催化煙氣脫硫外排水COD超標(biāo)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(biāo)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(biāo)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(fēng)量不足等三個原因，并制定實(shí)施了相應(yīng)的處理措施，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析和結(jié)果討論，發(fā)現(xiàn)處理措施的落實(shí)，顯著的提高了外排水COD達(dá)標(biāo)率，達(dá)到了預(yù)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(yè)的發(fā)展和國家對環(huán)保工作的重視，煙氣脫硫裝置作為催化裂化裝置中的環(huán)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(chǎn)生的煙氣處理符合環(huán)保指標(biāo)后排放，同時(shí)對產(chǎn)生的廢水進(jìn)行處理，確保其COD等指標(biāo)合格，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)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(yùn)行，該裝置是國內(nèi)首次采用ExxonMobil公司的噴射文丘里（JEV）濕氣洗滌系統(tǒng)（以下簡稱WGS）。WGS系統(tǒng)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(jìn)入噴射文丘里管，煙氣與循環(huán)液以切線方式進(jìn)入洗滌塔，氣體經(jīng)煙囪塔盤分液后排入大氣。設(shè)置洗滌塔循環(huán)泵，將循環(huán)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(zhì)。另一路與絮凝劑混合后，送至澄清器，顆粒物在澄清器內(nèi)沉降，污泥自澄清器底部排出，經(jīng)污泥泵增壓后送至板框式過濾機(jī)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(nèi)的液體經(jīng)污水循環(huán)泵抽出，與堿液混合后，返回至氧化罐內(nèi)，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(nèi)的污水經(jīng)污水外排泵增壓送出裝置。

目前，煙氣脫硫裝置實(shí)際運(yùn)行中仍然存在外排水COD達(dá)標(biāo)率不高的問題，超過工藝指標(biāo)120 mg/L，導(dǎo)致煉油裝置環(huán)保指標(biāo)不合格，影響了催化煙氣脫硫裝置平穩(wěn)安全運(yùn)行。經(jīng)過對操作參數(shù)對比分析及裝置現(xiàn)場實(shí)際情況的排查，判斷出了導(dǎo)致外排水COD超標(biāo)的原因，并制定實(shí)施了相應(yīng)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(zhì)轉(zhuǎn)化為亞硫酸鹽，然后在氧化罐內(nèi)與氧氣反應(yīng)轉(zhuǎn)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(shí)際注入量小于需求量，或者是堿液濃度未達(dá)到工藝要求濃度，將會影響SO2等酸性物質(zhì)的全部轉(zhuǎn)化，從而導(dǎo)致外排水COD超標(biāo)。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(huán)液中的固體物質(zhì)聚集起來，在澄清器中沉降后送至板框式壓濾機(jī)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(yùn)行不穩(wěn)將導(dǎo)致循環(huán)液中固體物質(zhì)聚集效果不好，固體物質(zhì)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(zhì)的增加，在氧化罐其他操作條件不變時(shí)，則會導(dǎo)致外排水COD超標(biāo)。

1.3 氧化罐曝氣器風(fēng)量不足

澄清器頂部的清液自流送至氧化罐內(nèi)先與堿液反應(yīng)將SO2等酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化為硫酸鹽，以降低外排水的COD。本裝置采用設(shè)置氧化罐風(fēng)機(jī)的方法，將空氣增壓后送至氧化罐噴嘴處，與循環(huán)液一起噴至氧化罐內(nèi)。若氧化罐曝氣器風(fēng)量不足，則氧化罐內(nèi)提供的氧氣量不足，導(dǎo)致亞硫酸鹽不能全部轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，從而使污水中耗氧物質(zhì)含量較高，進(jìn)而導(dǎo)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(shí)施

2.1 確保堿液充足，堿液濃度符合工藝要求

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)本周期裝置耗堿量增多，特別是2016年12月1日發(fā)生的外排煙氣SO2超標(biāo)的問題，與當(dāng)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(dǎo)致SO2轉(zhuǎn)化不徹底，進(jìn)而使外排水COD不合格。因此要求外操加強(qiáng)巡檢，保證機(jī)泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，內(nèi)操認(rèn)真監(jiān)盤，確保煙氣洗滌塔和氧化罐注堿量在工藝指標(biāo)范圍內(nèi)，滿足其耗堿量。同時(shí)與化驗(yàn)保持聯(lián)系，監(jiān)控好堿液濃度，確保堿液濃度符合工藝要求，從而保證系統(tǒng)pH控制合格，SO2等酸性物質(zhì)的完全轉(zhuǎn)化，外排水COD達(dá)標(biāo)。

2.2 絮凝劑泵改造

經(jīng)過現(xiàn)場查驗(yàn)，并與崗位人員溝通，發(fā)現(xiàn)絮凝劑泵存在計(jì)量不準(zhǔn)，運(yùn)行不穩(wěn)的問題，經(jīng)常出現(xiàn)絮凝劑無法注入的情況，進(jìn)而影響固體物質(zhì)的沉降和脫出。鑒于此，對絮凝劑泵進(jìn)行改造，改用計(jì)量較好，運(yùn)行工況更穩(wěn)定的絮凝劑泵。同時(shí)加強(qiáng)設(shè)備管理，保證澄清器系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行，確保絮凝劑均勻、連續(xù)注入澄清器系統(tǒng)。

2.3 氧化罐曝氣設(shè)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(xù)偏高超標(biāo)，同時(shí)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(zhì)增加而供氧量不足，導(dǎo)致外排水中的亞硫酸鹽轉(zhuǎn)化不完全，造成外排水COD偏高。因此，對氧化罐進(jìn)行改造，在罐底增設(shè)了兩組自制的樹枝狀曝氣管，通入工藝風(fēng)，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(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)。

3 結(jié)果討論及操作要求

圖1 2015年外排水COD數(shù)據(jù)

經(jīng)過以上幾項(xiàng)措施的實(shí)施，煙氣脫硫裝置外排水COD得到了有效的控制，達(dá)標(biāo)率顯著提高。2015年1月至10月外排水COD數(shù)據(jù)（見圖1），其中1月至3月是措施實(shí)施前的外排水COD數(shù)據(jù)，由圖1可以看出外排水COD數(shù)據(jù)波動較大且超標(biāo)嚴(yán)重，最高甚至達(dá)到200 mg/L以上。而4月以后為改造措施落實(shí)后的COD數(shù)據(jù)，可見外排水COD數(shù)據(jù)都在較小范圍內(nèi)波動，且都小于120 mg/L，符合工藝設(shè)計(jì)要求，達(dá)到了改造的預(yù)期目標(biāo)（見圖1）。

此外，為了避免外排水COD較大范圍的波動和超標(biāo)，同時(shí)結(jié)合已有經(jīng)驗(yàn)，還制定了以下操作要求：對于采取的臨時(shí)措施，如洗滌塔水系統(tǒng)置換、氧化罐風(fēng)機(jī)單/雙運(yùn)行模式切換等操作，要以小指標(biāo)的形式下發(fā)至崗位執(zhí)行，收集操作及分析數(shù)據(jù)來進(jìn)一步指導(dǎo)操作；及時(shí)根據(jù)操作參數(shù)及分析數(shù)據(jù)變化，下發(fā)操作指南對崗位提供操作指導(dǎo)，對經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的行之有效的操作思路及參數(shù)控制固化下來，循序漸進(jìn)地推進(jìn)整體工作，環(huán)保指標(biāo)達(dá)標(biāo)率穩(wěn)步提高。

4 結(jié)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(nèi)首次采用ExxonMobil公司的噴射文丘里濕氣洗滌系統(tǒng)，通過對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造，不但解決了實(shí)際生產(chǎn)問題而且提高了煉油裝置的環(huán)保指標(biāo)，保證了催化煙氣脫硫裝置平穩(wěn)安全運(yùn)行，為以后國內(nèi)同類裝置的操作提供參考和借鑒價(jià)值，為煉油工業(yè)的綠色發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

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

LI Yuping，ZHANG Xinggang，F(xiàn)U 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