提高焦化尾氣二氧化硫自動監(jiān)控設(shè)備準(zhǔn)確性的分析和對策

武小剛

（呂梁市生態(tài)環(huán)境局汾陽分局，山西 汾陽 032200）

近年來為控制焦化行業(yè)大氣污染，山西省焦化行業(yè)2018 年3 月1 日開始執(zhí)行特別排放值，《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16171—2012）表6 大氣污染物特別排放限值，焦化企業(yè)為了達(dá)標(biāo)排放，全部進(jìn)行了尾氣特別排放限值改造，采用包括濕法脫硫、加裝SCR 或SNCR 脫硝工藝，為達(dá)到特排標(biāo)準(zhǔn)要求測量精度，尾氣在線監(jiān)測設(shè)備也更換成超低煙氣監(jiān)測設(shè)備。隨著環(huán)保監(jiān)查和督查工作的深入進(jìn)行，在焦化企業(yè)濕法脫硫尾氣煙囪二氧化硫測量方面頻繁出現(xiàn)CEMS 正常運(yùn)行期間，SO2監(jiān)測濃度偏低，有連續(xù)超過10 min SO2監(jiān)測數(shù)據(jù)為“0”、全程通標(biāo)氣響應(yīng)時間超時等問題，已經(jīng)影響到自動監(jiān)控數(shù)據(jù)質(zhì)量。筆者通過對企業(yè)CEMS 進(jìn)行一系列改進(jìn)嘗試，分析焦化尾氣二氧化硫自動監(jiān)控設(shè)備出現(xiàn)問題的原因，并提出相應(yīng)的改進(jìn)對策來解決此類問題。

1 目前存在的問題

1）CEMS 正常運(yùn)行期間，SO2監(jiān)測濃度偏低，有連續(xù)超過10 min SO2監(jiān)測數(shù)據(jù)為“0”的不正常情況。

2）全程通二氧化硫標(biāo)氣T90 響應(yīng)時間均超過200 s，不能滿足HJ 75/76—2017 對CEMS 全程通標(biāo)氣的響應(yīng)時間的標(biāo)準(zhǔn)要求，也無法滿足DB14/T 2051—2020 附錄B 對SO2組分損失率（量）的指標(biāo)要求。表1、表2 是某公司一期、二期尾部脫硫出口煙囪在線監(jiān)測設(shè)備2019 年—2020 年隨機(jī)選取運(yùn)維時間的全程標(biāo)定響應(yīng)時間及SO2損失率統(tǒng)計。

由表1、表2 可以看出，在線設(shè)備全程校準(zhǔn)的響應(yīng)已經(jīng)超過規(guī)定的200 s 以內(nèi)，且SO2損失率較高。

表1 全程標(biāo)定響應(yīng)時間統(tǒng)計

表2 示值誤差統(tǒng)計

3）CEMS 管線內(nèi)有黃色結(jié)晶物，確定是銨鹽結(jié)晶，平均需要1 周進(jìn)行一次CEMS 管路清洗。如果不清洗管路，約3 周就會堵塞管路。

2 原因分析

1）煙氣濕度較高，不可避免地在CEMS 采樣管路中產(chǎn)生冷凝水，雖然在冷凝器前增加了柜內(nèi)磷酸滴定裝置進(jìn)行補(bǔ)償，但仍會有部分SO2等目標(biāo)酸性氣體溶解損失。

2）由于脫硫采用濕法脫硫工藝，濕度較大，脫硝采用SCR 或SNCR 脫硝工藝存在氨逃逸，逃逸的氨、水汽隨著采樣樣氣進(jìn)入CEMS 采樣管路，在有水分存在的情況下，和樣氣中的SO2反應(yīng)，在采樣系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生脫硫反應(yīng)，生成亞硫酸氫銨（NH4HSO3）或亞硫酸銨（（NH4）2SO3）等銨鹽。導(dǎo)致SO2測量值低于實際值。銨鹽呈堿性，能吸附SO2，如果結(jié)晶較大就會堵塞采樣管路，導(dǎo)致CEMS 全程通SO2標(biāo)氣時，響應(yīng)時間T90延長，示值誤差增大，從而導(dǎo)致不達(dá)標(biāo)，造成監(jiān)測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

3 現(xiàn)有磷酸滴定預(yù)處理工藝的改進(jìn)

1）提高采樣探頭加熱溫度，將采樣探頭加熱溫度設(shè)置為＞140 ℃以上，采樣探桿加裝加熱護(hù)套，保證采樣探桿內(nèi)部無液態(tài)水；加密采樣探頭濾芯自動吹掃和手工吹掃頻次，定期更換采樣探頭濾芯。

2）將柜內(nèi)磷酸滴定裝置更換為采樣探頭型磷酸滴定裝置，同時加大磷酸抽取泵轉(zhuǎn)速，由出廠設(shè)定的0.8 mL/min 設(shè)置為0.4 mL/min，無明顯效果后調(diào)節(jié)至1.5 mL/min，提高磷酸滴定補(bǔ)償效率。保證采樣管路的潔凈和暢通性。

2）加裝氨逃逸在線監(jiān)測設(shè)施。根據(jù)氨逃逸實時監(jiān)測數(shù)據(jù)對企業(yè)脫硫脫硝污染設(shè)施運(yùn)行進(jìn)行反控調(diào)整，提高脫硝效率，降低氨逃逸濃度。

3）加裝除氨、除濕一體化預(yù)處理設(shè)施。滲透管氣態(tài)除濕可以解決冷凝水析出的問題，保證酸性目標(biāo)氣體（包括SO2、NOx等）溶解損失；除氨器可以去除樣氣中的氨氣，確保采樣管路不發(fā)生銨鹽結(jié)晶。

4 結(jié)果分析

2020 年12 月7 日該公司采用上述治理對策并加裝氨逃逸監(jiān)測和除氨、除濕一體化預(yù)處理設(shè)施后，對一期、二期尾部脫硫出口煙囪在線監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行了每周一次的全程標(biāo)定及SO2損失率測試，并得出如表3、表4 所示結(jié)果。

由表3、表4 可以看出，改進(jìn)后在線設(shè)備全程校準(zhǔn)的響應(yīng)時間符合（T90≤200 s）要求，符合國標(biāo)HJ 75/76—2017 對CEMS 預(yù)處理的要求，符合DB14/T 2051—2020 附錄B 對SO2組分損失率（量）的地方標(biāo)準(zhǔn)要求。

表3 改進(jìn)后響應(yīng)時間統(tǒng)計

表4 示值誤差統(tǒng)計

5 結(jié)論

自動監(jiān)控數(shù)據(jù)要從源頭保證數(shù)據(jù)質(zhì)量，是實現(xiàn)精準(zhǔn)治污、科學(xué)治污、依法治污的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。因此，筆者通過改進(jìn)現(xiàn)有磷酸滴定預(yù)處理工藝、加裝氨逃逸在線監(jiān)測設(shè)施、加裝除氨、除濕一體化預(yù)處理設(shè)施等改進(jìn)措施有效解決了SO2監(jiān)測濃度偏低，有連續(xù)超過10 min SO2監(jiān)測數(shù)據(jù)為“0”、SO2全程通標(biāo)氣響應(yīng)時間超時、采樣管路內(nèi)銨鹽結(jié)晶等問題，有效提高自動監(jiān)控數(shù)據(jù)質(zhì)量，同時降低了CEMS 的維護(hù)工作量，為企業(yè)實現(xiàn)超低排放達(dá)標(biāo)排放打下了堅實的基礎(chǔ)，為生態(tài)環(huán)境部門執(zhí)法提供科學(xué)的的數(shù)據(jù)依據(jù)。