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孙文行
王文杰摘要:随着我国经济快速发展,工业生产中排放的SO2、NOx成为大气污染物的主要来源。SO2、NOx和颗粒物大量存在于燃烧反应生成的烟气中,这部分烟气已成为大气污染的核心来源。由于含硫原料的使用越来越广泛以及国家对于环境保护的考量,各类燃烧装置产生的烟气排放面临着越来越严格的限制和约束,如何消除烟气中SO2、NOx和颗粒物已成为生产企业关心的重点。近年来烟气脱硝除尘脱硫装置得到
长足发展,在烟气净化问题中发挥了重要的作用。但受限于当前的装置设计和制造水力,脱硝脱硫装置在使用过程中仍然存在诸多问题,需要提出并进行改进探究,提高装置对原料硫含量适应性,以确保设备投入运行后排放的污染物浓度达到国家排放标准。
关键词:脱硫脱硝装置;问题分析;改进探究
1 概述
二氧化硫和氮氧化物是酸雨的主要前体物质,我国二氧化硫和氮氧化物排放量巨大,对环境保护造成极大的负面影响。选择二氧化硫和氮氧化物排放的控制技术,是一项系统工程,必须按照国家及地方的政策、法规、标准并结合各地自身特点,系统考虑各项措施的技术、经济性能。脱硫和脱硝技术在工厂环保设施中非常关键。随着科学技术的发展和化工工艺的不断探索,烟气脱硫和脱硝技术在大量生产企业使用方面成效显著。本文对其中的技术应用进行分析,出其中出现的问题并提出对应的措施。
2 工艺介绍
2.1 反应机理
脱硫反应,EDV@湿法烟气脱硫的原理是:烟气中的SO2与NaOH溶液逆向充分接触反应,除去烟气中的S02,并洗涤烟尘净化烟气,实现达标排放,在洗涤塔内的主要反应为:
SO2+H20→H2S03(1)
H2S03+2NaOH→Na2S03+2H20(2)Na2S03+H2S03→2NaHS03(3)NaHS03+NaOH→Na2S03+H20(4)在洗涤塔及PTU氧化罐内的主要反应为:Na2S03+1/202→Na2S04(5)2.2 脱硝反应
臭氧法脱硝反应机理为:烟气中的NO和NO2首先与臭氧发生氧化反应生成N2O5,N2O5与水反应生成硝酸,然后硝酸再与NaOH反应生成硝酸钠,主要反应如下:
NO+03→N02+202(6)2N02+03→N205+02(7)N205+H20→2HN03(8)HN03+NaOH→NaN03+H20(9)
SCR法脱硝反应机理为:在SCR反应器内氨与烟气中的NOx在催化剂的作用下发生反应,NOx最终以N2的形式排放。反应式如下。
4NO+4NH3+O2→3N2+6H2O (10)2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O (11)NO+NO2+2NH3→3H2O+2N2(12)6NO+4NH3→5N2+6H2O (13)4NO2+8NH3→7N2+12H2O (14)
3 影响因素及操作参数
3.1 SCR反应器操作温度
SCR反应器内温度在低温条件下会发生副反应,生成NH4HSO4等副产物,副产物NH4HSO4在150-200℃会沉积附着在催化剂的表面使脱硝效率下降,系统压降上升。SCR反应器温度高于420℃会使催化剂烧熔,造成催化剂损坏。控制SCR反应器温度在300-420℃可保证催化剂活性最大。
3.2 SCR反应器注氨量
SCR反应器注氨量过量和逃逸与NH3/NOx摩尔比、工况条件和催化剂活性有关系。根据NH3/NOx摩尔比、氨逃逸量调整注氨量,既能保证NOx脱除率又能减少过剩氨在温度低的情况下与催化剂反应生成NH4HSO4造成催化剂失活。
3.3 EDV洗涤塔注碱量
EDV湿式脱硫系统主要依靠30%氢氧化钠与SOx中和反应脱除SOx。控制好洗涤塔注碱量能防止烟气中SOx含量超高,但是注碱量需根据洗涤塔内pH值调整。若pH值偏高会造成洗涤塔内结盐,pH值偏低会造成洗涤塔内腐蚀。
3.4 EDV洗涤塔注水量
EDV洗涤塔注水量与洗涤塔内水平衡和烟气中的SOx、颗粒物含量有关系。在烟气中SOx、颗粒物含量上升后,需调整注水量,提高EDV洗涤塔处理烟气中污染物的能力;在调整注水量后根据洗涤塔内水平衡,调整洗涤塔外排水量。洗涤塔注水量需控制在一个合适的量,若注水量过大,到PTU系统外排液流量加大,会减少在澄清器和氧化罐内停留时间,影响悬浮物和COD的去除,造成外排液悬浮物和COD不合格。若注水量过小会影响洗涤塔对烟气中SOx和颗粒物的去除,造成烟气不合格。
4 脱硫脱硝装置运行信息
4.1 脱硫脱硝装置运行数据
某脱硫脱硝装置操作参数见表1所示。烟气经脱硫脱硝装置处理后的情况见表2所示。
EDV脱硫洗涤塔操作温度/℃5752~55EDV脱硫洗涤塔压降/kPa 10.62 ~0.87EDV脱硫洗涤塔入口温度/℃198168~178EDV脱硫洗涤塔循环液pH值7 6.9~7.1EDV脱硫滤清模块循环液pH值7 6.9~7.1EDV脱硫洗涤塔补水量/(t/h )26.3
18~224.2 运行状态分析
选择性催化还原技术(SCR )装置会对省煤器的运行产生一定的影响。具体表现在使用安装SCR系统的脱硝工艺运行过程中烟气在各种催化剂的作用下形成高浓度的三氧化硫(SO3),其和烟气中的氨气
(NH3)在反应器内发生一定的化学反应,生成硫酸氢氨(NH4HSO4)。这种处于液体状态的NH4HSO4能将进入省煤器内的飞灰大量捕捉,并与其粒子有效结合,从而在省煤器内的传热零件中以融盐状的形式堆积,最终引起省煤器发生腐蚀或者被灰尘堵住,使省煤器及其相关机器无法正常运作。
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在烟气进入脱硝除尘装置的过程中需要在烟气中添加一定的还原剂,烟气中的氮氧化物和酸性成分与其
发生反应。以蜂窝式的催化剂为例,在使用中有可能引发整个装置出现堵灰问题。具体的原因可能有:一是催化剂选择不合理,如孔径过小,不利于过大颗粒灰尘的良好通过;二是装置内的吹灰装置设计在工作时出现滞后,没有及时开展吹扫工作;三是装置工艺系统设计存在一定的不合理问题,使催化剂反应场所的流场不够均匀,出现烟气涡流区域。这样进入装置内的烟气可能出现逆流,在一段时间的运行后就会在催化剂孔中挂灰并堆积。
5 脱硫脱硝装置运行后存在的问题及优化措施
5.1 蒸汽吹灰器启动时间问题及优化措施
将靶式吹灰器设置在脱硝反应器的催化剂床层上部,利用高温蒸汽吹
灰清除催化剂上的积灰。将瓦斯爆破吹灰技术应用到催化裂解DCC装置余热锅炉上。DCC装置在进行吹灰作业时应搭配脱硫脱硝装置的吹灰器使用。靶式蒸汽吹灰器采用的蒸汽需要加热到350-420℃,提前对管内冷凝水排除暖管升温是靶式蒸汽吹灰器开始工作前的必备准备工序;确保吹灰器出口温度提升至280℃以上,吹灰器方可开始运行。
5.2 洗涤塔碱液泵加注量偏低问题及优化措施
上述催化裂解脱硫装置进料组分较设定值硫含量较高,使得催化烟气中硫含量较设定值高。脱硫塔设计
注碱量为190L/h,为了维持洗涤塔内pH 值,需注入279L/h碱液。脱硫脱硝装置碱液注剂泵为一开一备,单台碱液注剂泵设计值单台流量为199L/h,启动一台注碱泵无法达到279L/h,为了提高碱液的输入量,可采取双台碱液泵同时运行的方式。当运行泵处于维护检修的状态时,洗涤塔内的酸碱度难以恒定,容易造成排出烟气的硫化物含量不合格,可改变两台碱液注剂泵型号,更换后的碱液注剂泵单台泵流量达到334L/h。经过优化调整单台泵运行能够维持洗涤塔内pH值,外排烟气中SOx含量达到国家标准。
结语
我国对燃料的各种使用和探索工作的步伐不会停止,因而对燃料燃烧产生的各种污染物的清除和转化工作亦需要不断强化。烟气脱硝除尘装置对大气污染物的排放转化工作至关重要,也对有效改善我国大气质量起着积极的促进作用。本文通过研究分析该装置存在的各种问题,并提出有效的改进措施,希望在今后能更好的发挥烟气脱硝除尘脱硫装置的作用。
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(北京有新能源科技有限公司)
(上接第231页)
2.6 重视成本预算管理的人才的培养
在电力企业成本预算管理工作中,培养管理人才。通过挖掘人力资源,培养新员工,可以促进电力企业预算和成本管理的发展,人尽其用。建立一支始终如一的成本管理团队,实现电力工程成本管理的跨越式发展。在倡导成本目标管理者个体自学后,进一步将稳步把成本目标管理人员的业务学习作为建设工
作者队伍的重要内容,并把计划规划、时间保障、学习材料和评价等作为重要内容。每周都有规定的人员学习日制度,每次会研究成本预算的核算方式,采取集中培训课程的形式,而且集中学习的课程需要有系统地规划。
结语
在国民经济的稳步发展的21世纪,人民的生活得到了改善,生活质量
也在不断提高,电力工程也得到了发展的同时,面临着新的需求。而要推动电力工程发展,就必须要提升电力工程管理中成本目标管理的水平。我们必须保证电力工程成本管理工作的正常运行,进而实现科学合理的成本管理。在电力工程建设工作中,以工程质量和成本为重点,在保障工程质量的同时,合理使用项目资金降低成本,这才是电力工程未来发展的方向
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(湖南省超高压电力建设股份有限公司,湖南 长沙 410000)
pH值 6.9 ~7.3COD/(mg/L )22~27氨氮/(mg/L )<2悬浮物/(mg/L )38~44硫化物/(mg/L )0.112 ~0.138氯离子/(mg/L )110~133总镍/(mg/L )
0.22 ~0.39
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