催化裝置脫硫脫硝設(shè)備的運(yùn)行問題及對策

王海艦

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

關(guān)鍵詞：催化裝置;脫硫脫硝設(shè)備;設(shè)備運(yùn)行問題;問題解決對策

中圖分類號(hào)：X784 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：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(yè)中，催化裂化為主要裝置之一，為滿足環(huán)保要求，需對催化煙氣進(jìn)行脫硫脫硝處理，這就需要用到相應(yīng)的脫硫脫硝設(shè)備。然而，脫硫脫硝設(shè)備實(shí)際運(yùn)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(shè)備運(yùn)行主要問題

1.1 脫硫塔

脫硫塔運(yùn)行中產(chǎn)生問題的原因包含下列兩個(gè)方面：其一，襯里脫落導(dǎo)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(nèi)襯復(fù)合材料組成，其中，內(nèi)襯以噴涂聚脲為主，運(yùn)行中經(jīng)常產(chǎn)生脫落，使脫硫脫硝不得不停工，導(dǎo)致排放超出標(biāo)準(zhǔn)。導(dǎo)致內(nèi)襯脫落的主要原因?yàn)椋菏┕べ|(zhì)量不合格，對塔內(nèi)壁表面進(jìn)行的處理沒有到位，或根本沒有處理，鋼板和涂料之間的結(jié)合較差;涂料自身有質(zhì)量問題，在噴涂之后涂料產(chǎn)生明顯的分層，導(dǎo)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(huì)造成一定程度的露點(diǎn)腐蝕。目前，煙囪一般使用304板，如果環(huán)焊縫焊接沒有達(dá)到質(zhì)量要求，對復(fù)合層進(jìn)行焊接的過程中產(chǎn)生錯(cuò)邊，則煙氣將進(jìn)入到板的內(nèi)部，導(dǎo)致露點(diǎn)被腐蝕而產(chǎn)生泄漏。此外，如果內(nèi)襯質(zhì)量較差，在運(yùn)行后不久將產(chǎn)生脫落，導(dǎo)致內(nèi)層的鋼板被嚴(yán)重腐蝕。

1.2 管道與閥門

（1）為減少成本，很多企業(yè)采用碳鋼與內(nèi)襯玻璃鋼作為管道材質(zhì)。但是，玻璃鋼在溫度變化和低溫條件下容易發(fā)生脆斷，在運(yùn)行時(shí)管道的內(nèi)襯容易脫落，將過濾裝置堵塞;另外，管線在受力后將發(fā)生變形，導(dǎo)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(jìn)行切斷。利用刀刃形狀的閘板對介質(zhì)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(dāng)中含有的固體顆粒的持續(xù)影響，閥板開關(guān)力矩明顯增大，使開關(guān)異常。如今，刀閘閥已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，而有很多企業(yè)反映采用國產(chǎn)的刀閘閥有很多問題，如開關(guān)異常和傳力機(jī)構(gòu)容易損壞[2]。

1.3 泵動(dòng)設(shè)備

某些企業(yè)所用機(jī)泵的材質(zhì)，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(dǎo)致管道泄漏。又以某企業(yè)為例，其液下泵因振動(dòng)相對較大，軸套被嚴(yán)重磨損，其運(yùn)行周期一般不超過1.5個(gè)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(shè)計(jì)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(shí)際承壓性能予以核算，同時(shí)進(jìn)行有效的加固，否則將導(dǎo)致煙氣泄漏。以某企業(yè)為例，它在脫硫脫硝改造過程中，未對一氧化碳的焚燒爐實(shí)施同步改造。在運(yùn)行過程中，爐壁表面產(chǎn)生裂縫，并出現(xiàn)腐蝕穿孔，導(dǎo)致煙氣大量泄漏，使排煙的溫度快速升高。又有一個(gè)企業(yè)在脫硝方面采用SCR技術(shù)，采用氨水作為還原劑，將其噴入到溫度在300℃-400℃范圍內(nèi)的煙道中，受催化劑持續(xù)作用后，氨氣和氮氧化物發(fā)生反應(yīng)，生成對環(huán)境和人體都沒有害處的水與氮?dú)狻Ｒ虬睔獾膰娏肯鄬^大，和煙氣當(dāng)中的過氧化硫發(fā)生反應(yīng)，生成大量的硫酸氫銨，導(dǎo)致省煤器中有大量銨鹽結(jié)垢。結(jié)垢后，余熱鍋爐運(yùn)行效率降低，使排煙溫度明顯升高，并且粘結(jié)于內(nèi)壁的硫酸氫銨還會(huì)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(jì)的表頭一般都具有自沖洗功能，但實(shí)際的沖洗效果不盡理想，容易產(chǎn)生堵塞與結(jié)垢，導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確;另外，電除塵系統(tǒng)容易發(fā)生故障，實(shí)際的除塵效果較差。

1.6 其它設(shè)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?yàn)樗⑤伵c托輥的損壞的速度較快，每個(gè)輥都需要在解體之后才可以為內(nèi)軸加脂;對備件的要求有很多，某些部件每三個(gè)月就要換一次新[4]。（2）對于鼓式過濾器，屬于專利產(chǎn)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(fèi)用，某些企業(yè)光用于濾芯換新的費(fèi)用就能達(dá)到50萬元以上。

2 催化裝置脫硫脫硝設(shè)備運(yùn)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(shè)計(jì)采用SNCR法脫硝、半干法脫硫，實(shí)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(shí)際排放量不超過5mg/m3，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的排放目標(biāo);另外，PM2.5實(shí)際脫除率不低于95%?，F(xiàn)階段，該技術(shù)已經(jīng)在很多試點(diǎn)中開始應(yīng)用。（2）某廠的脫硫塔內(nèi)壁嚴(yán)重沖蝕，產(chǎn)生穿孔，使煙氣拖尾，加之需對化肥制備系統(tǒng)予以整改，導(dǎo)致裝置多次停工。對此，將原采用的氨法更改成鈉法，經(jīng)更改后的系統(tǒng)，其運(yùn)行保持正常，但出現(xiàn)了一些新的問題，如懸浮物的實(shí)際排放量超出標(biāo)準(zhǔn)和外排廢水中含有大量的鹽。但通過適當(dāng)?shù)恼?，可以有效解決上述問題[5]。（3）引入低氮燃燒技術(shù)，首先，對燃燒器進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑?，減少煙氣當(dāng)中氮氧化物實(shí)際排放量，降低煙氣氮氧化物實(shí)際處理要求。因燃燒器實(shí)際運(yùn)行保持穩(wěn)定，容易維護(hù)，所以能有效提高設(shè)備實(shí)際運(yùn)行穩(wěn)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(shí)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(yùn)行操作的優(yōu)化

（1）針對目前常用的SCR技術(shù)，需對操作溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制，使其處于350℃-400℃的范圍內(nèi)，保證脫硝效率，避免逃逸。在反應(yīng)溫度較高的情況下，催化劑可能燒結(jié)，或產(chǎn)生結(jié)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(jié)垢，在清除這些結(jié)垢后，適當(dāng)提高進(jìn)風(fēng)的溫度，使結(jié)垢現(xiàn)象明顯緩解。（3）通過適當(dāng)?shù)淖A，使煙囪器壁上的回流液體實(shí)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(zhì)

（1）某廠的煙氣脫硫脫硝設(shè)備只投運(yùn)五個(gè)月，其煙囪就產(chǎn)生腐蝕泄漏現(xiàn)象。該煙囪的材質(zhì)采用復(fù)合板，板厚13mm。對腐蝕泄漏處實(shí)施定點(diǎn)測厚，結(jié)果顯示其周圍的厚度大幅減小，最薄處僅為5.5mm。導(dǎo)致腐蝕的原因是焊接操作不規(guī)范，質(zhì)量不合格，煙氣與夾層接觸，產(chǎn)生露點(diǎn)腐蝕的現(xiàn)象。在之后的檢修過程中，對煙囪實(shí)施材質(zhì)更換與升級，采用304不銹鋼?，F(xiàn)在該煙囪的運(yùn)行狀況良好。（2）某廠的綜合塔采用聚脲涂料，運(yùn)行60d后，由于涂層大面積脫落不得不停工，脫落現(xiàn)象集中于M2孔以下2.5m到綜合塔的塔底。為此，修復(fù)過兩次，但每次都不超過3個(gè)月就產(chǎn)生大量脫落而停工。之后在檢修過程中予以改造，把容易產(chǎn)生脫落的部位，更換為不銹鋼材質(zhì)，經(jīng)更換后，現(xiàn)在的運(yùn)行狀況良好[7]。（3）某廠的除塵急冷塔熱偶反復(fù)失靈，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致失靈的原因?yàn)樘坠軟_刷與腐蝕，導(dǎo)致熱偶絲直接暴露在外。熱偶的材質(zhì)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(xiàn)象往往十分嚴(yán)重。對此，將護(hù)套的材質(zhì)更換為Stellite合金，以此增強(qiáng)抗腐蝕性與抗磨性，更換后，運(yùn)行狀況良好。（4）某廠的靜電除塵器由于陰極線反復(fù)斷裂導(dǎo)致運(yùn)行異常。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，陰極線的內(nèi)芯采用20號(hào)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(nèi)芯和介質(zhì)直接發(fā)生接觸，而內(nèi)芯無法抵抗介質(zhì)腐蝕，發(fā)生斷裂，無法抵抗設(shè)于底部的重錘，導(dǎo)致電場的實(shí)際分布無法達(dá)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(jìn)行更換，采用更高等級的2205雙相鋼。

2.4 強(qiáng)化運(yùn)行維護(hù)

（1）某廠的刀閘閥開關(guān)十分困難，并伴有內(nèi)漏，其產(chǎn)生原因?yàn)椋洪y體上用于緊固的螺栓過度預(yù)緊，導(dǎo)致筏板卡澀;閥道上積攢了大量的污垢，導(dǎo)致泄漏與卡澀。對此，可采取下列措施來解決：調(diào)整螺栓的預(yù)緊力;在預(yù)留接口中使用沖洗介質(zhì)對閥道進(jìn)行沖洗[8]。（2）某廠的洗滌塔煙囪有很大的晃動(dòng)，擺動(dòng)幅度最大可以達(dá)到100cm以上。通過調(diào)查，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生這一問題的原因?yàn)闊焽璞桓g而穿孔。為保證設(shè)備的運(yùn)行安全，需對腐蝕的位置實(shí)施貼板處理，并在塔以上30m處設(shè)置軸向破風(fēng)翅片，經(jīng)以上處理后，振幅大量減少，實(shí)際的運(yùn)行狀況良好。

3 結(jié)束語

通過以上分析可知，對于催化裝置的脫硫脫硝設(shè)備，不僅在設(shè)計(jì)與制造方面存在先天缺陷，而且受操作、維護(hù)等方面因素的影響，使設(shè)備故障發(fā)生率普遍較高。對此，應(yīng)在保證設(shè)備制造及安裝質(zhì)量的前提下，對設(shè)備實(shí)際運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行深入分析，不斷總結(jié)問題產(chǎn)生原因及解決對策，以此使設(shè)備能夠長時(shí)間的穩(wěn)定、安全運(yùn)行。

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