張賀強（青島石油化工有限責任公司，山東 青島 266043）

隨著國家環(huán)境污染治理力度的不斷加強，國內(nèi)各煉油公司積極承擔起節(jié)能減排的重任，煉廠內(nèi)催化裂化煙氣達標排放問題，日益引起多方關(guān)注，企業(yè)為了適應國家新的污染物排放要求，加大投資力度，新增和改造了催化裂化煙氣脫硫脫硝裝置，但實際運行中，由于各種原因，脫硝反應模塊不同程度存在反應溫度與設計偏差較大問題，為了更好的達到最佳脫硝反應條件，本文對某脫硫脫硝裝置脫硝模塊提出一些優(yōu)化方案，以期取得較好脫硝效果。

1 裝置概況

青島某煉油廠新增一套140萬噸/年催化裂化煙氣脫硫脫硝裝置，其主要設施有余熱鍋爐、脫硝反應、除塵脫硫和廢水處理等單元，采用寧波院和撫順研究院煙氣脫硫脫硝技術(shù)，該裝置于2014年5月開始施工建設，并于當年12月30日開工正常，外排煙氣中二氧化硫、氮氧化物和粉塵均達到國家和地方排放標準。

該裝置實施后，催化裂化裝置煙氣NOX設計排放量可由729.12噸/年減少到73.92噸/年，每年可減排NOX約655.20噸。

2 脫硝模塊

2.1 脫硝反應原理

本工程采用選擇性催化還原法（SCR）脫硝技術(shù)。SCR脫硝技術(shù)是指在催化劑的作用下，還原劑（液氨）與煙氣中的氮氧化物反應生成無害的氮和水，從而去除煙氣中的NOX。選擇性是指還原劑NH3和煙氣中的NOX發(fā)生還原反應，而不與煙氣中的氧氣發(fā)生反應。主要化學反應方程式包括:

圖（1）:脫硝反應原理圖

2.2 脫硝工藝流程

來自催化裂化的煙氣經(jīng)余熱鍋爐進入脫硝反應器進行脫硝處理。本煙氣脫硝單元主要由氨氣供應系統(tǒng)、脫硝反應系統(tǒng)以及輔助設施系統(tǒng)三大部分組成。脫硝單元所需原料液氨由界區(qū)內(nèi)液氨儲罐輸送到液氨蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)為氨氣，經(jīng)氨氣緩沖罐來控制一定的壓力及流量，然后與稀釋空氣在氨/空氣混合器中混合均勻，再送到余熱鍋爐內(nèi)的SCR反應器。供氨系統(tǒng)緊急排放的氨氣則排入氨氣稀釋罐中，由水吸收后排入事故污水池。

來自氨/空氣混合器的混合氣和來自余熱鍋爐蒸發(fā)段的煙氣混合后，通過噴氨格柵以確保煙氣分布均勻，再流經(jīng)氣流均布裝置（導流格柵和整流格柵）進入SCR反應器，在催化劑的作用下，氨氣將氮氧化物轉(zhuǎn)化為氮氣，凈化后的煙氣進入后續(xù)處理裝置，達到脫除氮氧化物的目的。

2.3 脫硝煙氣成份

煙氣分析 vol%:N2:72.78；CO2:13.78；H2O:11.94；O2:1.5；CO:0.0；

污染物（mg/Nm3，濕基）:顆粒:150；SO2:2940；NOx:434。

2.4 脫硝主要工藝操作條件

（1）SCR系統(tǒng)入口溫度:350±25℃；壓力:6kPa(G)；煙氣流量189102Nm3/h（濕）；NOX:434mg/Nm3(濕)。

（2）SCR系統(tǒng)出口溫度:350±25℃；壓力:5kPa(G)；煙氣流量189102Nm3/h（濕）；NOX:50mg/Nm3(濕)。

總體看來，專家學者對中小學教師信息技術(shù)應用能力發(fā)展測評的研究主要聚焦在測評工具和測評指標體系的設計上，尤其是測評工具的設計與開發(fā)，然而對于發(fā)展測評的機制和方式、測評結(jié)果的有效應用等問題的關(guān)注較少。

（3）還原劑進口溫度:常溫；壓力:200kPa(G)；氨氣流量:42.82kg/h。

2.5 脫硝催化劑

本工程脫硝工藝選擇蜂窩式催化劑，蜂窩式催化劑是以Ti-W-V為主要活性材料，采用TiO2等物料充分混合，經(jīng)模具擠壓成型后煅燒而成，具有單位體積的催化劑活性高、同等脫硝效率催化劑體積較小等特點。

本工程設計成3層催化劑布置方式，最上一層為預留床層，催化劑體積56.25m3，催化劑采用模塊結(jié)構(gòu)，規(guī)格統(tǒng)一、具有互換性，以減少更換催化劑的時間。

2.6 脫硝主要設備

（1）脫硝反應器

本工程脫硝單元設置1臺脫硝反應器，反應器截面尺寸為7.68×5.04×11.2m。煙氣與氨氣均勻混合后垂直向下流經(jīng)反應器，反應器入口設置整流設備，反應器主要由里面布置的催化劑、催化劑支撐梁、反應器殼體、密封板等組成。

（2）煙道系統(tǒng)

煙道分為反應器入口煙道和出口煙道二部分。入口煙道上布置有煙氣導流板、噴氨格柵（AIG），出口煙道保留一定傾斜度與余熱鍋爐本體相聯(lián)，以減少煙氣積灰。

氨供應系統(tǒng)主要由氨蒸發(fā)器、氨氣緩沖罐及氨輸送管道等，并備有氨氣吹掃系統(tǒng)。

液氨由液氨罐直接供應，液氨在注入SCR系統(tǒng)煙氣之前經(jīng)由蒸發(fā)器蒸發(fā)氣化，并經(jīng)過緩沖罐穩(wěn)壓后供應反應器脫硝使用。

（4）氨噴射系統(tǒng)（AIG）

氨噴射系統(tǒng)包括由氣化的氨與由稀釋風機提供的稀釋空氣混合的混合器，以及混合氣均勻噴入SCR反應器上游煙氣中的噴氨格柵。

（5）吹灰系統(tǒng)

SCR反應器采用聲波吹灰器和蒸汽吹灰器。共裝有4臺聲波吹灰器和4臺蒸汽吹灰器，吹灰控制引入裝置DCS系統(tǒng)。

3 存在問題

（1）當前脫硫脫硝裝置外排煙氣中SO2、NOX和粉塵含量均達到國家和地方煙氣排放標準，同時SO2和粉塵含量也達到裝置設計標準，但煙氣中NOX含量卻經(jīng)常超出設計指標50mg/Nm3，最高能達到100mg/Nm3以上，因此急需投入脫硝模塊，進行脫硝裝置調(diào)試和標定。

（2）該余熱鍋爐進行設計時，噴氨格柵處溫度為620℃，脫硝反應器床層處溫度為368℃，但經(jīng)過實際運行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)該處溫度最大為265℃，當前正常在254℃左右，達不到氨氣與NOX的合理反應溫度，無法進行噴氨脫硝。

4 優(yōu)化建議

4.1 優(yōu)化余熱鍋爐操作

繼續(xù)進行余熱鍋爐優(yōu)化調(diào)試，特別是加大煙氣流程優(yōu)化，盡最大能力減少催化裂化煙氣壓降，在鍋爐負荷穩(wěn)定的前提下，適當增大煙氣配風，增加煙氣流速，在確保鍋爐效率的前提下，將鍋爐熱量和負荷進行后移，進一步提高脫硝反應器溫度。

4.2 催化裝置進行優(yōu)化和煙氣改造

根據(jù)設計，進入余熱鍋爐的煙氣量比實際進入的煙氣量要小，一方面可能有部分煙氣經(jīng)煙道放空蝶閥直接泄漏，另一方面由于催化裂化裝置負荷較低，煙氣量也達不到設計工況，同時催化裂化四旋后煙氣未進行回收利用，建議在大修時進行改造試驗。

4.3 脫硝反應器與蒸發(fā)二段位置改造

經(jīng)過對余熱鍋爐的調(diào)試，蒸發(fā)一段與蒸發(fā)二段之間溫度正好符合設計的脫硝反應溫度，從現(xiàn)場位置看，需將蒸發(fā)二段與脫硝反應器調(diào)整位置，為減少施工工程量，可將最下層脫硝反應器內(nèi)的催化劑取出裝入最上層催化劑床層內(nèi)，然后將蒸發(fā)二段布置于最下層脫硝反應器位置，基于該余熱鍋爐為模塊化箱體結(jié)構(gòu)設計，具有一定的可操作性。

4.4 改造蒸發(fā)二段

根據(jù)當前余熱鍋爐調(diào)試記錄，發(fā)現(xiàn)蒸發(fā)二段的發(fā)汽量為10-13t/h左右，占當前總發(fā)汽量的三分之一，只要適當減少蒸發(fā)二段的吸熱量，就能將脫硝反應器處溫度提高到合適的反應溫度區(qū)間內(nèi)。因此，可對蒸發(fā)二段進行新的校核計算，設計一組換熱量小的蒸發(fā)二段，從而滿足生產(chǎn)和脫硝反應需求。

4.5 更換脫硝催化劑

調(diào)研催化劑廠家，當前國內(nèi)外一直致力于低溫脫硝催化劑的研究和應用，建議選用反應溫度在220至300℃之間的催化劑，但由于催化劑成本較高，如果廢棄現(xiàn)有催化劑，可能造成較大損失。

5 結(jié)語

目前，很多類似脫硫脫硝項目面臨著同樣問題，但缺少實際運行數(shù)據(jù)和類似改造經(jīng)驗，本文經(jīng)過對上述脫硫脫硝裝置的運行試驗分析，針對該裝置當前存在的脫硝技術(shù)問題給出了多種優(yōu)化措施，希望能夠?qū)蕚涓脑旌驼谠O計施工的脫硫脫硝項目起到良好的借鑒思路，從而更好的完成國家節(jié)能減排任務，還大家一片藍天。

[1]何雁飛，孫志翱.熱電廠煤粉鍋爐氮氧化物控制技術(shù)應用[J].工業(yè)鍋爐，2014（1）:42-46.

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