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关键词:循环水 工艺冷凝液 冷却塔
概述
目前我国新型大型煤化工项目发展迅猛,与其他传统化工相比,煤化工最大的软肋就是耗水量、排水量大,必须要有比较丰富的可获得性水资源作保障。根据国内外已建的煤化工项目实际统计测算,合成天然气产品耗水量约为9-11吨,甲醇产品耗水量约为13-15吨,二甲醚产品耗水量约为15-20吨,烯烃产品耗水量约为23-32吨,采用直接液化工艺的油产品耗水量约为8-10吨,采用间接液化工艺的油产品耗水量约为13-15吨[1]。所以说水资源已经成为煤化工发展的瓶颈。
煤化工耗水较为严重的是循环冷却水系统。目前绝大多数煤化工项目中循环冷却水系统采用是开式系统,该类型循环冷却水系统在全厂新鲜水消耗中所占比例高达60%以上。因此减少循环冷却水系统的补水量,从而达到降低新鲜水好量是重要手段之一[2]。某甲醇厂位于内蒙古西部地区,属于严重缺水地区。甲醇厂对生产过程中产生的工艺冷凝液回收至循环冷却水系统进行再利用,从而减少循环冷却水系统对一次水的消耗,对于煤化工项目节能降耗具有一定的借鉴意义。
一、循环水系统
1.循环水系统规模及工艺条件
循环冷却水规模为9000m3/h,循环水总管压力大于或等于0.4Mpa,循环水给水温度小于或等于32℃,循环水指标见表1。夏季补新鲜水量约为120-160t/h,冬季补新鲜水量为60-90t/h,循环水指补充水标见表2。由于夏季气温高,凉水塔三台风机全开,水蒸汽散失较大,消耗新鲜水量高。
2.循环水系统工艺流程
循环水给水(冷水)经4台(共4台,3开一备)泵加压后,送至工艺装置中进行换热,返回的循环水经3台喷雾式冷却塔冷却至32℃以下,进入循环水冷水池,冷水池的水经两条DN1500的连通渠进入循环水吸水池,在经泵加压后送出。
该系统主要由循环水泵、过滤装置、加药装置、凉水塔组成。
3.循环水系统设备参数
逆流通风喷雾式空气冷却塔,总处理能力及单台处理能力:3000m3/h*3,配套风机电机功率132KW,配水系统形式:收水器、喷头,设计进塔水温度42℃,出水温度:32℃。
循环水泵型号:KQSN600-M13-618规格:Q=3000m3/h,H=47m,转速:990r/min,数量:4台, 配套电机功率:500KW。冷水池容积:2200 m3。吸水池容积624m3。
二、工艺冷凝液系统
工艺冷凝液最大排放量约60m3/h,平均排放量约为30-50m3/h,压力2.9 Mpa,温度约100℃左右。工艺冷凝液指标见表3,原设计工艺冷凝液一路回收至除盐水站进行回收利用,另一路去换热站。在实际生产过程中,发现除盐水站混床失效较快,而由于工艺冷凝液压力较高,导致换热站压力难以控制,换热站用水量小,且夏季不需用水,导致这部分工艺冷凝液也未能利用即全部外排。
工艺冷凝液来源是由转化气经气液分离器分离出的工艺冷凝液和来自精馏工序废液混合经过蒸汽进行汽提,除去水中的有机杂质和工艺冷凝液中溶解的气体成份,但有些杂质未能分析确定,造成除盐水站回收利用困难。
三、工艺冷凝液改至循环水系统改造内容
为了减少排水,节约谁消耗,在工艺冷凝液外送管道上增加DN125,PN4.0阀门,阀前加一管路,管路上增加DN125,PN4.0阀门,并将此阀前新增管道引至循环水凉水塔上塔管路,分别与上塔三路管线在上塔管路阀后相连接,并分别增加DN125,PN4.0阀门。同时在进上塔管线前低点处增加DN25导淋,接入循环水水池,防止在冬季停用期间排净管路存水防冻,改造工艺流程见图一。
图一 工艺冷凝液管道改造图
四、改造后循环水数据及对运行有何影响
1.改进后的优点
工艺冷凝液进入循环水系统,避免外排对环境造成污染。
工艺冷凝液改入循环水系统,有效利用工艺冷凝液,降低了一次水消耗量。
2.改造后的操作及风险
由于工艺冷凝液PH值较高,加入到循环水系统,可能导致循环水PH值超标,循环水结垢。工艺冷凝液进循环水池后,加强循环水PH分析,若超标可以向循环水加入酸,调节PH值在正常范围内。
工艺冷凝液温度较高,大约在100℃左右,加入到循环水系统,经测算大约将上塔水温度升高0.5℃。对目前状态的循环水系统影响不大。
3.改造后循环水系统补水及分析指标情况
2013年7月开始经实际配比后循环水指标未发生大变化,均在正常工艺控制指标范围之内,改造后循环水指标见表4。循环给水水温未发生明显变化,后序换热设备暂未发现因水质问题产生的故障。
夏季补新鲜水量从120-160t/h降至80-100t/h,冬季补新鲜水量从60-90t/h降至30-50t/h。大大的节约对新鲜水的消耗,从而降低生产成本。
五、结语
工艺冷凝液掺入循环水作为补充使用目前同行业较为少见,目前经过半年多运行来看,未对循环水系统工艺产生影响,循环水工艺指标均在设计范围之内,后序使用循环冷却水工序设备未出现因水质导致的故障。
工艺冷凝液掺入循环水系统大大降低了循环水对新鲜水的消耗,从而降低了生产成本,然而对工艺冷凝液的再利用,避免环境污染,减少浪费。
参考文献:
[1]孙启文。现代煤化工技术丛书-煤炭间接液化[M].北京:化学工业出版社。2012.
关键词 情境认知 教学模式 初探
中图分类号:G424 文献标识码:A
On Coal Chemical Technology and Equipment
Teaching Mode Based on Situational Cognition
CHEN Xiaojuan, WANG Chang, TAN Xin
(Mechanical Engineering School, Inner Mongolia University
of Science & Technology, Baotou, Inner Mongolia 014010)
Abstract During the process of teaching of "The coal chemical technology and equipment", the situated cognitive theory was applied, the teaching model was reformed and innovated correspondingly, and the teaching practice and examination were planed. These have proved that the teaching effect had been improved significantly.
Key words situational cognition; teaching model; initial exploration
高等教育承担培养创新人才的历史使命,要着力培养学生的创新意识,提高工程创新能力,从而要求教师能够打破传统的教育观念与模式,引导学生形成自主探究和体验知识的过程。情境认知理论在教学过程的应用,不仅更新了学生对学习的理解,而且逐渐成为了学习理论领域研究的主流。
1 情境认知理论应用概述
情境认知理论应用到教学之中,能够达到学生掌握知识和知识实践的目的,基于情境认知的教学就是由教师创造有利于创新思维的教学、学习情境。针对不同的教学内容,教师可以进行问题情境、案例情境及工程背景情境等情境的创设,通过问题情境的解答过程、案例分析讨论的探索过程,具体工程及背景的研究过程等多种方式的拓展性教学,引导学生创造性地运用自身知识去自主发现问题、讨论问题、解决问题,培养学生的创新思维和学习能力。
2 基于情境认知的煤化工技术及装备课程教学模式的探索
2.1 课堂教学环节
本环节中,针对不同教学内容,建立不同情境认知的教学模式,使知识点形象化、实际化,知识结构条理化,学生能够在具体的情境中掌握教学内容,实现理论与实践的统一认知。
2.1.1 采用“三位一体” 案例式情境认知教学方法,提高课堂效率
所谓案例式“三位一体”教学是指将设备、仪表以及工艺三者有机结合,并加强相关课程引入的综合教学。现代煤化工具有自动化程度高、工艺先进以及设备大型化的特点,将控制理论加到教学中并加以化工工艺知识的学习,可以让学生更快地适应现代化工的发展和要求。将多学科知识应用到该课程教学当中,用工程实例来启发学生,在循序渐进的案例情境教学中,通过对大量案例的讲授、分析,学生更易于体验和掌握知识,也能从中学会理论联系实际的方法。
2.1.2 充分利用多媒体手段,构建工程情境认知背景下的教学方式
此情境的创设需要教师收集充足的教学素材,并加以整理完善,应用好此种教学方式可以加大信息的传递量,同时对设备内部结构等复杂专业知识给学生以感性认识。比如在专业设备的讲解过程中要结合工程实际构建合理的工程情境,利用影像图片资料讲解设备的关键部件及运行原理,以及相关知识点在工程和现实生活中的应用,让学生切实感受到知识的用途,而不是单纯的理论。让学生学会从工程实际考虑问题,带着问题听课,真正做到理论和实践的结合。
2.1.3 创设互相交流的合作情境,激发学生探究问题的热情
在合作和交流的过程中,学生可以感受不同的思维方式和思维过程,合理地调整、丰富自己的认识,获得知识。教学中,教师要根据学习的需要,适时组织学生的合作与交流,提出具体的目标和要求,使学生在相互启发、互相补充的学习活动中,获得知识,发展能力,逐步形成合作与创新意识。在合作情境的创设和认知应用中,学生的主观能动性和自主学习的热情都有了极大的提高。
2.2 实践教学环节
实践教学是夯实课堂教学成果的关键步骤,合理创设实践教学的情境,对有效缩短学生在校期间的学习内容与实际工作应用之间的差距,有着极为显著的作用。
2.2.1 合理的情境创设和高度仿真实训结合的拓展性教学
拓展教学旨在让学生变成学习的主体。主要进行工艺仿真实训,辅以设备的拆装和仪表的认识。使学生在掌握了书本上的基本原理、工艺流程和设备的基础上,结合完整的模拟工艺流程和实际背景材料,通过先进的网络多媒体设施,科学地了解煤化工工业体系及其知识需求。运用所学理论知识,系统化地认识实际工艺流程。通过改革传统的验证性实验,创造仿真工程实训环境,对于巩固教学成果,提高学生的分析能力和在复杂情况下的决策能力起到明显效果。
2.2.2 情境教学和研究性教学结合的随机进入式教学模式
将情境教学和研究性教学结合,旨在提高当理论基础知识学习扎实,对工艺指标理解深刻后,完成指定题目的课程设计或学术论文的质量。在所创设的情境中,把煤化工技术及装备教学问题作为研究课题,统揽煤化工方面多家学派的学术观点,随机并及时地总结,深入地研究探讨所涉及的学术问题,并将这些信息应用于自己的学习和研究,达到检验知识成果的目的,最终提升学生综合运用基础理论知识的能力。
2.3 考核环节:改革考核方式,重视学习过程
情境认知理论认为,评价的本质是一种价值判断。为了真实地体现学生学习的价值。本课程的考核以考核动手能力、分析解决问题的能力为主要目标,辅以传统的教学考核,实现多元化考核。具体而言,主要有以下几种方式:(1)用多任务标准取代单一评价,如在对学生考核时综合考试、论文、仿真实训、课堂讨论、提问等多种成绩,全面考查学生的知识掌握程度和实际运用能力等方面。(2)以真实任务为标准的评价,以实地考核学生实验操作,过程评定课程设计,答辩式论文综述等方式为主,让学生逐渐学会运用所学知识去分析和解决工程实际问题。
3 结语
实践证明,在煤化工技术及装备教学中理论讲解与情境教学相结合,取得了良好的教学效果。教师只有不断学习,并结合学生就业的需要,更新知识结构,积极开展教学研究与探讨,吸收最新的学科成果,注重教学方法,采用合理的教学模式,才能使教学质量不断提高。
本文系内蒙古科技大学校内重点教改《以培养工程应用型人才为导向的煤化工技术及装备课程改革》资助项目(项目编号:JY2011005)
参考文献
[1] 宋伟强.基于情境认知的聚合物结构分析研究性教学探讨[J].中国校外教育,2010(1):59.
关键词: 煤化工 传统煤化工 现代煤化工 产能过剩 可持续发展
1.煤化工概述
煤化工是指以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程,并生产出各种化工产品的工业,简称煤化工,主要包括煤的气化、液化、干馏以及煤焦油加工和乙炔化工等。
煤化工开始于18世纪后半叶,19世纪形成完整的煤化工体系,第二次世界大战后,由于石油化工发展迅速,石油和天然气成为很多化学品的生产原料,煤化工的在化学工业中的地位被削弱了。20世纪70年代末以来,由于中东石油危机,世界经济大国开始重视能源消费结构的调整,进入21世纪后,国际社会对控制温室气体排放呼声日渐高涨,使煤炭的高效和低碳化利用得到越来越多的关注,煤化工再度成为化工产业的发展重点。
2.我国煤化工产业的现状
经过几十年的努力,我国煤化工产业取得了长足发展,正逐渐从以焦炭、电石、合成氨为主的传统煤化工向石油替代品为主的现代煤化工转变。这有利于推动石油替代战略的实施,保证我国的能源安全,实现能源多样化,促进后石油时代化学工业可持续发展。
煤化工行业的发展对于缓解我国石油、天然气等优质能源供求矛盾,促进钢铁等相关产业的发展发挥了重要的作用。但是,以煤为原料的煤化工行业在短短几年内迅速升温,全国各地拟上和新上的煤化工项目不断增多,项目规模大小不一。我国煤化工过热的突出表现就是“逢煤必化”。为谋求把资源优势转化为经济优势,几乎所有煤产地甚至煤炭调入地区都要大力发展煤化工,煤化工“大干快上”的势头正在不断谋划。其中,晋蒙宁陕疆等资源型省区甚至纷纷出台了煤化工扶持政策,以期成为当地经济转型升级的重要依托。
国家发改委曾经在2006年7月、9月,2008年10月三次紧急叫停煤化工项目,但国内煤化工产能仍然增长迅速。规划将煤化工打造成支柱产业的省份接近20个,其中不乏一些煤炭资源调入大省和一些已被国务院确立为“资源枯竭型转型城市”的地区。2009年9月底国务院批准并转发了十部委上报的 《关于抑制部分行业产能过剩和重复建设引导产业健康发展的若干意见》,明确提出今后3年原则上不再安排新的现代煤化工试点项目。然而,仅仅相隔十几天,国内煤化工投资规模就被刷新。10月19日,山西安泽县总投资102.5亿元,项目包括300万吨甲醇、200万吨二甲醚,目标是成为全国最大的煤化工项目。11月3日神华集团与美国陶氏化学公司合建的煤化工项目在陕西榆林奠基,项目一期计划投资100亿美元,将形成年产332万吨甲醇、122万吨甲醇制烯烃生产能力,目标是成为世界单体最大的煤化工项目。另外,中电投集团两大煤制天然气项目相继开工建设,总投资额超过500亿元。中煤能源集团有限公司除鄂尔多斯300万吨二甲醚外,还计划全力进军煤制烯烃、煤制天然气等煤化工细分产业。此外还有神宁300万吨煤炭间接液化等若干特大型煤化工项目紧随其后。
国内新型煤化工产品的规划产能更是已达天文数字。据悉,目前煤基二甲醚的在建以及规划产能达到4000万吨/年,大约是2008年全年二甲醚表观消费量的20倍;虽然国内尚无煤制烯烃的大规模商业化运行经验,但是国内煤制烯烃的在建及规划产能也已经达到2000万吨/年。在国家紧急叫停煤制油之后,不少企业转而发展风险更大的煤制天然气,目前国家有关部门核准的煤制天然气项目不过4个,产能110亿立方米/年左右,但是跟风而建的煤制天然气项目达到14个,产能接近550亿立方米/年。于是,2010年6月18日,国家发展改革委下发《关于规范煤制天然气产业发展有关事项的通知》,将地方先前的煤制气及配套项目的审批权上收。据了解,目前现代煤化工拟建投资加预算,已经超过了1万亿,且投资还在呈逐步增加的态势。而煤化工作为资金密集型、技术密集型和资源密集型行业,目前其经济性并没有得到充分论证和认可,国内当前正在运营的项目,较大部分处于试点阶段。
虽然国家屡屡警示,但以央企阵营为代表的各大企业近年来一直没有放慢投资煤化工的脚步,而地方政府也充分“迎合”了央企“跑马圈地”的诉求,“拿央企作为地方发展煤化工的挡箭牌”。为什么会出现如此疯狂的投资冲动和热情呢?首先,地方政府唯GDP论的政绩观根深蒂固,煤化工产业投资强度大,拉动GDP效应明显,央企的进入能给当地的GDP增长带来好处;其次,相关企业风险控制观念缺失,“以资源为王”观念根深蒂固。再次,产业发展方向缺乏有效引导。这些问题的存在,对我国经济、社会持续、健康、稳步发展将产生负面影响。
3.我国煤化工产业该如何发展
我国是一个“缺油少气富煤”的国家,能源结构以煤为主,在国际原油价格持续走高,原油和煤炭之间的比价逐步被拉大的情形下,利用国内相对丰富的煤炭资源,适度发展现代煤化工产业,部分替代石化产品有其合理性和必然性。
煤化工产业的发展不仅关系我国化学工业发展道路,也涉及国家能源安全。要从国家整体利益出发,站在全局的高度,以战略的眼光来审视世界化学工业的发展潮流和我国的现实,必须要以科学发展观为指导,按可持续发展战略的要求,探索符合中国国情的煤化工发展道路。
对传统煤化工产业,大力推进产业结构调整,淘汰落后生产工艺,优化原料路线,以节能、降耗、减排为目标,提高工艺技术水平;同时,大力促进企业组织结构调整,通过上大压小、产能置换等方式,优化产业布局,利用技术进步逐步解决产能过剩问题,实现传统产业升级和发展模式转变,提高行业整体竞争力。
[关键词]化工机械 管理
中图分类号:TQ050 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)07-0093-01
煤化工企业因其设备工作于高温高压状态且设备大型化、运输高速化特殊,其机械设备运行中难免出现故障损坏。为避免或减少该类现象,采用科学的管理及养护非常重要。其管理质量的优差直接影响设备生产及效益。
1.对于煤化工机械设备进行的概述
1.1 煤化工机械设备的特点
煤化工生产工艺的特殊性决定了其需要连续作业,运行时间很长工作环境差(工作环境常处在高温、高压、腐蚀性强的环境下)是主要面临问题,且其在运行工作的每个环节都不能单独停止或启动。因此煤化工设备故障率较高,任何一个部件的故障,都可能造成全线停车生产,给企业生产带来巨大经济损失。
1.2 煤化工机械设备现状问题及需要关注要点。
目前,煤化工业与煤化工设备的养护基本实现了同步发展。其特点是机械油在不断更新换代中,其品种繁多,类型更加广泛。但企业在对于煤化工机械设备和油的选择上,未能实现在“有效利用,正确选择”等方面实现科学合理。未对实现机械设备对其标准、级别及使用条件等的针对性考虑的现象较为普遍,需要进行相应的调整,。
2.油应合理更换
受到周围氧化、腐蚀、高温、高压等恶劣环境的影响,机械设备使用的油成分,会随其长期运行,出现油的粘稠度变化,油质量就下降甚至变质。这种现象,会使其效率低下,设备需要效果难以达到。对于这种情况,应立即对油进行更换。但更换油过频,因此会造成浪费油浪费,发生较大经济损失。了解得知,部分企业在油管理上,未能实现科学合理,常凭经验感觉油失效情况,致使浪费油。此外,还有因机械设备与使用的油不匹配而造成设备故障问题现象,这些都需要认真研究。
2.1 合理使用高性能油
采用高性能油,对于延长机械设备寿命,减少损失至关重要。目前,使用较为广泛的新型油,经证明效果显著。该类油添加了硫、氯等添加剂,种油品可使机械设备在运行中与油产生化学反应,使其金属表面增加一层紧密薄膜,达到减轻设备磨损目的。
2.2 采用多级油的方式
机械设备由于其工作时轴承之间缝隙不断变化及检测维修后轴承缝隙发生变化。对该种情况,采用多级方式,可使设备在进行高温操作时保持应有的粘度,实现了设备的大范围保护,对减少设备的磨损非常有效。该种油使用方法,可在到“适合高温内使用”,提高油使用周期和减少油品浪费。
2.3 采用固体剂
固体剂近年来使用较多,该种剂为固体粉末类的固体材料,可减少机械设备摩擦,加大作用。其优点是:“使用时间长、符合多种机械设备、价格实惠”。该种剂适合在高温、高压、腐蚀等恶劣条件下使用,可大幅度减少机械设备负荷量。
3.强化化工机械设备管理有效措施
3.1 使用多级油
化工机械设备运行的特点,决定了设备运转初期,在油还没被输送到需要的部位的时候,机械已开始启动,该特点使设备增加磨损,设备使用寿命减少。对该情况,应采用“选择多级油”方法来解决。该方法,会在很大程度上改善油质的粘温性,即使温度很高,也能实现油有足够粘度和性能。此外还可以采用“降低油低温粘度”方法。该种做法,可令油能快速流到需的设备部位,实现大幅降低设备运行初期磨度,同时增加设备使用寿命。
3.2 选用高性能油
因目前化工机械设备使用效率不断提高,其体积不断缩小,为能够化工设备精准且不浪费资源,还应使用高性能的油,以实现增强效果。
3.3 认真执行设备管理制度
3.3.1 做好定点更新
按照日常工作情况,对需要的部位进行定点注油,做到无遗漏,并认真做好添加报告,做好文字记录。
3.3.2 做到定人负责
对机械设备中日常需要加油部位,从制度度保证,由专业人员或操作工负责准确、正确注油。
3.3.3 做好定质检查
在选用油的品种上,应严格按照机械设备要求进行。要求保证质量达到标准,主要是保证清洁无杂质,特别是严禁使用废质油。
3.3.4 做好定时清洗
对机械设备中需要加油部位,应严格按照其周期,做好进行加油、清洗和更换新油工作。
3.3.5 做好定量加油
根据设备的标准需油量,严格按照设备标定油位加油,不可随意改变油位。
3.4 抓好三级过滤处理
3.4.1 对领到的大桶油,应过滤到固定储油桶。
3.4.2 做好由固定储油桶到油壶的过滤。
3.4.3 做好由油壶到油部位的过滤。
关键词:煤化工;排污;废水处理;新方法
当前,国内对于煤化工废水的处理更多的是应用生化方法,通过生物分解对其中的苯类、苯酚类等污染物进行降解,不过也有一定的技术限制,比如对其中的吡啶、咔唑类物质就很难有效分解。调查发现,许多煤化工企业对废水的处理结果并没有满足国家一级标准,不管是废水的浓度还是颜色都存在问题,所以,在污水处理过程中要尽可能的减少其CODCr的含量,对氨气、氮气等也要尽量降解,使得处理后的污水达到国家标准。
1煤化工废水概述
煤化工废水,是在煤化工生产过程中所产出的有着较多污染物质的废水,其中包含着许多的有毒物质,比如:含氮、苯酚等污染物。调查发现,煤化工废水中的氨氮有200~500mg/L,CODCr物质则有5000mg/L,而且其中还有着一定的有机物质,比如:环芳香族化合物,硫化物等,这类物质想要通过自然降解来处理难以取得好的效果,而且有机物的过多排放会造成水流的富营养现象,造成生态平衡的破坏。通过生物方法的降解,只会将萘、吡咯等进行分解,对入咔唑、联苯类等的处理效果并不好。
2煤化工废水的处理方法
煤化工污水在排出之前,都必须经过净化分解,一般来说对废水首先采取的是物化预处理,气浮、隔油就是其中使用较多的方法。气浮法,是将污水中的油类等物质进行隔离处理,将浮在上部的油类进行处理并尽可能的回收,该种处理方法能够有效防止污水中的油类对自然水环境的污染,而且还能对曝气进行必要的处理。当前,大部分的煤化工企业更多的是应用缺氧、好氧生物的去污方法,也被称作A/O方法。因为,好氧生物在对废水中的污染物进行处理的过程中并不能有效发挥其除污性能,对其中包含的杂环类物质就很难有效分解。所以,面对当前大部分煤化工企业在废水处理中的缺陷,必须创新发展废水处理方法,比如应用PACT法、厌氧生物法等对污染物进行有效处理。
3好氧生物法
应用好氧生物法对煤化工生产过程中产生的污水进行处理,主要有:PACT法、载体流动床生物膜法。前者主要是应用活性炭等对污水中的有害物进行吸附处理,因为活性炭这一物质的吸附力非常强,能够为好氧生物储存足够的食物来源,而且,好氧生物还能提高其分解性能。这一方法的主要特点是,活性炭能够循环往复使用,利用湿空气氧化法能够使得活性炭再生。 载体流动床生物膜法,也被称作CBR,它是一种利用特定的结构形式的流动床方法,将产生的污水在选择的生物单元内过滤处理,其中所包含的生物膜、活性泥等进行有机的结合,将膜内的填充成分再次投入到污泥池之中,而且在其表层会产生呈现出漂浮形式的微生物,并对废水表层进行生物膜的附着处理。这一技术对于生物活性的组成以及浓度的要求比例相对较高,多数情况下要接近于标准值的两到四倍,最大可接近8-12g/L,而且也进一步的提升了对废水的分解效率。
4厌氧生物法
厌氧生物法,也被称作UASB方法,对于所排放污水的分解是依靠着污泥床技术来实现的,该方法是要利用特定的水质反应器皿,来构建一套固、液、气分割系统,其底层是构建在污水反应器上,污水经过管径进到污水反应器之中,而且经过加压的方法从下至上的进行一步步的分解处理。其中所包含的厌氧生物将污水中的有害成分进行转化处理,将甲烷、二氧化碳等排放,而且进到上层的三相分离器具之内。这一技术能够有效的处理污水中的杂环类等有害物质,使得污水获得进一步的处理。
5煤化工废水的深度降解技术
经过以上方法的处理,是对煤化工污水的初步过滤分解,其中的CODcr浓度已是显著的降低了,不过污水中仍然含有大量难以处理的有害物存在,其浑浊度仍然非常高,其处理标准仍未满足国家排污要求。所以,经过初步处理之后还要进行深度分解处理,主要运用到的技术有以下几种:
5.1固定化生物技术
该技术对废水的降解有着非常强的针对性,能够对其中的特定种类的菌类进行定性处理,使其对污水中的有害物质进行针对性的处理,特别是对吡啶等有着非常好的处理效果,实践证明,该技术对污水中某些很难得到分解的物质的处理效果有着显著的改善。
5.2高级氧化技术
一般来说,对煤化工污水中所包含的有机物的处理是一个极为复杂的过程,其中大部分的构成是酚类,多环芳烃以及含氮有机物等,对这些物质的降解处理难度非常大,在对污水进行初级处理之后,效果并不明显。而这里提到的高级氧化技术,可以对其中所包含的各类有机物进行深度的分解处理,将水中的HO离子,与其中的有机物自动的结合,并产生水和二氧化碳。同时,还能运用催化法来加以辅助,从而增强水中离子联合的效果。在初期的处理过程中,也能够应用到这一方法,可以有效的分解污水中的COD成分,但因为初期对催化剂的使用过多等问题,要求较高的经济成本,所以这一技术还是主要用在对废水的二次处理过程之中。
6结语
随着国内经济的迅速发展,对能源的损耗、环境的污染越来越严重,人们对环境保护的关注度也是越来越高,许多新的污染处理方法得以应用,对于煤化工的污水处理来说,许多企业都已构建起有效的污水处理系统,当然想要取得更佳的处理效果,还需要投入更多的人力、物力,加强对新技术、新工艺的研发,从企业发展与社会和谐两方面综合考量。
参考文献:
[1]张占梅,付婷.煤制气废水处理技术研究进展综述[J].环境科学与管理,2014(10).
[2]李培艳.煤化工污水处理技术进展[J].化工管理,2013(22).
关键词:GSP粉煤气化 运行分析 措施
我公司是首批以煤为原料生产烯烃的大型工业化项目之一,该项目采用德国GSP煤气化工艺制取合成气,生产出中间产品甲醇后采用德国鲁奇的MTP工艺制丙烯,采用ABB公司Novolen气相立式搅拌床聚合工艺,生产最终产品聚丙烯。全厂生产装置主要有气化装置、CO变换装置、低温甲醇洗装置、硫回收装置、甲醇合成精馏装置、甲醇制丙烯装置(MTP)和聚丙烯装置(PP)。
气化装置自投料试车以来,原始开车很不顺利,通过大量技改优化,逐步趋于稳定。但目前仍因气化炉粗合成气带灰量大、文丘里洗涤水系统磨损严重等问题,严重制约装置长周期运行。
一、GSP气化装置的概述
上图为GSP煤气化工艺流程示意图,气化装置的主要任务是把合格煤粉用高压氮气作为载气,依靠给料容器和气化炉之间的压差通过煤粉角阀定量输送至气化炉,在气化炉内煤粉进行部分氧化反应,生成的工艺气经激冷、鼓泡和洗涤满足增湿、降温、除尘效果,送入变换单元;同时将系统中产生的黑水送入闪蒸、沉降、过滤系统,以达到回收热量及灰水再生、循环使用,反应生成的液态渣,经激冷水冷却、固化后排至渣池,渣水分离后将渣送出界区外。
二、GSP气化装置运行情况
自2011年至2012年6月,气化炉停、跳车次数统计见表一:
期间单炉连续运行最长时间为757小时。
三、GSP气化装置运行存在的几个问题及处理措施
1.合成气带灰量大,系统堵塞、磨损严重
设计合成气含尘量小于1mg/m3,现由于气化反应过程中产生的细灰含量大,合成气带灰严重,导致变换系统粗合成气加热器、变换保护床堵塞,已导致气化系统停车数次。
另外合成气含尘量高,文丘里洗涤水带灰渣大,造成系统磨损严重。GSP气化炉激冷室采用喷嘴进行激冷降温除灰渣,在实际运行过程中,因为细灰含量大,气化炉激冷室的除渣效果不好,激冷室出口合成气带灰渣量较大,造成文丘里洗涤系统洗涤分离后洗涤水中固含量高,导致排液管线堵塞、阀门磨损,装置停车数次。
2.黑水闪蒸系统不合理,循环水、蒸汽消耗大,旁路闪蒸使用后磨损及堵塞问题突出
黑水主路闪蒸系统采用较传统的两级闪蒸,但设计的一级闪蒸压力低(0.04MPa)且闪蒸罐偏小,造成闪蒸气相冷凝后仍有大量固体,凝液无法直接回用,将其改入沉降槽沉降处理,没有完全实现闪蒸分离,故大量使用循环水降温后沉降处理。回用的灰水又需耗费大量低压蒸气加热至150℃,整个系统设计不合理、不经济。
旁路闪蒸系统采用先冷却后闪蒸,该设计使闪蒸实质为减压过程,无法实现闪蒸分离功能。文丘里洗涤水开路控制后,借用了旁路闪蒸系统采取连续运行模式,充分暴露出了旁路闪蒸容易堵塞和磨损的问题。所有黑水都要通过循环水冷却、沉降处理、预热后回用,因此整个黑水闪蒸系统设计不合理。
3.基于上述影响气化装置长周期运行的瓶颈问题,经过多方研究决定,形成了气化装置实施长期技改措施,如下:
3.1 气化炉出口新增鼓泡塔
在气化炉合成气出口增加鼓泡塔,对出气化炉的合成气进行粗洗,单系列增加1台洗涤塔循环水泵,通过喷头为鼓泡塔供洗涤水,对粗煤气进行粗洗,降低合成气中尘含量,对粗颗粒的渣进行洗涤。
3.2文丘分离罐加长改造
对现有的一、二级文丘里分离罐结构进行改造,加长分离罐1.5米,有效控制分离罐液位在正常控制范围内,实现原设计理念的旋风分离效果,降低合成气中含尘量。
3.3原料气分离罐加长改造
在现有原料气分离罐本体上进行改造,将原料气分离罐筒体加长2.4米;同时内部新增三层泡罩塔盘,上部旋风式除沫器改为丝网式除沫器。
3.4高压喷雾洗涤系统改造
在部分冷凝器下游、原料气分离罐上游增加高压喷雾洗涤系统;自动力站引一路高压锅炉水做为高压喷雾洗涤系统的洗涤水;在部分冷凝器和原料气分离罐之间增加高压喷雾装置,对原料气中2~5μm的细灰进行精洗,降低合成气含尘量,减少对后系统的堵塞、磨损等不利因素。
3.5黑水闪蒸系统的改造
3.5.1闪蒸单元:取消原设计旁路闪蒸换热器,每个系列重新设计2组固定管板式换热器;新增1台高压循环水预热器。因循环水量增大,新增3台循环水加压泵及3台高压循环水泵。
3.5.2澄清单元:新增一台澄清槽,,两台泥桨泵,一套絮凝剂制备站,两台离心风机。
3.6 设备、管道问题
自2011年至2012年6月,因文丘里、激冷水系统磨蚀、黑水管线磨蚀等关键设备、阀门、管线磨蚀问题停车累积13次,严重制约长周期稳定运行。
尽管管线磨蚀泄漏等有些问题可以采取降负荷在线处理或待压堵漏,但大多数问题都只能停车处理。且一般发生泄漏的都是带压部分,给安全生产和作业带来较大的风险。
针对管线弯头磨蚀问题,综合其他同类问题的处理方法,现阐述如下:
一是合理布局现场管线,尽量使用大半径弯头,规避使用小半径弯头,并减少使用弯头数量。
二是应对含尘量高、流速快、易出现磨蚀的管线材质进行特殊选型,并利用加厚的硬质合金等方法进一步有效的抵抗磨蚀应力。
三是考虑将弯头换为三通,三通的管口1和2分别走介质,管口3可适当延长1米焊接改为盲法兰,以便缓冲管线冲刷磨蚀情况。
四是在有较高的安全性的情况下,可以带压堵漏。待下次计划停车时一并处理管线泄漏的部分。
四、结束语
随着煤气化产业的迅速发展,GSP粉煤气化装置出现的问题有些是个别性的,但很多问题都具有共性。通过不断地沟通交流、总结创新,出现的问题也不断地得到解决,使其单系列产能大、环境效益好等优点逐渐体现出来。通过后续的长期的技改措施的实施,相信能够很快的实现装置满负荷连续长周期平稳运行的目标。
参考文献
[1]唐宏青.GSP工艺技术.中氮肥.2005.(2):14-18.
[2]李大尚.GSP技术是煤制合成气(或H2)工艺的最佳选择.煤化工.2005.(3):2-6.
[关键词]循环烃 MTP 作用
中图分类号:F451 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)40-0377-01
循环烃是MTP工艺流程中的活跃分子,循环烃的反应是一个复杂的过程,循环烃可以促提高丙烯选择性的精确度和纯度。参与反应的循环烃的种类也十分复杂,包括C2、C4、C5/C6等。随着C2循环烃乙烯含量的增加可以提升丙烯的生成率;C4循环烃还可以抑制C4生成物的产生,烯烃的歧化反应和高分子的裂解等方面来实现人们对MTP工艺的要求。
一、MTP工艺流程概述
MPT工艺主要包括反映部分、再生部分、气体冷却和分离部分、碳氢压缩部分和精制部分五个部分组成。甲醇制丙烯的MPT工艺的主要产物是丙烯,其副产品好包括乙烯、LGP和汽油。这些产物在我国化工企业中发挥着重作用。
1.反应部分
新鲜甲醇回收塔返回的甲醇通过一系列的换热设备,使其温度达到275℃,将其混合物引入反应器中,在1.6MPa下和氧化铝的催化剂下生成二甲醚产物,然后与各类循环烃等混合物共同进入MTP反应器,在480℃,0.13MPa的条件下,在沸石基催化剂的作用下生成以丙烯为主的混合物。
2.再生部分
循环烃主要参与MTP工艺中反应器的再生成部分,其反应部分发生二甲醚与循环烃C2、C4、C5、C6等混合进入三台反应器中,一般开两台,另一台作为备用机。反应器长时间的反应很容易在催化剂的表面生成一层结焦物质,对催化剂的活性造成不利影响,从而影响某些产物的转化率,例如丙烯。针对这一现象需要对催化剂再生成,使其反应继续进行。
3.冷却和分离部分
从反应器出来的产物首先通过降温,使其温度达到190℃,在进入三个预激冷凝塔,利用激冷水的冷却功能将其降温至55℃,然后将其送入激冷塔,再次用激冷水将其冷却至40℃,最后送入碳氢压缩单元。从激冷塔出来的产物大部分回到激冷塔进行循环处理,小部分产物运输到甲醇回收塔,使其与新鲜的甲醇进行混合,从新进入反应器。
4.碳氢压缩部分
经过激冷塔送入压缩单元的气体,温度在40℃,压力在0.105MPa,将其通过碳氢压缩机,使其压力达到2.29MPa,每层的压缩都设有水冷器和分离器,分离出水分和液态烃,分出的水分进入激冷塔用作激冷水,而液态烃送入四级压缩分离器,将液态烃与气态烃进行分离,并将其分别送入气烃干燥器和液烃干燥器进行干燥处理。
5.精制部分
干燥后的液烃和气烃分别进入脱丙烷塔和脱丁烷塔。脱丁烷塔中主要将C4、C5+进行分离,然后将C4烃进入脱丙烷塔。C5+烃进入脱己烷塔,进行C5烃和C6+烃的分离,C5以下的烃基本上进入反应器中继续循环,C6以上的烃经过冷却处理,制成汽油。
C3烃进入脱丙烷塔进行分离,冷却后进入脱乙烷塔,然后将其产物送入C3分离塔,将其塔顶蒸汽冷却处理后只得丙烯。
脱乙烷塔的塔顶蒸汽通过脱乙烷塔压缩机处理,使其达到3.7MPa,然后送入脱甲烷塔进行分离,脱甲烷塔顶物作为燃料气,而其底物送入C2分离塔进行分离制成乙烯。
二、循环烃的作用
MTP工艺流程中所涉及的反应十分复杂,烯烃的含量的也十分复杂,烯烃之间还可能发生氢转反应,从而生成烷烃和芳烃。循环烃在MTP工艺中主要发挥提高丙烯生成率、控制反应器温度、抑制副反应、提高丙烯选择性或加大反应等作用。
1.丙烯收率提升的作用
MTP工艺中丙烯的制作流程的反映部分为甲醇在沸石基催化剂的作用下转化为烃类混合物,甲醇的转化率基本上达到99%,其中有85%转化为烃类混合物,其中主要产物为丙烯。在MTP反应器出口处设计循环烃,气态烃中的丙烯转化率为32.9%,则丙烯收率为28%。但是在实际操作过程中由于催化剂的性能、循环烃的选择等数值并不能完全达到设计标准,因此丙烯的收率并不理想。
丙烯的挥发率效的特性决定其分馏精制十分困难,C2循环烃在MTP工艺中循环反应和丙烯聚合的环节中发挥重要作用,其一是C2循环烃进入MTP的反应器中可以降低甲醇的的分压,其二是在精制部分中C2循环烃C4烯烃发生歧化反应可以生成丙烯,从而增加丙烯的收率。
2.控制反应温度的作用
循环烃的引入看似与反应器温度没有直接关系,但是通过补入蒸汽、中间气相以及循环烃进入物料的调节,可以有效控制反应器每床层的出口温度,从而保证相应产物的收率、转换率和安全性。
循环烃在催化剂的作用下可以吸收部分催化剂床层的温度,首先C5/C6循环烃的裂解反应也会吸收部分温度,其次在MTP工艺中引入循环烃可以提升低碳烯烃的选择性;其三是烯烃特有的歧化反应,即不同的烯烃分子,可以转化为两个相同的烯烃分子,例如C2循环烃中的乙烯和C4循环烃中的丁烯两者反应可以生成丙烯,这一反应过程是一个吸热的过程;其四是大量的循环烃与等分的甲醇同时进入MTP工艺的反应器等,这四方面都有利于催化剂床层的温度控制。
3.提高丙烯选择性和转化率的作用
循环烃反应过程中会生成除丙烯以外的C2、C4、C5、C6等副产物,在MTP工艺中将这些副产物加入反应器中可以抑制副反应的发生,从而增加C3H6的生产,从而提升丙烯的选择性;在一定温度(475℃―478℃)下,通过循环烃反应间接控制反应器温度,使催化剂活性达到最佳状态,从而促进丙烯的选择性达到最佳状态,因此循环烃的恰当运用可以提高循环烃的选择性。
MTP工艺流程中的主要反映是一个增加压力的反应,循环烃的加入可以有效降低C2、C4、C5、C6等产物的分压,又可抑制副反应的发生,从而提升丙烯的转化率。
结束语
综上所述,循环烃在MTP工艺流程中发挥重要作用,直接或间接对其产物的收率、转换率、反应器温度和丙烯的选择性等方面产生影响。循环烃在不同环节中发挥不同的作用,主要体现在反应部分中降低甲醇的分压和发生歧化反应,从而增加丙烯的收率;在反应器温度控制方面高烃分子通过裂解、烯烃的歧化反应等吸收热量,从而实现温度控制的目的;在循环烃选择性和转化率方面方面可以根据需要将循环烃反应所生成的产物加入反应器内抑制其它副产品的生成,从而提升产物的纯度等。但是在MTP工艺实际操作中仍然存在很多的问题需要我们不断改进和完善,从而提升MTP工艺水平和推动我国化工企业的进一步发展。
参考文献:
[1] 王鹏成,董艳丽.循环烃在MTP工艺中的作用[J].科技风.2013(23).
[2] 刘素丽,雍晓静,罗春桃.Lurgi MTP工艺循环烃组分分布研究[J].煤化工.2014(5).
关键词:煤焦油 加氢改质 清洁燃料 中低温煤焦油 效益
一、前言
我国的主要能源是煤炭,而煤炭中也以低阶煤居多。煤焦油作为煤炭在利用时所产生的副产品,我们应该合理利用好煤焦油,而不是让其直接燃烧,产生很多大气污染物,对环境造成不好的影响。而且能源的高效率利用一直是全人类的共同目标,利用好能源,尤其是这些不可再生能源,有助于可持续发展和综合国力的不断壮大。对中低温煤焦油进行加氢,是一种对煤焦油重要的处理方法,本文就这一方面进行了相关的探讨和分析。
二、煤焦油进行加氢的原理和目的
煤炭资源在干馏、热解以及气化过程中都会产生煤焦油,煤焦油中含有很多的烃类和硫、氮化合物,他们本身酸度高、产品安定性能差、胶质含量高,所以不能够作为优质燃油。在一定的温度、压力和催化剂的作用下,可以对这些煤焦油进行脱硫、脱氮等反应,从而提高产品质量,获得优质燃油。中低温煤焦油在加氢改质过程中,有以下主要的化学反应:加氢脱氧、加氢脱氮、加氢脱硫、烃类加氢饱和、加氢脱金属等。
三、一些主要的中低温煤焦油加氢工艺
1.加氢精致工艺
这是一种是用途非常广泛的煤焦油加氢改质工艺,其方法是用中低温煤焦油中的全馏分油或者轻馏分油,经过加氢精致或者加氢处理,来实现煤焦油中的硫、氧、氮、金属和烃类等脱除,如此便可以生产出柴油、石脑油、碳材料的原料或者低硫低氮的重质燃料油。加氢精制工艺的工艺流程比较简单,但是原料的利用率相对比较低,所需要的最终产品十六烷的含量比较少。
2.非均相悬浮床的加氢工艺
这种加氢工艺是我国自行研发的一种煤焦油加氢改质工艺技术,其主要过程是:第一步,把循环油脱除催化剂,并和少量温度高于370度重馏分油的煤焦油、硫化剂和加氢催化剂进行充分的混合均匀,可以制造得到催化剂油浆;接下来把催化剂油浆与其他多量大于370度的重馏分油的煤焦油经过原料泵的升压、混氢升温后,进入到悬浮床,利用加氢反应器、高温分离器和低温分离器,最终得到富氢气体和高低分油混合物。再对其进行后续提质加工,就可以得到一些柴油和燃料油等。
3.加氢精致和加氢裂化工艺
这种煤焦油的加氢改质工艺原料是全馏分煤焦油,在加氢精致和加氢裂化过程中,把重油或者沥青转化为其他轻馏分油,这样就提高了轻油的收率。相比之下,这种煤焦油的加氢改质工艺增加了加氢裂化段,使工艺过程变得复杂,而且操作过程的稳定性也不是很好,这是它的缺点所在;优点是轻油的收率比较高,煤焦油的利用率得到了提高。
4.液相的裂解加氢工艺
这种工艺的原料是中低温煤焦油重馏分,把他们放在一定的温度、压力和催化剂的作用下,使煤焦油进行裂解加氢,从而生产出轻质汽油和柴油等产品。
四、中低温煤焦油加氢改质时应注意的问题
1.对中低温煤焦油的加氢改质,重点应该放在对煤焦油的深加工上,以及使铲平精细化的技术开发,还应该加大资金投入,引导和鼓励各相关机构在这方面进行研究,为能源的告辞奥率利用做出贡献。
2.不要满足于现在的中低温煤焦油加氢改质的一些工艺,我们应该根据已有的方法,在实际加工过程中,切实根据原料油的一些不同组成和性质,积极改善和研究更加完美的加工工艺,来拓展中低温煤焦油加氢燃料油生产的原料渠道。
3.要重视催化剂。催化剂的作用不容小觑,我们应该着重分析煤焦油加氢反应的条件,最大限度地使燃料油收率得到提高,实现加氢改质的最大化利益。
综上所述,有很多方法都可以对煤焦油进行加氢改质,通过加氢改质也可以得到很多的产品,比如柴油、汽油、石蜡、锭子油等等,对煤焦油的加氢改质,不但可以提高煤焦油的利用率,为企业和社会增加效益,而且很重要的一点就是可以减少一些污染物,保护了环境,在当今这个环境污染严重的背景之下,顺应保护环境的理念,做到可持续发展。现今通过各种实践证明,对煤焦油的加氢改质,已经具有大规模工业化的基本技术基础,所以相信在今后更会有不错的发展前景。
参考文献
[1]马伟,李冬.中低温煤焦油加氢脱金属动力学研究[J].石油化工,2011,9(7):66-68.
[2]李稳宏,高新.中低温煤焦油加氢改质工艺研究[J].煤炭转化,2009,8(4):78-80.
[3]罗熙,张军民.中低温煤焦油加氢技术及产业发展分析[J].煤化工,2012,3(3):56-58.
[关键词]烟气氨法脱硫;工艺;存在问题;优化措施
中图分类号:TQ113.7+2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)24-0307-01
近年来,我国经济的快速发展和人们物质生活水平的不断提高,对生态环境产生了严重的破坏,如土地荒漠化、水体污染、大气污染、酸雨等环境污染问题接连涌现,已严重制约了我国经济发展,影响了人民生活,环境治理,环境保护已刻不容缓。目前,影响我国环境空气质量的主要污染物有:烟尘、总悬浮颗粒物、氮氧化物、二氧化硫等。如何削减SO2排放量,控制大气污染,提高环境质量,是目前及未来我国环境保护的重要课题和研究方向。本文针对工业烟气氨法脱硫工艺运行中存在的问题,提出优化措施进行并就其可行性进行探讨,从而为环保达标排放提供有力理论支持。
1 烟气氨法脱硫工艺概述
1.1 氨法脱硫原理
SO2+H2O+xNH3=(NH4) xH2-xSO3 (1)
(NH4) xH2-xSO3+1/2O2+(2-x)NH3=(NH4)2SO4 (2)
1.2 脱硫工艺流程
烯烃一分公司烟气氨法脱硫装置共设置六套烟气脱硫系统(五运一备),采用6炉6塔配置模式。锅炉来原烟气进入脱硫吸收塔,经洗涤降温、吸收 SO2、除雾后的净烟气通过烟囱直接排放。吸收和浓缩循环系统主要设备有:脱硫塔、一级循环泵、二级循环泵、三级循环泵、循环槽等。在此过程中含氨吸收剂的循环液将烟气中的SO2吸收,反应生成亚硫酸铵;含亚硫酸铵的液体再与氧化空气进行氧化反应,将亚硫酸铵氧化成硫酸铵,形成硫酸铵稀溶液;在脱硫塔的浓缩段,利用高温烟气的热量将硫铵溶液进一步浓缩、结晶后,得到固含量为10%-15%左右的硫铵浆液送至硫酸铵处理系统,经旋流、离心分离、干燥包装后得到成品硫酸铵[1]。烟气氨法脱硫工艺流程图详见下图1。
2 烟气氨法脱硫运行中存在问题及优化措施
2.1 氨逃逸
氨逃逸实际是氨气、亚硫酸铵、硫酸铵的阴阳离子发生的挥发性损失。
2.1.1氨逃逸高的原因
⑴液气比小。⑵温度高,氨的气相浓度高。⑶亚硫酸铵氧化率低。
2.1.2氨逃逸高的危害:⑴脱硫反应效率低,可能造成出口SO2超标排放。⑵液氨有效利用率低,造成物料浪费。⑶容易形成气溶胶,造成脱硫塔内除雾器堵塞,影响系统的正常运行。
2.1.3降低氨逃逸的优化措施:⑴根据烟气中SO2含量,合理控制液氨的投加量,避免加氨量过大而造成氨的挥发。⑵提供喷淋吸收段的雾化效果,高效喷淋洗涤烟气中的SO2,确保除雾器填料及喷头运行状态良好。⑶加强监控烟气温度、吸收液pH、浓度、液气比等工艺参数,提高液氨的利用率。
2.2 气溶胶
2.2.1原因分析:⑴在氨法烟气脱硫过程中,烟囱排出的烟气所夹带的氨水挥发逃逸出气态氨与烟气中未脱除的二氧化硫通过气相反应,生产亚硫酸氢铵、硫酸铵等组分形成气溶胶。⑵液氨吸收烟气中二氧化硫后脱硫液滴被烟气携带出,由于蒸发、烟气气体流速过快等作用,析出亚硫酸氢铵固体结晶形成气溶胶[2]。
2.2.2危害:所谓的气溶胶即“气拖尾”现象。⑴亚硫酸铵和亚硫酸氢铵气溶胶随净烟气排放,造成氨的损耗,成为氨法脱硫技术发展的瓶颈。⑵堵塞除雾器,对脱硫装置正常生产运行造成影响。
2.2.3优化措施:⑴采用低温度的工艺水等措施来降低烟气携带的亚硫酸铵反应产物,以净化烟气排出的环境质量,降低烟气携带水分。⑵严格控制脱硫系统的热、水平衡,使烟气排出温度控制在45℃-50℃。⑶严格控制烟气进入脱硫塔吸收段温度
2.3 脱硫塔超温现象
2.3.1原因分析:二级循环泵入口过滤器频繁堵塞、二级喷淋量小易造成吸收塔超温。在超温时蒸发量小、补水量增大,造成吸收塔液位高而无法正常冲洗、稀硫铵副线无法正常开启。
2.3.2危害:⑴长期超温,会严重损坏塔内件。⑵降低脱硫效率,对整个脱硫系统运行造成恶性循环。
2.3.3优化措施:建议在泵入口过滤器前增加一个导淋,增加一股冲洗水。或者对过滤器孔径根据工艺运行实际情况进行选型。
2.4 脱硫塔内壁上部出现硫酸铵结晶挂壁现象
在调试阶段,脱硫系统原始开车初次上液后,虽然脱硫液的pH控制在5~6,但脱硫液中无硫酸铵结晶沉淀。打开人孔检查发现:在脱硫塔塔体上部有近30mm厚的硫酸铵结晶挂壁,有的已经脱离塔壁落人塔底。
2.4.1原因分析
除雾器冲洗次数及冲洗水量过多,且液氨未能连续补给,使得脱硫液中的液氨浓度降低,造成脱硫效率低,导致烟气带出的气相氨与高含量的SO2,反应生成硫酸铵,附着在塔壁上。此外还存在其他原因,如:⑴氧化风分布异常,导致氧化率下降,硫酸铵结晶差。⑵加氨量过大,造成脱硫塔pH偏高,硫酸氨结晶变细,离心机无法分离出料。⑶灰分、油分等杂质对硫酸铵的晶型和结晶过程存在复杂影响。
2.4.2危害
脱硫塔内壁产生硫酸铵结晶会导致后处理系统出料不畅,造成脱硫塔超温将影响整个脱硫系统的正常运行。
2.4.3优化措施
用便携式气体检测仪每天检测脱硫塔出口净烟气中SO2含量;其次,及时加氨并合理控制除雾器冲洗次数及水量,保证脱硫效率。按优化措施处理后,烟气脱硫系统运行5天后便出现了硫酸铵结晶沉淀。
2.5 脱硫液浓度高、硫酸铵晶体小
2.5.1原因分析及危害
在运行中,取脱硫液分析,其结果显示硫酸铵结晶质量浓度达20%,但将脱硫液送入离心机又分离不出硫酸铵,且还会造成离心机振动严重。由于脱硫液中固含量过大,阻碍硫酸铵晶体长大[3],使得硫铵处理系统无法出料,造成脱硫塔超温、脱硫效率降低等后果。
2.5.2优化措施
操作人员每班需测脱硫塔浓缩段硫酸铵浆液的固含量,当脱硫塔内的硫铵结晶浆液浓度约为5~15%(含固量)时,及时安排出料。
2.6 电除尘运行效率低
因静电除尘器的除尘效果不好,导致进入脱硫塔的烟尘含量严重超标,硫酸铵饱和液的晶体不能较好地聚集成核,氧化段、浓缩段、循环槽底部沉积大量的淤泥,致使硫酸铵系统无法正常出料。经借鉴经验和长期摸索,将循环槽、氧化段的浓液需经过滤泵再进入压滤机过滤,清液返回脱硫塔[4],同时加强电除尘运行的管理,以保证副产品合格。
3 结论
烟气氨法脱硫工艺属于回收法,将烟气中的SO2作为资源,回收生产使用价值较高的硫酸铵,减少污染,变废为宝,达到了以废治废的目的,且无二次污染,通过在运行过程中逐步优化工艺、改进设备,并且采取设备的防腐、防磨措施,可进一步提高脱硫效率,提升经济和环境双重效益,实现清洁生产。
参考文献
[1] 靳亚琼.湿法烟气脱硫技术研究现状及进展[J],科技与企业(221).
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[4] 周大明,张波,王志武.烟气氨法脱硫的可行性优势及工业运行简介[J],化工设计通讯, 2011,37(3).