干法脫硫技術(shù)在丙烯腈廢水焚燒裝置的探索與應(yīng)用

李云龍，劉 洋，路永寧，王興龍,劉乃青

(1.中國(guó)石油吉林石化公司 丙烯腈廠，吉林 吉林 132021； 2.中國(guó)石油吉林石化公司研究院，吉林 吉林 132021)

隨著國(guó)家環(huán)保法規(guī)《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB31571—2015)的修訂發(fā)布,傳統(tǒng)直筒爐焚燒廢水的尾氣排放已不能滿足環(huán)保法要求。項(xiàng)目建設(shè)前,吉林石化丙烯腈廠第一、二丙烯腈裝置在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生含硫廢水,廢水量約12 t/h,均送至建設(shè)時(shí)配套的兩套立式直筒爐焚燒,新法規(guī)實(shí)施后直筒爐必須停運(yùn)。為響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排號(hào)召,積極推動(dòng)國(guó)家“雙碳戰(zhàn)略”落實(shí)落地,確保丙烯腈裝置、甲甲酯裝置廢水正常焚燒,3套丙烯腈裝置高負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行,丙烯腈廠必須再建設(shè)一套能夠處理含硫廢水的廢液焚燒爐。

1 新技術(shù)的探索過程

近幾十年來研究的尾氣SO2治理方法多達(dá)上百種,但真正在工業(yè)上應(yīng)用的僅十多種。按脫硫過程是否加水和脫硫后產(chǎn)物的形態(tài),尾氣脫硫可分為干法、半干法和濕法3種。3種脫硫技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn),工廠在對(duì)脫硫技術(shù)進(jìn)行選擇確認(rèn)時(shí)充分考慮了3種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)以及工廠現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,最后對(duì)新技術(shù)做出了選擇[1]。

1.1 脫硫技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

1.1.1 干法和濕法工藝對(duì)比

(1)濕法尾氣脫硫技術(shù)

優(yōu)點(diǎn)：濕法尾氣脫硫技術(shù)為氣液反應(yīng),反應(yīng)速度快,脫硫效率高,一般均高于90%,技術(shù)成熟,適用面廣。濕法脫硫技術(shù)比較成熟,生產(chǎn)運(yùn)行安全可靠,在眾多的脫硫技術(shù)中,始終占據(jù)主導(dǎo)地位,占脫硫總裝機(jī)容量的超過80%。

缺點(diǎn)：生成物是液體或淤渣,較難處理,設(shè)備腐蝕性嚴(yán)重,洗滌后尾氣需再熱,能耗高,占地面積大,投資運(yùn)行費(fèi)用高。系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)備龐大、耗水量大、一次性投資高,適用于大型廠[2]。

(2)干法尾氣脫硫技術(shù)

優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單,占地面積小、投資和運(yùn)行費(fèi)用較低、操作方便、能耗低、生成物便于處置、無污水處理系統(tǒng),特別是凈化后的尾氣不需要二次加熱,腐蝕性小。

缺點(diǎn)：反應(yīng)速度慢,脫硫率低,先進(jìn)的可達(dá)60%～80%。且吸收劑利用率低、磨損、結(jié)垢現(xiàn)象比較嚴(yán)重,限制了此種方法的應(yīng)用[3]。

(3)半干法尾氣脫硫技術(shù)

優(yōu)點(diǎn)：半干法是把脫硫過程和脫硫產(chǎn)物處理分別采用不同的狀態(tài)反應(yīng),特別是在濕狀態(tài)下脫硫、在干狀態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物的半干法,既有濕法脫硫工藝反應(yīng)速度快、脫硫效率高的優(yōu)點(diǎn),又有干法脫硫工藝無廢水廢液排放、在干狀態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物的優(yōu)勢(shì)。

缺點(diǎn)：需要半干漿制備系統(tǒng),設(shè)備投資要高于干法,且噴霧系統(tǒng)易堵,后續(xù)維護(hù)費(fèi)用昂貴[4]。

國(guó)外項(xiàng)目建設(shè)前丙烯腈廠已有一套符合環(huán)保要求的國(guó)外廠家PCC廢液焚燒爐,該焚燒爐建設(shè)時(shí),為二期建設(shè)預(yù)留了空地,空地的面積與一期占地面積相同。由于一期焚燒爐沒有脫硫設(shè)施,二期焚燒爐增加脫硫設(shè)施后面積必然增加,此時(shí),預(yù)留空間對(duì)脫硫設(shè)施的占地面積要求形成很大制約,再加上3種技術(shù)的特點(diǎn)對(duì)比,工廠決定采用干法脫硫技術(shù)。

1.1.2 斐控干法脫硫與和普通干法脫硫工藝對(duì)比

(1)吸附劑利用率方面

普通干法脫硫吸附劑消耗量較大,而斐控干法脫硫技術(shù)吸附劑消耗量低,且在國(guó)外有成功的使用案例。

(2)脫硫效率方面

普通干法脫硫效率低,斐控干法脫硫在提高脫硫效率方面有幾項(xiàng)自主設(shè)計(jì)。

①除塵器系統(tǒng)

采用4個(gè)獨(dú)立的除塵器并聯(lián)的結(jié)構(gòu)形式,運(yùn)行靈活,且檢修方便；除塵器采用圓形的結(jié)構(gòu),比起常規(guī)的方形布袋,沒有死角,不易在死角處產(chǎn)生結(jié)露,延長(zhǎng)了布袋除塵器的使用壽命；斐控的布袋除塵器底部采用平底刮刀設(shè)計(jì),可以時(shí)時(shí)在線清灰防止了粉塵在底部的堆積；斐控采用了長(zhǎng)布袋設(shè)計(jì),一般用于脫硫的布袋除塵器長(zhǎng)度均在8～10 m。在相同過濾面積的情況下,斐控的布袋除塵器布袋數(shù)量更少,占地面積更小。

②反應(yīng)罐

斐控反應(yīng)罐的尺寸是斐控公司根據(jù)客戶實(shí)際的尾氣量、溫度和濃度,并結(jié)合斐控多年來的實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行量身定制的。內(nèi)部的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)可以保證尾氣在反應(yīng)罐內(nèi)的停留時(shí)間,因?yàn)樾√K打和尾氣中的酸性氣體反應(yīng),其需要一定的停留時(shí)間。尾氣經(jīng)過反應(yīng)罐之后,最多60%的酸性氣體將被去除。

③吸附劑投加系統(tǒng)運(yùn)行方面

普通干法脫硫技術(shù)吸附劑投加系統(tǒng)易堵,需要經(jīng)常維護(hù),不便于操作；斐控干法脫硫技術(shù)有自主研發(fā)的吸附劑投加系統(tǒng),無論是投加活性炭、熟石灰還是小蘇打在國(guó)外都有成功的使用案例。

憑借以上技術(shù)特點(diǎn)最后斐控公司的干法脫硫技術(shù)進(jìn)入優(yōu)選序列。但該技術(shù)在國(guó)內(nèi)尚沒有應(yīng)用業(yè)績(jī),在國(guó)外也只是應(yīng)用在醫(yī)藥廢物和城市垃圾等的焚燒處理上,在世界上該技術(shù)更沒有與PCC廢液焚燒技術(shù)相結(jié)合的先例。選用該技術(shù),無論從裝置的工藝控制上還是穩(wěn)定運(yùn)行上都存在很大不確定性,新裝置使用該技術(shù)面臨著巨大的風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)。

2017年底,經(jīng)過公司組織團(tuán)隊(duì),到國(guó)外對(duì)斐控公司的應(yīng)用業(yè)績(jī)進(jìn)行了認(rèn)真詳實(shí)考察,經(jīng)過考察,國(guó)外采用斐控干法脫硫技術(shù)的裝置均運(yùn)行穩(wěn)定、排放達(dá)標(biāo)。團(tuán)隊(duì)決定該技術(shù)在新建廢水焚燒裝置上使用,成為第一個(gè)“吃螃蟹”的人,也因此受到國(guó)內(nèi)同行業(yè)的廣泛關(guān)注。

2 新技術(shù)應(yīng)用過程

2.1 斐控干法脫硫的工藝原理及系統(tǒng)簡(jiǎn)介

使用工業(yè)小蘇打作為脫硫劑,與尾氣中的SO2反應(yīng)生成硫酸鈉,實(shí)現(xiàn)脫硫效果。反應(yīng)方程式為：

斐控干法脫硫系統(tǒng)主要包括冷卻塔、碳酸氫鈉研磨投加系統(tǒng)、脫硫反應(yīng)器、布袋除塵器4個(gè)部分。

冷卻塔的作用是降低前部鍋爐出口尾氣的溫度,防止過熱的尾氣進(jìn)入布袋除塵器,造成布袋損壞。碳酸氫鈉和二氧化硫在溫度高于200 ℃時(shí),反應(yīng)效率較高,所以冷卻塔出口尾氣的溫度控制在200 ℃與布袋耐受溫度之間。

碳酸氫鈉研磨投加系統(tǒng)由儲(chǔ)罐、研磨機(jī)、螺旋輸送機(jī)、星型閥、送風(fēng)機(jī)等設(shè)備構(gòu)成。碳酸氫鈉研磨投加系統(tǒng)位于碳酸氫鈉儲(chǔ)罐下部。每臺(tái)投加器有2個(gè)出口,通過螺旋給料器輸送碳酸氫鈉到星型閥然后進(jìn)入研磨機(jī)。研磨機(jī)將碳酸氫鈉研磨到粒徑20 μm以下,再通過輸送風(fēng)機(jī)吹送到反應(yīng)罐。

尾氣在反應(yīng)器中保持了約2 s的停留時(shí)間,部分碳酸氫鈉與尾氣中SO2在此進(jìn)行反應(yīng),另一部分在布袋除塵器的布袋表面完全反應(yīng),實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。反應(yīng)器出口的尾氣進(jìn)入布袋除塵器,尾氣進(jìn)口位于布袋除塵器的上方,目的是為了產(chǎn)生一個(gè)向下的氣流,從而在進(jìn)行布袋除塵器噴吹的時(shí)候輔助對(duì)尾氣中的粉塵產(chǎn)生下壓力,把粉塵吹到除塵器的平底上。

布袋除塵器起到收集粉塵的作用,飛灰及未反應(yīng)的碳酸氫鈉會(huì)附著在布袋表面。附著在布袋表面的碳酸氫鈉可以對(duì)尾氣中的酸性氣體起到進(jìn)一步的吸附反應(yīng)作用。反應(yīng)過的粉塵會(huì)被從布袋表面噴吹下來,然后落到下部的平面底部,上面裝配有一個(gè)雙臂的刮刀系統(tǒng),從而保證底部不會(huì)產(chǎn)生積灰問題[5]。

圖1 斐控干法脫硫的工藝流程圖

2.2 技術(shù)應(yīng)用過程中存在問題及處理措施

在廢液焚燒裝置實(shí)際運(yùn)行過程中遇到了很多問題,經(jīng)過工廠、車間的共同努力得以解決。問題主要有以下幾方面。

2.2.1 小蘇打輸送系統(tǒng)不暢通問題

小蘇打輸送系統(tǒng)主要流程為儲(chǔ)存在小蘇打料罐內(nèi)的小蘇打經(jīng)過料罐底部的螺旋輸送機(jī)進(jìn)行計(jì)量和輸送,通過下料管進(jìn)入星型旋轉(zhuǎn)閥,由星型閥推動(dòng)進(jìn)入研磨機(jī),將小蘇打在研磨機(jī)內(nèi)研磨成細(xì)顆粒后送至輸送風(fēng)機(jī)出口管線,最后隨輸送風(fēng)機(jī)出口風(fēng)一起輸送至反應(yīng)器。在運(yùn)行過程中,偶爾出現(xiàn)小蘇打輸送系統(tǒng)不暢通問題。

(1)小蘇打儲(chǔ)罐底部錐體部分堵塞

小蘇打儲(chǔ)罐底部錐體部分堵塞主要體現(xiàn)在錐體部分的小蘇打壓實(shí)板結(jié),使儲(chǔ)罐內(nèi)的小蘇打在錐體位置架橋,不能到達(dá)底部螺旋輸送機(jī)。

判斷方法：觀察儲(chǔ)罐底部下料管線,正常情況下儲(chǔ)罐底部下料管有2組下料系統(tǒng)運(yùn)行,從星型閥至研磨機(jī)的管線為透明塑料管線,可以通過該管線觀察小蘇打粉末在管內(nèi)的流動(dòng)情況。當(dāng)2組下料系統(tǒng)的輸送管路同時(shí)出現(xiàn)沒有小蘇打粉末流動(dòng)時(shí),即可確定為小蘇打儲(chǔ)罐底部錐體部分堵塞。

處理方法：斐控公司設(shè)計(jì)時(shí)在料罐的底部的錐體部分設(shè)置了2個(gè)空氣振蕩器,但在實(shí)際應(yīng)用過程中效果不好。在經(jīng)反復(fù)論證后設(shè)計(jì)了氮?dú)馑蓜?dòng)風(fēng)系統(tǒng),松動(dòng)風(fēng)由1根主線,3個(gè)分支線組成,分支線進(jìn)入料罐的位置設(shè)置在料罐底部錐體位置,均勻分布,方向與錐體斜面垂直。由于小蘇打料罐屬于常壓密閉儲(chǔ)罐,目前采取間歇吹掃方法,每次吹掃5 min,下料恢復(fù)暢通后,關(guān)閉反吹風(fēng),應(yīng)用效果很好,目前此方法解決該堵塞問題的概率為100%。

(2)輸送管線堵塞

小蘇打輸送系統(tǒng)管線堵塞的原因很多,處理該問題的重點(diǎn)是判斷出堵塞的原因,再對(duì)癥加以解決?，F(xiàn)對(duì)常見的幾種堵塞原因以及判斷處理方法介紹如下。

旋轉(zhuǎn)設(shè)備故障：螺旋輸送機(jī)、星型閥等旋轉(zhuǎn)設(shè)備發(fā)生停止轉(zhuǎn)動(dòng),首先將輸送系統(tǒng)由自動(dòng)狀態(tài)改為手動(dòng)狀態(tài),將該設(shè)備在手動(dòng)狀態(tài)下啟動(dòng),觀察該設(shè)備運(yùn)行電流,如果該設(shè)備運(yùn)行電流為0,可確認(rèn)為設(shè)備出現(xiàn)故障,如果運(yùn)行電流不為0,但設(shè)備不能正常運(yùn)轉(zhuǎn),說明該設(shè)備受到阻力不能運(yùn)轉(zhuǎn),非設(shè)備本身故障。旋轉(zhuǎn)設(shè)備故障可能有電氣儀表故障,也可能設(shè)備本身?yè)p壞,進(jìn)一步確認(rèn)后進(jìn)行維修處理。

旋轉(zhuǎn)設(shè)備掛灰：正常情況下,螺旋輸送機(jī)、星型閥、研磨機(jī)三臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備都有正常的轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)定,設(shè)定方法為上游設(shè)備的輸送速度小于下游設(shè)備的輸送速度,防止造成兩設(shè)備前小蘇打的堆積,進(jìn)而造成堵塞。

判斷處理方法是將輸送系統(tǒng)由自動(dòng)狀態(tài)改為手動(dòng)狀態(tài),依次由下游到上游啟動(dòng)設(shè)備,將管線內(nèi)殘存的小蘇打全部輸送干凈后再將輸送系統(tǒng)投自動(dòng)運(yùn)行,并觀察各旋轉(zhuǎn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)電流是否正常,對(duì)于電流高于正常值的設(shè)備,進(jìn)行拆檢處理。

螺旋輸送機(jī)輸送小蘇打速度過快：正常生產(chǎn)情況下,螺旋輸送機(jī)的輸送速度已通過稱重實(shí)驗(yàn)確定了最大轉(zhuǎn)數(shù),但在小蘇打儲(chǔ)罐料位高,小蘇打流動(dòng)效果大于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),會(huì)出現(xiàn)螺旋輸送機(jī)的輸送速度過快的情況,研磨機(jī)不能及時(shí)完成該研磨量,造成螺旋輸送機(jī)與研磨機(jī)間管線堵塞。此時(shí)先停止螺旋輸送機(jī)運(yùn)行,待管線內(nèi)小蘇打輸送干凈后,將螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)下調(diào),重新啟動(dòng)即可。

小蘇打質(zhì)量差或受潮,流動(dòng)性變差：此情況較嚴(yán)重,采用上述方法清通管線后,恢復(fù)輸送系統(tǒng)運(yùn)行,仍會(huì)在較短時(shí)間內(nèi)再次出現(xiàn)堵塞。同時(shí),也可以將清理出的小蘇打進(jìn)行觀察實(shí)驗(yàn),判斷其流動(dòng)性是否正常。如果確認(rèn)是小蘇打受潮,要找到進(jìn)水點(diǎn),并進(jìn)行處理,確認(rèn)小蘇打質(zhì)量差,需要更換質(zhì)量正常的小蘇打。

2.2.2 冷卻塔噴淋系統(tǒng)問題

(1)噴淋系統(tǒng)的脫鹽水罐加水系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺陷

噴淋系統(tǒng)的脫鹽水罐加水系統(tǒng)無副線,未考慮電磁閥壽命以及故障維修處理問題。按原設(shè)計(jì)。當(dāng)電磁閥損壞時(shí),脫鹽水罐將在10 min內(nèi)打空,冷卻塔噴淋水中斷,出口尾氣溫度升高,導(dǎo)致裝置聯(lián)鎖跳車。加裝了電磁閥副線避免了因電磁閥故障導(dǎo)致的裝置波動(dòng)甚至跳車,實(shí)際應(yīng)用效果良好。

(2)噴淋系統(tǒng)控制水量的調(diào)節(jié)閥為電信號(hào)控制的比例閥,不能實(shí)現(xiàn)對(duì)水量的線性調(diào)節(jié)

該問題是很嚴(yán)重的設(shè)計(jì)問題,在裝置運(yùn)行過程中,發(fā)現(xiàn),冷卻塔出口尾氣溫度不能得到穩(wěn)定控制,當(dāng)比例閥閥位處于0%～5%時(shí),冷卻塔出口溫度大幅度波動(dòng),對(duì)裝置的正常運(yùn)行造成巨大的風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)過研究分析,確認(rèn),引起該現(xiàn)象的原因主要是,控制流量的比例閥門在低閥位時(shí)的流量控制是不線性的,而且DCS畫面的顯示的閥位也并非真實(shí)閥位,而是通過電流強(qiáng)度計(jì)算得從的虛擬閥位。為了防止該種情況下冷卻塔出口溫度的大幅度波動(dòng),經(jīng)團(tuán)隊(duì)研究決定充分利用變頻冷卻水泵轉(zhuǎn)數(shù)可調(diào)節(jié),通過轉(zhuǎn)數(shù)變化可控制液體輸送量的原理,在DCS畫面中增設(shè)控制窗口,在控制框中設(shè)計(jì)調(diào)控按鈕,可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制冷卻塔噴淋水流量。

2.2.3 尾氣中SO2含量超標(biāo)問題

上述的碳酸氫鈉下料系統(tǒng)卡塞問題會(huì)造成小蘇打與SO2的反應(yīng)效果變差,斐控的布袋除塵系統(tǒng)有四個(gè)反應(yīng)器,且為并聯(lián)運(yùn)行,如果有一組小蘇打下料不暢通,就會(huì)造成尾氣未經(jīng)反應(yīng)直接進(jìn)入煙囪排向大氣,造成尾氣中SO2超標(biāo)。另外,小蘇打料罐料位不足,也會(huì)造成SO2超標(biāo),原因是,斐控設(shè)計(jì)的小蘇打下料系統(tǒng)為靠自重下料,料罐內(nèi)的小蘇打多少,直接影響壓降,影響下料速度,而作為固體料罐,不同于液位檢測(cè),可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)觀察變化趨勢(shì)。原設(shè)計(jì)的小蘇打料罐,僅有高料位報(bào)警和低液位報(bào)警,還經(jīng)常出現(xiàn)不好用的誤指示情況,對(duì)小蘇打的料位控制帶來很大麻煩。

要想實(shí)現(xiàn)尾氣中SO2含量的穩(wěn)定控制,就必須進(jìn)行小蘇打輸送系統(tǒng)的穩(wěn)定控制,顯然原設(shè)計(jì)在這方面是欠缺的。在實(shí)際應(yīng)用過程中,除反吹風(fēng)系統(tǒng)外,在小蘇打儲(chǔ)罐上增設(shè)了視鏡,以實(shí)現(xiàn)料位的大概判斷。通過上述方法仍未能從根本上實(shí)現(xiàn)小蘇打存儲(chǔ)和輸送系統(tǒng)的穩(wěn)定控制。因此,建議斐控公司進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì),增設(shè)小蘇打儲(chǔ)罐料位計(jì),將儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)為透明材質(zhì),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)料位的監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)直觀對(duì)料位的觀察。

2.2.4 布袋除塵器壓差高問題

斐控公司的布袋除塵器除正常的除塵功能外,還起到在布袋表面進(jìn)行脫硫反應(yīng)的作用。正常生產(chǎn)時(shí),會(huì)在布袋表面形成一層脫硫反應(yīng)膜,在布袋表面SO2與小蘇打反應(yīng)生成Na2SO4。反應(yīng)膜的厚度越大,布袋除塵器壓差越大,因此,減小布袋除塵器壓差主要是減小反應(yīng)膜的厚度。常見的造成布袋塵器壓差高的原因和處理方法如下。

(1)廢水成分變化,產(chǎn)灰量過大

不同成分的廢水,燃燒后產(chǎn)生的灰量不同,目前,丙烯腈廠廢液焚燒裝置焚燒的廢水中丙烯腈廢水焚燒后產(chǎn)灰量最小,乙腈廢水較大,丁辛醇廢水最大。乙腈廢水和丁辛醇廢水焚燒后產(chǎn)灰量大的原因是其廢水成分中含有大量的鈉元素,廢水焚燒后生成大量的固體鈉鹽。若真是該原因引起的布袋除塵器壓差高,處理方法一是通過工藝調(diào)優(yōu),減少?gòu)U水中鈉含量；二是減少含鈉高廢水的焚燒量,三是減少裝置焚燒總負(fù)荷。

(2)引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)過高,風(fēng)速過快

廢液焚燒爐焚燒廢水產(chǎn)生的尾氣使用裝置末端的引風(fēng)機(jī)送入煙囪排放。當(dāng)引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)過高,會(huì)增加尾氣流動(dòng)速度,使布袋除塵器阻力增大,導(dǎo)致布袋除塵器壓差高。該原因造成的布袋除塵器壓差高,處理方法是降低引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù),將爐膛壓力控制在-1.5 kPa～-1.0 kPa,滿足正常尾氣輸送即可。

(3)小蘇打用量低,布袋除塵器表面反應(yīng)膜廢灰成分增大

斐控公司干法脫硫技術(shù)基于尾氣中一定含硫量,實(shí)時(shí)補(bǔ)加小蘇打脫硫劑的設(shè)計(jì)。當(dāng)尾氣中SO2含量大幅低于設(shè)計(jì)值,小蘇打補(bǔ)加量很小的情況下,布袋除塵器表面反應(yīng)膜內(nèi)廢灰成分增大,小蘇打成分減少。廢灰比小蘇打黏度高且質(zhì)量輕,更容易在布袋表面積存,會(huì)造成反應(yīng)膜增厚,從而造成布袋除塵器壓差增高。該原因引發(fā)的布袋除塵器壓差高,處理方法是適當(dāng)增加小蘇打的補(bǔ)加量,直至布袋除塵器壓差恢復(fù)至正常值。

(4)廢水中硫含量過高,超出正常處理范圍

廢水中硫含量過高會(huì)造成焚燒后產(chǎn)生過量的SO2,過量的SO2在高溫環(huán)境下會(huì)與O2反應(yīng)升成SO3,SO3會(huì)增加尾氣露點(diǎn)溫度。當(dāng)布袋除塵器內(nèi)局部溫度低于該露點(diǎn)溫度時(shí),尾氣中會(huì)夾帶液滴,該液滴與灰混合后,黏度增大,附著在布袋表面,形成基本不透風(fēng)的“濾餅”,導(dǎo)致布袋塵器壓差大幅升高。該原因引發(fā)的布袋除塵器壓差高,處理方法一是立即查找廢水中硫含量增高的原因,并減少?gòu)U水中硫含量,同時(shí)增加小蘇打補(bǔ)加量,必要時(shí)減少有問題廢水的焚燒量或停止焚燒；二是降低生產(chǎn)負(fù)荷,將四組布袋除塵器中的一組切出系統(tǒng),進(jìn)行離線噴吹,觀察該組布袋除塵器下灰外觀的表化,發(fā)現(xiàn)大量片狀灰落下時(shí),說明形成的“濾餅”開始脫落,當(dāng)該組布袋除塵器再無灰產(chǎn)生時(shí),將該級(jí)除塵器重新投入使用,再用同樣的方法進(jìn)行下一組除塵器的離線吹灰,直至四組全部處理完。如果用布袋除塵器離線吹灰的方法仍不能將產(chǎn)生的“濾餅”吹落,需要停車檢修處理。

3 新技術(shù)應(yīng)用后效果

新技術(shù)應(yīng)用后于2020年9月22日至2020年9月25日對(duì)裝置焚燒廢水能力、產(chǎn)汽能力、環(huán)保排放達(dá)標(biāo)等是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求進(jìn)行全面考核。

3.1 生產(chǎn)能力考核

(1)裝置的設(shè)計(jì)廢水處理能力為24 t/h,操作彈性最高110%,產(chǎn)汽量22.4 t/h,經(jīng)考核裝置廢水處理能力和鍋爐產(chǎn)汽能力均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

(2)脫硫單元設(shè)計(jì)處理能力為將硫銨質(zhì)量分?jǐn)?shù)含量3%的16 t/h丙烯腈廢水中的含硫物質(zhì)進(jìn)行處理,考核期間廢水中硫銨含量為3.8%,脫硫前SO2含量達(dá)到設(shè)計(jì)值1 187 mg/m3,最高為1 360 mg/m3,脫硫后SO2含量低于設(shè)計(jì)值80 mg/m3,最低為10 mg/m3,脫硫單元的脫硫能力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。具體統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表1。

表1 F-98102考核統(tǒng)計(jì)表(生產(chǎn)能力)

3.2 環(huán)保排放指標(biāo)考核

考核期間通過在線分析表對(duì)SO2、NOx、煙塵含量進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)控并記錄,請(qǐng)第三方進(jìn)行了取樣分析,在線分析結(jié)果與第三方(吉林市吉科技術(shù)有限公司)取樣結(jié)果均低于設(shè)計(jì)考核指標(biāo),各考核指標(biāo)及分析結(jié)果見表2。

表2 環(huán)保排放指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

經(jīng)考核,丙烯腈廠新建廢水焚燒裝置F-98102生產(chǎn)能力達(dá)到設(shè)計(jì)要求、環(huán)保排放指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)保證值、脫硫單元脫硫效率達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4 新技術(shù)推廣和應(yīng)用前景

該干法脫硫技術(shù)在吉林石化公司丙烯腈廠廢水焚燒裝置上的成功應(yīng)用,是該技術(shù)在國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用,填補(bǔ)了斐控公司在危廢以及廢氣廢液行業(yè)的市場(chǎng)空白。2018年后以該項(xiàng)目為模板項(xiàng)目,該技術(shù)在國(guó)內(nèi)進(jìn)行市場(chǎng)推廣,至今已完成多個(gè)項(xiàng)目,并獲得用戶的一致好評(píng)。該干法脫硫技術(shù)也是在世界上首次與PCC公司焚燒技術(shù)結(jié)合,為丙烯腈裝置行業(yè)內(nèi)兄弟單位提供了處理丙烯腈含硫廢水的參考,但干法脫硫仍存在很多的影響長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行和影響脫硫效果的問題需要改進(jìn)或優(yōu)化。