催化煙氣余熱鍋爐增加脫硝模塊運(yùn)行評(píng)價(jià)

馮明信 魯晨

【摘 要】目前環(huán)保形勢(shì)越來越嚴(yán)峻，我國(guó)為此組建了生態(tài)環(huán)境部，使生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作持續(xù)保持高壓態(tài)勢(shì)。從20世紀(jì)的寬松軟到現(xiàn)在從嚴(yán)從緊從快處理，環(huán)保的意識(shí)將越來越深入人心。為此，低排放和超低排放成為石油石化企業(yè)追求的目標(biāo)。催化煙氣脫硝裝置也成為催化裂化裝置環(huán)保達(dá)標(biāo)排放的必要措施。對(duì)于早些年以前建造的催化裂化裝置來說，余熱鍋爐增加脫硝模塊也成為必不可少的措施。

【Abstract】 At present， the situation of environmental protection is becoming more and more serious， so China has set up the ministry of ecological environment to keep the work of ecological environmental protection under high pressure. The environmental protection from the 20th century's loose soft to the present strict and fast treatment， the awareness of environmental protection will be more and more popular. Therefore， low-emission and ultra-low emission have become the goal of the petroleum and petrochemical enterprise. Catalytic flue gas denitrification unit has also become a necessary measure of environmental protection standard discharge of catalytic cracking unit. For the catalytic cracking unit constructed in the earlier years， the added denitrification module for waste heat boiler is also an essential measure.

【關(guān)鍵詞】NOx;余熱鍋爐;催化煙氣

【Keywords】NOx; waste heat boiler; catalytic flue gas

【中圖分類號(hào)】TE963? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）01-0168-02

1 引言

慶陽石化公司運(yùn)行一部催化裝置現(xiàn)有2臺(tái)模塊式余熱鍋爐，2臺(tái)余熱鍋爐均由上海寧松熱能工程有限公司設(shè)計(jì)制造，根據(jù)全公司蒸汽平衡需要，2臺(tái)余熱鍋爐均設(shè)置有中壓過熱器、低壓過熱器、省煤器及給水預(yù)熱器，未設(shè)置蒸發(fā)器。其中，原余熱鍋爐（B-601A）于2013年4月17日建成投用，余熱鍋爐最大過熱能力140t/h，無脫硝模塊。煙氣脫硝余熱鍋爐（B-201）于2015年12月31日隨煙氣脫硝裝置建成投用，該余熱鍋爐在中壓低溫過熱器（上）與低溫過熱器（下）之間設(shè)置SCR脫硝反應(yīng)器，垂直反應(yīng)器安裝2層催化劑，具有脫硝功能。目前，原余熱鍋爐（B-601A）煙氣負(fù)荷為20%～25%，脫硝余熱鍋爐（B-201）煙氣負(fù)荷75%～80%，排煙溫度控制在175～185℃，催化煙氣NOx濃度年平均值為69mg/m3。

2 設(shè)計(jì)條件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

煙氣流量為225000Nm3/h（wet），反應(yīng)器入口煙氣溫度為370℃，煙氣壓力為4.22kPa，煙氣組成N2為74.13mol%，CO為212.66mol%，H2O為10.09mol%，CO≤100mg/Nm3，O2為3.0mol%，SO2為300～700mg/Nm3（dry），NOx為360mg/Nm3（dry），顆粒物為80～200mg/Nm3（dry）。

3 改造目的

目前存在環(huán)保排放超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)，脫硝余熱鍋爐運(yùn)行后期隨著催化劑的吸附沉積，省煤器結(jié)鹽，催化煙氣系統(tǒng)壓降持續(xù)增大[1]，脫硝余熱鍋爐不能滿足“四年一檢修”的目標(biāo)，催化裝置運(yùn)行期間需要切出檢修，期間煙氣出口NOx排放超標(biāo)，影響煙氣達(dá)標(biāo)排放。

原余熱鍋爐增加脫硝模塊以后，其中一臺(tái)余熱鍋爐出現(xiàn)問題時(shí)（壓降持續(xù)增大、省煤器泄漏等），問題余熱鍋爐切出檢修，不影響催化裝置的煙氣排放達(dá)標(biāo)。

現(xiàn)脫硝鍋爐SCR反應(yīng)床層催化劑設(shè)計(jì)使用3年，與“四年一檢修”目標(biāo)不相符，催化劑更換期間煙氣不能達(dá)標(biāo)排放，裝置存在停工風(fēng)險(xiǎn)。

目前2臺(tái)余熱鍋爐運(yùn)行，原余熱鍋爐（B-601A）煙氣負(fù)荷約20%～25%，脫硝余熱鍋爐（B-601）煙氣負(fù)荷約75%～80%，余熱鍋爐符合較小，爐體散熱損失增大，2臺(tái)余熱鍋爐取熱效果差。

4 余熱鍋爐增加脫硝模塊建設(shè)情況

余熱鍋爐增加脫硝模塊本體改造由上海寧松熱能環(huán)境工程有限公司設(shè)計(jì)，項(xiàng)目工藝配管由華東設(shè)計(jì)院有限公司設(shè)計(jì)。由于脫硝工藝的煙氣溫度要求為320～400℃，而現(xiàn)鍋爐正常工況下低溫過熱器（上）模塊入口煙溫為440℃左右，低溫過熱器（下）模塊入口煙溫為378℃左右，故將1個(gè)脫硝噴氨模塊和2個(gè)脫硝反應(yīng)模塊布置于此2個(gè)模塊之間。結(jié)合現(xiàn)余熱鍋爐情況及周邊場(chǎng)地，本次改造的具體措施為：①拆除原余熱鍋爐所有鋼架的立柱、橫梁、平臺(tái)梯子及相關(guān)汽水連接管道，保留進(jìn)出口煙道、全部換熱模塊設(shè)備、脈沖激波吹灰器及附屬測(cè)點(diǎn)等設(shè)備;②重新布置余熱鍋爐的基礎(chǔ)及鋼構(gòu)，新立的鋼構(gòu)基礎(chǔ)與原鍋爐基礎(chǔ)位置不變，新立的鋼架相比原鋼架高度拔高約9950mm，在鍋爐南側(cè)再立3根立柱（新設(shè)計(jì)土建基礎(chǔ)），搭接橫梁以支撐平臺(tái)梯子，并與鍋爐構(gòu)架連成一體，同時(shí)將立柱和橫梁材質(zhì)由Q235B升級(jí)為Q345B，并根據(jù)新的土建基礎(chǔ)條件對(duì)原基礎(chǔ)進(jìn)行加固;③煙氣水封罐出口進(jìn)余熱鍋爐的煙道需相應(yīng)拔高約9950mm，與改造后的余熱鍋爐入口煙道對(duì)接;④重新布置余熱鍋爐各換熱設(shè)備模塊，用連接煙道及煙道膨脹節(jié)將各設(shè)備連接起來，改造后的煙氣流程為煙氣從原余熱鍋爐入口煙道（利舊）進(jìn)入后，依次經(jīng)過高溫過熱器（利舊）、低溫過熱器（上）（利舊）、脫硝噴氨模塊、脫硝SCR反應(yīng)器模塊（上）、脫硝SCR反應(yīng)器模塊（下）、低溫過熱器（下）（利舊）、低壓過熱器和高溫省煤器（利舊）、低溫省煤器（上）（利舊）、低溫省煤（下）（利舊）和出口煙道（利舊）;⑤根據(jù)改造后的各設(shè)備位置，重新合理布置平臺(tái)梯子，以便于設(shè)備的安裝及后續(xù)余熱鍋爐的操作、巡檢;⑥重新安裝各模塊間及各模塊與余熱鍋爐系統(tǒng)外的設(shè)備連接的汽水管道;⑦重新安裝各模塊的脈沖激波吹灰器及各儀表測(cè)點(diǎn)等相關(guān)附件。

5 脫硝模塊運(yùn)行情況及主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

余熱鍋爐增加脫硝模塊項(xiàng)目于2018年11月完成，11月中旬與催化裝置同步開工運(yùn)行，投用后各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。目前，2臺(tái)余熱鍋爐脫硝模塊都可以噴氨，2臺(tái)余熱鍋爐達(dá)到互為備用的目的。新增脫硝模塊主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)如下：煙氣流量設(shè)計(jì)為226500Nm3/hr，實(shí)際值為252654Nm3/hr;噴氨反應(yīng)溫度設(shè)計(jì)為370℃，實(shí)際為350℃;NOx設(shè)計(jì)為≤100mg/Nm3（干基），實(shí)際為90mg/Nm3（干基）;氨逃逸設(shè)計(jì)為<3ppm，實(shí)際為0.1ppm;總脫硝效率設(shè)計(jì)為≥72%，實(shí)際為87%。

6 結(jié)語

通過以上數(shù)據(jù)綜合評(píng)價(jià)，余熱鍋爐增加脫硝模塊投用后，進(jìn)口煙氣量最大可以達(dá)到300000Nm3/hr，進(jìn)口NOx濃度最高達(dá)到580mg/Nm3（干基），出口控制在50～150mg/Nm3，為了減少結(jié)鹽及降低污水氨氮含量，目前控制在150mg/Nm3，氨逃逸約3ppm，脫硝效率最大可以達(dá)到80%以上。綜合評(píng)價(jià)，投用后完全滿足設(shè)計(jì)要求。

【參考文獻(xiàn)】

【1】張賀強(qiáng).催化裂化煙氣脫硝模塊優(yōu)化[J].化工管理，2015（8）：57-58.