旋流板塔濕法脫硫技術在煉油廢氣減排治理中的應用

謝莉

（廣東河海工程咨詢公司廣東廣州510000）

旋流板塔濕法脫硫技術在煉油廢氣減排治理中的應用

謝莉

（廣東河海工程咨詢公司廣東廣州510000）

硫氧化物是PM2.5的重要組成部分，是國家和地方政府減排和控制的重要指標。本文以佛山市某煉油廠的煉油廢氣的旋流板塔濕法脫硫改造為例，從系統設計、工藝流程等方面對旋流板塔濕法脫硫技術進行介紹，為中小型鍋爐脫硫工程提供有利的借鑒。

硫氧化物；脫硫；旋流板塔濕法；煉油廢氣

1　前言

近年來，我國工業生產企業數量不斷增多，大氣污染問題日益嚴重，全國多地不斷遭遇重霾天氣的襲擊，且呈現出PM2.5濃度高、污染持續時間長、波及范圍廣等特點，給民眾生活造成嚴重影響。硫氧化物作為PM2.5的重要組成部分，具有很強的毒性，對人類健康、環境、生態及社會經濟破壞很大。因此，如何有效地削減硫氧化物的排放量，保護大氣環境質量已成為目前我國大氣污染控制領域最緊迫的任務。

2　濕法煙氣脫硫除塵技術

煙氣脫硫工藝技術很多，按脫硫方式分類，主要包括：濕法脫硫和干法脫硫[1]。而濕法脫硫技術是目前世界上技術最成熟，運行狀況最穩定的脫硫工藝[2]。濕式脫硫除塵技術適用于大、中型工業鍋爐煙氣的除塵和脫硫[3]。目前，主要的濕法煙氣脫硫技術有：石灰石—石膏法、鈉堿法、雙堿法、氨法、金屬氧化物吸收法等。

3　工程概況

佛山市某煉油加工生產企業，年煉制生產能力60×104t。在其催化裂化生產過程中會產生大量的含硫廢氣（由H2S、NH3、酚及烴類物組成），經燃燒爐燃燒后直接排放，將對大氣及周邊區域造成環境污染。為改善大氣質量，滿足目前的環保要求，需有針對性地對產生的含硫廢氣進行脫硫除塵處理，選用先進的脫硫除塵裝置，盡最大努力致力于含硫氣體的減排。

4　工藝選定

根據建設規模、目標以及項目實施的主要原則，基于旋流板塔濕法（雙堿法）煙氣脫硫工藝的優勢有：（1）脫硫效率高：系統在鈣/硫為1.03時，脫硫效率可達90%以上；（2）雙堿法脫硫技術成熟、運行可靠、可防止系統結垢，應用廣；（3）適應于大、中、小各類重催爐和高硫燃料；（4）副產物經脫水處理后可用于建材，或采用拋棄法處理，減少二次污染。結合工程的具體情況，采用旋流板塔濕法（雙堿法）煙氣脫硫工藝，以氫氧化鈉為第一堿，氧化鈣為第二堿。

5　工藝介紹

5.1反應機理

濕法脫硫是基于溶液中的堿性物質與溶解于水的氣態二氧化硫（SO2）進行中和反應，達到去除氣態中SO2的目的。采用雙堿法，用石灰溶液吸收廢氣中的SO2，吸收SO2后的吸收液送入循環沉淀池，溶液經循環沉淀池沉淀后返回吸收塔循環使用。

5.2工藝說明

煙氣脫硫工程主要由脫硫劑系統、反應吸收塔系統、副產品處理系統、煙氣系統、電氣控制系統和補充水系統等輔助系統組成。

5.2.1脫硫劑系統

脫硫劑系統的作用是為脫硫塔提供安全、可靠的脫硫液，主要由石灰貯罐、變頻調速螺桿秤、漿液制備槽、氫氧化鈉罐、攪拌器等設備組成。

5.2.2脫硫吸收系統

脫硫吸收系統是是脫硫系統的核心裝置，主要由吸收塔、循環泵等設備組成。

由于燃燒爐排出的煙氣SO2含量比較高，采用旋流板塔對煙氣進行治理，從熱交換器出來的煙氣先進入文丘里預處理器，然后再切向進入脫硫除塵主塔，主塔內設計多套分流裝置，經過初級凈化的煙氣旋轉上升，分流氣動裝置具有導向和接力作用，利用煙氣自身的動能產生氣動分流，液氣兩相充分接觸，進行傳質反應，煙氣在塔內經過多級分流裝置的脫硫除塵，可確保脫硫除塵效率達到技術要求。

5.2.3副產品處理系統

石膏脫水系統由再生池、氧化池、濃密機、臥螺機、渣漿泵等組成。主要是對脫硫產物進行脫水、干燥以及對系統所產生廢水的處理排放等。

脫硫吸收系統排出的廢液經過再生、氧化曝氣后產生的脫硫石膏漿液經濃縮機初步沉淀，再經渣漿泵打到臥螺機石膏脫水系統進行脫水，借助于離心力原理，石膏漿液被脫水后含水率低于40%，可用汽車外運。濃密機的作用主要是石膏漿液的濃縮；進濃密機的廢水含固量約為0.3%～0.5%，從濃密機底部排出的石膏漿液濃度可達3%～5%，石膏晶體粒徑為10μm～100μm，密度為2.3～2.4。

脫硫產品為石膏（CaSO4·2H2O），脫硫石膏可用于：生產石膏制品、作為水泥緩凝劑等用途或拋棄處理。

5.2.4補充水系統

補充水采用工業水或循環冷卻水及經過處理達到回用標準的排污水。補充水管將被設計保證脫硫系統的安全操作，用于沖洗吸收塔、所有管道等。

5.2.5煙道系統

燃燒爐后原有排煙煙道為煙氣脫硫裝置的旁路煙道。脫硫裝置進、出口和旁路選用操作靈活和密封良好開啟迅速的閘板門，以滿足旁路煙道的密封性和保證脫硫裝置發生故障時不影響煉油系統的正常運行的要求。

5.2.6監測控制系統

煙氣脫硫系統控制部分將根據工藝專業和用戶提出的熱工檢測自動控制要求進行設計。該項目控制系統根據工藝要求分為以下幾個控制部分：反應塔核心控制部分、制漿系統控制等。

5.2.7系統平衡

脫硫系統需補充新鮮水用于清洗除霧器及機泵的降溫，其回流水完全滿足制漿用水，多余水排入池溝，相關的設備包括泵、閥門、池、攪拌器、管道都必須防腐。

6　實施效果

6.1該公司煉油煙氣脫硫凈化裝置，設計脫硫效率達90%，經脫硫后每年減少SO2排放量約1838t，削減了SO2排放總量，改善了當地大氣環境，具有顯著的社會經濟和環境效益。

6.2根據各種脫硫工藝的比較，考慮投資、運行費用、技術的成熟可靠性，采用旋流板塔濕法（雙堿法）煙氣脫硫工藝，減少系統投資，無外排水，灰渣可直接出售給水泥廠，無二次污染。

[1]張建斌,馬凱,李強等濕法煙氣脫硫技術.精細石油化工, 2004,3,24(2).

[2]嚴偉.淺談濕法煙氣脫硫技術.石河子科技,2014,4(2).

[3]周長麗.濕法煙氣脫硫技術的應用概述.凈煤技術,2006,12(3).作者簡介

謝莉（1987—），女，湖南湘潭人，研究生學歷，研究方向：環境工程咨詢、設計及環境監測。