脫硫脫硝系統(tǒng)中解析氣體管道閥門的應用

李汶汶

摘要：本文將從脫硫脫硝系統(tǒng)的運作環(huán)境著手，進一步研究高溫、煙氣中粉塵含量以及水含量等因素對解析氣體管道閥門的影響。近年來，關于管道系統(tǒng)發(fā)生故障的新聞并不少見，如果不能第一時間排除管道系統(tǒng)的故障，就容易“牽一發(fā)而動全身”，導致氣體設備的連鎖停機，進而影響到凈化裝置運行的安全性和穩(wěn)定性。閥門故障是導致管道系統(tǒng)故障的主要原因之一，值得相關人員進一步研究。

關鍵詞：脫硫脫硝;解析氣體;氣體管道閥門

引言：

目前，在工業(yè)生產的過程中，我國所應用的脫硫脫硝技術主要是使用焦炭或活性炭等作為化學催化劑來凈化煙氣的技術手段。催化劑在反應的過程中，解析氣體中SO2在煙氣中含量超過1/5，最后獲取到高濃度的解析氣體，通過特有的技術手段進行回收利用，生產出硫化產品，所以，脫硫脫硝技術被廣泛應用于我國工業(yè)生產行業(yè)中，發(fā)展前景非常可觀。

一、脫硫脫硝技術工藝流程的簡述

脫硫脫硝技術處理生產煙氣的具體流程如圖一所示。產品在生產的過程中，產生的煙氣會垂直或者逆流經過脫硫脫硝凈化塔，生產煙氣中含有的SO2氣體就會被活性炭等催化劑的物理特性吸附在催化劑的表面，然后使用一定的手段往煙氣中噴灑氨，除了脫除SO2氣體外還可以脫除NOx氣體。在凈化的過程中，脫硫脫硝系統(tǒng)中放著很多催化劑，活性炭由于自身的重力作用會從底部掉落排放出來，接著經過運輸機將反應后的催化劑送到解析系統(tǒng)中加熱再生[1]。冷卻后的催化劑會被機器設備篩選出半徑較小的顆粒（一般以<1.4mm為準），如果顆粒的半徑超過了1.4mm，就需要重復上述的步驟，將顆粒輸送回到脫硫脫硝系統(tǒng)中。物料在傳輸和篩選環(huán)節(jié)后會產生損耗，同時，催化劑在加熱期間會產生化學反應，進而造成物料損耗，降低催化劑的效果，所以在此過程中，工作人員要及時補充新的催化劑進來，保持總量不變的情況下維持化學反應的穩(wěn)定性。

二、分析解析氣體管道閥門的選擇要求

（一）管道閥門的種類選擇

在選擇解析氣體管道閥門的時候，采購人員需要根據(jù)使用功能和類別進行篩選，其中主要分為以下兩種：

1、調節(jié)切斷閥門：該種閥門主要是安裝到解析氣體系統(tǒng)中的主管道內，作用是為了控制解析氣體的流速和流量以及自動切換流通性[2]。正常情況下，管道閥門是處于開啟狀態(tài)的，因此，閥門長期處于高溫狀態(tài)的同時還要接受解析氣體的沖擊和腐蝕，致使閥門的工作環(huán)境變得尤為惡劣。其次，還有一種安裝方式就是將閥門安裝在支管道上，主要是用于控制管道系統(tǒng)旁路的氣體流動和切斷，例如管道系統(tǒng)停機期間控制吹掃氣體的流通和阻斷以及出現(xiàn)緊急情況下的旁通操作等。正常運行狀態(tài)下，支管道的閥門是處于關閉狀態(tài)的，與主管道上安裝的閥門不一樣的是，由于常年緊閉，杜絕了解析氣體的沖洗、腐蝕和磨損，但是美中不足的是支管道閥門的解析氣體由于空氣不流通就會冷卻凝結，導致更加嚴重的腐蝕問題，從而引發(fā)管道閥門生銹和失去作用等問題[3]。

2、儀表閥門：儀表閥門屬于常年開啟狀態(tài)的閥門，跟主管道上閥門的工作環(huán)境基本一樣，但是沒有解析氣體沖洗問題，進而降低了閥門遭到腐蝕的概率。

調節(jié)切斷閥門雖然具有非常良好的調節(jié)能力，但是調節(jié)的精度不高，而且受到的阻力較大，并不適用于微壓氣體的流量調節(jié)工作。由于解析氣體中含水含塵，在流動的過程中就會出現(xiàn)顆粒沉淀的情況，如此一來就會限制調節(jié)閥門在管道系統(tǒng)中的應用。

（二）管道閥門性能的選擇

催化劑解析再生的過程中，催化塔內部的壓力一般要低于15kPa，因此在選擇管道閥門的時候無需考慮閥門的抗壓性能。一般情況下，SO2的濃度較高，所以要想達到回收的濃度標準，催化劑在反應的過程中就需要讓N2氣體的流量變小，進而讓解析氣體的流量變小[4]。按照正常標準來算，解析氣體每一個小時的流量是幾百到幾千m3，因此，選擇管道閥門要特別注意符合解析氣體流量自動調節(jié)的基本要求。其次，工業(yè)生產過程中產生的煙氣屬于高溫高腐蝕的氣體，為了保證工作人員的人身安全，選擇閥門的時候要優(yōu)先考慮具有很強密封性的閥門。

（三）閥門材質、運行結構以及應用方式的選擇

解析氣體在加熱再生的過程中要同時接受450℃高溫、高腐蝕以及磨損等因素的影響，市面上普通的不銹鋼材質很難用于閥門制造，因此，閥門要選擇性能更加卓越的材質。要想同時滿足這三個條件，根據(jù)工程應用的實際情況進行選擇，閥門的材質最好選擇類似于SUS316或者是更高性能的材質[5]。

由于脫硫脫硝系統(tǒng)中使用的催化劑以及NH3等物質易燃易爆，解析氣體中也含有脫落下來的催化劑粉塵和NH3，而氣動運行機構具有一定的安全性，因此閥門在選擇的時候要根據(jù)實際要求進行選擇。另外，氣動運行機構不需要使用電池，所以在操作的時候安全系數(shù)較高。

閥門的應用方式一般是在選擇氣動運行機構的時候才會存在，主要從以下幾個方面考慮：

1、工藝生產的安全性;

2、介質的特點和性能;

3、在保證產品質量的同時，將經濟損失降到最低。

通過分析解析氣體的組成元素可以知道，閥門的介質屬于有毒有害氣體，在發(fā)生泄漏事件的時候，系統(tǒng)需要及時開啟安全保護狀態(tài)，也就是說，脫硫脫硝系統(tǒng)由于安全需求不能立刻將停機前產生的解析氣體及時排除并安全處理[6]。相關儀器設備由于泄漏事件導致不能正常運行的時候，與之關聯(lián)的安全聯(lián)動程序就可以正常工作處理。因此，當出現(xiàn)安全事故的時候，為了保證脫硫脫硝系統(tǒng)以及解析氣體資源回收裝置的運行安全性，解析氣體主管道內的解析氣體出口閥門需要處于關閉狀態(tài)，空氣吹掃氣體以及旁路排放氣體的閥門需要處于打開狀態(tài)。

目前，大部分的工程遇到的閥門問題都是磨損、腐蝕以及粉塵附著在內部等情況，從而就會導致氣體泄漏、管道堵塞以及卡死等現(xiàn)象的出現(xiàn)，值得引起相關工作人員的重視。

三、結束語

在解析氣體管道系統(tǒng)中，閥門是最為重要的組成部分，其質量的好壞與催化劑解析系統(tǒng)的運行效果息息相關。因此，做好管道閥門修護和保養(yǎng)工作至關重要，不但可以有效地降低閥門發(fā)生故障的概率，還可以進一步提高閥門的使用壽命，從而使得工作人員可以更好地控制和運行脫硫脫硝系統(tǒng)，促進脫硫脫硝技術的可持續(xù)發(fā)展，推動社會經濟的進步。

參考文獻：

[1]張乾，邢德山，柴曉琴，等.脫硫脫硝系統(tǒng)中解析氣體管道閥門的應用[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2019，045（012）：80-84.

[2]唐志軍.我國脫硫脫硝技術的發(fā)展及應用分析[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2019，No.172（03）：10-10.

[3]張海濤.我國脫硫脫銷技術的發(fā)展及應用分析[J].工程技術：文摘版，2020，20（08）：144-145+163.

[4]楊玲玲， and 張建斌. 壓力管道閥門故障及對策探討[J]. 中國設備工程 3（2019）：3.

[5]俞冠正， and 鄭紅江. 壓力管道閥門故障及對策探討[J]. 機械工程（新加坡） 001.003（2019）：P.16-17.

[6]崔樂樂， 耿超群. 壓力管道閥門安全性能檢驗研究[J]. 山東工業(yè)技術， 2019， 000（017）：37.