王以平

摘要：煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）由樣氣采集、預處理器、在線分析儀（U23）及數(shù)據(jù)運算和傳輸四部分組成。實現(xiàn)對煙氣中SO2、NOX、粉塵等污染物的分析和連續(xù)監(jiān)測以及對數(shù)據(jù)的遠程傳輸。本文以我廠80萬噸/年重油催化裂化裝置的煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)為例，著重介紹煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)在煙氣脫硫中的應用。

關鍵詞：CEMS;煙氣脫硫;應用分析;措施

隨著現(xiàn)代工業(yè)的日益發(fā)展，環(huán)境污染也越來越嚴重，尤其是化工企業(yè)排放的含硫較高的煙氣對環(huán)境造成的污染。催化裂化裝置催化劑再生形成的煙氣中通常含有超標的SO2、NOX和粉塵，為了使煙氣排放達到國家環(huán)保局規(guī)定的排放標準，本著從環(huán)境保護的角度，降低煙氣中的SO2、NOX、粉塵等的含量，煙氣脫硫是不可缺少的環(huán)節(jié)。煉化總廠催化裝置脫硫系統(tǒng)采用濕法脫硫工藝流程，煙氣經(jīng)過堿液洗滌后SO2、粉塵等含量明顯降低。煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定、準確的運行是保證脫硫系統(tǒng)良好工作的基礎，也是提高脫硫效率，提高脫硫劑利用率的有效方法。

一、工作原理

1.1采樣單元

按照煉化總廠80萬噸/年重油催化裂化裝置的實際工況和技術要求，煙氣監(jiān)測系統(tǒng)的采樣單元采用直接抽取加熱法，主要由采樣探頭、伴熱管線等配套裝置組成。采樣探頭安裝在煙囪的適當位置，采集煙道中的氣體，并通過伴熱管線將氣體運送到機柜間的預處理器中，為防止因水蒸氣凝結而吸附硫化物，堵塞管道，采樣探頭和取樣管線都采用電伴熱方式。

1.2 樣氣預處理單元

煙氣經(jīng)過采樣探頭、電加熱采樣管線和除水過濾器，由取樣泵抽取至分析儀進行分析。由于樣氣的壓力、溫度、流量不穩(wěn)定，且含水、含粉塵，不能滿足儀表分析的要求，所以需對樣氣預處理。在預處理過程中，通過探頭過濾器完成除塵，通過壓縮機冷凝器對樣氣快速冷凝，通過蠕動泵將冷凝水排放來除水。

1.3 分析單元

用多組分氣體分析儀（U23），對樣氣中所含氣體組分進行分析。用非分散性紅外線法來分析SO2、NOX的含量，用電化學法來測量O2含量。通過PLC 控制自動測量，完成相應的流路切換、采樣泵運行及空氣標定零點、自動吹掃的功能，也可手動標定零點及吹掃。

1.4數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由PLC、軟件包、計算機組成。數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)所有控制點和輸入信號都經(jīng)過PLC處理后再通過軟件包傳輸?shù)杰囬gDCS、集團公司、煉化板塊和政府環(huán)保部門。

二、應用及存在的問題

2.1脫硫系統(tǒng)的應用

80萬噸/年重油催化裂化裝置再生煙氣除塵脫硫設施采用JWGS技術，煙氣以水平方式進入噴射文丘里管，文丘里管上部噴射循環(huán)堿性泥漿液，由于液體的抽吸、洗滌作用，煙氣與循環(huán)液在喉管處劇烈混合，經(jīng)擴散段后進入彎頭處脫除SO2及固體顆粒物，從而達到脫硫的效果，這種脫硫工藝能有效地降低煙氣中SO2和粉塵的含量，但該系統(tǒng)不具備脫除NOX的功能。

2.2煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)的影響因素

濕法脫硫工藝的應用，有效降低了煙氣中SO2和煙塵的含量。在夏季因為環(huán)境氣溫高，煙氣蒸發(fā)量大，在線監(jiān)測分析儀運行良好。但進入秋冬季節(jié)后，環(huán)境溫度低，特別是夜間溫度在零度以下的時間長，煙氣蒸發(fā)量小，導致煙氣中的濕度大幅度增加，煙氣中的水蒸氣在低溫環(huán)境下很容易在取樣管路中凝結成水滴，由于煙氣中的粉塵含量大，遇到水滴后容易結成塊狀物而堵塞取樣管路。水滴中溶有亞硫酸和硝酸鹽等物質(zhì)，這種帶有腐蝕性的氣體經(jīng)過CEMS分析儀的探頭時，對激光發(fā)出的紅外光有折射和吸收的作用，長周期的運行在很大程度上會影響煙氣監(jiān)測在線系統(tǒng)工作的可靠性和分析值的準確性，甚至會對分析儀表的部件造成腐蝕。

2.3采取的有效措施

為了有效解決在線分析儀測量不準確和維護工作量大的負面影響，我們經(jīng)過探索和研究，并采取相應的措施。原有的取樣探桿是直徑為DN20mm長度為1200mm鋼管，為了達到減少取樣管線內(nèi)壁凝結水含量的目的，在原有的取樣探桿外加裝一套可以加熱的套管裝置，套管加熱方式為220V電加熱。通過電加熱后，使取樣探桿內(nèi)的煙氣溫度達到150℃以上，高溫煙氣在取樣管線內(nèi)壁不易被凝結，最終使附著在取樣管線內(nèi)壁的二氧化硫的含量減小到最低狀態(tài)。

2.4改造后的效果評價

加裝探桿加熱裝置后，分析儀分析出的數(shù)據(jù)和化驗室分析的數(shù)據(jù)進行了多次比對，比對結果在均在誤差范圍之內(nèi)。煙氣在線分析儀分析數(shù)據(jù)準確可靠，上傳數(shù)據(jù)無超標現(xiàn)象，極大的消除了在線分析儀測量不準確和維護工作量大的屏障，確保了我廠煙氣的合格排放。由此說明改造效果顯著，達到了預計目的。

三?結束語

煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定、準確的運行，極大的提高了煉化總廠催化裝置自身的工藝生產(chǎn)安全，為及時改變工藝操作提供依據(jù)，同時也提高了煙氣脫硫效率和脫硫劑的利用率，降低了能耗，減低大氣污染，為環(huán)境保護起到了重要的作用。