淺析制酸尾氣堵塞對脫硫脫硝中制酸工藝的影響

汲慶東 馬加

摘 要：介紹了高含塵量的煙氣易造成設備積垢多，阻力增大，管道易堵塞。一旦管道堵塞，需要停機檢修，造成生產停滯，成本增加。含有除塵灰的氣體一旦進入制酸系統會對管道造成堵塞，對生產造成嚴重的影響，同時也給清理工作帶來了巨大的不便。通過介紹邯鋼360 m2燒結機的制酸工藝，在實踐生產遇到的成品酸產量低的問題，通過假設并實際考察，發現制酸尾氣管部分堵塞，氣流不暢。這一問題在之前的檢修中從未出現過，嘗試各種方法后，通過增加旁通管道的方法解決，避免停機檢查，減少成本支出。今后要加強對煙氣雜質的控制，減少管道除塵灰的含量，有利于生產的穩定進行，設備的穩定運行。

關鍵詞：制酸；除塵灰；脫硫脫硝

ANALYSIS ON THE INFLUENCE OF ACID TAIL GAS CLOGGING ON ACID PRODUCTION PROCESS IN DESULFURIZATION AND DENITRIFICATION

Ji Qingdong? ? Ma Jia

（Hebei Iron and Steel Group Dahe Ring Handan Branch? ? Handan? ? 056001， China）

Abstract：High dust content of flue gas is easy to cause equipment scale and increase resistance， and pipeline is easy to block.Once the pipeline is blocked， it needs to stop for maintenance， resulting in production stagnation and cost increase.The gas containing dust removal ash once enters the acid production system will cause blockage to the pipeline， which has a serious impact on production， and also brings great inconvenience to the cleaning work.This paper introduces the acid production process of 360 m2 sintering machine of Hansteel， and the problem of low production yield of finished acid encountered in practice. The author， through hypothesis and actual investigation， found that the acid production tail pipe was partially blocked， and the airflow was not smooth.This problem has never occurred in the previous maintenance， and the author tried various methods to solve it by increasing the bypass pipe， avoiding shutdown inspection and reducing costs.In the future， we should strengthen the control of flue gas impurities and reduce the content of dust removal ash in the pipeline， which is conducive to the stable production and stable operation of the equipment.

Key words： acid production; dust removal ash; desulfurization and denitrification

0? ? 前? ? 言

目前，燒結煙氣活性炭脫硫脫硝技術已在煉鐵廠逐步成熟，在投產過程中高含塵煙氣會影響脫硫脫硝效果，制酸工藝的產品濃度和產量，甚至會造成設備堵塞，增加壓損，逼停系統，造成生產停滯。在實際投產過程中，第一次發現在制酸工藝系統正常運行但是濃硫酸產量低的現象，經假設分析并實際檢驗發現尾氣管堵塞。高含塵煙氣會影響脫硫脫硝的效果，導致制酸工藝設備堵塞。

1? ? 系統原理

活性炭選擇性催化還原專利技術（CSCR）中，來自燒結機主抽風機的煙氣經過變頻增壓后進入吸附塔脫硫床層脫硫，然后在脫硫床層后中間氣室與氣態氨水混合進行脫硝，煙氣中攜帶的污染物從下至上穿過吸附塔，活性炭層則從塔頂向下依次通過脫硝段和脫硫段再流出，兩者逆向吸附或催化反應生成無害物質，達到排放標準后通過主煙囪排入大氣。

其中CSCR制酸工藝，就是將活性炭在解析塔里解吸產生的富含SO2氣體輸送至制酸系統，用來制取副產品98%濃硫酸，其剩余制酸尾氣再返回CSCR系統尾氣綜合治理裝置進一步做處理[1]。該系統主要包括煙氣凈化工段（濕法）、轉化工段、干吸及成品工段以及配套的公輔工程等，制酸工藝簡圖如圖1。

吸附過后的活性炭經鏈斗機傳送至解析塔內，通過高溫加熱的方法使吸附在活性炭上的SO2解析出來，來自活性炭在解析塔里解吸的煙氣約400 ℃左右，高溫高含塵煙氣經過煙氣凈化工段進行洗滌，通過第一、第二動力波洗滌器洗滌掉大部分HF、HCL等雜質，再進填料洗滌塔進行進一步洗滌、降溫，再經過一、二級電除霧器除去雜質，凈化后的煙氣送往干燥塔。SRG煙氣經干燥塔及冷卻循環槽后進入轉化工，在釩觸媒的催化作用下煙氣中的SO2轉化為SO3，通過一、二吸收塔進行干吸生成成品98%濃硫酸。出二吸塔的制酸尾氣返回制酸系統進一步做循環脫硫處理，無制酸尾氣向大氣中直排。

由于從燒結機主抽風機過來的煙氣內含有除塵灰，當除塵灰進入系統后使其活性炭吸附后解析出來的富硫氣體內也附帶了除塵灰以及活性炭粉，活性炭粉易被清洗但除塵灰不易被去除，會粘附設備，當溫度過低使會導致管體的板結。

2? ? 高含塵煙氣對制酸工藝的影響

在脫硫脫硝生產工藝中，高含塵煙氣會對酸系統造成管道內部積塵增加、產生積泥、壓損增大、設備堵塞，若積灰嚴重會導致停機，增加運行成本和檢修難度。

高含塵煙氣會使管道積塵增加，煙氣有效通過面積減小，有效輸送能力降低，增加管道堆積壓力。高含塵煙氣會使凈化工段的循環酸含固增加，堵塞凈化工段噴頭，易在洗滌塔內形成積泥結垢，凈化除塵和降溫效率降低。煙氣會攜帶大量酸泥進入電除霧器，致使電除霧器積泥嚴重，產生故障[2]。在轉化工段內的板式換熱器酸道積泥會造成換熱效率低，在催化劑表面積泥，嚴重的會與催化劑發生板結，催化劑活性降低，阻力變大。含大量酸泥的煙氣進入干吸工段的干燥塔使得干燥效率低，吸收塔產酸低。設備一旦堵塞，需要整體停機檢修，設備內部堵塞，需要停機檢查哪里堵塞，并進行清理，清理的酸泥產生的酸性廢水需要進行中和，才能排放，導致增加運行成本和檢修難度。

隨著系統使用時間的延長，因內部積料、腐蝕等原因，會導致成品酸產出率逐步下降。在制酸生產運行中，實踐發現一個問題：隨著制酸轉化塔壓力逐步上升，發現二吸酸循環槽罐體的硫酸小漏斗向外噴酸，再到一吸酸循環槽罐體的硫酸小漏斗向外噴酸。在循環槽往外噴酸的情況下，制酸工段仍然可以產生低產量的濃硫酸，即每日高氣濃的情況下產生的濃硫酸較少。

3? ? 問題處理與改進

為探尋脫硫脫硝運行導致制酸量少的原因，針對該問題進行實地調研，提出兩種假設：

假設一：制酸設備內部堵塞，需停機檢查。

假設二：制酸設備外部，比如制酸尾氣管堵塞，無需停機檢查。

先嘗試U形管壓差管測量壓力。測得二吸進口壓力8.7，四換出口壓力值為8.8，檢測尾氣管道壓力顯示8.5左右。檢驗結果假設一未堵塞。

由于U型管的溶劑是水，會和SO2反應影響測量結果，同時因地理位置影響，操作不便影響U型管并不垂直，導致壓力數據不準確，無法進行參考。再次嘗試壓力表進行測量，最大量程為10 kPa。二吸口壓力為10 kPa，測量三換入口時的壓力時超量程顯示10 kPa，測量二吸的進口和四換出口壓力為10 kPa，測量二吸出口壓力為9.5 kPa。兩次嘗試判斷轉化段內部沒有堵塞，假設一不成立。

制酸尾氣管是將把沒有轉化完的SO2進行進一步處理，通過管道重新打回到5 m煙道內進行再吸收解析。由于問題發生在冬天，外界溫度過低會影響紅外線熱感機器的檢測結果。若要檢查尾氣管是否堵塞還可以通過最原始方法，即“敲擊管道”進行檢查，但該管道都是高空假設，距地面位置較高，且管道直徑為480 mm，若要進行敲擊作業則需要架設吊架、跳板，對人工作業難度系數過大，施工難度較大，且存在一定的安全隱患。

經過研討決定采取該措施：在制酸尾氣管道各個平臺處對管壁進行打孔，再用U型管檢測實際壓力。結果發現在檢測管道前部壓力為正壓8.8 kPa，在檢發現管道外壁打孔檢測壓力為零壓力。又往后2 m處進行打孔，出現負壓。由于壓力不同，判定此孔往前彎頭處管道堵塞，假設二成立，隨后在彎頭處開孔檢查，發現管道已被異物堵住。如圖2。

對管壁進行了200 mm × 250 mm的開孔，發現尾氣管彎頭處已完全堵死，堵塞厚度未知，而且異物非常堅硬。人力無法對其進行清理，采用風鎬以及電鎬對其進行破碎，但也只能局部打碎。同時制酸尾氣管里存有的SO2散發的刺激性氣味，對清理異物工作造成了很大的不便。由于高壓水槍只能疏通直徑為200 mm的管道，而制酸尾氣管道直徑為480 mm，若采用高壓水槍打通，工作難度大且后期塵灰還有可能會堵塞尾氣管。為徹底解決問題，在清理完后對管道進行了改造，對其增加旁通，如圖3。

增加旁通管道后，轉化塔壓力正常，一吸酸循環槽硫酸小漏斗以及二吸酸循環槽硫酸小漏斗也恢復了正常。增加旁通管道，減少后期出現故障的可能性，有效提高了檢維修作業的效率，縮短了作業時間，避免設備的長時間停機，降低了生產成本和故障率，為設備的穩定運行提供了條件。

4? ? 分析塵灰

將尾氣管內清理出的固體進行化驗。化驗結果如表1，其中元素和成分對應，元素含量高的有S、Fe、K、Cl。因為本次檢查清理未停車，制酸工藝的尾氣管里的SO2、SO3含量最多。Fe含量較多在于燒結煙氣是燒結鐵礦的產生的煙氣含硫會對內部鐵管造成一定的腐蝕。

5? ? 結? ? 論

對脫硫脫硝系統運行中常見的故障及系統的不足進行分析、總結，并針對各類故障、不足之處提出相應的改進方法，能夠有效降低設備故障率，確保環保設備系統的穩定運行，具有良好的社會效益，為同類設備故障處理提供參考[3]。

含有塵灰的煙氣體進入制酸系統，多余的含硫氣體通過硫酸尾氣管道再次回到風機前參與系統的吸附解析工作，長時間富含塵灰的氣體進入管道會導致管道的堵塞。由于之前尾氣管從未堵塞，通過此次的事情，為以后工作累積了經驗。塵灰一旦進入制酸系統會對管道造成堵塞，對生產造成嚴重的影響，同時也給清理工作帶來了巨大的不便。定期的檢修和清理工作可以有效減少管道煙塵灰的含量，有利于生產的穩定進行，設備的穩定運行。

參考文獻

[1]? ? 傅文娟. 淺談某燒結機活性焦煙氣脫硫脫硝工程的優化改善[J].山東化工，2022，51（21）：158-159+165.

[2]? ? 姜子燕，彭國華，楊會，等. 高含塵冶煉煙氣對制酸系統的影響及應對措施[J].硫酸工業，2020（11）：27-29.

[3]? ? 劉振國，韓瑞飛. 焦爐煙氣脫硫脫硝常見故障處理[J].設備管理與維修，2022（3）：86-88.