梁 茜
(襄汾縣生態(tài)環(huán)境保護(hù)綜合行政執(zhí)法隊(duì),山西 臨汾 041005)
為了響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排的號(hào)召,煤炭焦化企業(yè)一直嘗試采用各類新技術(shù)來(lái)降低粉塵排放。例如,襄汾縣星原鋼鐵公司實(shí)施了基于鈉基干法的燃?xì)忮仩t煙氣脫硫除塵一體化項(xiàng)目;河北天柱鋼鐵公司進(jìn)行了80 MW 機(jī)組燃?xì)忮仩t煙氣脫硫除塵一體化項(xiàng)目開(kāi)發(fā);唐山瑞豐鋼鐵公司實(shí)施了100 MW 燃?xì)忮仩t煙氣脫硫除塵改造項(xiàng)目;濟(jì)寧中泰煤化公司進(jìn)行110 萬(wàn)t/a 焦化配套脫硫除塵一體化工藝探索等。本文主要研究鈉基干法脫硫+布袋除塵工藝的應(yīng)用情況,鈉基干法脫硫是利用納基粉體即小蘇打粉末作為脫硫劑的一種脫硫工藝,脫硫劑經(jīng)過(guò)研磨直接噴射作用于煙道,與煙道內(nèi)的含硫煙氣進(jìn)行反應(yīng)吸收后達(dá)到煙氣凈化的目的。鈉基干法脫硫+布袋除塵技術(shù),可以有效吸收廢氣中的二氧化硫,使得二氧化硫排放質(zhì)量濃度≤30 mg/m3,達(dá)到了超低排放指標(biāo)限值要求[1]。煤炭焦化企業(yè)實(shí)施鈉基干法脫硫+布袋除塵技術(shù),可以更好地貫徹我國(guó)“提高污染排放標(biāo)準(zhǔn)”“打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”的發(fā)展理念,提升企業(yè)工藝生產(chǎn)效率,改善空氣質(zhì)量,使得廢氣排放量符合當(dāng)?shù)毓I(yè)氣體污染排放的要求。
為了促進(jìn)鈉基干法脫硫+布袋除塵系統(tǒng)的高效運(yùn)行,需要精準(zhǔn)設(shè)置各項(xiàng)參數(shù),迎合當(dāng)前我國(guó)對(duì)煤炭企業(yè)節(jié)能降耗的低碳生產(chǎn)理念,不斷精進(jìn)各項(xiàng)生產(chǎn)工藝,減少?gòu)U氣排放,其中管理的重點(diǎn)廢氣為粉塵、NOx,要求ρ(粉塵)≤10 mg/m3、ρ(NOx)≤100 mg/m3、ρ(SO2)≤10 mg/m3。鈉基干法脫硫+布袋除塵系統(tǒng)包括保護(hù)系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、除塵器及核心部件[2]其中,除塵器的控制系統(tǒng)采用DCS 自動(dòng)化無(wú)人值守控制,除塵器具有自動(dòng)檢測(cè)泄漏功能。原煙氣參數(shù)見(jiàn)表1。
表1 原煙氣參數(shù)表
廢氣處理方式的重要工藝器械之一為布袋除塵器,對(duì)清除廢氣具有良好的應(yīng)用效果,見(jiàn)表2。
表2 布袋除塵器參數(shù)設(shè)置表格
在SDS 反應(yīng)器處設(shè)置有碳酸氫鈉超細(xì)粉噴射點(diǎn),在SDS 反應(yīng)器前的煙道上設(shè)置一套備用的碳酸氫鈉粉噴射系統(tǒng),當(dāng)焦?fàn)t煙氣量變動(dòng)或磨機(jī)系統(tǒng)處于事故狀態(tài)時(shí),可以保證SO2都能達(dá)標(biāo)排放。一煉、二煉焦?fàn)t各配一套SDS 煙道氣干法脫硫除塵系統(tǒng)[3]。焦?fàn)t煙氣脫硫系統(tǒng)主要技術(shù)性能指標(biāo)見(jiàn)表3。
表3 焦?fàn)t煙氣脫硫系統(tǒng)主要技術(shù)性能指標(biāo)表
與工藝系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況相結(jié)合,構(gòu)建相應(yīng)的控制管理系統(tǒng),建立上機(jī)位與下機(jī)位,以此達(dá)到良好的工藝設(shè)計(jì)效果,上機(jī)位主要負(fù)責(zé)工藝控制過(guò)程以及管理過(guò)程,下機(jī)位則主要負(fù)責(zé)各項(xiàng)工藝處理中的實(shí)際控制過(guò)程。布袋除塵系統(tǒng)構(gòu)建了自動(dòng)控制與手動(dòng)控制兩種工藝控制方式,自動(dòng)控制能夠?qū)に囬_(kāi)展情況進(jìn)行模擬分析,包括對(duì)模擬量的控制以及各項(xiàng)工藝順序的控制,并能夠?qū)崿F(xiàn)各項(xiàng)工藝的操作、停止等操作功能,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制與集中控制,同時(shí)在控制柜中顯示煙氣溫度、壓力等相關(guān)數(shù)值,由此掌握工藝活動(dòng)實(shí)際開(kāi)展情況,為作業(yè)活動(dòng)調(diào)整提供依據(jù)。操作電腦集中放置在二期干熄焦中控室,并配備工業(yè)電視監(jiān)控一套。增設(shè)SDS 脫硫系統(tǒng)后增加阻力約1 800 Pa,可為保證系統(tǒng)安全運(yùn)行提供依據(jù)[4-5]。
自動(dòng)系統(tǒng)指的是運(yùn)用自動(dòng)化操作技術(shù)、信息技術(shù)等構(gòu)建自動(dòng)化作業(yè)方式的運(yùn)行系統(tǒng),包括SDS 干法脫硫系統(tǒng)、布袋除塵系統(tǒng)等,要求優(yōu)化自動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備的設(shè)計(jì)、安裝及調(diào)試。該系統(tǒng)具備自動(dòng)與手動(dòng)兩種控制方式,同時(shí)具備兩地操作功能,可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、實(shí)用、可靠的手/自動(dòng)控制和操作。戶外電氣設(shè)備、操作箱采用防雨、防塵性,防護(hù)等級(jí)不低于IP65?,F(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)傳儀表以智能型電子式儀表為主,其遠(yuǎn)傳信號(hào)(AI/AO)均要求為DC 4 mA~20 mA HART。低壓配電柜選用GGD 柜型,進(jìn)線柜斷路器、各配電柜內(nèi)隔離開(kāi)關(guān)、斷路器、接觸器、熱繼電器等主要元器件選用名牌廠家產(chǎn)品,包含各區(qū)域內(nèi)照明的設(shè)計(jì)、供貨及施工。
對(duì)DCS 控制系統(tǒng)進(jìn)行改良設(shè)計(jì),與當(dāng)前工藝技術(shù)的開(kāi)展要求相結(jié)合,檢測(cè)工藝裝置的具體使用性能,實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝的自動(dòng)化控制與安全聯(lián)鎖,將SDS 干法脫硫系統(tǒng)與布袋除塵系統(tǒng)與自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合,增強(qiáng)工藝操作效率。DCS 系統(tǒng)對(duì)具體工藝操作情況具有一定的診斷功能,能夠及時(shí)判斷工藝開(kāi)展情況,與工藝開(kāi)展要求相結(jié)合,提升工藝作業(yè)的針對(duì)性,及時(shí)預(yù)判工藝作業(yè)流程中可能存在的危險(xiǎn)要素,并及時(shí)予以規(guī)避。自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用中能夠進(jìn)行各種類型信號(hào)的輸入與輸出,對(duì)各項(xiàng)工藝進(jìn)出量進(jìn)行模擬與控制,并為操作員提供了展示窗口與畫面,能夠結(jié)合診斷需要靈活表現(xiàn)出不同的工藝畫面,包括實(shí)際工藝運(yùn)行情況、運(yùn)行趨勢(shì)、預(yù)警信息等,系統(tǒng)能夠給出相應(yīng)的預(yù)警機(jī)制,對(duì)不同的處理工藝進(jìn)行預(yù)警與連鎖,并進(jìn)行各類信息的分類存儲(chǔ)與管理[6]。
鈉基干法脫硫+布袋除塵系統(tǒng)整體運(yùn)行情況良好,工藝設(shè)計(jì)先進(jìn)、穩(wěn)定、安全、可靠。該系統(tǒng)運(yùn)行的綜合效益較為良好。在煤炭焦化企業(yè)生產(chǎn)工藝運(yùn)用中,能夠結(jié)合具體工藝需要進(jìn)行一定調(diào)整,實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守與管理,能夠結(jié)合具體需要進(jìn)行一定調(diào)整,一旦運(yùn)行中出現(xiàn)一些問(wèn)題,只需要對(duì)部分機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維修即可,具有良好的脫硫與除塵效果。為了增強(qiáng)整體工藝處理效果,運(yùn)用自動(dòng)化控制系統(tǒng),設(shè)備選型與設(shè)計(jì)具有一定的靈活性,定期進(jìn)行更換與維護(hù)。選擇碳酸氫鈉粉末作為脫硫劑,建立相應(yīng)的工藝處理方式,采用專用磨機(jī),將脫硫劑噴入反應(yīng)器之中。煙氣、脫硫劑進(jìn)入布袋除塵器,進(jìn)行除塵處理工藝,除塵處理之后再進(jìn)行廢氣排放,結(jié)合進(jìn)出口在線分析儀,將進(jìn)、出量控制在適宜的范圍之內(nèi)。利用輸送系統(tǒng)進(jìn)行廢氣管理與回收。
本文以某焦化廠為例進(jìn)行分析,該廠一煉、二煉兩期焦?fàn)t煙氣采用SDS 脫硫、布袋除塵工藝,共建兩套脫硫除塵裝置,此外,還將干熄焦煙氣引入焦?fàn)t煙氣SDS 脫硫除塵系統(tǒng)一并處理。該廠焦?fàn)t煙氣采用SDS 脫硫、布袋除塵工藝,共建兩套脫硫除塵裝置。焦?fàn)t煙氣SDS 脫硫除塵項(xiàng)目范圍包括布袋除塵、SDS 脫硫系統(tǒng)。SDS 工藝采用鈉基(NaHCO3)干法脫硫除塵一體化技術(shù),工程內(nèi)容包括煙氣系統(tǒng)、煙氣換熱裝置、鈉基干粉儲(chǔ)存及制備與磨制系統(tǒng)、噴粉系統(tǒng)、SDS 反應(yīng)器、布袋除塵器、產(chǎn)物氣力輸送系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、電氣、儀控、土建等系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、材料設(shè)備供貨、施工、安裝、人員培訓(xùn)、調(diào)試及保修等EPC 總承包工程。煙氣通過(guò)鈉基干法脫硫處理,脫硫效率為76%,低于排放限值35 mg/m3,凈煙氣SO2質(zhì)量濃度為26.67 mg/m3。外排粉塵質(zhì)量濃度3.61 mg/m3,符合當(dāng)前我國(guó)超低排放指標(biāo)(低于5 mg/m3)要求,NOx排放質(zhì)量濃度為14.21 mg/m3,符合低于50 mg/m3的要求。
脫硫系統(tǒng)的操作與控制良好,脫硫系統(tǒng)簡(jiǎn)單。本文重點(diǎn)分析了煤炭焦化企業(yè)鈉基干法脫硫+布袋除塵工藝應(yīng)用特征,與工藝開(kāi)展要求相結(jié)合設(shè)置相應(yīng)的設(shè)備與參數(shù),工藝操作之后脫硫效率為76%,凈煙氣SO2質(zhì)量濃度為26.67 mg/m3,外排粉塵質(zhì)量濃度3.61 mg/m3。通過(guò)分析某焦化廠脫硫裝置運(yùn)行結(jié)果發(fā)現(xiàn),鈉基干法脫硫+布袋除塵工藝綜合應(yīng)用效果良好,符合爐熱風(fēng)爐煙氣特征,整體脫硫效果良好,取得較佳的綜合運(yùn)用效益。