催化烟气脱硫外排水COD超标原因分析及处理措施

李玉平，张兴刚，付满平

（中国石油宁夏石化公司，宁夏银川 750026）

催化烟气脱硫外排水COD超标原因分析及处理措施

李玉平，张兴刚，付满平

（中国石油宁夏石化公司，宁夏银川 750026）

本文主要论述了催化烟气脱硫外排水COD超标原因，主要有碱液注入量存在偏差、絮凝剂泵故障和氧化罐曝气器风量不足等三个原因，并制定实施了相应的处理措施，经过数据分析和结果讨论，发现处理措施的落实，显著的提高了外排水COD达标率，达到了预期效果。

催化烟气脱硫外排水COD；絮凝剂泵；氧化罐曝气器

随着炼油工业的发展和国家对环保工作的重视，烟气脱硫装置作为催化裂化装置中的环保装置就显得越来越重要。烟气脱硫装置主要是将催化裂化过程中产生的烟气处理符合环保指标后排放，同时对产生的废水进行处理，确保其COD等指标合格，实现达标排放。宁夏石化公司炼油厂260×104t/a催化烟气脱硫装置于2013年12月9日开工试运行，该装置是国内首次采用ExxonMobil公司的喷射文丘里（JEV）湿气洗涤系统（以下简称WGS）。WGS系统主要分为两部分：脱硫洗涤塔部分及排液处理部分。

催化烟气以水平方式进入喷射文丘里管，烟气与循环液以切线方式进入洗涤塔，气体经烟囱塔盘分液后排入大气。设置洗涤塔循环泵，将循环液自塔底抽出，分为两路，一路送至各文丘里管喷射器入口，吸收烟气中的SO2、颗粒物等杂质。另一路与絮凝剂混合后，送至澄清器，颗粒物在澄清器内沉降，污泥自澄清器底部排出，经污泥泵增压后送至板框式过滤机中，脱水后污泥作为危废外送处置。澄清器顶部的清液自流送至氧化罐中，氧化罐内的液体经污水循环泵抽出，与碱液混合后，返回至氧化罐内，在氧化喷嘴处与空气充分混合后排至氧化罐底部，利用氧气将污水中的亚硫酸盐氧化为硫酸盐，以降低污水的COD，满足直排污水的要求。氧化后的污水自氧化罐罐顶溢流，送至外排污水缓冲罐，罐内的污水经污水外排泵增压送出装置。

目前，烟气脱硫装置实际运行中仍然存在外排水COD达标率不高的问题，超过工艺指标120 mg/L，导致炼油装置环保指标不合格，影响了催化烟气脱硫装置平稳安全运行。经过对操作参数对比分析及装置现场实际情况的排查，判断出了导致外排水COD超标的原因，并制定实施了相应的措施，取得了显著效果。

1 原因分析

1.1 碱液注入量存在偏差

烟脱洗涤塔和氧化罐注入的碱液都是为了将SO2等酸性物质转化为亚硫酸盐，然后在氧化罐内与氧气反应转化为硫酸盐，从而降低污水中的COD。若碱液注入量存在偏差，实际注入量小于需求量，或者是碱液浓度未达到工艺要求浓度，将会影响SO2等酸性物质的全部转化，从而导致外排水COD超标。这是控制外排水COD合格的先决条件。

1.2 絮凝剂泵故障

絮凝剂的加入主要是为了将循环液中的固体物质聚集起来，在澄清器中沉降后送至板框式压滤机压滤成污泥外送，滤液返回澄清器送至氧化罐氧化后外送。若絮凝剂泵故障或运行不稳将导致循环液中固体物质聚集效果不好，固体物质在澄清器中沉降较差，从而使外排水中固含量升高，则会加剧外排水中耗氧物质的增加，在氧化罐其他操作条件不变时，则会导致外排水COD超标。

1.3 氧化罐曝气器风量不足

澄清器顶部的清液自流送至氧化罐内先与碱液反应将SO2等酸性物质转化为亚硫酸盐，然后在氧化喷嘴处与空气充分混合后排至氧化罐底部，利用氧气将污水中的亚硫酸盐转化为硫酸盐，以降低外排水的COD。本装置采用设置氧化罐风机的方法，将空气增压后送至氧化罐喷嘴处，与循环液一起喷至氧化罐内。若氧化罐曝气器风量不足，则氧化罐内提供的氧气量不足，导致亚硫酸盐不能全部转化为硫酸盐，从而使污水中耗氧物质含量较高，进而导致外排水COD不合格。这是控制外排水COD的最主要手段。

2 措施与实施

2.1 确保碱液充足，碱液浓度符合工艺要求

通过调查发现本周期装置耗碱量增多，特别是2016年12月1日发生的外排烟气SO2超标的问题，与当班岗位人员了解情况，查看DCS历史趋势，分析原因是由于注碱泵P707故障，烟气洗涤塔和氧化罐注碱量降低所致，从而导致SO2转化不彻底，进而使外排水COD不合格。因此要求外操加强巡检，保证机泵的正常运转，内操认真监盘，确保烟气洗涤塔和氧化罐注碱量在工艺指标范围内，满足其耗碱量。同时与化验保持联系，监控好碱液浓度，确保碱液浓度符合工艺要求，从而保证系统pH控制合格，SO2等酸性物质的完全转化，外排水COD达标。

2.2 絮凝剂泵改造

经过现场查验，并与岗位人员沟通，发现絮凝剂泵存在计量不准，运行不稳的问题，经常出现絮凝剂无法注入的情况，进而影响固体物质的沉降和脱出。鉴于此，对絮凝剂泵进行改造，改用计量较好，运行工况更稳定的絮凝剂泵。同时加强设备管理，保证澄清器系统平稳运行，确保絮凝剂均匀、连续注入澄清器系统。

2.3 氧化罐曝气设施改造

针对本周期烟气量显著增大暴露出的外排水COD持续偏高超标，同时查看DCS历史趋势，初步判断是由于氧化罐中亚硫酸盐等耗氧物质增加而供氧量不足，导致外排水中的亚硫酸盐转化不完全，造成外排水COD偏高。因此，对氧化罐进行改造，在罐底增设了两组自制的树枝状曝气管，通入工艺风，借以增加氧化罐曝气量，通过对氧化罐改造，外排水COD得到了控制，有了明显下降，达到了设计指标。

3 结果讨论及操作要求

图1 2015年外排水COD数据

经过以上几项措施的实施，烟气脱硫装置外排水COD得到了有效的控制，达标率显著提高。2015年1月至10月外排水COD数据（见图1），其中1月至3月是措施实施前的外排水COD数据，由图1可以看出外排水COD数据波动较大且超标严重，最高甚至达到200 mg/L以上。而4月以后为改造措施落实后的COD数据，可见外排水COD数据都在较小范围内波动，且都小于120 mg/L，符合工艺设计要求，达到了改造的预期目标（见图1）。

此外，为了避免外排水COD较大范围的波动和超标，同时结合已有经验，还制定了以下操作要求：对于采取的临时措施，如洗涤塔水系统置换、氧化罐风机单/双运行模式切换等操作，要以小指标的形式下发至岗位执行，收集操作及分析数据来进一步指导操作；及时根据操作参数及分析数据变化，下发操作指南对岗位提供操作指导，对经过实践检验的行之有效的操作思路及参数控制固化下来，循序渐进地推进整体工作，环保指标达标率稳步提高。

4 结语

宁夏石化公司炼油厂260×104t/a催化烟气脱硫装置作为国内首次采用ExxonMobil公司的喷射文丘里湿气洗涤系统，通过对现有设备进行改造，不但解决了实际生产问题而且提高了炼油装置的环保指标，保证了催化烟气脱硫装置平稳安全运行，为以后国内同类装置的操作提供参考和借鉴价值，为炼油工业的绿色发展作出贡献。

The cause analysis and treatment of excessive COD in the external drainage of FCC flue gas desulfurization

LI Yuping，ZHANG Xinggang，FU Manping
（PetroChina Ningxia Petrochemical Company，Yinchuan Ningxia 750026，China）

Three factors,including the amount of alkali injection,the failure of the flocculant pump and the insufficient air flow of the oxidation tank aerator were identified as the reasons for the excessive COD in the external drainage of FCC flue gas desulfurization,and the treatment measures were made and implemented.The data analysis and the results indicated that the implementation of the measures significantly improved the external drainage COD compliance rate,achieving the desired results.

external drainage COD of FCC flue gas desulfurization；flocculant pump；oxidation tank aerator

TE966

A

1673-5285（2017）07-0130-03

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.07.030

2017－05-30