曹國(guó)寶 國(guó)家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)煤制油分公司

一、氨法脫硫系統(tǒng)運(yùn)行期間呈現(xiàn)的問(wèn)題分析

本文以某環(huán)保企業(yè)為例，所配套的尾氣氨法脫硫系統(tǒng)，使用液氨吸收，但是生產(chǎn)初始階段的二氧化硫排放效果與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)存在較大的差距，通過(guò)原因分析，結(jié)果顯示尾氣脫硫吸收系統(tǒng)在操作方面難度較大，通過(guò)修理之后，開(kāi)車運(yùn)行發(fā)現(xiàn)二氧化硫指標(biāo)出現(xiàn)超標(biāo)的情況，并且硫氨氧化率低下，尾氣排出一些硫酸銨和亞硫酸銨物質(zhì)等。下面便針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)分析，具體如下：

（一）二氧化硫排放指標(biāo)超標(biāo)問(wèn)題

基于開(kāi)車運(yùn)行初始階段，因轉(zhuǎn)化器溫度與指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)要求存在偏差，呈現(xiàn)轉(zhuǎn)化率低下的現(xiàn)象，并導(dǎo)致置入脫硫塔的二氧化硫含量頗高；同時(shí)，由于加氨閥門比較小，液氨加入和循環(huán)液混合之后，產(chǎn)生較快的反應(yīng)，使得循環(huán)液pH 值低下，一些二氧化硫沒(méi)有被吸收完全，便排入大氣當(dāng)中。

（二）二氧化硫及pH 值難以控制問(wèn)題

基于要求標(biāo)準(zhǔn)層面分析，將循環(huán)吸收液pH 值維持在5.5-6.5 范圍最理想，這樣可以使二氧化硫的吸收率達(dá)標(biāo)，同時(shí)使氨的利用率提升，使多余的氨逸出得到有效預(yù)防控制；同時(shí)，生產(chǎn)要求所排放的ρ（SO2）需控制在20-100mg/m3，硫磺制酸裝置基于正常開(kāi)車運(yùn)行狀態(tài)下，轉(zhuǎn)化率通常需＞99.8%，尾氣當(dāng)中的二氧化硫濃度偏低，且所消耗的液氨量也偏低。然而，基于具體運(yùn)行狀態(tài)下，供氨調(diào)節(jié)閥開(kāi)啟，會(huì)使得通過(guò)液氨量比消耗量高，進(jìn)一步使pH 值比較高，二氧化硫排放則顯示為“0”，與控制標(biāo)準(zhǔn)要求存在很大差距。而考慮到二氧化硫排放濃度及pH 值均能夠得到合理控制，有必要反復(fù)開(kāi)關(guān)供氨氣動(dòng)閥，但這樣會(huì)呈現(xiàn)操作困難的情況。此外，因液氨通過(guò)直接的方式朝循環(huán)液或者塔內(nèi)添加，會(huì)有混合不夠均勻的狀況出現(xiàn)，使得pH 值和真實(shí)值之間存在很大程度的差距。

（三）亞硫酸銨氧化效果不理想及排放尾氣二氧化硫濃度偏高問(wèn)題

一方面，基于脫硫塔內(nèi)部，其曝氣管屬于一層，運(yùn)行一段時(shí)間之后，曝氣膜氣孔發(fā)生堵塞的情況，且供應(yīng)的壓縮空氣在分布上不夠均勻，有一部分難以實(shí)現(xiàn)完全氧化。另一方面，由于塔內(nèi)噴淋吸收層在受到生產(chǎn)工作進(jìn)度的不斷推進(jìn)，使得一些噴頭發(fā)生堵塞，導(dǎo)致氣體出現(xiàn)短路問(wèn)題；并且，由于二氧化硫排放監(jiān)測(cè)點(diǎn)取樣孔位置比較低，使得排放尾氣當(dāng)中的二氧化硫呈現(xiàn)偏高的現(xiàn)象。

（四）酸霧超標(biāo)及尾氣冒大量白煙霧問(wèn)題

一方面，因尾氣當(dāng)中存在部分亞硫酸銨或者硫酸銨，進(jìn)而導(dǎo)致酸霧呈現(xiàn)超標(biāo)的現(xiàn)象；同時(shí)，因除霧器的除霧效果不夠好，霧滴當(dāng)中存在亞硫酸銨或者硫酸銨，跟隨尾氣一同排出外面；并且，由于除霧器沖洗水的沖洗效果不夠理想，基于除霧器上存在硫酸銨結(jié)晶，部分結(jié)晶會(huì)跟著尾氣一同排出。另一方面，受到外部環(huán)境溫度偏低的影響，使得排出的尾氣和空氣之間發(fā)生混合反應(yīng)，使得白煙霧生成；同時(shí)，由于pH 值高于標(biāo)準(zhǔn)要求值，一些氨跟隨尾氣排出，基于煙囪出口吸收空氣當(dāng)中的水分，使得產(chǎn)生白色煙霧。

二、氨法脫硫系統(tǒng)工藝優(yōu)化對(duì)策分析

結(jié)合上述系統(tǒng)工藝問(wèn)題，便有必要采取有效優(yōu)化對(duì)策加以解決，從而使系統(tǒng)后續(xù)運(yùn)行綜合效益提升?？偨Y(jié)起來(lái)，具體優(yōu)化對(duì)策如下：

（一）加設(shè)調(diào)節(jié)閥

對(duì)于開(kāi)車運(yùn)行初始階段供氨量缺乏、系統(tǒng)正常生產(chǎn)狀態(tài)下補(bǔ)氨量難以有效控制等問(wèn)題，需基于原來(lái)的調(diào)節(jié)閥的位置，以串聯(lián)的方式加設(shè)1 臺(tái)配套的調(diào)節(jié)閥；在開(kāi)車運(yùn)行初始階段，首先對(duì)原本的閥門全開(kāi)，然后通過(guò)添加的閥門對(duì)供氨量進(jìn)行控制，在系統(tǒng)指標(biāo)慢慢正常之后，將原來(lái)的調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，采取新增的閥門對(duì)供氨量進(jìn)行控制，使pH 值保持正常，使氨的逸出減少，并使尾氣排放達(dá)標(biāo)。

（二）改造加氨裝置及靜態(tài)混合器

對(duì)加氨裝置以及靜態(tài)混合器的安裝分布點(diǎn)進(jìn)行改造，使液氨完全和循環(huán)液、塔內(nèi)含硫銨液體混合；同時(shí)，針對(duì)脫硫塔一層曝氣管通過(guò)改造，改造成為兩層，使壓縮空氣曝氣量增加，與此同時(shí)增設(shè)1 臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)（140m3/min），起到供氣的作用，聯(lián)合原本具備的壓縮空氣管網(wǎng)，使亞硫酸銨的氧化率得到有效保障。

（三）安裝管道噴淋吸收裝置

對(duì)塔內(nèi)噴淋液的分布結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理改造，保證基于一些噴頭發(fā)生堵塞問(wèn)題的條件下，噴淋液可以實(shí)現(xiàn)全覆蓋。對(duì)于尾氣中的二氧化硫，則在置入硫酸塔之前，首先通過(guò)管道噴淋吸收，然后置入塔內(nèi)被吸收，使二氧化碳的吸收率得到有效保證。

（四）改造或更換二氧化硫檢測(cè)孔及除霧器

一方面，對(duì)于二氧化硫檢測(cè)孔的位置，基于原本脫硫塔29 米高的位置改造到煙囪57 米高的位置，從塔內(nèi)所排出的二氧化硫氣體，基于煙囪位置的混合比較均勻，確保其排放達(dá)標(biāo)。另一方面，對(duì)原本的除霧器進(jìn)行更換，更換成為高效折流除霧器，使尾氣當(dāng)中的細(xì)小霧滴得到有效清除，使氣體含水量減少，使煙氣排放效果提升。此外，基于除霧器最上層，還可以增設(shè)一層沖洗水裝置，盡最大限度使除霧器當(dāng)中的硫酸銨或者亞硫酸銨結(jié)晶體能夠有效沖洗徹底，使這些氣體隨著尾氣排至外部環(huán)境的現(xiàn)象得到有效預(yù)防控制。

三、結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，氨法脫硫系統(tǒng)運(yùn)行期間出現(xiàn)的問(wèn)題較多，需根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際情況，針對(duì)相關(guān)問(wèn)題，采取有效優(yōu)化解決對(duì)策，比如通過(guò)加設(shè)調(diào)節(jié)閥，改造加氨裝置及靜態(tài)混合器，加設(shè)管道噴淋吸收裝置等等，使系統(tǒng)操作難度降低，使系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量、可靠性及安全性得到有效保證，進(jìn)一步使尾氣實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，從而全面提升氨法脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行效益。