催化煙氣脫硫外排水COD超標原因分析及處理措施

李玉平，張興剛，付滿平

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

催化煙氣脫硫外排水COD超標原因分析及處理措施

李玉平，張興剛，付滿平

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

本文主要論述了催化煙氣脫硫外排水COD超標原因，主要有堿液注入量存在偏差、絮凝劑泵故障和氧化罐曝氣器風量不足等三個原因，并制定實施了相應的處理措施，經過數據分析和結果討論，發現處理措施的落實，顯著的提高了外排水COD達標率，達到了預期效果。

催化煙氣脫硫外排水COD；絮凝劑泵；氧化罐曝氣器

隨著煉油工業的發展和國家對環保工作的重視，煙氣脫硫裝置作為催化裂化裝置中的環保裝置就顯得越來越重要。煙氣脫硫裝置主要是將催化裂化過程中產生的煙氣處理符合環保指標后排放，同時對產生的廢水進行處理，確保其COD等指標合格，實現達標排放。寧夏石化公司煉油廠260×104t/a催化煙氣脫硫裝置于2013年12月9日開工試運行，該裝置是國內首次采用ExxonMobil公司的噴射文丘里（JEV）濕氣洗滌系統（以下簡稱WGS）。WGS系統主要分為兩部分：脫硫洗滌塔部分及排液處理部分。

催化煙氣以水平方式進入噴射文丘里管，煙氣與循環液以切線方式進入洗滌塔，氣體經煙囪塔盤分液后排入大氣。設置洗滌塔循環泵，將循環液自塔底抽出，分為兩路，一路送至各文丘里管噴射器入口，吸收煙氣中的SO2、顆粒物等雜質。另一路與絮凝劑混合后，送至澄清器，顆粒物在澄清器內沉降，污泥自澄清器底部排出，經污泥泵增壓后送至板框式過濾機中，脫水后污泥作為危廢外送處置。澄清器頂部的清液自流送至氧化罐中，氧化罐內的液體經污水循環泵抽出，與堿液混合后，返回至氧化罐內，在氧化噴嘴處與空氣充分混合后排至氧化罐底部，利用氧氣將污水中的亞硫酸鹽氧化為硫酸鹽，以降低污水的COD，滿足直排污水的要求。氧化后的污水自氧化罐罐頂溢流，送至外排污水緩沖罐，罐內的污水經污水外排泵增壓送出裝置。

目前，煙氣脫硫裝置實際運行中仍然存在外排水COD達標率不高的問題，超過工藝指標120 mg/L，導致煉油裝置環保指標不合格，影響了催化煙氣脫硫裝置平穩安全運行。經過對操作參數對比分析及裝置現場實際情況的排查，判斷出了導致外排水COD超標的原因，并制定實施了相應的措施，取得了顯著效果。

1 原因分析

1.1 堿液注入量存在偏差

煙脫洗滌塔和氧化罐注入的堿液都是為了將SO2等酸性物質轉化為亞硫酸鹽，然后在氧化罐內與氧氣反應轉化為硫酸鹽，從而降低污水中的COD。若堿液注入量存在偏差，實際注入量小于需求量，或者是堿液濃度未達到工藝要求濃度，將會影響SO2等酸性物質的全部轉化，從而導致外排水COD超標。這是控制外排水COD合格的先決條件。

1.2 絮凝劑泵故障

絮凝劑的加入主要是為了將循環液中的固體物質聚集起來，在澄清器中沉降后送至板框式壓濾機壓濾成污泥外送，濾液返回澄清器送至氧化罐氧化后外送。若絮凝劑泵故障或運行不穩將導致循環液中固體物質聚集效果不好，固體物質在澄清器中沉降較差，從而使外排水中固含量升高，則會加劇外排水中耗氧物質的增加，在氧化罐其他操作條件不變時，則會導致外排水COD超標。

1.3 氧化罐曝氣器風量不足

澄清器頂部的清液自流送至氧化罐內先與堿液反應將SO2等酸性物質轉化為亞硫酸鹽，然后在氧化噴嘴處與空氣充分混合后排至氧化罐底部，利用氧氣將污水中的亞硫酸鹽轉化為硫酸鹽，以降低外排水的COD。本裝置采用設置氧化罐風機的方法，將空氣增壓后送至氧化罐噴嘴處，與循環液一起噴至氧化罐內。若氧化罐曝氣器風量不足，則氧化罐內提供的氧氣量不足，導致亞硫酸鹽不能全部轉化為硫酸鹽，從而使污水中耗氧物質含量較高，進而導致外排水COD不合格。這是控制外排水COD的最主要手段。

2 措施與實施

2.1 確保堿液充足，堿液濃度符合工藝要求

通過調查發現本周期裝置耗堿量增多，特別是2016年12月1日發生的外排煙氣SO2超標的問題，與當班崗位人員了解情況，查看DCS歷史趨勢，分析原因是由于注堿泵P707故障，煙氣洗滌塔和氧化罐注堿量降低所致，從而導致SO2轉化不徹底，進而使外排水COD不合格。因此要求外操加強巡檢，保證機泵的正常運轉，內操認真監盤，確保煙氣洗滌塔和氧化罐注堿量在工藝指標范圍內，滿足其耗堿量。同時與化驗保持聯系，監控好堿液濃度，確保堿液濃度符合工藝要求，從而保證系統pH控制合格，SO2等酸性物質的完全轉化，外排水COD達標。

2.2 絮凝劑泵改造

經過現場查驗，并與崗位人員溝通，發現絮凝劑泵存在計量不準，運行不穩的問題，經常出現絮凝劑無法注入的情況，進而影響固體物質的沉降和脫出。鑒于此，對絮凝劑泵進行改造，改用計量較好，運行工況更穩定的絮凝劑泵。同時加強設備管理，保證澄清器系統平穩運行，確保絮凝劑均勻、連續注入澄清器系統。

2.3 氧化罐曝氣設施改造

針對本周期煙氣量顯著增大暴露出的外排水COD持續偏高超標，同時查看DCS歷史趨勢，初步判斷是由于氧化罐中亞硫酸鹽等耗氧物質增加而供氧量不足，導致外排水中的亞硫酸鹽轉化不完全，造成外排水COD偏高。因此，對氧化罐進行改造，在罐底增設了兩組自制的樹枝狀曝氣管，通入工藝風，借以增加氧化罐曝氣量，通過對氧化罐改造，外排水COD得到了控制，有了明顯下降，達到了設計指標。

3 結果討論及操作要求

圖1 2015年外排水COD數據

經過以上幾項措施的實施，煙氣脫硫裝置外排水COD得到了有效的控制，達標率顯著提高。2015年1月至10月外排水COD數據（見圖1），其中1月至3月是措施實施前的外排水COD數據，由圖1可以看出外排水COD數據波動較大且超標嚴重，最高甚至達到200 mg/L以上。而4月以后為改造措施落實后的COD數據，可見外排水COD數據都在較小范圍內波動，且都小于120 mg/L，符合工藝設計要求，達到了改造的預期目標（見圖1）。

此外，為了避免外排水COD較大范圍的波動和超標，同時結合已有經驗，還制定了以下操作要求：對于采取的臨時措施，如洗滌塔水系統置換、氧化罐風機單/雙運行模式切換等操作，要以小指標的形式下發至崗位執行，收集操作及分析數據來進一步指導操作；及時根據操作參數及分析數據變化，下發操作指南對崗位提供操作指導，對經過實踐檢驗的行之有效的操作思路及參數控制固化下來，循序漸進地推進整體工作，環保指標達標率穩步提高。

4 結語

寧夏石化公司煉油廠260×104t/a催化煙氣脫硫裝置作為國內首次采用ExxonMobil公司的噴射文丘里濕氣洗滌系統，通過對現有設備進行改造，不但解決了實際生產問題而且提高了煉油裝置的環保指標，保證了催化煙氣脫硫裝置平穩安全運行，為以后國內同類裝置的操作提供參考和借鑒價值，為煉油工業的綠色發展作出貢獻。

The cause analysis and treatment of excessive COD in the external drainage of FCC flue gas desulfurization

LI Yuping，ZHANG Xinggang，FU Manping
（PetroChina Ningxia Petrochemical Company，Yinchuan Ningxia 750026，China）

Three factors,including the amount of alkali injection,the failure of the flocculant pump and the insufficient air flow of the oxidation tank aerator were identified as the reasons for the excessive COD in the external drainage of FCC flue gas desulfurization,and the treatment measures were made and implemented.The data analysis and the results indicated that the implementation of the measures significantly improved the external drainage COD compliance rate,achieving the desired results.

external drainage COD of FCC flue gas desulfurization；flocculant pump；oxidation tank aerator

TE966

A

1673-5285（2017）07-0130-03

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.07.030

2017－05-30