王 俊,李玉平,付 強
(中國石油寧夏石化公司,寧夏銀川 750026)
自催化裂化裝置余熱鍋爐來的煙氣進入急冷吸收塔K-1020 下部冷卻吸收段。在冷卻吸收段,上升的煙氣與冷卻水逆向接觸,煙氣溫度由約260 ℃降至60 ℃,同時煙氣中大部分的二氧化硫、三氧化硫和顆粒物被洗滌脫除[1]。
急冷吸收塔下部塔釜需注入20 %堿液,堿液的注入量由pH 分析儀控制,以期使塔釜內的液體保持中性(pH 在6.5~7.5)。塔釜內的液體由急冷水循環(huán)泵H-1073A/B/C 升壓后,大部分返回冷卻吸收段作為冷卻水,少部分送至廢液預處理部分。為維持塔內的液相平衡,急冷吸收塔中部濾清模塊注入補水,并自動溢流至急冷吸收塔K-1020 下部。
為保證設備安全,急冷吸收塔下部設有緊急水入口。當塔內溫度異常升高時,可大量注入緊急水。同時塔底設有溢流口,當塔釜內液位異常升高時,可自動溢流至緊急泄放池RP-1014。
冷卻后的煙氣自急冷吸收塔下部上升進入中部的濾清模塊。濾清模塊可除去煙氣中殘余的細微顆粒和硫酸酸霧,濾清模塊的液體由濾清模塊泵H-1074A/B循環(huán)使用。濾清模塊后的煙氣經由水珠分離器除去其中夾帶的液滴后,經由塔頂部的煙囪高空排放[2,3]。
自急冷水循環(huán)泵來的廢液由絮凝劑加入設施H-1075A/B 向其中注入絮凝劑,在沉清池入口混合罐攪拌后廢液進入澄清池LO-1020 內沉淀。澄清池底部被絮凝的塊狀物沉淀聚集到池底達到一定高度時,由底部的排放閥周期性排出到過濾箱LO-1023A/B。過濾箱過濾出的水排到濾液池RP-1015,并由濾液泵H-1071送回至澄清池LO-1020;過濾箱過濾出的廢催化劑不定期送出裝置外。
澄清池頂部的清液自流至RP-1011 經H-1076A/B 加壓后進入氧化罐T-0702A/B/C,氧化罐底部由氧化風機LO-1021A/B 注入空氣并加入少量20 %堿液,在氧化罐攪拌器M-1010A/B/C 的作用下,空氣和堿液與廢液充分接觸。大量的曝氣可以有效降低排液的COD;堿液的注入量由pH 分析儀控制,以保證出水呈中性。自氧化罐上部溢流出來的含鹽廢水自流至廢液緩沖罐RP-1013,泵H-1077A/B 升壓后送至排液罐RP-1012。含鹽廢水自排液罐RP-1012 抽出,由排液泵H-1072A/B 升壓后經排液冷卻器T-10401 冷卻至40 ℃后送入污水處理廠。
裝置于2018 年4 月中交,并于當年8 月一次開車成功。
開工初期洗滌塔出口煙氣SO2質量濃度均值不大于30 mg/m3,顆粒物均值不大于25 mg/m3。后期裝置負荷維持在100 %,排放及運行參數(shù)(見表1)。
PTU 污水處理系統(tǒng)投用后,指標較好,分析數(shù)據(見表2)。
表1 裝置初期煙氣排放指標
表2 PTU 系統(tǒng)污水樣
EDV 正常操作溫度58.5 ℃,聯(lián)鎖值70 ℃。開工后余熱鍋爐吹灰器風機存在問題一直未能投用,70 %負荷運行一個月后余熱鍋爐省煤器出口煙氣溫度從240 ℃逐漸升到290 ℃,超過設計指標260 ℃,EDV 操作溫度到達64 ℃??紤]無煙機運行工況下余熱鍋爐入口溫度上升130 ℃,EDV 存在超溫情況,采取將省煤器入口除氧水溫度從設計值177 ℃提高至200 ℃,省煤器出口煙氣溫度降至265 ℃,EDV 操作溫度降至60 ℃。對余熱鍋爐吹灰器風機進行處理,后期吹灰器正常后,煙氣溫度保持250 ℃以下。
三個氧化罐投用后,均出現(xiàn)氧化風分布器堵塞,導致氧化風機出口壓力超過設計最高1.05 kg/cm2,只能通過開出口放空閥控制壓力。逐個切除氧化罐進行清理,清理投用后兩周又發(fā)生堵塞。
主要原因:絮凝劑加注不及時,絮凝劑庫存不足導致加注量低。泥車濾布濾水速度慢,澄清器廢液排放速度慢,導致澄清器懸浮物高。H-1076A/B 出口流量達不到設計值20.6 m3/h,雙泵運行最大流量僅18 m3/h。在高負荷運行情況下只能通過跨線將部分污水直接送至氧化罐。
采取措施:及時與PK 煉油廠1000 單元主管溝通,確保絮凝劑按時加注,提前備絮凝劑庫存。采取兩泥車同時使用,加快更換頻次;同時建議更換泥車濾布。高負荷使用雙泵運行,盡量減少污水直接進入氧化罐。及時切除并清理堵塞氧化罐及分布器。
外排水泵不能達到設計指標22 m3/h,僅僅能維持12 m3/h。經現(xiàn)場檢查泵入口管線設計DN40,出口管線設計DN80。將泵出入口管線更換后,泵出口流量能達到20 m3/h。
濾液泵揚程設計為13.1 m,而注入點高度為12.3 m,開工前期測試時,泵出口流量僅50 kg/HR 不能達到設計值83 kg/HR。通過溝通,重新設計并更換揚程為14.6 m 的新泵。
廢液處理系統(tǒng)原設計采用濾箱沉降法,含催化劑廢液定期排入濾箱中自然沉降,箱內安裝濾布過濾廢液,粉塵留在箱內形成泥餅,含鹽廢水從兩側底部的排液口排出達到脫水的目的。實際使用中未采用BELCO公司濾布,選用其他濾布代替,自然沉降速度慢不能達到設計要求,且存在水塵分離不徹底,濾液池粉塵量大,對濾液泵運行帶來風險;且定期清理濾液池增加人工工作量。且濾箱體積大、質量大,運輸不方便。
建議使用BELCO 公司濾布,或考慮其他機械處理方法。
裝置開工后,外排煙氣在陽光下呈現(xiàn)藍色或黃色的煙帶。主要是煙氣中SO3進入洗滌塔迅速被冷卻至露點溫度以下,大大高于煙氣中SO3氣體或硫酸蒸汽被吸收所需要的溫度條件,且這種冷卻速度比SO3氣體或硫酸蒸汽被吸收液吸收的速度快的多,其中0.5 μm~3 μm 的硫酸液滴會形成硫酸氣溶膠和硫酸霧,導致藍色或黃色煙羽出現(xiàn)。
EDV6000 系統(tǒng)對SO3具有一定的脫出效率。實際觀察發(fā)現(xiàn)在投用濾清模塊下噴嘴前后,煙氣中的煙羽有明顯縮短,但并不能完全消除。
PK 煉油廠余熱鍋爐吹灰系統(tǒng)采用風機反吹作為吹灰器密封,1 500 m3/h 風進入余熱鍋爐,特別在余熱鍋爐過熱段500 ℃~729 ℃區(qū)間里,SO2進一步氧化成SO3,加劇煙氣中煙羽的形成,建議更換余熱鍋爐吹灰系統(tǒng)密封形式,將反吹風更換成機械密封能緩解煙羽的形成。
同時使用硫轉移劑或三效助劑,更換CO 助燃劑,控制再生煙氣中硫氧化物質量濃度有助于緩解煙羽的形成。
PK煉油廠催化裂化裝置再生煙氣脫硫裝置采用BELCO 公司EDV 技術,運行脫硫率高,除塵效果好,SO2濃度均值不大于80 mg/m3,顆粒物質量濃度均值不大于50 mg/m3;實現(xiàn)SO2、粉塵的達標排放。