催化裝置脫硫脫硝設備的運行問題及對策

王海艦

摘 ?要：針對催化裝置脫硫脫硝設備，首先分析其經常發生的問題及其產生原因，然后在此基礎上提出有效的問題解決對策，以此為保證設備安全、可靠運行提供參考借鑒。

關鍵詞：催化裝置;脫硫脫硝設備;設備運行問題;問題解決對策

中圖分類號：X784 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）02-0123-02

Abstract： Aiming at the desulphurization and denitrification equipment of catalytic unit， this paper first analyzes the frequent problems and their causes， and then puts forward effective countermeasures to solve the problems， so as to provide reference for ensuring the safe and reliable operation of the equipment.

Keywords： catalytic unit; desulphurization and denitrification equipment; equipment operation problems; problem solving countermeasures

在煉油企業中，催化裂化為主要裝置之一，為滿足環保要求，需對催化煙氣進行脫硫脫硝處理，這就需要用到相應的脫硫脫硝設備。然而，脫硫脫硝設備實際運行情況并不樂觀，存在很多問題，影響脫硫脫硝效果。

1 催化裝置脫硫脫硝設備運行主要問題

1.1 脫硫塔

脫硫塔運行中產生問題的原因包含下列兩個方面：其一，襯里脫落導致管線被堵，或筒體因腐蝕而穿孔;其二，煙囪被腐蝕。

（1）脫硫塔由碳鋼與內襯復合材料組成，其中，內襯以噴涂聚脲為主，運行中經常產生脫落，使脫硫脫硝不得不停工，導致排放超出標準。導致內襯脫落的主要原因為：施工質量不合格，對塔內壁表面進行的處理沒有到位，或根本沒有處理，鋼板和涂料之間的結合較差;涂料自身有質量問題，在噴涂之后涂料產生明顯的分層，導致涂層脫落[1]。（2）因煙氣中含有一定量氯化氫和硫化氫，所以會造成一定程度的露點腐蝕。目前，煙囪一般使用304板，如果環焊縫焊接沒有達到質量要求，對復合層進行焊接的過程中產生錯邊，則煙氣將進入到板的內部，導致露點被腐蝕而產生泄漏。此外，如果內襯質量較差，在運行后不久將產生脫落，導致內層的鋼板被嚴重腐蝕。

1.2 管道與閥門

（1）為減少成本，很多企業采用碳鋼與內襯玻璃鋼作為管道材質。但是，玻璃鋼在溫度變化和低溫條件下容易發生脆斷，在運行時管道的內襯容易脫落，將過濾裝置堵塞;另外，管線在受力后將發生變形，導致泄漏和開裂。（2）刀閘閥作用在于對含有不同顆粒的漿液進行切斷。利用刀刃形狀的閘板對介質予以切割，相較于普通的閘閥，對密封面有著很高的要求，厚度一般較薄，因受到漿液當中含有的固體顆粒的持續影響，閥板開關力矩明顯增大，使開關異常。如今，刀閘閥已實現國產化，而有很多企業反映采用國產的刀閘閥有很多問題，如開關異常和傳力機構容易損壞[2]。

1.3 泵動設備

某些企業所用機泵的材質，其等級很低，容易被腐蝕。比如將氯化鋁作為絮凝劑，在溶液中含有的氯離子將對不銹鋼部件造成腐蝕，使葉輪不斷減薄，導致管道泄漏。又以某企業為例，其液下泵因振動相對較大，軸套被嚴重磨損，其運行周期一般不超過1.5個月。

1.4 鍋爐

催化裂化裝置中，一氧化碳焚燒爐通常采用微正壓操作，其設計壓力通常在8kPa左右，安裝脫硫裝置后，需降低1-4kPa的壓力。在這種情況下，需對原鍋爐實際承壓性能予以核算，同時進行有效的加固，否則將導致煙氣泄漏。以某企業為例，它在脫硫脫硝改造過程中，未對一氧化碳的焚燒爐實施同步改造。在運行過程中，爐壁表面產生裂縫，并出現腐蝕穿孔，導致煙氣大量泄漏，使排煙的溫度快速升高。又有一個企業在脫硝方面采用SCR技術，采用氨水作為還原劑，將其噴入到溫度在300℃-400℃范圍內的煙道中，受催化劑持續作用后，氨氣和氮氧化物發生反應，生成對環境和人體都沒有害處的水與氮氣。因氨氣的噴量相對較大，和煙氣當中的過氧化硫發生反應，生成大量的硫酸氫銨，導致省煤器中有大量銨鹽結垢。結垢后，余熱鍋爐運行效率降低，使排煙溫度明顯升高，并且粘結于內壁的硫酸氫銨還會加劇爐管腐蝕，縮短鍋爐整體使用壽命[3]。

1.5 電氣儀表

pH計的表頭一般都具有自沖洗功能，但實際的沖洗效果不盡理想，容易產生堵塞與結垢，導致測量結果不準確;另外，電除塵系統容易發生故障，實際的除塵效果較差。

1.6 其它設備

（1）對于真空帶式脫水裝置，其主要問題為故障率相對較高，原因為刷輥與托輥的損壞的速度較快，每個輥都需要在解體之后才可以為內軸加脂;對備件的要求有很多，某些部件每三個月就要換一次新[4]。（2）對于鼓式過濾器，屬于專利產品，它最大的問題在于濾芯的消耗極大，且更換需要很高的費用，某些企業光用于濾芯換新的費用就能達到50萬元以上。

2 催化裝置脫硫脫硝設備運行問題解決對策

2.1 做好工藝路線比選

（1）某廠對鍋爐煙氣設計采用SNCR法脫硝、半干法脫硫，實際效果良好，一般情況下，排煙中硫的含量不超過35mg/m3，氮氧化物的含量不超過50mg/m3，且粉塵實際排放量不超過5mg/m3，實現了預期的排放目標;另外，PM2.5實際脫除率不低于95%。現階段，該技術已經在很多試點中開始應用。（2）某廠的脫硫塔內壁嚴重沖蝕，產生穿孔，使煙氣拖尾，加之需對化肥制備系統予以整改，導致裝置多次停工。對此，將原采用的氨法更改成鈉法，經更改后的系統，其運行保持正常，但出現了一些新的問題，如懸浮物的實際排放量超出標準和外排廢水中含有大量的鹽。但通過適當的整改，可以有效解決上述問題[5]。（3）引入低氮燃燒技術，首先，對燃燒器進行適當的改造，減少煙氣當中氮氧化物實際排放量，降低煙氣氮氧化物實際處理要求。因燃燒器實際運行保持穩定，容易維護，所以能有效提高設備實際運行穩定性和可靠度。以某廠為例，通過對低氮燃燒器的引入，氮氧化物實際排放量能從改造前的95mg/m3減小到30mg/m3，效果十分顯著。

2.2 做好運行操作的優化

（1）針對目前常用的SCR技術，需對操作溫度進行嚴格控制，使其處于350℃-400℃的范圍內，保證脫硝效率，避免逃逸。在反應溫度較高的情況下，催化劑可能燒結，或產生結晶;而在溫度較低的情況下，催化劑具有的活性將由于硫酸銨的大量生成而減弱[6]。（2）某廠的氨氣噴嘴上有大量結垢，在清除這些結垢后，適當提高進風的溫度，使結垢現象明顯緩解。（3）通過適當的注堿，使煙囪器壁上的回流液體實際pH值不超過4.5，有效減弱了對煙囪造成的腐蝕。

2.3 更換易腐蝕處材質

（1）某廠的煙氣脫硫脫硝設備只投運五個月，其煙囪就產生腐蝕泄漏現象。該煙囪的材質采用復合板，板厚13mm。對腐蝕泄漏處實施定點測厚，結果顯示其周圍的厚度大幅減小，最薄處僅為5.5mm。導致腐蝕的原因是焊接操作不規范，質量不合格，煙氣與夾層接觸，產生露點腐蝕的現象。在之后的檢修過程中，對煙囪實施材質更換與升級，采用304不銹鋼。現在該煙囪的運行狀況良好。（2）某廠的綜合塔采用聚脲涂料，運行60d后，由于涂層大面積脫落不得不停工，脫落現象集中于M2孔以下2.5m到綜合塔的塔底。為此，修復過兩次，但每次都不超過3個月就產生大量脫落而停工。之后在檢修過程中予以改造，把容易產生脫落的部位，更換為不銹鋼材質，經更換后，現在的運行狀況良好[7]。（3）某廠的除塵急冷塔熱偶反復失靈，經檢查發現，導致失靈的原因為套管沖刷與腐蝕，導致熱偶絲直接暴露在外。熱偶的材質采用316L，需要與pH值只有1-2的催化劑漿液相接觸，在這種情況下，沖刷與腐蝕現象往往十分嚴重。對此，將護套的材質更換為Stellite合金，以此增強抗腐蝕性與抗磨性，更換后，運行狀況良好。（4）某廠的靜電除塵器由于陰極線反復斷裂導致運行異常。經檢查發現，陰極線的內芯采用20號鋼，用鉛制作外層。由于陰極線自身有缺陷，外層存在穿孔，使內芯和介質直接發生接觸，而內芯無法抵抗介質腐蝕，發生斷裂，無法抵抗設于底部的重錘，導致電場的實際分布無法達到均勻，最終使靜電除塵器無法正常工作。對此，需對所有陰極線進行更換，采用更高等級的2205雙相鋼。

2.4 強化運行維護

（1）某廠的刀閘閥開關十分困難，并伴有內漏，其產生原因為：閥體上用于緊固的螺栓過度預緊，導致筏板卡澀;閥道上積攢了大量的污垢，導致泄漏與卡澀。對此，可采取下列措施來解決：調整螺栓的預緊力;在預留接口中使用沖洗介質對閥道進行沖洗[8]。（2）某廠的洗滌塔煙囪有很大的晃動，擺動幅度最大可以達到100cm以上。通過調查，發現產生這一問題的原因為煙囪被腐蝕而穿孔。為保證設備的運行安全，需對腐蝕的位置實施貼板處理，并在塔以上30m處設置軸向破風翅片，經以上處理后，振幅大量減少，實際的運行狀況良好。

3 結束語

通過以上分析可知，對于催化裝置的脫硫脫硝設備，不僅在設計與制造方面存在先天缺陷，而且受操作、維護等方面因素的影響，使設備故障發生率普遍較高。對此，應在保證設備制造及安裝質量的前提下，對設備實際運行過程中出現的問題進行深入分析，不斷總結問題產生原因及解決對策，以此使設備能夠長時間的穩定、安全運行。

參考文獻：

[1]劉芳.焦化廠焦爐煙氣脫硫脫硝工藝技術分析[J].中國資源綜合利用，2019，37（09）：90-92.

[2]陳弓，鐘秦.大氣污染中化石燃料燃燒煙氣脫硫脫硝方法研究[J].化學工程師，2019，33（09）：47-51+85.

[3]馬文杰，孫道華.火電廠脫硝逃逸氨對脫硫系統及環境影響分析研究[J].環境科技，2019（05）：1-7.

[4]張云雷，梁大明，孫仲超，等.活性焦脫硫脫硝反應器的模擬及內構件的優化[J].潔凈煤技術，2015（11）：55-56.

[5]劉震.火電廠煙氣脫硫脫硝技術應用與節能環保[J].價值工程，2019，38（23）：169-170.

[6]喻波，鄒明，賈秀鳳.寧鋼燒結脫硫脫硝系統投運實踐[J].浙江冶金，2019（03）：58-60.

[7]劉有軍.焦爐煙氣脫硫脫硝脫白及煙囪熱備改造技術應用探討[J].化學工程與裝備，2019（08）：301-302+309.

[8]張慶文，常治鐵，劉莉，等.SDS干法脫硫及SCR中低溫脫硝技術在焦爐煙氣處理中的應用[J].化工裝備技術，2019，40（04）：14-18.