新舊廢氣催化燃燒裝置工藝設(shè)備對比改進(jìn)分析及運(yùn)行建議

張小靜 中石化股份天津分公司水務(wù)部

一、引言

原廢氣催化燃燒裝置2004年底建成投入使用，主要處理老裝置內(nèi)散發(fā)的含烴、硫類惡臭氣體。配備了廢氣分水罐、脫硫及總烴濃度均化罐等附屬設(shè)備。2008年原老裝置停止使用，陸續(xù)將各新建裝置廢氣引入廢氣催化燃燒裝置，其處理量嚴(yán)重不足，急需新建一套裝置增加處理量。新建廢氣催化燃燒裝置項(xiàng)目于2017年5月批復(fù)，建成后將滿足現(xiàn)有的廢氣排放處理量，使苯、甲苯、二甲苯、VOCs等指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，減輕環(huán)境污染，具有明顯的環(huán)境效益和社會效益。

二、原廢氣催化燃燒裝置工藝概述

原廢氣催化燃燒裝置廢氣首先由一次引風(fēng)機(jī)從裝置引出，經(jīng)過輸送管路進(jìn)入廢氣預(yù)熱器、廢氣分水罐、阻火器，再進(jìn)入脫硫及總烴濃度均化罐。然后廢氣經(jīng)過二次引風(fēng)機(jī)、過濾器進(jìn)入加熱-換熱-反應(yīng)單元。處理后的氣體通過換熱器進(jìn)行熱能回收，對原料氣進(jìn)行加熱，處理后的達(dá)標(biāo)廢氣通過排氣筒排放到大氣中。

三、新建廢氣催化燃燒裝置工藝概述

車間各新裝置產(chǎn)生的廢氣在風(fēng)機(jī)的驅(qū)動下，經(jīng)過阻火器，進(jìn)入汽水分離罐，再進(jìn)入脫硫罐，脫除廢氣中的H2S 和有機(jī)硫等；進(jìn)入脫硫及總烴濃度均化罐，進(jìn)一步脫除硫化物同時完成廢氣濃度的均化，脫硫均化后的廢氣進(jìn)入組合反應(yīng)器與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，處理后的氣體通過換熱器將熱量傳給處理前的廢氣，使廢氣加熱；處理后的氣體經(jīng)充分回收熱量后，經(jīng)排氣筒排放到大氣中。

四、新建廢氣催化燃燒裝置改進(jìn)分析

（一）工藝方面改進(jìn)

1.處理量增大。原廢氣催化燃燒裝置處理量3000Nm3／h，而新建廢氣催化燃燒裝置處理量達(dá)到10000Nm3／h，更適合現(xiàn)在的工況。2.提高脫硫性能，增加脫硫罐。由于目前污水處理場產(chǎn)生的廢氣中的總硫濃度已經(jīng)超過了50mg/m3，因此新建廢氣催化燃燒裝置我們在脫硫均化罐之前增加了一級脫硫罐，避免廢氣中硫化物超過脫硫均化罐設(shè)計負(fù)荷，延長脫硫均化劑的使用壽命。3.風(fēng)機(jī)增加變頻調(diào)節(jié)。新建廢氣催化燃燒裝置風(fēng)機(jī)控制柜增加變頻器，裝置處理量可以根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，滿足不同風(fēng)量下的運(yùn)行要求。

（二）排放指標(biāo)方面改進(jìn)

處理后廢氣排放指標(biāo)滿足國家環(huán)保要求：

（三）主體設(shè)備方面改進(jìn)

1.設(shè)備、管線材質(zhì)方面改進(jìn)。新建廢氣催化燃燒裝置所有與廢氣接觸部分材質(zhì)均為06Cr19Ni10（304），避免了硫化亞鐵的產(chǎn)生，提高裝置運(yùn)行安全性。

新的加熱-換熱-催化燃燒反應(yīng)單元采用一體化設(shè)計，較原廢氣催化燃燒裝置運(yùn)行效率更高，設(shè)計簡圖如下圖所示：

2.換熱器改進(jìn)。原換熱器為熱管式，存在高溫爆裂隱患，新?lián)Q熱器非熱管式，不存在高溫爆裂可能，其換熱效率更高，和廢氣接觸部位（包括換熱器器壁、熱管、列管、翅片等）均為304不銹鋼材質(zhì)，不會產(chǎn)生硫化亞鐵，而且換熱器結(jié)構(gòu)更合理，便于清理燃燒不充分時產(chǎn)生的積碳。

3.過濾器改進(jìn)。為進(jìn)一步保證過濾效果，將袋式過濾器更換成了帶自動除塵的過濾器，使裝置運(yùn)行更加穩(wěn)定。

五、新建廢氣催化燃燒裝置投用后運(yùn)行建議

（一）定期檢查清理換熱器。根據(jù)原廢氣催化燃燒裝置運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，廢氣中的水、油、烴類以及均化罐中的活性炭等物質(zhì)混合后，會在換熱器上形成粘性污垢，這些固體廢物在高溫下均可燃燒，存在安全隱患，因此換熱器需要定期檢查清理，提高裝置安全性。

（二）定期檢查更換脫硫劑、均化劑、催化劑。脫硫罐、脫硫及總烴濃度均化罐、反應(yīng)器是廢氣催化燃燒裝置中的重要設(shè)備，其內(nèi)部填充劑是否失效直接關(guān)系到裝置是否能夠平穩(wěn)運(yùn)行，因此新裝置在運(yùn)行過程中脫硫劑、均化劑、催化劑必須做到定期檢查更換。

（三）加強(qiáng)進(jìn)出氣監(jiān)測。新建廢氣催化燃燒裝置廢氣來源復(fù)雜，不同工況、不同季節(jié)下廢氣成分變化比較大，為了防止催化劑中毒，必須加強(qiáng)進(jìn)氣非甲烷總烴濃度和總硫濃度的監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)作為裝置廢氣處理量的調(diào)整依據(jù)，逐步摸索規(guī)律，形成符合實(shí)際工況的裝置操作法。

（四）總結(jié)冬季運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)原廢氣催化燃燒裝置的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，冬季的時候部分廢氣來源總烴濃度較低，會降低廢氣催化燃燒裝置的處理效果。因此冬季時可根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)適當(dāng)減少總烴濃度低區(qū)域的進(jìn)氣量，適當(dāng)?shù)脑黾忧岸丝偀N濃度高區(qū)域進(jìn)氣量，并做好定期排凝工作，保證新建廢氣催化燃燒裝置在冬季時穩(wěn)定運(yùn)行。

總結(jié)：新建廢氣催化燃燒裝置較原裝置設(shè)計處理量更大，處理效果更好，在工藝、設(shè)備、安全性等方面都進(jìn)行了改進(jìn)，但由于是新建裝置，因此需要我們在運(yùn)行初期增加進(jìn)出廢氣數(shù)據(jù)監(jiān)測頻次，做好各廢氣來源廢氣量及廢氣濃度的監(jiān)控調(diào)整，只要不斷總結(jié)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，持續(xù)做好裝置監(jiān)控、調(diào)整、維護(hù)工作，定能取得良好的運(yùn)行效果。