管 闖,呂 揚
(山東國舜建設集團有限公司,山東 濟南 250000)
天津天豐項目目前的主抽脫硫系統(tǒng)沒有安裝配套的除濕系統(tǒng),但冷抽脫硫系統(tǒng)安裝了濕除系統(tǒng),且脫硫系統(tǒng)脫硫采用化學反應后釋放硫元素的方式。因此,項目安裝煙氣熱量回收裝置(MGGH)在主、冷抽煙氣上,燒結機在充分燃燒后產(chǎn)生的煙氣必須完成換熱降溫操作后,才可以進入脫硫塔。并且脫硫塔出口凈煙氣還需完成一次升溫操作(該過程是在換熱器中實現(xiàn),煙氣升溫后為70℃),并將升溫后的煙氣傳輸給GGH煙氣中換熱后繼續(xù)升溫直至達到195℃。混合熱風爐給脫硫塔提供高溫煙氣后,煙氣溫度進一步升高至230℃,當達到該溫度后則會將煙氣發(fā)送到脫硝反應器中,在完成脫銷操作后,煙氣溫度則大概會降低5℃,繼續(xù)通過GGH冷凝降溫操作后,煙氣溫度基本為100℃,最后使用增壓風機將處理后的脫硫煙氣排出。在實際的工業(yè)環(huán)境中,脫硫反應的催化劑一直都沒有辦法充分反應,一直處于堵塞狀態(tài),故為了提升脫硫的效率,在分析煙氣中各類成分后發(fā)現(xiàn),煙氣中灰樣呈現(xiàn)較大的嚴重黏性,而這也是導致脫硝催化劑一直處于堵塞的根本原因:燃燒后的煙氣有較多的灰塵,且大部分灰塵能非常緊密的黏附性,使混合后煙氣中的灰塵黏在催化劑表面,常規(guī)的吹灰器都無法將其從催化劑表面吹走,因此催化劑無法充分和煙氣發(fā)生化學反應,降低了脫銷效果。
(1)設計院重新設計了托盤,拆除改造主抽脫硫塔的篩孔板:托盤孔徑為?26mm,開孔率為31%,并新增一個DN900人孔和托盤支撐梁,保證氣流分布均勻,提高脫硫效率。
(2)拆除主抽脫硫塔湍球填料層,降低阻力,避免氣流分布不均,利舊湍球填料支撐梁作為水噴淋除塵裝置的支撐,不再新增支撐梁。
(3)在最上層噴淋層和高效聚合除霧裝置之間增加水噴淋除塵裝置。該裝置由煙氣均布裝置、均布篩孔、水噴淋裝置等組成,阻力約為600~700Pa。水噴淋裝置配套冷卻塔,采用防止填料堵塞的網(wǎng)格式填料冷卻塔,并配套3臺耐酸、耐磨、耐腐蝕的冷卻水泵。冷卻水泵流量為670m3/h,揚程為80m。該裝置通過在不同的噴層間增加除塵配置,配合高溫的SO2等氣體在遇水后會溶解生成酸性物質(zhì),能較好降低其中的硫元素含量,具備較好的使用性能,延長了設備的使用年限,降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
(4)主抽除霧器更換為高效聚合器除霧裝置(管式除霧器+一級屋頂粗除霧器+一層聚合器+一級屋頂超精細除霧器),要求除霧器出口煙氣攜帶水滴含量<20mg/Nm3(標態(tài)、干基、16% O2,最小液滴尺寸小于20μm)。高效聚合器除霧裝置的阻力為360Pa,因此高效聚合器除霧裝置的支撐梁及環(huán)板不進行改造,只改造除霧器的沖洗管口、外部平臺及外部沖洗水管道:利舊原有2臺除霧器沖洗水泵,水泵流量為100m3/h,揚程為70m;煙氣在經(jīng)過了管式除霧器或都會應用清洗水噴淋帶走煙氣中大部分的順、逆流面上的固體顆粒粉塵等;接下來則是進入聚合除霧裝置中,它的正下方也配備了清洗噴淋,煙氣在這個過程中會不斷被洗滌和凈化,這就會降低當前灰塵的含量。
(5)脫硫塔出口彎頭現(xiàn)場已制作完成,本次進行安裝改造,改造后的霧滴逃逸率控制在0.02%,且出口煙道豎直段加上接水槽,把冷凝水接出煙道之外;脫硫塔出口的位置處粉塵濃度較高,大大超過了國家規(guī)定的濃度要求(<40g/m3),由此需要在使用除粉塵器之前預先去除部分粉塵,以此來降低整體的粉塵量。通常都是采用安裝慣性分離器或其他氣流分布板預先去除粉塵,入口位置使用上進風方式,這就可以顯著降低粉塵含量。
圖1 吸收塔出口煙道模型
(6)對主抽脫硫噴嘴的角度進行檢查,有偏差的調(diào)整,噴嘴堵塞的進行清理,提高漿液覆蓋率,進而提高脫硫效率;第一層噴淋和第二層噴淋之間及第二層噴淋和第三層噴淋之間加增效環(huán)。
圖2 吸收塔出口煙道速度場
(1)冷抽脫硫塔的篩孔板進行拆除改造,設計院重新設計托盤,托盤孔徑為?29mm,開孔率為32%,增加一個DN900人孔,新增托盤支撐梁,保證氣流分布均勻,提高脫硫效率。
(2)在最上層噴淋層和高效聚合除霧裝置之間增加水噴淋除塵裝置,該裝置由煙氣均布裝置、均布篩孔、水噴淋裝置等組成,阻力約為600~700Pa;水噴淋裝置配套冷卻塔,采用防止填料堵塞的網(wǎng)格式填料冷卻塔,配套2臺耐酸、耐磨、耐腐蝕的冷卻水泵,冷卻水泵流量為760m3/h,揚程為80m。
(3)冷抽除霧器更換為高效聚合器除霧裝置(管式除霧器+一級屋頂粗除霧器+一層聚合器+一級屋頂超精細除霧器),要求除霧器出口煙氣攜帶水滴含量<20mg/Nm3(標態(tài)、干基、16% O2,最小液滴尺寸小于20μm);高效聚合器除霧裝置的阻力為360Pa,高效聚合器除霧裝置的支撐梁及環(huán)板、沖洗管口、外部平臺及外部沖洗水管道不進行改造;利舊原有兩臺除霧器沖洗水泵,水泵流量為79m3/h,揚程為69m。
(4)對冷抽脫硫噴嘴的角度進行檢查,有偏差的調(diào)整,噴嘴堵塞的進行清理,提高漿液覆蓋率,進而提高脫硫效率;第一層噴淋和第二層噴淋之間及第二層噴淋和第三層噴淋之間加增效環(huán)。
(5)濕除的陽極管及陰極線、沖洗噴嘴、牽拉箱、絕緣箱瓷套進行清理,陰極線進行調(diào)整,牽拉風機出口管道調(diào)整,使氣流分布均勻;高頻電源80kV,額定電流1800mA,濕除高頻電源據(jù)運行反饋升到1000mA后,維持約2h,就閃落到600mA,電壓也維持不住,只能人為降低電流,此時要求相關工作人員直接和電源廠家進行聯(lián)系管理,要求電源廠家進行電源的全面檢查,溝通己方的改造需求,明確雙方的責任以及義務,實現(xiàn)電源的改造滿足濕除運行電流值,確保整個系統(tǒng)的正常運行。
(1)第一層、第二層、第三層催化劑表面進行灰塵清理,經(jīng)現(xiàn)場落實主抽NOx濃度為68~200mg/Nm3,冷抽NOx濃度為70~230mg/Nm3,混合后的NOx濃度為68~212mg/Nm3,聯(lián)系博霖進行計算,在出口氮氧化物達標的情況下,兩層催化劑可以滿足要求,但是考慮脫硝催化劑堵塞后,活性存在降低的可能性,故慎重選擇拆除第三層催化劑。
(2)運行中開啟低泄漏風機,降低氨逃逸量,由項目經(jīng)理聯(lián)系豪頓華,調(diào)整密封片間隙,盡可能地提高GGH原煙氣側出口溫度,但GGH不得出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象。
(3)網(wǎng)鏈處的支撐梁與壁板連接處進行補焊,保證不出現(xiàn)漏風,避免冷凝水產(chǎn)生,進而腐蝕壁板。
(4)三層耙式吹灰器吹掃耙管安裝調(diào)整,廠家要求耙管距離催化劑表面距離為370mm,為保證吹掃效率,所有耙管均調(diào)整到370mm。
(5)上空壓機和原有氮氣系統(tǒng)共同滿足耙式吹灰器和網(wǎng)鏈吹掃的要求,原有氮氣系統(tǒng)用于耙式吹灰器的吹掃,新上空壓機用于網(wǎng)鏈的吹掃,原定拆除淄博永鋒的空壓機,出口流量30Nm3/h,出口壓力0.8MPa,功率185kW。由于空壓機為低壓設備,現(xiàn)在油浸式變壓器容量800kVA,負載率78%,若空壓機為185kW,并新增冷卻塔風機3×15kW,現(xiàn)在變壓器容量不能滿足負荷要求,需更換變壓器容量為1000kVA,更換低壓總開關為2000A。
(1)在主抽、冷抽干除出口與吸收塔入口之間開檢測孔,對吸收塔入口煙塵進行檢測。在后期運行中檢測業(yè)主的干除出口灰塵的實際濃度,若高于50mg/Nm3,干除進行改造。
(2)主抽、冷抽的干除灰塵不得回用,降低脫硝煙塵中的堿金屬含量,降低灰塵黏性。
(3)主冷抽的吸收塔的氯離子含量控制在5000ppm以下,控制pH值在5~5.5,加大吸收塔脫硫廢水的排放量,降低煙氣霧滴中的鹽及堿金屬的含量,降低灰塵黏性。
(4)檢查反應器本體的保溫,對破損的保溫進行修復,嚴格控制反應器本體的溫度,不得出現(xiàn)漏風及溫降。
(5)當前脫硫系統(tǒng)的煙氣總體含量與負荷量相關聯(lián),因此噴霧的循環(huán)泵配置非常關鍵。當其負荷量較低時,進入除濕器中的煙氣含量較少,流速也比較慢,因此為了得到滿足要求的脫硫系統(tǒng)SO2,可以停止最下層噴淋口,從而防止因噴淋漿液直接進入機內(nèi)煙道。此外,在當前運行過程中,循環(huán)泵起動和增壓風機啟動時間有間隔,且相對要比較小。同理,在停機時增壓風機停運和循環(huán)泵之間停運時間間隔要求盡可能小。通過停止當前增壓泵、循環(huán)泵等后,應用相關的除霧器來實現(xiàn)煙氣溫度要求,這就可以直接減少各個停止間隔時間,防止在無煙氣環(huán)境下漿液的堆積。
目前普遍應用的石灰石-石膏濕法脫硫方法自帶濕電系統(tǒng),如同時采用冷凝器+煙道除霧器來降低煙塵,使其占比為≤10mg/Nm3,就可以確保脫銷系統(tǒng)正常運行。通過分析檢查后發(fā)現(xiàn),天豐項目脫硫設備除霧器效果較差、流場紊亂,使得煙氣中灰塵含量非常高,因此文章對脫硫設備進行改造,具備較好的工業(yè)效果。