脫硫脫硝系統(tǒng)中解析氣體管道閥門(mén)的應(yīng)用(1)

李汶汶

摘要：本文將從脫硫脫硝系統(tǒng)的運(yùn)作環(huán)境著手，進(jìn)一步研究高溫、煙氣中粉塵含量以及水含量等因素對(duì)解析氣體管道閥門(mén)的影響。近年來(lái)，關(guān)于管道系統(tǒng)發(fā)生故障的新聞并不少見(jiàn)，如果不能第一時(shí)間排除管道系統(tǒng)的故障，就容易“牽一發(fā)而動(dòng)全身”，導(dǎo)致氣體設(shè)備的連鎖停機(jī)，進(jìn)而影響到凈化裝置運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。閥門(mén)故障是導(dǎo)致管道系統(tǒng)故障的主要原因之一，值得相關(guān)人員進(jìn)一步研究。

關(guān)鍵詞：脫硫脫硝;解析氣體;氣體管道閥門(mén)

引言：

目前，在工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，我國(guó)所應(yīng)用的脫硫脫硝技術(shù)主要是使用焦炭或活性炭等作為化學(xué)催化劑來(lái)凈化煙氣的技術(shù)手段。催化劑在反應(yīng)的過(guò)程中，解析氣體中SO2在煙氣中含量超過(guò)1/5，最后獲取到高濃度的解析氣體，通過(guò)特有的技術(shù)手段進(jìn)行回收利用，生產(chǎn)出硫化產(chǎn)品，所以，脫硫脫硝技術(shù)被廣泛應(yīng)用于我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)中，發(fā)展前景非常可觀(guān)。

一、脫硫脫硝技術(shù)工藝流程的簡(jiǎn)述

脫硫脫硝技術(shù)處理生產(chǎn)煙氣的具體流程如圖一所示。產(chǎn)品在生產(chǎn)的過(guò)程中，產(chǎn)生的煙氣會(huì)垂直或者逆流經(jīng)過(guò)脫硫脫硝凈化塔，生產(chǎn)煙氣中含有的SO2氣體就會(huì)被活性炭等催化劑的物理特性吸附在催化劑的表面，然后使用一定的手段往煙氣中噴灑氨，除了脫除SO2氣體外還可以脫除NOx氣體。在凈化的過(guò)程中，脫硫脫硝系統(tǒng)中放著很多催化劑，活性炭由于自身的重力作用會(huì)從底部掉落排放出來(lái)，接著經(jīng)過(guò)運(yùn)輸機(jī)將反應(yīng)后的催化劑送到解析系統(tǒng)中加熱再生[1]。冷卻后的催化劑會(huì)被機(jī)器設(shè)備篩選出半徑較小的顆粒（一般以<1.4mm為準(zhǔn)），如果顆粒的半徑超過(guò)了1.4mm，就需要重復(fù)上述的步驟，將顆粒輸送回到脫硫脫硝系統(tǒng)中。物料在傳輸和篩選環(huán)節(jié)后會(huì)產(chǎn)生損耗，同時(shí)，催化劑在加熱期間會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而造成物料損耗，降低催化劑的效果，所以在此過(guò)程中，工作人員要及時(shí)補(bǔ)充新的催化劑進(jìn)來(lái)，保持總量不變的情況下維持化學(xué)反應(yīng)的穩(wěn)定性。

二、分析解析氣體管道閥門(mén)的選擇要求

（一）管道閥門(mén)的種類(lèi)選擇

在選擇解析氣體管道閥門(mén)的時(shí)候，采購(gòu)人員需要根據(jù)使用功能和類(lèi)別進(jìn)行篩選，其中主要分為以下兩種：

1、調(diào)節(jié)切斷閥門(mén)：該種閥門(mén)主要是安裝到解析氣體系統(tǒng)中的主管道內(nèi)，作用是為了控制解析氣體的流速和流量以及自動(dòng)切換流通性[2]。正常情況下，管道閥門(mén)是處于開(kāi)啟狀態(tài)的，因此，閥門(mén)長(zhǎng)期處于高溫狀態(tài)的同時(shí)還要接受解析氣體的沖擊和腐蝕，致使閥門(mén)的工作環(huán)境變得尤為惡劣。其次，還有一種安裝方式就是將閥門(mén)安裝在支管道上，主要是用于控制管道系統(tǒng)旁路的氣體流動(dòng)和切斷，例如管道系統(tǒng)停機(jī)期間控制吹掃氣體的流通和阻斷以及出現(xiàn)緊急情況下的旁通操作等。正常運(yùn)行狀態(tài)下，支管道的閥門(mén)是處于關(guān)閉狀態(tài)的，與主管道上安裝的閥門(mén)不一樣的是，由于常年緊閉，杜絕了解析氣體的沖洗、腐蝕和磨損，但是美中不足的是支管道閥門(mén)的解析氣體由于空氣不流通就會(huì)冷卻凝結(jié)，導(dǎo)致更加嚴(yán)重的腐蝕問(wèn)題，從而引發(fā)管道閥門(mén)生銹和失去作用等問(wèn)題[3]。

2、儀表閥門(mén)：儀表閥門(mén)屬于常年開(kāi)啟狀態(tài)的閥門(mén)，跟主管道上閥門(mén)的工作環(huán)境基本一樣，但是沒(méi)有解析氣體沖洗問(wèn)題，進(jìn)而降低了閥門(mén)遭到腐蝕的概率。

調(diào)節(jié)切斷閥門(mén)雖然具有非常良好的調(diào)節(jié)能力，但是調(diào)節(jié)的精度不高，而且受到的阻力較大，并不適用于微壓氣體的流量調(diào)節(jié)工作。由于解析氣體中含水含塵，在流動(dòng)的過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)顆粒沉淀的情況，如此一來(lái)就會(huì)限制調(diào)節(jié)閥門(mén)在管道系統(tǒng)中的應(yīng)用。

（二）管道閥門(mén)性能的選擇

催化劑解析再生的過(guò)程中，催化塔內(nèi)部的壓力一般要低于15kPa，因此在選擇管道閥門(mén)的時(shí)候無(wú)需考慮閥門(mén)的抗壓性能。一般情況下，SO2的濃度較高，所以要想達(dá)到回收的濃度標(biāo)準(zhǔn)，催化劑在反應(yīng)的過(guò)程中就需要讓N2氣體的流量變小，進(jìn)而讓解析氣體的流量變小[4]。按照正常標(biāo)準(zhǔn)來(lái)算，解析氣體每一個(gè)小時(shí)的流量是幾百到幾千m3，因此，選擇管道閥門(mén)要特別注意符合解析氣體流量自動(dòng)調(diào)節(jié)的基本要求。其次，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣屬于高溫高腐蝕的氣體，為了保證工作人員的人身安全，選擇閥門(mén)的時(shí)候要優(yōu)先考慮具有很強(qiáng)密封性的閥門(mén)。

（三）閥門(mén)材質(zhì)、運(yùn)行結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用方式的選擇

解析氣體在加熱再生的過(guò)程中要同時(shí)接受450℃高溫、高腐蝕以及磨損等因素的影響，市面上普通的不銹鋼材質(zhì)很難用于閥門(mén)制造，因此，閥門(mén)要選擇性能更加卓越的材質(zhì)。要想同時(shí)滿(mǎn)足這三個(gè)條件，根據(jù)工程應(yīng)用的實(shí)際情況進(jìn)行選擇，閥門(mén)的材質(zhì)最好選擇類(lèi)似于SUS316或者是更高性能的材質(zhì)[5]。

由于脫硫脫硝系統(tǒng)中使用的催化劑以及NH3等物質(zhì)易燃易爆，解析氣體中也含有脫落下來(lái)的催化劑粉塵和NH3，而氣動(dòng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)具有一定的安全性，因此閥門(mén)在選擇的時(shí)候要根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行選擇。另外，氣動(dòng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)不需要使用電池，所以在操作的時(shí)候安全系數(shù)較高。

閥門(mén)的應(yīng)用方式一般是在選擇氣動(dòng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的時(shí)候才會(huì)存在，主要從以下幾個(gè)方面考慮：

1、工藝生產(chǎn)的安全性;

2、介質(zhì)的特點(diǎn)和性能;

3、在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，將經(jīng)濟(jì)損失降到最低。

通過(guò)分析解析氣體的組成元素可以知道，閥門(mén)的介質(zhì)屬于有毒有害氣體，在發(fā)生泄漏事件的時(shí)候，系統(tǒng)需要及時(shí)開(kāi)啟安全保護(hù)狀態(tài)，也就是說(shuō)，脫硫脫硝系統(tǒng)由于安全需求不能立刻將停機(jī)前產(chǎn)生的解析氣體及時(shí)排除并安全處理[6]。相關(guān)儀器設(shè)備由于泄漏事件導(dǎo)致不能正常運(yùn)行的時(shí)候，與之關(guān)聯(lián)的安全聯(lián)動(dòng)程序就可以正常工作處理。因此，當(dāng)出現(xiàn)安全事故的時(shí)候，為了保證脫硫脫硝系統(tǒng)以及解析氣體資源回收裝置的運(yùn)行安全性，解析氣體主管道內(nèi)的解析氣體出口閥門(mén)需要處于關(guān)閉狀態(tài)，空氣吹掃氣體以及旁路排放氣體的閥門(mén)需要處于打開(kāi)狀態(tài)。

目前，大部分的工程遇到的閥門(mén)問(wèn)題都是磨損、腐蝕以及粉塵附著在內(nèi)部等情況，從而就會(huì)導(dǎo)致氣體泄漏、管道堵塞以及卡死等現(xiàn)象的出現(xiàn)，值得引起相關(guān)工作人員的重視。

三、結(jié)束語(yǔ)

在解析氣體管道系統(tǒng)中，閥門(mén)是最為重要的組成部分，其質(zhì)量的好壞與催化劑解析系統(tǒng)的運(yùn)行效果息息相關(guān)。因此，做好管道閥門(mén)修護(hù)和保養(yǎng)工作至關(guān)重要，不但可以有效地降低閥門(mén)發(fā)生故障的概率，還可以進(jìn)一步提高閥門(mén)的使用壽命，從而使得工作人員可以更好地控制和運(yùn)行脫硫脫硝系統(tǒng)，促進(jìn)脫硫脫硝技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展，推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1]張乾，邢德山，柴曉琴，等.脫硫脫硝系統(tǒng)中解析氣體管道閥門(mén)的應(yīng)用[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2019，045（012）：80-84.

[2]唐志軍.我國(guó)脫硫脫硝技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用分析[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2019，No.172（03）：10-10.

[3]張海濤.我國(guó)脫硫脫銷(xiāo)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用分析[J].工程技術(shù)：文摘版，2020，20（08）：144-145+163.

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[5]俞冠正，and鄭紅江.壓力管道閥門(mén)故障及對(duì)策探討[J].機(jī)械工程（新加坡）001.003（2019）：P.16-17.

[6]崔樂(lè)樂(lè)，耿超群.壓力管道閥門(mén)安全性能檢驗(yàn)研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019，000（017）：37.