装置投运以来，出现了较多设计中难以预料的情况，工艺、设备也存在较多问题：第一，脱硝过程中的注氨与氨逃逸直接影响到余热炉长周期运行。当NOx脱除率达到75%后，脱硝效果明显下降，而余热炉系统结垢显著上升。第二，洗涤塔聚脲衬里不适用于该工艺的防腐。由于其在温变、扰动条件下，附着力严重不足，致使大面积脱落，起不到隔离防腐的作用，使塔体裸露、腐蚀穿孔。第三，循环浆液进入胀鼓式过滤器进行固液分离，分离效果受滤芯安装、使用、控制诸因素影响，也受催化剂类型、絮凝剂种类影响，同时还与是否使用工艺水有关。第四，设计时对烟气脱硫系统汽水界面的腐蚀、磨蚀估计不足，如泵叶轮、搅拌器、脱水机部件、渣浆泵螺杆、外部支配件等腐蚀、磨蚀严重，故障频出。第五，工艺过于复杂，设备过于精细，不利于装置长周期安稳运行。为此，通过在运行中摸索，在摸索中完善，逐步使装置生产得到优化。
2.废水处理条件的摸索
2.1废水处理设施问题多
废水系统的关键设备之一是胀鼓式过滤器，一台就有126根滤芯、126只滤袋、378只胶圈、378个单头螺栓、252只坚固件、252密封件。每2～4个月换一次，除滤芯少部分更新外，其余需全部更新，拆装需2个星期。还有一块固定滤芯的管板，一年需换一块，或重新布孔、开丝；主要原因是随着使用时间的延长、更换频次增加，连接件、紧固件出现断栓、跨丝等，使过滤出现短板效应，达不到过滤目的。此外，渣浆泵的易磨损、脱水机的高故障、氧化系统的磨蚀等，造成渣浆恶性循环，使废水系统正常运行时间短。
2.2延长胀鼓过滤器使用时间
首先，滤袋精度选择。烟气中粉尘在经过除尘脱硫洗涤后，大于1μm的粉尘基本上全部截留在循环浆液中，要求废水处理达到水中悬浮物(SS)低于70mg/L，就必须要有除掉1μm细粉的过滤能力。装置尝试了三种方式：高精度过滤、中精度+少量絮凝剂过滤、低精度+絮凝剂补充过滤。通过尝试，发现选择合适精度的滤袋并配以适合装置自身特点的絮凝剂，能较好地保证过滤效果和胀鼓的使用周期。另外，影响胀鼓过滤器使用周期的其他因素及对策。当pH值高于7.5时，过滤压降升幅迅速增大，主因是形成硫酸盐晶体附着于滤膜上的机会上升，干扰了正常过滤。从滤芯上的垢物分析发现，硫酸钙占28.54%、催化剂占54.40%，也说明过滤液处于中性或偏酸环境有利于防止盐从过滤膜上析出。其次是浆液中SS的浓度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆需把握好三层关系：其一，浆液外甩到胀鼓的流量控制。原则上不能超过设计流量，最主要的是浆液中SS浓度不能过高，一般控制SS小于5000mg/L，当其大于10000mg/L时，胀鼓使用周期会缩短2/3，甚至更短。第二，循环液的控制。包括浆液的循环与氧化废水的循环，前者是废水系统脱水机等产液与用水，若过大，人为增大了胀鼓的过滤负荷；后者过大，又易引起浆液中盐含量大幅上升，不利于胀鼓过滤。第三，循环液方式的选择。废水系统的循环液温度低、浓度不稳定，而从吸收系统来的浆液温度高，当两者混合进入胀鼓过滤器时，一方面引起滤芯收缩，另一方面引起过滤膜局部堵塞。较好的选择是循环至吸收系统，并稳定外甩流量。
3.存在问题及建议
烟气脱硫系统是在中国石化环保压力较大的情况下抢上的项目，存在问题较多，通过几年的改进与完善，基本能满足正常生产与长周期运行的需要，但仍有部分共性问题值得研究、有待解决。
3.1烟气拖尾问题
催化烟气总硫中有一部分是以SO3酸雾形式存在的。在足够的气-液接触条件下，SO2可以很容易地被吸收，与SO2不同，SO3一旦与洗涤液体接触不能脱除或捕获这些烟雾，就只能像颗粒物那样需要依靠物理学能量将其脱除。然而对于SO3烟雾的脱除，与典型的催化剂细粉相比，所有SO3粒径都小于1.0μm，在相同捕获效率前提下，需要高得多的气体压力降。如果仅脱除80%的SO3酸雾大约需要气体压力降为7.5kPa。目前装置上的电除雾效果不能达到理想的状态。而SO3的特点就是能够产生不透明性问题，当烟气中存在10μg/g左右的SO3酸雾时，就会出现拖尾现象，而这种现象越来越受到周边居民的关注。因此，如何从烧焦、脱硝阶段降低SO3的生成、在脱硫前部控制SO3形成酸雾，都需要寻求适当的解决方法。
3.2胀鼓过滤问题
胀鼓过滤效果可以做得很好，但关键是如何维持其长周期使用与更新的简单化、便捷化。目前存在的典型问题有三：滤芯与管板连接很难保证不泄漏；滤芯与过滤膜装卸复杂；滤芯流通面积过小。今后将对这些问题一并研究解决。
3.3不密闭与下酸雨问题
烟气脱硫解决了大气污染问题，但污染从大气转移到了水体，从向远处扩散变成了就近污染：气相部分，以烟囱为中心的周围400m成为了重灾区，酸雨的长期浸蚀，使所有设备外腐蚀加剧，风向、气压的影响造成周围“烟味”浓烈；废水中各类有害组分因设备、设施的不密闭，形成了自然外溢的小环境，使生产区异味浓厚。液相部分，废水中盐含量高达5%，对长江水体产生影响。因此，烟气治酸雨比较迫切，密闭化也势在必行，降盐利用值得研究。
3.4设备材质与备件问题
烟气脱硫系统环境恶劣，处处存在“坚硬”的催化剂，不同部位腐蚀的介质、机理不尽相同，且大多数情况下腐蚀与磨蚀并存，对设备选材造成了困难。目前较为突出的是动设备的易损与更新问题。如液下泵，尝试改造了一台，已考察了半年，效果较好。渣浆泵几乎长时间处于故障状态，主要是螺杆极易磨损，又不能及时得到配件，由于人工调节渣浆下料的不均匀性，造成渣浆中的催化剂反复在吸收与过滤间循环，带来了一系列生产问题。装置准备尝试由备配件向直接设备方向转变，避免反复折腾[1]。
结论：
文章主要围绕烟气脱硝除尘脱硫装置存在问题分析与改进方面进行了详细分析，希望促使烟气脱硝除尘脱硫装置能够稳定运行的同时，也能为相关人士提供重要的参考价值。
参考文献：
[1]陈俊武，许友好.催化裂化工艺与工程[M].3版.北京：中国石化出版社，2015.
论文作者:唐利利
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/4/1
标签：烟气论文; 装置论文; 浆液论文; 滤膜论文; 滤芯论文; 催化剂论文; 系统论文; 《电力设备》2018年第28期论文;