EDV6000 工艺在催化裂化装置再生烟气环保治理中的应用
2019-12-13李玉平
王 俊,李玉平,付 强
(中国石油宁夏石化公司,宁夏银川 750026)
1 装置概述
1.1 洗涤塔部分
自催化裂化装置余热锅炉来的烟气进入急冷吸收塔K-1020 下部冷却吸收段。在冷却吸收段,上升的烟气与冷却水逆向接触,烟气温度由约260 ℃降至60 ℃,同时烟气中大部分的二氧化硫、三氧化硫和颗粒物被洗涤脱除[1]。
急冷吸收塔下部塔釜需注入20 %碱液,碱液的注入量由pH 分析仪控制,以期使塔釜内的液体保持中性(pH 在6.5~7.5)。塔釜内的液体由急冷水循环泵H-1073A/B/C 升压后,大部分返回冷却吸收段作为冷却水,少部分送至废液预处理部分。为维持塔内的液相平衡,急冷吸收塔中部滤清模块注入补水,并自动溢流至急冷吸收塔K-1020 下部。
为保证设备安全,急冷吸收塔下部设有紧急水入口。当塔内温度异常升高时,可大量注入紧急水。同时塔底设有溢流口,当塔釜内液位异常升高时,可自动溢流至紧急泄放池RP-1014。
冷却后的烟气自急冷吸收塔下部上升进入中部的滤清模块。滤清模块可除去烟气中残余的细微颗粒和硫酸酸雾,滤清模块的液体由滤清模块泵H-1074A/B循环使用。滤清模块后的烟气经由水珠分离器除去其中夹带的液滴后,经由塔顶部的烟囱高空排放[2,3]。
1.2 PTU 单元
自急冷水循环泵来的废液由絮凝剂加入设施H-1075A/B 向其中注入絮凝剂,在沉清池入口混合罐搅拌后废液进入澄清池LO-1020 内沉淀。澄清池底部被絮凝的块状物沉淀聚集到池底达到一定高度时,由底部的排放阀周期性排出到过滤箱LO-1023A/B。过滤箱过滤出的水排到滤液池RP-1015,并由滤液泵H-1071送回至澄清池LO-1020;过滤箱过滤出的废催化剂不定期送出装置外。
澄清池顶部的清液自流至RP-1011 经H-1076A/B 加压后进入氧化罐T-0702A/B/C,氧化罐底部由氧化风机LO-1021A/B 注入空气并加入少量20 %碱液,在氧化罐搅拌器M-1010A/B/C 的作用下,空气和碱液与废液充分接触。大量的曝气可以有效降低排液的COD;碱液的注入量由pH 分析仪控制,以保证出水呈中性。自氧化罐上部溢流出来的含盐废水自流至废液缓冲罐RP-1013,泵H-1077A/B 升压后送至排液罐RP-1012。含盐废水自排液罐RP-1012 抽出,由排液泵H-1072A/B 升压后经排液冷却器T-10401 冷却至40 ℃后送入污水处理厂。
装置于2018 年4 月中交,并于当年8 月一次开车成功。
2 装置运行情况
2.1 脱硫系统
开工初期洗涤塔出口烟气SO2质量浓度均值不大于30 mg/m3,颗粒物均值不大于25 mg/m3。后期装置负荷维持在100 %,排放及运行参数(见表1)。
2.2 PTU 系统
PTU 污水处理系统投用后,指标较好,分析数据(见表2)。
表1 装置初期烟气排放指标
表2 PTU 系统污水样
3 装置运行存在问题及解决方案
3.1 EDV 操作温度超标
EDV 正常操作温度58.5 ℃,联锁值70 ℃。开工后余热锅炉吹灰器风机存在问题一直未能投用,70 %负荷运行一个月后余热锅炉省煤器出口烟气温度从240 ℃逐渐升到290 ℃,超过设计指标260 ℃,EDV 操作温度到达64 ℃。考虑无烟机运行工况下余热锅炉入口温度上升130 ℃,EDV 存在超温情况,采取将省煤器入口除氧水温度从设计值177 ℃提高至200 ℃,省煤器出口烟气温度降至265 ℃,EDV 操作温度降至60 ℃。对余热锅炉吹灰器风机进行处理,后期吹灰器正常后,烟气温度保持250 ℃以下。
3.2 氧化罐分布器易堵塞
三个氧化罐投用后,均出现氧化风分布器堵塞,导致氧化风机出口压力超过设计最高1.05 kg/cm2,只能通过开出口放空阀控制压力。逐个切除氧化罐进行清理,清理投用后两周又发生堵塞。
主要原因:絮凝剂加注不及时,絮凝剂库存不足导致加注量低。泥车滤布滤水速度慢,澄清器废液排放速度慢,导致澄清器悬浮物高。H-1076A/B 出口流量达不到设计值20.6 m3/h,双泵运行最大流量仅18 m3/h。在高负荷运行情况下只能通过跨线将部分污水直接送至氧化罐。
采取措施:及时与PK 炼油厂1000 单元主管沟通,确保絮凝剂按时加注,提前备絮凝剂库存。采取两泥车同时使用,加快更换频次;同时建议更换泥车滤布。高负荷使用双泵运行,尽量减少污水直接进入氧化罐。及时切除并清理堵塞氧化罐及分布器。
3.3 外排水泵外送量不够
外排水泵不能达到设计指标22 m3/h,仅仅能维持12 m3/h。经现场检查泵入口管线设计DN40,出口管线设计DN80。将泵出入口管线更换后,泵出口流量能达到20 m3/h。
3.4 滤液泵扬程不够
滤液泵扬程设计为13.1 m,而注入点高度为12.3 m,开工前期测试时,泵出口流量仅50 kg/HR 不能达到设计值83 kg/HR。通过沟通,重新设计并更换扬程为14.6 m 的新泵。
4 遗留问题及改进方法
4.1 滤箱滤布过滤效果不好
废液处理系统原设计采用滤箱沉降法,含催化剂废液定期排入滤箱中自然沉降,箱内安装滤布过滤废液,粉尘留在箱内形成泥饼,含盐废水从两侧底部的排液口排出达到脱水的目的。实际使用中未采用BELCO公司滤布,选用其他滤布代替,自然沉降速度慢不能达到设计要求,且存在水尘分离不彻底,滤液池粉尘量大,对滤液泵运行带来风险;且定期清理滤液池增加人工工作量。且滤箱体积大、质量大,运输不方便。
建议使用BELCO 公司滤布,或考虑其他机械处理方法。
4.2 排烟的烟羽现象
装置开工后,外排烟气在阳光下呈现蓝色或黄色的烟带。主要是烟气中SO3进入洗涤塔迅速被冷却至露点温度以下,大大高于烟气中SO3气体或硫酸蒸汽被吸收所需要的温度条件,且这种冷却速度比SO3气体或硫酸蒸汽被吸收液吸收的速度快的多,其中0.5 μm~3 μm 的硫酸液滴会形成硫酸气溶胶和硫酸雾,导致蓝色或黄色烟羽出现。
EDV6000 系统对SO3具有一定的脱出效率。实际观察发现在投用滤清模块下喷嘴前后,烟气中的烟羽有明显缩短,但并不能完全消除。
PK 炼油厂余热锅炉吹灰系统采用风机反吹作为吹灰器密封,1 500 m3/h 风进入余热锅炉,特别在余热锅炉过热段500 ℃~729 ℃区间里,SO2进一步氧化成SO3,加剧烟气中烟羽的形成,建议更换余热锅炉吹灰系统密封形式,将反吹风更换成机械密封能缓解烟羽的形成。
同时使用硫转移剂或三效助剂,更换CO 助燃剂,控制再生烟气中硫氧化物质量浓度有助于缓解烟羽的形成。
5 结论
PK炼油厂催化裂化装置再生烟气脱硫装置采用BELCO 公司EDV 技术,运行脱硫率高,除尘效果好,SO2浓度均值不大于80 mg/m3,颗粒物质量浓度均值不大于50 mg/m3;实现SO2、粉尘的达标排放。