原油脱硫过程中除尘装置的作用简析

　　原油脱硫过程中除尘装置的作用，为了降低长输管线中原油的粘度，在设计管线时使用直接式原油加热炉加热原油，并将所输送的原油作为燃料，研究表明，烟气中100 m以下的悬浮物能够进入人体肺中，粘附在支气管和肺上，危害人体健康；燃料油中的硫燃烧后生成SO 2和NO x排入大气中，会导致酸雨，使农、林、牧业受害，使工业设备、建筑物、历史古迹等受到腐蚀。按现行排放标准要求，燃煤、燃油锅炉已成为环境治理对象。要保护沿线的环境，给GW型系列原油加热炉安装除尘脱硫设备势在必行。
　　1烟气脱硫除尘概论治理烟气污染的方法可分为干式和湿式2种。干式分为静电、旋风、布袋过滤等，除尘效果好，但不能脱硫。湿式常见的有旋风喷射喷淋、水搭射流喷淋、麻石水膜、文丘里、斜棒栅、水膜泡膜、冲击洗涤、泡沫滤泡脱硫除尘等。湿式除尘器是用水来洗涤烟气，优点是既能脱硫又能除尘，而且造价低，使用广泛。随着湿式处理工艺的不断改进，特别是泡沫滤泡脱硫除尘的研制和开发，干湿式结合的模式已广泛应用于中小型锅炉，应考虑以下几点。
　　a）在脱硫的同时达到除尘的要求，以减少设备占地面积，降低投资，也有利于对原有锅炉的除尘装置进行改造。
　　b）脱硫除尘设备装置的阻力应接近原有设备的阻力，在提高除尘效率，增加脱硫功能时尽可能不增加引风机的功率。
　　c）选用防腐材料，延长烟气脱硫除尘装置的使用寿命。
　　d）有可靠的脱硫除尘产物的处理技术，防止污染转嫁，造成地面二次污染。
　　e）不能因脱硫除尘装置的加入而影响锅炉的燃烧工况或引起燃烧工况的恶化。
　　烟气除尘脱硫系统中，烟气脱硫是当前控制SO 2污染的主要手段，脱硫方法可分为3个范畴：燃烧前脱硫、燃烧时脱硫与燃烧后脱硫。工业上大规模应用的方法是燃烧后脱硫，这是技术经济因素决定的。
　　烟气脱硫系统可分为抛弃系统（不回收）和回收系统2大类。在抛弃流程中，烟气中的SO 2通过洗涤反应而被脱除，产生的废碴做适当处理。回收流程则将所脱除的SO 2转化成可销售的产品（如硫酸或硫等） ，吸收剂再生后继续使用。
　　2现场烟气粉末的组分现场烟气取样得到2种粉尘样品，即，样1（纯黑色）和样2（略带黄色） ，利用筛子筛去样品中较大块状固体，然后各取500 g粉粒，利用粒度等级为100目的筛子进行筛分，称重。样1（纯黑色）粒径100 m以上430 g，占86%；样2（略带黄色）粒径100 m以上占450 g，占90%.对100 m以下的2种粉尘，利用TA型库尔特粒度分析仪分析粒度分布，结果见，给出了中位粒径和最大粒径值，该数据可作为设计旋风除尘器的依据。
　　在对提供样品粉尘进行完粒度分析后，委托中国石油勘探开发科学研究院实验中心作了扫描电镜能谱分析。可见， GW型原油加热炉排放的烟气主要是2种：烟尘+碳氢化合物+煤焦油； SO 2。
　　4系统设计4. 1工艺流程GW型原油加热炉的烟气在风机的牵引下，首先进入第一级XLD/高效旋风除尘器，在涡流和离心力的作用下，烟尘沿除尘器壁向下部灰斗沉降。在旋风除尘器内设置了反射屏使下降的灰尘只进不出，解决了二次扬尘芯管逸出现象，从而大大地提高XLD/高效旋风除尘器的除尘效率，达到90% 94%.设置旋风除尘器的目的是降低泡沫除尘器的洗涤水中烟尘含量，因为其中的煤焦油碳氢化合物轻，且带粘性，完全进入洗涤水中，使之又黑又粘，不好处理。经过旋风除尘器处理的含尘烟气先进人缓冲塔，避免高压空气脉冲清灰时致使除尘设备工作能力瞬时混乱，同时可适当降低烟气温度。从缓冲塔排出的烟气不足总量的10% ，进入二级除尘器泡沫除尘器再净化，使除尘效率达98%以上。从泡沫除尘器出来的烟气，主要成分为SO 2。含硫化物气体从下部进入T S/ B脱硫装置
　　内，通过碱性吸收液除硫，未被吸收液吸收的SO 2经过脱硫栅板后也被去除。吸收液排入循环池，进行净化循环回用。脱硫后的烟气中含有大量的雾气， TS/ B装置内设有高效脱水装置，烟气被高效脱水后由T S/ B进入烟囱排放。
　　4. 2设备选用GW型加热炉到XLD/高效旋风除尘器，再到缓冲塔这一工艺段属干法，且温度在200 260，不带水汽，可以用普通A3板制作设备。当烟气进入泡沫除尘器， SO 2和水会生成亚硫酸、硫酸，水带酸性，宜用耐酸钢板制作设备。因此，自泡沫除尘器开始至T S/ B装置均为不锈钢。风机的选用主要考虑风机的风压、处理风量、设备的阻力、风管直径、风管阻力和风管流速。同时考虑噪声问题，在风机周围搭建彩钢板操作房，并采用吸音材料，这样既可隔除噪声，又可延长风机使用寿命。该风机的叶轮、外壳均采用不锈钢制造。
　　4. 3碱性液选用研究表明，碱性液对脱硫、脱氮、除尘效果关系十分密切， pH值为7的水或pH值为7以下的酸性水对脱硫脱氮除尘的效果较差。pH值越大，脱硫脱氮除尘的效果越好，但pH值越大，运行成本越高。设计T S/ B脱硫装置和泡沫除尘器， pH值为8 10均能达到较好的效果，脱硫脱氮后的水体酸度不断增加，不仅影响脱硫脱氮除尘的效果，而且还影响设备使用寿命，因此必须经常检查脱硫液的pH值，并及时调整pH值到8以上。调整pH值的常用材料为氢氧化钠或石灰乳，廉价的石灰乳运行成本较低，但在使用过程中如不能及时调整pH值可能造成喷淋系统结钙，影响设备使用。使用氢氧化钠可以避免上述问题，但其价格昂贵，因此建议使用氢氧化钙或石灰乳。具体的用量根据所处理的烟气流量、浓度等因素而定。但必需保证有充分的用量来吸收。我们推荐的钙硫比为1. 2 1. 5.
　　4. 4合理的液气比湿式脱硫脱氮除尘设备采用较大的液气比，据有关资料介绍，国外采用的液气比一般是25 % 1，德国比肖夫采用的液气比是12. 5 % 1，国内不少单位采用的液气比最低为2 % 1，最高为10 % 1.目前设计采用的液气比是1. 5 % 1.采用较大的液气比，对脱硫脱氮除尘是有利的。但液气比太大，水泵功率大，这样将增加设备成本和运行费用。
　　4. 5压力雾化湿式脱硫除尘设备的初始形式主要是喷淋、水浴，脱硫剂像下雨一样与烟气接触，液气比很大（ 10 % 1） ，但效果不理想，其主要原因是烟气从喷淋液之间逃逸，烟气中的尘、SO 2未被完全捕集。
　　现在多数脱硫除尘设备采用压力雾化技术，液气比可下降到3 % 1.与国内的其他压力雾化喷头相比，在同样的压力下，雾化效果更好，液气比可下降到1. 5 % 1，水泵流量小，电机功率小，节电效果明显，运行费用低。
　　4. 6其他a）气水分离烟气净化后排人大气，带水率应低于8% ，本设备气水分离带水率< 3% 5%.
　　b）无冷凝和无结雾运行所谓的冷凝是指在不同的温差情况下，含有湿度的较高温气体遇见较低温的物体，水分会冷凝析出在物体表面。结露是指在含湿量相对恒定的情况下，烟气温度低于露点温度后产生的析出，水分常以液态、气态等形式析出或者扩散。本设备的烟气温度几乎是恒定值，不会产生水冷凝和结露。
　　5型式试验本加热炉烟气脱硫除尘系统安装完成后，在现场进行了20 d的工业性试验，进行一种脱硫剂在一种烟气净化模式和条件下的测试。试验的脱硫剂包括消石灰和氢氧化钠（片碱），通过对加热炉系统调节并达到稳定后，进行取样测试。主要测试烟气量、烟气温度、进出口二氧化硫浓度、烟气中氧含量、湿度、烟尘量等参数。
　　6结论1）烟气脱硫除尘系统的手动可控性和运行可靠性好，在加热炉吹灰运行存在波动不利条件下能够通过简易调节可稳定运行，并能够根据用户需要设置不同运行模式，系统容易维护管理。
　　2）该系统能适应输油站的特殊安全要求，系统运行后加热炉所有燃烧参数正常，没有对输油站的安全运行构成任何隐患。
　　3）能够根据加油站实际需要，进行单独除尘、除尘+简单脱硫、除尘+深度脱硫等不同方式运行，适应原油含硫量不同条件下经济运行要求。
　　4）能够改变处理烟气流量，在1台脱硫除尘装置上进行不同规模加热炉烟气处理试验，即，多台加热炉共用1台脱硫除尘装置，降低系统研制费用。
　　5）烟气脱硫除尘系统可以切换不同的试验工艺（消石灰工艺、石灰乳工艺和电石泥工艺），增加试验研究范围，进行不同工艺条件、不同工艺装备结构、不同运行方式间的比较和进行工艺与结构优化试验。
　　6）该原油加热炉烟气脱硫除尘系统达到了设计提出的各项技术指标、环保要求和技术经济要求。已应用于中石化管道储运公司鲁宁线，取得了良好的效果。