旋流板塔濕法脫硫技術在煉油廢氣減排治理中的應用

謝莉

（廣東河海工程咨詢公司廣東廣州510000）

旋流板塔濕法脫硫技術在煉油廢氣減排治理中的應用

謝莉

（廣東河海工程咨詢公司廣東廣州510000）

硫氧化物是PM2.5的重要組成部分，是國家和地方政府減排和控制的重要指標。本文以佛山市某煉油廠的煉油廢氣的旋流板塔濕法脫硫改造為例，從系統(tǒng)設計、工藝流程等方面對旋流板塔濕法脫硫技術進行介紹，為中小型鍋爐脫硫工程提供有利的借鑒。

硫氧化物；脫硫；旋流板塔濕法；煉油廢氣

1　前言

近年來，我國工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量不斷增多，大氣污染問題日益嚴重，全國多地不斷遭遇重霾天氣的襲擊，且呈現(xiàn)出PM2.5濃度高、污染持續(xù)時間長、波及范圍廣等特點，給民眾生活造成嚴重影響。硫氧化物作為PM2.5的重要組成部分，具有很強的毒性，對人類健康、環(huán)境、生態(tài)及社會經(jīng)濟破壞很大。因此，如何有效地削減硫氧化物的排放量，保護大氣環(huán)境質(zhì)量已成為目前我國大氣污染控制領域最緊迫的任務。

2　濕法煙氣脫硫除塵技術

煙氣脫硫工藝技術很多，按脫硫方式分類，主要包括：濕法脫硫和干法脫硫[1]。而濕法脫硫技術是目前世界上技術最成熟，運行狀況最穩(wěn)定的脫硫工藝[2]。濕式脫硫除塵技術適用于大、中型工業(yè)鍋爐煙氣的除塵和脫硫[3]。目前，主要的濕法煙氣脫硫技術有：石灰石—石膏法、鈉堿法、雙堿法、氨法、金屬氧化物吸收法等。

3　工程概況

佛山市某煉油加工生產(chǎn)企業(yè)，年煉制生產(chǎn)能力60×104t。在其催化裂化生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的含硫廢氣（由H2S、NH3、酚及烴類物組成），經(jīng)燃燒爐燃燒后直接排放，將對大氣及周邊區(qū)域造成環(huán)境污染。為改善大氣質(zhì)量，滿足目前的環(huán)保要求，需有針對性地對產(chǎn)生的含硫廢氣進行脫硫除塵處理，選用先進的脫硫除塵裝置，盡最大努力致力于含硫氣體的減排。

4　工藝選定

根據(jù)建設規(guī)模、目標以及項目實施的主要原則，基于旋流板塔濕法（雙堿法）煙氣脫硫工藝的優(yōu)勢有：（1）脫硫效率高：系統(tǒng)在鈣/硫為1.03時，脫硫效率可達90%以上；（2）雙堿法脫硫技術成熟、運行可靠、可防止系統(tǒng)結垢，應用廣；（3）適應于大、中、小各類重催爐和高硫燃料；（4）副產(chǎn)物經(jīng)脫水處理后可用于建材，或采用拋棄法處理，減少二次污染。結合工程的具體情況，采用旋流板塔濕法（雙堿法）煙氣脫硫工藝，以氫氧化鈉為第一堿，氧化鈣為第二堿。

5　工藝介紹

5.1反應機理

濕法脫硫是基于溶液中的堿性物質(zhì)與溶解于水的氣態(tài)二氧化硫（SO2）進行中和反應，達到去除氣態(tài)中SO2的目的。采用雙堿法，用石灰溶液吸收廢氣中的SO2，吸收SO2后的吸收液送入循環(huán)沉淀池，溶液經(jīng)循環(huán)沉淀池沉淀后返回吸收塔循環(huán)使用。

5.2工藝說明

煙氣脫硫工程主要由脫硫劑系統(tǒng)、反應吸收塔系統(tǒng)、副產(chǎn)品處理系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和補充水系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)組成。

5.2.1脫硫劑系統(tǒng)

脫硫劑系統(tǒng)的作用是為脫硫塔提供安全、可靠的脫硫液，主要由石灰貯罐、變頻調(diào)速螺桿秤、漿液制備槽、氫氧化鈉罐、攪拌器等設備組成。

5.2.2脫硫吸收系統(tǒng)

脫硫吸收系統(tǒng)是是脫硫系統(tǒng)的核心裝置，主要由吸收塔、循環(huán)泵等設備組成。

由于燃燒爐排出的煙氣SO2含量比較高，采用旋流板塔對煙氣進行治理，從熱交換器出來的煙氣先進入文丘里預處理器，然后再切向進入脫硫除塵主塔，主塔內(nèi)設計多套分流裝置，經(jīng)過初級凈化的煙氣旋轉上升，分流氣動裝置具有導向和接力作用，利用煙氣自身的動能產(chǎn)生氣動分流，液氣兩相充分接觸，進行傳質(zhì)反應，煙氣在塔內(nèi)經(jīng)過多級分流裝置的脫硫除塵，可確保脫硫除塵效率達到技術要求。

5.2.3副產(chǎn)品處理系統(tǒng)

石膏脫水系統(tǒng)由再生池、氧化池、濃密機、臥螺機、渣漿泵等組成。主要是對脫硫產(chǎn)物進行脫水、干燥以及對系統(tǒng)所產(chǎn)生廢水的處理排放等。

脫硫吸收系統(tǒng)排出的廢液經(jīng)過再生、氧化曝氣后產(chǎn)生的脫硫石膏漿液經(jīng)濃縮機初步沉淀，再經(jīng)渣漿泵打到臥螺機石膏脫水系統(tǒng)進行脫水，借助于離心力原理，石膏漿液被脫水后含水率低于40%，可用汽車外運。濃密機的作用主要是石膏漿液的濃縮；進濃密機的廢水含固量約為0.3%～0.5%，從濃密機底部排出的石膏漿液濃度可達3%～5%，石膏晶體粒徑為10μm～100μm，密度為2.3～2.4。

脫硫產(chǎn)品為石膏（CaSO4·2H2O），脫硫石膏可用于：生產(chǎn)石膏制品、作為水泥緩凝劑等用途或拋棄處理。

5.2.4補充水系統(tǒng)

補充水采用工業(yè)水或循環(huán)冷卻水及經(jīng)過處理達到回用標準的排污水。補充水管將被設計保證脫硫系統(tǒng)的安全操作，用于沖洗吸收塔、所有管道等。

5.2.5煙道系統(tǒng)

燃燒爐后原有排煙煙道為煙氣脫硫裝置的旁路煙道。脫硫裝置進、出口和旁路選用操作靈活和密封良好開啟迅速的閘板門，以滿足旁路煙道的密封性和保證脫硫裝置發(fā)生故障時不影響煉油系統(tǒng)的正常運行的要求。

5.2.6監(jiān)測控制系統(tǒng)

煙氣脫硫系統(tǒng)控制部分將根據(jù)工藝專業(yè)和用戶提出的熱工檢測自動控制要求進行設計。該項目控制系統(tǒng)根據(jù)工藝要求分為以下幾個控制部分：反應塔核心控制部分、制漿系統(tǒng)控制等。

5.2.7系統(tǒng)平衡

脫硫系統(tǒng)需補充新鮮水用于清洗除霧器及機泵的降溫，其回流水完全滿足制漿用水，多余水排入池溝，相關的設備包括泵、閥門、池、攪拌器、管道都必須防腐。

6　實施效果

6.1該公司煉油煙氣脫硫凈化裝置，設計脫硫效率達90%，經(jīng)脫硫后每年減少SO2排放量約1838t，削減了SO2排放總量，改善了當?shù)卮髿猸h(huán)境，具有顯著的社會經(jīng)濟和環(huán)境效益。

6.2根據(jù)各種脫硫工藝的比較，考慮投資、運行費用、技術的成熟可靠性，采用旋流板塔濕法（雙堿法）煙氣脫硫工藝，減少系統(tǒng)投資，無外排水，灰渣可直接出售給水泥廠，無二次污染。

[1]張建斌,馬凱,李強等濕法煙氣脫硫技術.精細石油化工, 2004,3,24(2).

[2]嚴偉.淺談濕法煙氣脫硫技術.石河子科技,2014,4(2).

[3]周長麗.濕法煙氣脫硫技術的應用概述.凈煤技術,2006,12(3).作者簡介

謝莉（1987—），女，湖南湘潭人，研究生學歷，研究方向：環(huán)境工程咨詢、設計及環(huán)境監(jiān)測。