色胜坤
抚顺矿业集团工程技术研究中心 辽宁 抚顺 113008
摘要：抚顺矿业集团公司页岩炼油厂，在炼油加工过程中，原料母页岩中含有的硫化合物转化成大量硫及硫化物，废气经过干馏瓦斯的消耗燃烧后几乎全部以二氧化硫的形式排放到大气中，本文以页岩炼油厂加热炉烟气脱硫技术研究为依托，对环境达标排放及企业技改实施均有重要的理论意义和现实意义。
关键词：油页岩、湿式脱硫、达标排放
1概况
抚顺矿业集团有限公司页岩炼油厂现有A、B、C、D部四套干馏装置，每套干馏装置的供热系统有3台加热炉。加热炉瓦斯燃烧后烟气通过烟囱直接排放大气，系统没有配置相应的脱硫设备。烟气中二氧化硫及其他有害气体、粉尘的排放对周围环境影响较大。为保证烟气中SO2的达标排放，满足日益严格的环保标准要求，对加热炉烟气脱硫进行技术研究。
2 工艺设计路线
本项目初步设计为针对每套干馏装置新建一套脱硫装置，以及相应的配套设施。
循环水站针对四部集中规划设计，土建一体，一次性建设。脱硫塔针对各干馏装置烟气系统一对一设计，各干馏装置烟气系统分步实施。
具体设计思路如下：
⑴脱硫工艺采用钠钙双碱法，新建循环水站集中布置在高浓水池区域。包
括钙碱制备循环再生系统、除渣、除油系统，设置集中泵房间和操作控制间。
⑵SO2吸收系统采用多腔喷淋脱硫塔为主设备，与各干馏装置烟气系统一
对一布置。脱硫渣（硫酸钙）不做进一步处理，直接外卖（制砖）或抛弃。
⑶脱硫系统配置自动化控制系统，加装PH值、温度、二氧化硫含量等参
数的在线监测仪器。
⑷系统设置除石膏渣及除油装置。主要设备考虑碱、油泥磨损腐蚀问题，
选用优质低耗设备，设置必要的控制装置，尽可能减少维修费用；水泵选用耐腐、耐磨化工水泵。
⑸循环水站布置在高浓水池附近，土建水池设备间一次性建设。脱硫塔等
脱硫设备针对各干馏装置烟气系统分步建设，一期首先针对A部干馏装置的加热炉烟气系统进行脱硫建设。
3 工艺流程
3.1 烟气系统组成
该部分由烟道、挡板门、膨胀节、引风机等组成。
加热炉烟气增设旁通烟道，以便脱硫系统故障或检修不影响加热炉的正常运行。设有两个电动烟气挡板门，一路控制进脱硫塔，一路控制进烟囱。在脱硫系统正常运行时，烟气由底部切向进入脱硫塔中，经脱硫后，由脱硫塔上部进入除雾器，截留烟气中的微小液滴后，烟气进引风机由烟囱排放。事故检修时由脱硫塔前旁通管路直接进烟囱。
3.2 SO2吸收系统
加热炉烟气首先进入旋风除尘器预除尘降温（顶部设有喷淋装置），将部分粉尘及油渣去除后进入脱硫塔；脱硫后废水由脱硫塔底侧部管道自流进入集水池，由泵送至水循环处理系统。烟气由脱硫塔顶部排出，进入除雾器除雾后经引风机进入烟囱。系统内设冲洗检修装置。
脱硫塔为本系统核心装置。脱硫塔一般采用填料塔和喷淋塔等形式。根据烟气特点，本设计采用多腔喷淋塔脱硫，内设多级高效喷头，防止系统堵塞。脱硫塔侧部设有检修平台及检修人孔；除雾装置主要用于烟气脱水，减轻风机腐蚀，延长风机使用寿命；风机采用离心防腐风机。
3.3吸收浆液制备和循环再生系统
包括脱硫液循环系统、脱硫液制备系统，再生剂制备系统、隔油系统、脱硫产物处理系统。有如下设备：加药箱及液位控制器，平流隔油沉淀池，再生剂制备池，再生池，碱液池，凉水塔、水力旋流器及相关泵与管道。
（1）加药箱、液位控制
1．加药箱
使用原有设备（脱硫器附属设备），容积为0.18 m3。
2．液位控制
现有集油箱改造，设置成“U”型溢流管，“U”型溢流管的溢流端设为高度可调式流管。串联中第一个脱硫器的“U”型溢流管两端液位差以230-260mm为宜；串联中第二个脱硫器的“U”型溢流管两端液位差为330-350mm；运行中具体水头差按实际运行工况调节。
（2）平流隔油沉淀池
平流隔油沉淀池在室内循环水池基础上改造（原尺寸：8500×600×850mm），按照设计规范，拟提出以下两种设计方案：
1．利用现有隔油池宽度（0.6m），则平流隔油沉淀池参数、尺寸如下：
总容积：120m3；格数：n=5；池长：20.02m，池宽：0.6m；池高2.5m。
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2．利用现有分格数n=1，则平流隔油沉淀池参数、尺寸如下：
总容积：120m3；格数：n=1；池长：20.02m，池宽：3m；池高2.5m。
（3）再生剂制备系统
使用现有TLJ-1型脱硫剂添加系统，制备氢氧化钙乳浊液。
现有脱硫剂添加机混合箱体积：0.225m3，最大输液量20m3/h，扬程30m。
石灰浆液配制消耗水量：264.6kg/h；实际配制过程中加入水量可取250kg-300kg/h。
（4）再生池
室外现有澄清水池改造。（原尺寸：3000×2700×850mm）
设计再生池体积为2 m3，现有室外澄清体积为6.885 m3，完全满足使用要求；为加快再生反应速度，提高再生效率，可考虑在再生池内加方框式搅拌器或锚框式搅拌器。
（5）沉淀浓缩池
根据要求设计两种不同方案，以便贵方按实际要求选择，分别如下：
1．斜板沉淀池
池长：4m；池宽：3m；总高度：2.9m；停留时间：15.7min；
斜板上水深0.7m；斜板倾斜角度α=60°；斜板斜向长度1m；斜板高度0.866m；
污泥斗倾角β=60°，泥斗高：1m，污泥斗长：2.85m；污泥斗宽：1.85m；
2．压力式水力旋流分离器
进水口处压力：29.4×104Pa（3kg/cm2）；处理水量：100.7 m3/h，
圆筒部分直径：0.3m；圆筒部分高度：0.51m；进水管直径：0.075m；
澄清液排出中心管直径：0.075m；出水管直径：0.075m；
底部浓液排出管直径：0.045m；锥体角度θ= 15°；锥体高度：0.476m；
本项目可根据上述设计结果选择市售水力旋流器，贵方的选型结果详见附件3。
（6）碱液池（缓冲池）
现有室外循环水池改造（3900×3000×1200mm）。
为保证系统稳定运行，同时及时向系统中补充氢氧化钠和新鲜水，本方案设置缓冲池兼作碱液池。在不影响周围生产和地下环境的情况下，尽可能对室外循环水池深挖，若不能满足要求再考虑加高，缓冲池有效深度应达到3m左右。
4 物料平衡
（1）SO2去除量：
脱硫效率按80%计，SO2去除量：48kg/h。
（2）NaOH耗量：
脱硫产物为NaHSO3时（pH值5-9）：
NaOH消耗量：30kg/h；NaOH损耗量（5%）：1.5 kg/h；
脱硫产物为Na2SO3时（pH值>9）：
NaOH消耗量：60kg/h；NaOH损耗量（5%）：3.0 kg/h。
（3）CaO耗量：
Ca/S按1.05计，石灰有效含量按照90%计；
纯CaO耗量：44.1kg；成品CaO耗量：49kg/h。
5技术经济效益
年回收效益：86万元。包括二氧化硫回收环保减排费、废油回收费用和石膏回收费用。
环保减排费用：二氧化硫小时回收量48kg/h，每天回收1152kg/天，同时油厂异味可进一步降低。年减排费按20.7万元计。
油回收费用：以废水含油浓度400mg/l计，日回收纯废油768kg，以2000元/吨计。
石膏回收费用：日回收石膏泥饼1.67吨，外卖砖厂以50元/吨计。
综上所述，本项目不具有财务盈利能力但是本项目社会效益和环境效益显著，主要体现在通过减少污染、改善环境，提高清洁生产水平，完成污染减排目标具有重要意义。
参考文献
[1]王纯 张殿印 . 废气处理工程技术手册 北京：化学工业出版社，2012.11
论文作者:色胜坤
论文发表刊物:《防护工程》2018年第11期
论文发表时间:2018/10/16
标签：烟气论文; 系统论文; 加热炉论文; 装置论文; 平流论文; 水池论文; 抚顺论文; 《防护工程》2018年第11期论文;