煙氣脫硝除塵脫硫裝置存在問題分析與改進探究

袁海燕

【摘??要】在我國為了有效促進經(jīng)濟的快速發(fā)展，對能源的使用率非常大。其中能源基本上都來源于煤炭的燃燒，但不可忽視的是煤炭燃燒必然產(chǎn)生各種有害氣體，如NO、NO2、SO2等，這些氣體進入空氣會對自然環(huán)境以及人體產(chǎn)生污染和危害。因此，經(jīng)過各專業(yè)研究人員的努力，煙氣脫硝除塵脫硫裝置在凈化煤炭燃燒后的煙氣問題中發(fā)揮了重要的作用。但受限于我國當(dāng)前的裝置設(shè)計能力，煙氣脫硝除塵脫硫裝置在使用過程中仍然存在諸多問題，需要提出并進行改進探究。

【關(guān)鍵詞】煙氣脫硝除塵脫硫裝置;問題分析;改進探究

引言

近年來人們的生活質(zhì)量與日俱增，也對直接影響自身健康狀況生活環(huán)境的質(zhì)量更加嚴(yán)格，對其中出現(xiàn)的問題也更加重視。很多電廠和化工廠都采用燃燒煤炭作為第一能源進行使用，燃燒就必然產(chǎn)生各種對空氣有害的氣體。因此，脫硝除塵和脫硫技術(shù)在工廠中非常關(guān)鍵。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和化工工藝的不斷探索，我國在煙氣脫硝除塵和脫硫技術(shù)使用方面成效顯著。在本文的研究中作者對其中的技術(shù)進行詳細的分析，找出其中出現(xiàn)的問題，并提出對應(yīng)的措施。

一、煙氣脫硝除塵脫硫裝置存在的問題分析

脫硫脫硝目前有兩個方面的區(qū)別：首先是脫除物質(zhì)不一樣，因此處理的工藝和所需藥劑不同;其次，脫硫工藝目前相對成熟，而脫硝工藝還在改進中。因此，整個煙氣脫硝除塵脫硫裝置存在的問題主要集中在脫硝除塵方面。

（一）脫硝除塵工藝中存在的問題

1.爐內(nèi)脫硝的腐蝕問題

現(xiàn)代化的脫硝工藝中需要在爐內(nèi)加裝選擇性催化還原技術(shù)（SCR）裝置，從而對省煤器的運行產(chǎn)生一定的影響。具體表現(xiàn)在使用安裝SCR系統(tǒng)的脫硝工藝運行過程中煙氣在各種催化劑的作用下形成高濃度的三氧化硫（SO3），其和煙氣中的氨氣（NH3）在爐內(nèi)發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)，生成硫酸氫氨（NH4HSO4）。這種處于液體狀態(tài)的NH4HSO4能將進入爐內(nèi)的飛灰大量捕捉，并與其粒子有效結(jié)合，從而在爐內(nèi)的傳熱零件中以融鹽狀的形式堆積，最終引起省煤器發(fā)生腐蝕或者被灰塵堵住，使省煤器及其相關(guān)機器無法正常運作。

2.催化劑出現(xiàn)堵灰問題

在煙氣進入脫硝除塵裝置的過程中需要在煙氣中添加一定的催化劑，使煙氣中的各種成分與其發(fā)生反應(yīng)進行沉降。以蜂窩式的催化劑為例，在使用中有可能引發(fā)整個裝置出現(xiàn)堵灰問題。具體的原因可能有：一是催化劑選擇不合理，如孔徑過小，不利于過大顆粒灰塵的良好通過;二是裝置內(nèi)的吹灰裝置設(shè)計在工作時出現(xiàn)滯后，沒有及時開展吹掃工作;三是裝置系統(tǒng)設(shè)計存在一定的不合理問題，使催化劑反應(yīng)場所的流場不夠均勻，出現(xiàn)煙氣渦流區(qū)域。這樣進入裝置內(nèi)的煙氣可能出現(xiàn)逆流，在一段時間的運行后就會在催化劑孔中掛灰并堆積。

（二）脫硫工藝中存在的問題

當(dāng)前國內(nèi)各種石化企業(yè)都根據(jù)自身生產(chǎn)情況安裝了煙氣脫硝除塵脫硫裝置，各裝置在脫硫工藝中也都會出現(xiàn)一定的腐蝕問題，但不同裝置其腐蝕位置存在差異。通過調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)煙氣脫硝除塵脫硫裝置在脫硫工藝中發(fā)生腐蝕的位置大多包含脫硫塔入口位置、靜電除霧器位置、吸收塔頂端以及排煙筒位置等。具體的腐蝕反應(yīng)主要有：

1.在脫硫塔入口位置也就是煙道入口及煙道經(jīng)常出現(xiàn)稀硫酸腐蝕

該位置流經(jīng)的煙氣溫度較高，進入干濕界面時高溫?zé)煔夂臀账械臐{液接觸發(fā)生冷卻，其中的硫化物質(zhì)會溶解到漿液中，并在裝置表面結(jié)露，這些溶液屬于強酸溶液。長時間的運行過程中裝置內(nèi)環(huán)境變差，繼而腐蝕不銹鋼裝置。

2.靜電除霧器位置出現(xiàn)腐蝕

很多煙氣中都含有大量的SO3氣體和水蒸氣，通過除塵裝置的過程中兩者經(jīng)常發(fā)生反應(yīng)，形成一定的硫酸溶膠，從而為去除硫化氣體增加難度。所以需要靜電除霧器將這些物質(zhì)集中捕集，從而對裝置產(chǎn)生較為嚴(yán)重的腐蝕。

3.吸收塔頂端以及排煙筒位置的腐蝕

如上文所言，經(jīng)過脫硫裝置的脫除工作后，煙氣中的絕大多數(shù)二氧化硫氣體都被有效脫除。但三氧化硫和水蒸氣反應(yīng)形成的氣溶性膠狀物質(zhì)依舊難以脫除，大多數(shù)的脫除率不足一半，從而在流經(jīng)吸收塔頂端和排煙筒時會在其內(nèi)壁形成稀硫酸，最終導(dǎo)致吸收塔頂端和排煙筒被硫酸腐蝕。

二、煙氣脫硝除塵脫硫裝置改進探究

從整體上看，我國石化企業(yè)的煙氣脫硝除塵脫硫裝置使用效果顯著，其中可能出現(xiàn)的堵灰和腐蝕問題也都發(fā)生在局部位置。不管是脫硝除塵工藝還是脫硫工藝出現(xiàn)的問題，其原因基本上可以概括為三點：腐蝕環(huán)境比較復(fù)雜、裝置相關(guān)結(jié)構(gòu)的設(shè)計不夠科學(xué)合理，在脫硫除塵工作中相關(guān)介質(zhì)中含有的腐蝕性物質(zhì)過多。針對這些原因應(yīng)該有針對性的提出相關(guān)防護措施。

（一）脫硝除塵工藝問題的改進措施

首先，對于加裝選擇性催化還原技術(shù)的省煤器裝置中出現(xiàn)的腐蝕問題，其解決方式可以選擇有效避免SO3和NH3發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。具體表現(xiàn)在采取一定的手段加大對SO3轉(zhuǎn)化率的控制，以及避免NH3的過分逃逸。此外，工作人員可以選擇搪瓷元件作為省煤裝置的傳熱器，這樣有利于各種化學(xué)反應(yīng)物的堆積，從而對良好的吹灰和灰塵清洗工作起到促進作用。

其次，對于催化劑的堵灰問題。企業(yè)應(yīng)針對不同燃煤的種類挑選合適的催化劑孔徑;同時在裝置中安裝良好的、反應(yīng)靈敏的吹灰系統(tǒng);為了保證具體的工作效率企業(yè)有必要在實際工作前進行一定的模擬實驗，保證催化劑中流場持續(xù)均勻，不會再出現(xiàn)因為煙氣逆流而造成的積灰問題。

（二）脫硫工藝中腐蝕問題的改進措施

第一，對于在脫硫塔入口位置也就是煙道入口及煙道經(jīng)常出現(xiàn)的稀硫酸腐蝕問題應(yīng)該采用科學(xué)的方式對煙氣入口段的長度進行重新優(yōu)化設(shè)計，使優(yōu)化后的干濕交替區(qū)避免過分延長到煙道位置。此外，對于煙道的選擇也應(yīng)該選擇更加合適的合金材料，如成分優(yōu)良的不銹鋼。在煙氣進入脫硫塔前，為了避免高溫與濕氣相遇的強烈反應(yīng)也應(yīng)該采取一定的降溫措施，控制煙氣進入入口的溫度不要過高。

第二，對于靜電除霧器位置出現(xiàn)的腐蝕問題主要是生成的稀硫酸腐蝕以及電解腐蝕。因此，有必要根據(jù)實際的煙氣成分分析狀況，一方面可以更換更合適的陰極線材料，當(dāng)前使用較多的為C-276。另一方面也可以采用無陰極固定器設(shè)計結(jié)構(gòu)。

第三，對于吸收塔頂端以及排煙筒位置的腐蝕問題，其主要的優(yōu)化方案也是進行工藝使用材料的優(yōu)化更換。對于不同種類型的吸收塔中的兩種除霧器，其中的有靜種類消泡器噴淋管可選擇不銹鋼，無靜電種類可以選擇整體玻璃鋼。針對排煙筒材料的選用則可優(yōu)先選用型號為304L的不銹鋼管或者型號為316L的不銹鋼復(fù)合板制作成排煙筒。

三、結(jié)束語

我國作為一個工業(yè)大國，對煤炭的各種使用和探索工作的步伐不會停止，因而對燃煤產(chǎn)生的各種污染物的清除和轉(zhuǎn)化工作亦需要不斷強化。煙氣脫硝除塵裝置對各種污染物的排放轉(zhuǎn)化工作至關(guān)重要，也對有效改善我國大氣質(zhì)量起著積極的促進作用。本文通過詳細研究了解該裝置存在的各種問題，并提出有效的改進措施，希望能在今后更好的發(fā)揮煙氣脫硝除塵脫硫裝置的作用。

參考文獻：

[1]韓永富，張海紅.煙氣脫硫脫硝一體化工藝研究與工程應(yīng)用進展[J].廣州化工，2010，038（001）：33-35.

[2]顧亞萍，楊江，費月秋，et?al.平板玻璃爐窯脫硝除塵工藝的幾個典型問題分析?[J].廣州化工，2014，000（012）：196-198.

[3]許國，寧佐，白云，et?al.煙氣脫硝除塵脫硫裝置存在問題分析與%Analysis?and?Improvement?of?Problems?in?Flue?Gas?Denitrification，Desulfurization?and?Dust?Removal?Unit[J].中外能源，2018，023（011）：89-94.

[4]呂品，李學(xué)翔，王志強.催化煙氣脫硫脫硝裝置運行效果分析[C]//?“雙盾環(huán)境杯”第四屆全國煙氣脫硫脫硝及除塵除汞技術(shù)年會（2016）.0.

（作者單位：昆岳互聯(lián)環(huán)境技術(shù)（江蘇）有限公司）