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某化工企业加氢装置动力锅炉烟气脱硫脱硝减排提升研究新探

王腾辉

山西中煤平朔能源化工有限公司,山西朔州,036000

摘要: 本文以某化工企业改造工程为例,对于锅炉烟气脱硫脱硝减排提升处理原则展开分析,结合锅炉烟气脱硫脱硝减排方式应用要点,通过研究梳理安装流程、拟定养护计划、建立监测系统等注意事项,其目的在于提高锅炉改造后的应用效果,为企业发展创造更多的经济效益。
关键词: 化工企业;加氢装置;动力锅炉
DOI:10.12721/ccn.2021.159025
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在可持续发展理念不断推广的背景下,国家制定并实施了《锅炉大气污染物排放标准》等相关法律法规和标准。其中对于污染物排放量也做出了新的规定,基于此,化工企业需要根据新标准对于原来的机械设备进行改进,使其可以满足新规中的相关要求,以满足企业持续发展的基础要求。

1某化工企业加氢装置动力锅炉改造项目概述

该化工企业以石脑油为主要原料,通过加氢和分馏生产单体烷烃、芳烃和溶剂油产品,现配有 4 台 20 t/h 吨燃煤锅炉,主要为加氢和分馏装置提供动力和整个厂区的用热。根据环保要求锅炉烟气必须达到以下条件才能排放: NOX≤100 mg/m3,SO2≤50 mg/m3、烟尘≤20 mg/m3。根据该要求对原系统进行改造,具体进度安排如图一所示。

图一项目总体进度统筹图1.png2锅炉烟气脱硫脱硝减排提升处理原则

在具体的处理过程中,也需要遵循以下应用原则:第一,稳定性原则,进行烟气脱硫脱销处理时,会涉及到许多物理化学反应,这些反应对于温度、添加量、压力等参数要求存在不同,这也需要改造过程中对这些因素进行综合考量,从而提升改造后系统运行的稳定性,提升运行过程的稳定性。第二,新技术的引入,如经常使用到PLC系统、PID模糊控制等,这也将系统的自动化程度进行提升,从而可以提升反应过程调节结果的精准度,满足实际的应用需求。第三,经济性原则,系统改造升级都需要投入一定资本,对此在实际控制环节中,也需要做好性价比管理,在满足质量要求的基础上,选择成本较低的材料或设备,以提升系统改造后带来的综合效益。

3锅炉烟气脱硫脱硝减排方式应用要点

3.1锅炉脱硝改造

3.1.1SNCR+SCR工艺

图二SNCR+SCR工艺流程图2.png如图二所示,该企业在锅炉脱销改造的过程中,引入了SNCR+SCR工艺,在工艺具体的应用过程中,第一,对于锅炉燃烧的烟气进行初步脱硝,即将烟气直接通入到SNCR反应器当中,反应器中按比例添加还原剂,从而将NOx还原成N2,在此过程中可以将40%的NOx去除掉,随后将其通入到SCR反应器中进行进一步处理,在该反应过程中不需要额外添加还原剂,剩余还原剂可以将剩下60%的NOx还原成N2。而且将烟气依次经过除尘设备、引风机和脱销设备,将烟气中的NOx浓度下降到合理范围内,在抽检合格后,可以将烟气排放到外界,完成一个循环的烟气处理。

3.1.2脱硝原理分析

在脱硝原理的分析过程中,可以将其分为以下两个部分:(1)在SNCR反应器中,主要使用氨气来作为整个过程的还原剂,氨气产生的方程式如下:CO(NH2)2+ H2O→2NH3+ CO2,而产生的氨气也会和NOx发生氧化还原反应,将NOx还原成N2,具体的反应方程式如下:①2NO2+ 4NH3+ O2→3N2+ 6H2O;②4NO + 4NH3+ O2→3N2+ 6H2O。(2)在SCR反应器当中,依旧使用产生的氨气来作为还原剂,化学方程式如上所示,这样可以将剩下的NOx还原成N2。剩余的氨气极易溶于水,会采用盐类溶液对其进行回收,减少环境污染情况的出现。

3.1.3实施效果分析

相较于传统的脱硝处理工艺,采用SNCR+SCR工艺进行脱硝处理时,可以很好的解决烟气中氮氧化物的残留问题,而且在应用过程中的脱硝效率也超过了95%,烟气中氮氧化物的平均浓度为 43.23mg/m3,满足相应的排放标准,满足环保性要求。另外,在对系统进行改造时,所需要投入的建设成本较低,不需要额外建设其他反应塔来进行烟气脱硝处理,节省了系统运行管理费用,这也是确保行业经济稳定发展的重要条件。

3.2烟气脱硫改造

3.2.1脱硫工艺选择

在烟气脱硫系统的改造中,该化工企业选择湿法石灰石-石膏技术对硫化物进行处理。在具体的处理过程中,①烟气进入到吸收系统当中,将石灰石作为吸收剂,石灰会和SO2反应生成亚硫酸钙。②剩余的烟气也会进入到脱硫石膏处理系统中进一步处理,从而将烟气中的SO2进一步处理干净。③得到的产物依次进入到除尘系统、工艺水处理系统、废水处理系统后,检测浓度数值是否满足要求,待满足要求后可以将烟气直接排放到外界环境中。

3.2.2脱硫原理分析

该企业在脱硫系统的改造过程中,从综合角度进行考量后,最终选择喷淋吸收塔作为整个系统的脱硫装置。烟气从锅炉中出来后,通过管道从塔底进入到塔内,气体经过吸收之后,直接排放到外界。反应物在具体的反应过程中,会从反应区向着液相进行迁移,而位于塔底的液体则会使用循环泵将其抽取出来,随后再利用特殊的螺旋喷嘴将其向下进行喷射,因为内部压力值相对较大,因此喷射出的吸收液能够起到良好的分散作用,这也使得气体和液体更好的接触,起到良好的吸收效果。

3.1.3实施效果分析

表一工程概预算结果3.png如表一所示,该企业此次进行工程改造时投入的成本总量较少,而且可以带来良好的除硫效果相较于传统的脱硝处理工艺,采石灰石-石膏技术进行除硫处理时,可以很好的解决烟气中二氧化硫的残留问题,而且除硫效率同比以往有了明显上增,除硫率可达95%,烟气中二氧化硫的平均浓度为 103.23mg/m3,满足相应的排放标准,满足环保性要求。

4锅炉烟气脱硫脱硝改造施工时注意事项

4.1梳理安装流程

通过梳理安装流程,可以加快工程推进速度,提高系统的成型效果。在该企业的改造工作中,其包含的安装工程包括管道安装、烟道安装、设备安装等内容,在正式施工之前,需要根据要求先进行此次改装核心内容进行梳理,明确改造过程中涉及到技术内容,随后对技术的应用工序进行梳理,了解技术的具体应用步骤。同时也需要对技术节点进行梳理,了解各环节质量要求,在施工时也需要按照要求,完成每环节质量验收后再开展后续施工,以提升最终的施工质量[1]

4.2拟定养护计划

通过拟定养护计划,能够确保系统运行过程的稳定性,减少运行故障问题的发生几率。在具体的应用过程中,需要对机械设备的相关参数进行梳理,根据了解到的参数信息来拟定相应的养护计划,在计划中需要明确养护内容、养护周期、记录要求,定期进行记录汇总,了解目前的工作状态,及时调整养护计划中的相关内容,提升计划的指导价值。另外,还需要建立易损零件数据库,定期更换此类配件,以稳定系统的运行状态[2]

4.3建立监测系统

通过建立监测系统,可以及时发现潜在的应用问题,降低运行问题带来的负面影响。在具体实践中,可以利用信息技术来建立监测系统,利用传感器来采集系统目前的工作状态,而且根据以往积累的数据可以确定系统预警红线,在发现运行异常数据之后,系统也会及时作出预警,而且还可以锁定故障位置,这样也加快了故障问题的检修速度,减少了系统故障带来的不利影响[3]

结束语

综上所述,梳理安装流程,可以加快工程推进速度,拟定养护计划,能够确保系统运行过程的稳定性,建立监测系统,可以及时发现潜在的应用问题。通过采取合理措施来提升烟气脱硫脱硝水平,对于提升企业运行过程的环保性有着积极地意义。

参考文献

[1]苗广发.某化工企业加氢装置动力锅炉烟气脱硫脱硝减排提升研究[J].山东化工,2020,49(15):253-254+258.

[2]刘碧莲.炉内外脱硫脱硝除尘技术在2×116 MW热水锅炉烟气“超净排放”项目上的应用[J].能源与环境,2020(03):91-92+105.

[3]孙冰冰,吕建明,吴迪,郑永伯.唐钢中厚板公司燃气锅炉烟气净化脱硫脱硝工艺选择与应用[J].冶金能源,2019,38(04):54-57.