CEMS系統(tǒng)在煙氣脫硫中的應(yīng)用分析

王以平

摘要：煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CEMS）由樣氣采集、預(yù)處理器、在線分析儀（U23）及數(shù)據(jù)運(yùn)算和傳輸四部分組成。實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣中SO2、NOX、粉塵等污染物的分析和連續(xù)監(jiān)測(cè)以及對(duì)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。本文以我廠80萬(wàn)噸/年重油催化裂化裝置的煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為例，著重介紹煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在煙氣脫硫中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：CEMS;煙氣脫硫;應(yīng)用分析;措施

隨著現(xiàn)代工業(yè)的日益發(fā)展，環(huán)境污染也越來(lái)越嚴(yán)重，尤其是化工企業(yè)排放的含硫較高的煙氣對(duì)環(huán)境造成的污染。催化裂化裝置催化劑再生形成的煙氣中通常含有超標(biāo)的SO2、NOX和粉塵，為了使煙氣排放達(dá)到國(guó)家環(huán)保局規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，本著從環(huán)境保護(hù)的角度，降低煙氣中的SO2、NOX、粉塵等的含量，煙氣脫硫是不可缺少的環(huán)節(jié)。煉化總廠催化裝置脫硫系統(tǒng)采用濕法脫硫工藝流程，煙氣經(jīng)過(guò)堿液洗滌后SO2、粉塵等含量明顯降低。煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定、準(zhǔn)確的運(yùn)行是保證脫硫系統(tǒng)良好工作的基礎(chǔ)，也是提高脫硫效率，提高脫硫劑利用率的有效方法。

一、工作原理

1.1采樣單元

按照煉化總廠80萬(wàn)噸/年重油催化裂化裝置的實(shí)際工況和技術(shù)要求，煙氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的采樣單元采用直接抽取加熱法，主要由采樣探頭、伴熱管線等配套裝置組成。采樣探頭安裝在煙囪的適當(dāng)位置，采集煙道中的氣體，并通過(guò)伴熱管線將氣體運(yùn)送到機(jī)柜間的預(yù)處理器中，為防止因水蒸氣凝結(jié)而吸附硫化物，堵塞管道，采樣探頭和取樣管線都采用電伴熱方式。

1.2 樣氣預(yù)處理單元

煙氣經(jīng)過(guò)采樣探頭、電加熱采樣管線和除水過(guò)濾器，由取樣泵抽取至分析儀進(jìn)行分析。由于樣氣的壓力、溫度、流量不穩(wěn)定，且含水、含粉塵，不能滿足儀表分析的要求，所以需對(duì)樣氣預(yù)處理。在預(yù)處理過(guò)程中，通過(guò)探頭過(guò)濾器完成除塵，通過(guò)壓縮機(jī)冷凝器對(duì)樣氣快速冷凝，通過(guò)蠕動(dòng)泵將冷凝水排放來(lái)除水。

1.3 分析單元

用多組分氣體分析儀（U23），對(duì)樣氣中所含氣體組分進(jìn)行分析。用非分散性紅外線法來(lái)分析SO2、NOX的含量，用電化學(xué)法來(lái)測(cè)量O2含量。通過(guò)PLC 控制自動(dòng)測(cè)量，完成相應(yīng)的流路切換、采樣泵運(yùn)行及空氣標(biāo)定零點(diǎn)、自動(dòng)吹掃的功能，也可手動(dòng)標(biāo)定零點(diǎn)及吹掃。

1.4數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由PLC、軟件包、計(jì)算機(jī)組成。數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)所有控制點(diǎn)和輸入信號(hào)都經(jīng)過(guò)PLC處理后再通過(guò)軟件包傳輸?shù)杰囬gDCS、集團(tuán)公司、煉化板塊和政府環(huán)保部門(mén)。

二、應(yīng)用及存在的問(wèn)題

2.1脫硫系統(tǒng)的應(yīng)用

80萬(wàn)噸/年重油催化裂化裝置再生煙氣除塵脫硫設(shè)施采用JWGS技術(shù)，煙氣以水平方式進(jìn)入噴射文丘里管，文丘里管上部噴射循環(huán)堿性泥漿液，由于液體的抽吸、洗滌作用，煙氣與循環(huán)液在喉管處劇烈混合，經(jīng)擴(kuò)散段后進(jìn)入彎頭處脫除SO2及固體顆粒物，從而達(dá)到脫硫的效果，這種脫硫工藝能有效地降低煙氣中SO2和粉塵的含量，但該系統(tǒng)不具備脫除NOX的功能。

2.2煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的影響因素

濕法脫硫工藝的應(yīng)用，有效降低了煙氣中SO2和煙塵的含量。在夏季因?yàn)榄h(huán)境氣溫高，煙氣蒸發(fā)量大，在線監(jiān)測(cè)分析儀運(yùn)行良好。但進(jìn)入秋冬季節(jié)后，環(huán)境溫度低，特別是夜間溫度在零度以下的時(shí)間長(zhǎng)，煙氣蒸發(fā)量小，導(dǎo)致煙氣中的濕度大幅度增加，煙氣中的水蒸氣在低溫環(huán)境下很容易在取樣管路中凝結(jié)成水滴，由于煙氣中的粉塵含量大，遇到水滴后容易結(jié)成塊狀物而堵塞取樣管路。水滴中溶有亞硫酸和硝酸鹽等物質(zhì)，這種帶有腐蝕性的氣體經(jīng)過(guò)CEMS分析儀的探頭時(shí)，對(duì)激光發(fā)出的紅外光有折射和吸收的作用，長(zhǎng)周期的運(yùn)行在很大程度上會(huì)影響煙氣監(jiān)測(cè)在線系統(tǒng)工作的可靠性和分析值的準(zhǔn)確性，甚至?xí)?duì)分析儀表的部件造成腐蝕。

2.3采取的有效措施

為了有效解決在線分析儀測(cè)量不準(zhǔn)確和維護(hù)工作量大的負(fù)面影響，我們經(jīng)過(guò)探索和研究，并采取相應(yīng)的措施。原有的取樣探桿是直徑為DN20mm長(zhǎng)度為1200mm鋼管，為了達(dá)到減少取樣管線內(nèi)壁凝結(jié)水含量的目的，在原有的取樣探桿外加裝一套可以加熱的套管裝置，套管加熱方式為220V電加熱。通過(guò)電加熱后，使取樣探桿內(nèi)的煙氣溫度達(dá)到150℃以上，高溫?zé)煔庠谌庸芫€內(nèi)壁不易被凝結(jié)，最終使附著在取樣管線內(nèi)壁的二氧化硫的含量減小到最低狀態(tài)。

2.4改造后的效果評(píng)價(jià)

加裝探桿加熱裝置后，分析儀分析出的數(shù)據(jù)和化驗(yàn)室分析的數(shù)據(jù)進(jìn)行了多次比對(duì)，比對(duì)結(jié)果在均在誤差范圍之內(nèi)。煙氣在線分析儀分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，上傳數(shù)據(jù)無(wú)超標(biāo)現(xiàn)象，極大的消除了在線分析儀測(cè)量不準(zhǔn)確和維護(hù)工作量大的屏障，確保了我廠煙氣的合格排放。由此說(shuō)明改造效果顯著，達(dá)到了預(yù)計(jì)目的。

三?結(jié)束語(yǔ)

煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定、準(zhǔn)確的運(yùn)行，極大的提高了煉化總廠催化裝置自身的工藝生產(chǎn)安全，為及時(shí)改變工藝操作提供依據(jù)，同時(shí)也提高了煙氣脫硫效率和脫硫劑的利用率，降低了能耗，減低大氣污染，為環(huán)境保護(hù)起到了重要的作用。