摘要：经济的快速发展，我国工业化脚步不断加快，但是发展的同时也出现了一些环境问题，比如二氧化硫和氮氧化合物不断增多，为了改善污染，营造良好环境，必须采取有效措施，有效控制污染物的排放，本文就气脱硫脱硝装置仪表的选型进行分析。
关键词：脱硫脱硝；湿法脱硫；烟气处理；仪表选型
引言
近年来，随着我国经济飞速发展，工业化水平也随之不断增高，但是大多数企业却不重视排污后的治理，从而导致大气污染的状况日趋严重，成为民生社稷最受关注的议题之一。工厂燃煤后排放的烟气占烟气污染的60%左右。排放的烟气中SO2、NOx是其主要成分，同时也是产生PM2.5的重要组成部分。因此推进烟气脱硫脱硝设备的安装和运行已成为我国一项严峻的任务。
1二氧化硫的来源
现阶段，我国对煤炭的生产以及消费需求极高。与此同时，大约有90%的SO2的产生源自于煤炭燃烧，剩余的10%则来自于火山喷发和油品燃烧等过程的排放。众所周知，煤碳里含有大量的C、H、O元素同时还含有少量的N元素和S元素。S元素在煤中的存在形式以无机硫和有机硫的形式存在。其中，元素硫、硫化物硫、硫酸盐硫都属于无机硫。无机硫中的元素硫以及硫化物硫与有机硫称为可燃性硫，其含量约为80%-90%；硫酸盐硫则不能进行燃烧反应，且多存在于灰烬中，为非可燃性硫。SO2就是这些可燃性硫燃烧时产生的。
2氮氧化物的来源
氮氧化物排放的主要来源有天然排放和人为排放两种。其中，天然排放的氮氧化物是自然界的氮循环，包括自然界有机物的分解等。而人为排放则绝大部分来自石化能源的燃烧。氮氧化物是形成酸雨的主要物质，因此对生态环境的影响破坏是非常巨大的，同时，氮氧化物还是光化学烟雾形成的重要物质之一，极大的破坏了地球的臭氧层，影响人类生活。在众多的排放过程中，固定源排放依然是NOx的主要来源，即电厂煤炭资源的燃烧。当燃烧是在高温条件下进行的时候，主要排放的是一氧化氮。因此，在煤炭燃烧后，锅炉尾气气体中NO大约占NOx的95％。但是，由于NO非常容易被空气中的O2氧化而生成NO2，因此NOx普遍的存在形态就是NO2。随着NO2的排放，当空气中出现云雾，或者当天气温度相对较高的时候，大气中的NO2会进一步与空气中的水分子发生化学反应形成硝酸酸雨。因此，控制其排放已经刻不容缓。
3脱硫脱硝装置腐蚀性分析
烟气脱硫脱硝装置分为脱硝和脱硫两步处理流程。典型的脱硫脱硝装置使用ＳＣＲ脱硝工艺及石灰石湿法脱硫工艺，主要包括脱硝反应器、氨站、脱硫塔、石膏脱水系统和石灰石浆液调配等。
3.1ＳＣＲ脱硝装置腐蚀性分析
在ＳＣＲ脱硝反应中，质量分数为２０％的氨水在氨站中与空气按一定比例混合后进入脱硝反应器吸收燃煤锅炉排放出的烟气，在催化剂的作用下吸收其中的一氧化氮和二氧化氮，最终生成氮气和水，达到去除氮氧化物的目的。由此长期会造成含铜管道及仪表发生腐蚀，导致氨水泄漏，释放氨气，氨气与氧气浓度在特定的环境下会发生爆炸事故。因此，在脱硝装置设计中，氨站应该全部采用防爆设计，另外，氨站与脱硝反应器所有仪表、设备及管道应全部做禁铜处理。
3.2湿法脱硫装置腐蚀性分析
石灰石湿法脱硫工艺将石灰石浆液引入脱硫吸收塔内进行雾化喷淋，形成均匀覆盖吸收塔断面的液滴，液滴与引入吸收塔的烟气接触时，吸收烟气中所含的二氧化硫，经氧化中和反应后最终生成石膏排出。湿法脱硫主要存在氧化性腐蚀、磨损冲刷和易沉积堵塞等工况。氧化性腐蚀主要来源于燃煤燃烧所产生的二氧化硫、氯化物、氟化物等物质。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆二氧化硫在湿法脱硫装置中遇水可以生成硫酸根和亚硫酸根离子，形成酸性环境。同时烟气中的氯化物、氟化物除本身具有腐蚀作用外，也会加大腐蚀环境ｐＨ值变化，强化硫酸盐的腐蚀作用，形成强氧化性环境。由于石灰石浆液和石膏浆液含颗粒物较大，长期冲刷会对管路及仪表产生腐蚀、磨蚀，并且伴随悬浮固体沉积、结垢等问题，对仪表选型有特殊要求。所以，仪表选型应最大限度地考虑其可用性、可靠性和使用寿命。
4压力变送器选型
在压力测量中，应重点注意燃煤烟气烟道和石膏浆液管道的压力变送器选型。由于燃煤烟气中含有大量颗粒物，采用由导压管引至压力变送器进行测量的方式，长时间会导致导压管堵塞，影响测量效果。因此，在烟道烟气测量中，普遍采用防堵取压装置替代传统导压管取压方式。防堵取压装置应在烟道或者设备两侧垂直安装，采用法兰安装形式。烟气由烟道斜管引入，压力变送器则通过取压装置间接取压。另外，可将仪表压缩空气引入防堵取压装置中，稳定或者定时对取压装置进行吹扫，该种方法可以避免长期使用后导致灰尘堵塞取压管的问题。由于烟道烟气中水分较少，氧化性腐蚀弱，因而对压力变送器的选型无特殊要求，材质采用普通不锈钢即可。
5流量及密度仪表选型
在ＳＣＲ脱硝工艺中，氨气与空气在静态混合器中混合，形成一定比例后进入反应器中参与反应。脱硝反应对该比例有严格要求，氨气含量高会导致资金浪费、污染环境。过多的氨气也会腐蚀催化剂模块，导致催化剂失活，缩短寿命。另外，逃逸的氨气会与空气中的亚硫酸根生成具有腐蚀性和粘结性的硫酸铵盐，造成下游管段堵塞和腐蚀。相反氨气浓度较低时，脱硝反应不充分，会导致脱硝效果不足，排放超标，因而对氨气的流量控制至关重要。
6液位仪表选型
在湿法脱硫工艺中，由于脱硫吸收塔石膏浆液具有强氧化性、颗粒物含量大等特点，普通液位计无法满足要求，该处应选用法兰式隔膜液位变送器。隔膜接液部分材质应选用哈氏合金。为了防止变送器膜片堵塞，应在吸收塔塔壁设置斜管，再将变送器安装在斜管上，变送器隔膜应采用法兰安装，口径不低于ＤＮ８０，可配备冲洗水。在石灰石浆液箱、回收水池、废水旋流器给料箱等设备的液位测量中，多采用超声波液位计。值得注意的是：在石灰石浆液配料过程中，石灰石粉末遇水放热，会导致超声波发声体产生凝露，使测量值产生误差，严重影响测量。因而超声波液位计在放热设备液位测量中应做防结露处理，可使用稳定仪表气定时或持续吹扫发声体，也可以选用防结露功能的超声波或者雷达液位计。
7ｐＨ计选型
脱硫吸收塔的主要作用是提供ＣａＳＯ３氧化、石膏结晶、烟气吸收、向喷淋系统提供吸收剂浆液等功能。通常浆液池中的ｐＨ值稳定在５.８左右，保证所需反应条件。若ｐＨ值过高，物料利用率降低将会导致吸收塔和除雾器结垢或者堵塞，影响副产品品质，增加物料消耗；若ｐＨ值过低，脱硫效率达不到要求。
ｐＨ计采用电化学法原理，本体及电极材质应采用抗化学腐蚀的ＰＶＤＦ材质，内置ＰＴ１００温度传感器。为了防止浆液颗粒附着于玻璃电极表面，应配置定时自动液压冲洗装置，定时器通过控制电磁阀来完成定时冲洗操作，保证长期测量效果。
结语
随着国家工业技术的发展，对环境的要求也会逐步加强，相信在不久的将来，DCS在脱硫脱硝控制系统中的应用必将更加广泛、更加先进，创建出一个全新的绿色工业。
参考文献
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论文作者:黄丹
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/17
标签：烟气论文; 浆液论文; 装置论文; 氨气论文; 石灰石论文; 仪表论文; 湿法论文; 《电力设备》2018年第19期论文;