姜維波

(中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司石油化工總廠，山東 東營(yíng) 257000)

1 概述

勝利油田分公司石油化工總廠110萬(wàn)t/a重油催化裂化裝置煙氣脫硝除塵脫硫項(xiàng)目自2013年10月份開(kāi)始建造，2014年4月初投用。由中石化寧波工程有限公司設(shè)計(jì)，浙江雙嶼實(shí)業(yè)有限公司制造，山東勝越石化建設(shè)有限公司安裝。本項(xiàng)目包括煙氣脫硝單元(SNCR+SCR)、除塵脫硫單元、脫硫廢水處理單元和硫銨制備單元。煙氣脫硝單元采用選擇性非催化還原反應(yīng)(SNCR)和選擇性催化還原反應(yīng)(SCR)組合技術(shù)，其中SCR工藝為撫順技術(shù)研究院和寧波工程公司共同開(kāi)發(fā)的高溫 SCR 煙氣脫硝工藝；煙氣除塵脫硫單元采用濕式氨法湍沖除塵脫硫技術(shù)，此工藝 為中石化寧波工程有限公司自主研發(fā)的濕式氨法湍沖除塵脫硫工藝；脫硫廢水處理技術(shù)則采用中石化寧波技術(shù)研究院開(kāi)發(fā)的中石化自有技術(shù)。

本套裝置為中石化第一套采用濕式氨法脫硫技術(shù)的裝置，故在投用后的實(shí)際操作中，出現(xiàn)一系列問(wèn)題，導(dǎo)致裝置經(jīng)歷多次停工，裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行無(wú)法得到滿足。隨著環(huán)保要求日益嚴(yán)格，環(huán)保裝置能否長(zhǎng)周期運(yùn)行，直接影響到企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

2 生產(chǎn)工藝狀況

本工藝技術(shù)利用湍沖原理，使煙氣與循環(huán)漿液逆流接觸，利用湍沖形成的水柱阻力除塵，在綜合塔中設(shè)置阻件脫除亞微粒；在一級(jí)、二級(jí)脫硫塔利用平面水膜噴嘴及填料接觸吸收SO2，氨氣加在塔底，通過(guò)塔底循環(huán)泵將漿液(含氨)打入湍沖逆噴噴嘴和填料的流體分布器來(lái)保證吸收劑的供應(yīng)。

2.1 除塵原理

湍沖洗滌工藝技術(shù)其主要原理是根據(jù)撞擊學(xué)理論。其基本構(gòu)思是使兩股氣體或氣液--顆料或滴粒兩相沿著同軸相向流動(dòng)撞沖，由于慣性顆粒穿過(guò)撞擊面滲向反向流，并來(lái)回做減幅振蕩運(yùn)動(dòng)。其結(jié)果，顆粒經(jīng)歷相向相對(duì)速度極高的條件并延長(zhǎng)了在氣流中停留的時(shí)間，這種方法對(duì)強(qiáng)化熱、質(zhì)傳遞過(guò)程非常有效。技術(shù)關(guān)鍵是利用設(shè)計(jì)獨(dú)特的噴頭和合理的裝置，從噴嘴口向上噴出的液體，由于在截面上不同位置而不同的自身旋轉(zhuǎn)離心力的作用下，均勻呈輻射狀擴(kuò)散，由中向外封住逆噴塔筒體，并且使液體在微觀上旋轉(zhuǎn)翻騰，提高表面更新能力，同時(shí)與向下流動(dòng)的氣體強(qiáng)烈湍沖接觸，充分分散、乳化在合理的裝置中和一定的工作參數(shù)下，有效地利用液相能量和氣相能量，建立動(dòng)態(tài)平衡的泡沫區(qū)(圖1)。在泡沫區(qū)上游只有氣體，沒(méi)有液體；在泡沫區(qū)內(nèi)，氣體被分散在液體之中；在泡沫區(qū)下游，液體分散在氣體之中。在泡沫區(qū)，由于氣體與極大的且迅速更新的液體表面湍沖接觸，便產(chǎn)生顆粒捕集和氣體急冷等作用，達(dá)到氣體凈化/處理的目的，能同時(shí)完成幾項(xiàng)任務(wù)，并且節(jié)能、高效和可靠。

圖1 泡沫區(qū)的形成

2.2 工藝技術(shù)路線

圖2 除塵脫硫單元工藝流程簡(jiǎn)圖

3 影響長(zhǎng)周期運(yùn)行的原因分析

經(jīng)過(guò)了一系列的分析排查，并先后從設(shè)備狀況及各項(xiàng)工藝參數(shù)的優(yōu)化上做了大量的工作，確定設(shè)備腐蝕是影響長(zhǎng)周期運(yùn)行的關(guān)鍵。

經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析和討論，認(rèn)為以下原因造成了設(shè)備腐蝕，給長(zhǎng)周期生產(chǎn)帶來(lái)了較大隱患。

3.1 漿液pH低

通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，綜合塔內(nèi)漿液在除塵的同時(shí)，也吸收了大量的SO2,造成塔底漿液酸性增強(qiáng)，pH降低。

3.2 漿液固含量高

綜合塔內(nèi)所除掉的塵為重催反應(yīng)來(lái)的微小耐磨顆粒，在高流速狀態(tài)下，沖蝕設(shè)備及各管件，加速了腐蝕情況的發(fā)生。

3.3 漿液鹽濃度高

漿液中主要富含銨鹽類，在低溫下易局部結(jié)晶，形成局部電解質(zhì)電池，加速金屬設(shè)備的腐蝕

3.4 材質(zhì)不達(dá)標(biāo)

在高酸性環(huán)境下，對(duì)設(shè)備材質(zhì)耐酸性腐蝕的要求較高，不達(dá)標(biāo)很容易腐蝕破壞。

4 采取的措施

4.1 漿液pH低

通過(guò)控制SCR注氨量來(lái)間接調(diào)節(jié)綜合塔底漿液pH值在3.0～3.8范圍內(nèi)，通過(guò)與設(shè)計(jì)院結(jié)合，并實(shí)際測(cè)量提高漿液pH，達(dá)到設(shè)備耐酸性腐蝕的上限，大大降低腐蝕速率。

4.2 漿液固含量高

通過(guò)增加廢水單元制餅頻次，提高脹鼓過(guò)濾器的使用效果，強(qiáng)制將漿液中的粉塵過(guò)濾出，降低固體含量使脹鼓上清液固含量保持在350 mg/L以下。嚴(yán)格控制制餅機(jī)開(kāi)設(shè)頻率，每天8 h。

4.3 漿液鹽濃度高

通過(guò)實(shí)際測(cè)算，銨類鹽在pH值為4以上容易結(jié)晶成團(tuán)，在保證漿液不腐蝕設(shè)備的前提下，應(yīng)盡量降低pH，使鹽類不易結(jié)晶，故將pH值控制在3.0～3.8使?jié){液中的總固溶保持在2500 mg/L以下。

4.4 材質(zhì)不達(dá)標(biāo)

將綜合塔底泵葉輪及出口管線材質(zhì)升級(jí)，葉輪由2205改為316L，出口管線材質(zhì)由304改為2205,葉輪及出口管線在正常使用周期內(nèi)不發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。

5 結(jié)論

通過(guò)采取以上措施，脫硫脫硝裝置平穩(wěn)率明顯提升，因設(shè)備問(wèn)題造成的非計(jì)劃緊急停工天數(shù)大幅度下降，基本實(shí)現(xiàn)了與上游裝置同步驟開(kāi)、停的要求。

5.1 漿液固含量前后對(duì)比

從圖3可看出，整改前漿液固含量一直處于高水平，且持續(xù)上漲的趨勢(shì)，目前固含量保持低位，且趨緩下降。

圖3 漿液平均固含量統(tǒng)計(jì)表(mg/L)

5.2 綜合塔內(nèi)漿液鹽濃度得到有效控制

通過(guò)控制漿液內(nèi)的酸度以及SCR注氨量(注氨調(diào)節(jié)閥開(kāi)度在3%以下，流量300 L/h左右)，漿液銨鹽得到有效抑制，銨鹽生成和長(zhǎng)大的幾率明顯下降，設(shè)備內(nèi)堵塞和腐蝕情況得到明顯改善，如圖4。

圖4 漿液內(nèi)鹽濃度變化(mg/L)

5.3 設(shè)備腐蝕情況

嚴(yán)格控制漿液pH，調(diào)整相關(guān)操作，更換P-82101基本葉輪及出口管線材質(zhì)后，未出現(xiàn)一次腐蝕泄露情況，設(shè)備長(zhǎng)周期運(yùn)行得到了強(qiáng)有力保證。