李正東

（中國(guó)石油化工股份有限公司金陵分公司煉油四部，江蘇南京 210033）

為了保證尾氣符合國(guó)家環(huán)保要求，IV 硫磺裝置尾爐產(chǎn)生的煙氣采用LK-EGC 脫硫工藝技術(shù)來(lái)脫除煙氣中的二氧化硫。該項(xiàng)技術(shù)是以NaOH 為脫硫劑的濕法脫硫技術(shù)。脫硫機(jī)理與其他脫硫劑的濕法脫硫機(jī)理相似，都是堿性物質(zhì)與二氧化硫溶于水生成的亞硫酸溶液進(jìn)行酸堿中和反應(yīng)，并通過(guò)調(diào)節(jié)氫氧化鈉的加入量來(lái)調(diào)節(jié)循環(huán)漿液的pH 值。

1 濕法脫硫煙氣產(chǎn)生白煙的原因與危害

濕法脫硫工藝運(yùn)行中，脫硫劑溶液和脫硫塔入口的高溫?zé)煔庵苯咏佑|，使煙氣被增濕冷卻，而脫硫劑溶液中的水分則吸熱汽化，導(dǎo)致煙氣中的水蒸汽總量大大增加。而隨著脫硫過(guò)程的進(jìn)行，煙氣溫度逐漸降低，煙氣溫度的降低使煙氣攜帶蒸汽的能力降低，如蒸汽總量超出了煙氣的攜帶能力，就會(huì)有大量的水蒸汽凝結(jié)為水霧，這些水霧到脫硫塔出口后就變成了白煙。煙氣形成白煙原理（見圖1），縱坐標(biāo)為煙氣溫度，橫坐標(biāo)為煙氣濕度，曲線為煙氣飽和曲線。A 點(diǎn)為脫硫塔入口點(diǎn)，B 點(diǎn)為脫硫塔出口點(diǎn)，D 點(diǎn)為外界冷空氣點(diǎn)，C 點(diǎn)為煙氣與空氣混合點(diǎn)。圖中B、C 點(diǎn)均處在飽和曲線上，說(shuō)明煙氣攜帶水蒸汽的能力已經(jīng)達(dá)到最大，剩余的水蒸汽變成了水霧，也就是白煙。

圖1 煙氣飽和曲線圖

濕法煙氣脫硫出口凈煙氣溫度低、濕度大，并夾帶很多細(xì)小的液滴，煙囪附近時(shí)常會(huì)出現(xiàn)“降雨”現(xiàn)象，影響局地氣候。煙氣中凝結(jié)的液態(tài)水與凈化煙氣中殘存的SO2會(huì)生成亞硫酸液滴，在氧氣的作用下,亞硫酸會(huì)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成具有腐蝕能力的硫酸液滴，在煙囪內(nèi)形成的硫酸液滴對(duì)煙囪構(gòu)成露點(diǎn)腐蝕，縮短煙囪使用壽命。在煙囪外部，因蒸汽冷凝形成的硫酸液滴則以酸雨的形式回落至地面,進(jìn)而加劇煙囪周圍設(shè)備的腐蝕速率。

如能有效解決濕法脫硫后煙氣除濕消白，不僅可以減輕“白煙”這種視覺(jué)污染，而且還是治理大氣霧霾污染的有效途徑之一，同時(shí)回收煙氣中的水分和余熱，可兼顧解決環(huán)境與開發(fā)的矛盾[1]。

2 煙氣再熱工藝應(yīng)用

煙氣變成白煙的根本原因在于進(jìn)入脫硫塔的煙氣溫度高，攜帶了過(guò)多的水蒸汽，而經(jīng)過(guò)濕法脫硫后的煙氣溫度過(guò)低，導(dǎo)致水蒸汽凝結(jié)成了水霧。所以解決問(wèn)題的方法就是如何降低煙氣進(jìn)塔溫度，提高煙氣出塔溫度。為此有必要進(jìn)行煙氣再熱工藝的應(yīng)用。

2.1 煙氣再熱工藝原理與特點(diǎn)

為了降低投資成本，充分利用余熱資源，采用直接混合再熱工藝。直接混合再熱工藝是將脫硫塔排出的低溫飽和濕煙氣與經(jīng)過(guò)尾爐過(guò)熱段加熱的熱空氣直接充分混合加熱，使混合后的煙氣溫度升高[2]。同時(shí)由于使用尾爐過(guò)熱段加熱消白煙風(fēng)機(jī)管道中的空氣，使得煙氣進(jìn)脫硫塔的溫度降低，減少了煙氣與脫硫塔接觸時(shí)產(chǎn)生的蒸汽量，減少了白煙的產(chǎn)生。煙氣消白原理（見圖2）。

圖2 煙氣消白原理圖

由圖2 可知通過(guò)加熱，由C 點(diǎn)至B 點(diǎn)再到A 點(diǎn)。從C 到B 溫度增加，隨著飽和曲線含濕量也增加。脫離飽和曲線后，由B 到A 溫度升高，焓值增加，而含濕量不變，可容納水蒸汽量增加。從圖2 可以得出，通過(guò)加熱煙氣，可以使煙氣濕度遠(yuǎn)離飽和點(diǎn)，增加煙氣攜帶水蒸汽的能力，這樣煙氣排出后就不會(huì)出現(xiàn)白煙了。

直接混合再熱工藝主要有兩個(gè)特點(diǎn)：

（1）安裝和運(yùn)行相對(duì)低廉，能在較短的停機(jī)時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)再熱管道兩端與原有系統(tǒng)的對(duì)接，改造工期很短，極大地提高了生產(chǎn)效率。

（2）采取了空氣和尾爐過(guò)熱段換熱的方法，同時(shí)降低了煙氣進(jìn)塔溫度和提高了煙氣出塔溫度。

2.2 煙氣再熱工藝流程

煙氣再熱工藝流程圖（見圖3）。主要利用風(fēng)機(jī)把空氣送到尾爐過(guò)熱段加熱，再連接到脫硫塔頂部，從而提高出口煙氣溫度。流程入口接過(guò)濾器，此次IV 硫磺開工在尾爐二三層平臺(tái)上安裝了兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的入口和出口消音器，消音器后有測(cè)量溫度和壓力的儀表、單向閥、8 字盲板、蝶閥。兩臺(tái)風(fēng)機(jī)合并進(jìn)入尾爐過(guò)熱段管線上還有熱電偶和流量計(jì)。流程出口進(jìn)入尾爐過(guò)熱段的空氣預(yù)熱器E-2006 進(jìn)行加熱后，進(jìn)入脫硫塔塔頂加熱出口尾氣溫度消除白煙[3-5]。

圖3 煙氣再熱工藝流程圖

3 應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

煙氣再熱工藝應(yīng)用后取得了較好的效果，消白煙風(fēng)機(jī)開啟前后數(shù)據(jù)對(duì)比表（見表1）。由表1 數(shù)據(jù)可以明顯的看出，使用消白煙技術(shù)之后，煙氣進(jìn)塔溫度下降，脫硫塔出口煙氣溫度明顯上升，脫離了飽和點(diǎn)，所以脫硫塔頂排出大量白色煙氣的情況也隨之消失。

表1 消白煙風(fēng)機(jī)開啟前后數(shù)據(jù)對(duì)比表

4 結(jié)論

（1）IV 硫磺采用的煙氣消白技術(shù)能夠有效地消除脫硫塔頂?shù)陌咨珶煔猓_(dá)到視覺(jué)上的美觀。

（2）直接混合再熱工藝安裝和運(yùn)行相對(duì)低廉，改造工期很短，提高了生產(chǎn)效率。

（3）采取空氣和尾爐過(guò)熱段換熱的方法，同時(shí)降低了煙氣進(jìn)塔溫度和提高了煙氣出塔溫度，既消除了白煙又充分利用余熱。