湿法烟气脱硫过程白烟成因及防治措施分析

发布时间：2020-05-01 15:38

【摘要】：湿法烟气净化过程普遍采用湿法脱硫工艺,但该工艺会导致烟囱出现白烟,造成不良社会公众影响,并导致露点腐蚀。在分析白烟成因的基础上,以某炼厂硫磺回收装置烟气为例,重点探讨水含量和采用气/气换热器对烟气水露点的影响。结果表明,在研究范围内:1烟气中水的体积分数每增加1%,烟气的水露点温度上升1.13℃,含硫烟气温度每下降1℃,排烟温度上升0.925℃,补水量可减少5.07kg/h;2综合考虑设备投资和烟气换热效果,降温含硫烟气温度控制在150~180℃为宜;3采用高效除雾器将游离水质量分数控制在0.01%,设置气/气换热器控制降温含硫烟气温度为165℃,烟气中水体积分数可降低6.21%,系统补水量可减少690kg/h,排烟温度可升高122℃,远高于露点温度。采取上述措施后,可在有效减少白烟的同时节约装置用水量。
【图文】：

白烟,含硫烟气,烟气湿法脱硫,气液两相

相较于ＧＢ１６２９７－１９９６《大气污染物综合排放标准》，２０１４年颁布的ＧＢ３１５７０－２０１５《石油炼制工业污染物排放标准》显著提升了石油炼制行业大气污染物的排放要求［１］。未来现有和新建的催化和硫磺回收装置排放烟气均需满足大幅降低的ＳＯ２排放限值［２－３］。目前的烟气脱硫技术主要有湿法、干法和半干法３类，其中湿法脱硫工艺流程简单，技术成熟，烟气净化度高，成为应用最广泛的烟气脱硫工艺［４－５］。经过湿法脱硫后的含硫烟气可轻松实现达标排放，但排放烟气被水饱和后，烟囱顶部可能会出现白烟［６－７］。白烟视觉效果差，严重影响社会公众对炼厂的认可度。本研究就湿法烟气脱硫过程中烟囱顶部白烟的成因和危害进行讨论，以采用湿法脱硫工艺处理某炼厂硫磺回收装置高温含硫烟气为例，对白烟防治措施进行分析，以期在工程设计和实际操作过程中为减少甚至消除白烟提供参考和指导。１烟气湿法脱硫工艺及白烟成因烟气湿法脱硫（ＷｅｔＦｌｕｅＧａｓＤｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ，简称ＷＦＧＤ）工艺的原理是利用酸碱中和原理通过含硫烟气与碱的水溶液充分接触，进而实现烟气达标排放。烟气湿法脱硫流程简图见图１。湿法脱硫一般包含烟气脱硫和气液分离两部分。在烟气脱硫部分，高温含硫烟气和碱液通过传质强化元件实现气液两相充分接触，同时完成气液两相的传质和传热。一方面，，ＳＯ２在气液界面被吸收后，在液相主体内经过酸碱中和反应生成盐［８］；另一方面，在气液两相间温差的推动下，高温烟气的热量传递给温度较低的碱液，烟气因传热而降温，液相因吸热而升温并气化部分水分，实现烟气水汽饱和。在接触过

烟气,水露点,中水,饱和水

表１某炼厂未净化含硫烟气组成及其操作条件Ｔａｂｌｅ１Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｕｎｐｕｒｉｆｉｅｄｆｌｕｅｇａｓｉｎａｒｅｆｉｎｅｒｙφ（Ａｒ）／％φ（Ｏ２）／％φ（Ｎ２）／％φ（ＣＯ）／％φ（ＣＯ２）／％φ（Ｈ２Ｏ）／％ρ（ＳＯ２）／（ｍｇ·ｍ－３）温度／℃表压／ｋＰａ０．９５６２８１．７２２０．００３３．８１６１１．５０３５３３３０１－０．５中９６０ｍｇ／ｍ３（０℃，１０１．３２５ｋＰａ）的限值要求。为实现排放烟气中ＳＯ２质量浓度满足ＧＢ３１５７１－２０１５《石油炼制工业污染物排放标准》的要求达标排放，某炼厂硫磺回收装置烟气拟采用湿法脱硫工艺进行处理，借助工艺流程模拟手段探究烟气在不同水含量下水露点的变化趋势，见图２。由图２可知，在研究范围内排放烟气的水露点随烟气水含量的增加而上升。对图２中数据利用最小二乘法进行线性拟合，校正相关系数为０．９８５［１０］。拟合结果表明，饱和水体积分数每增加１％，烟气水露点大致上升１．１３℃。烟气中的水含量分为饱和水含量和游离水含量两部分。在不同的温度、压力下，饱和水和游离水可相互转化，升高温度、降低压力有利于游离水向饱和水转化。反之，饱和水则会转化为游离水。在一定的温度、压力下，烟气中的饱和水含量取决于气液分离时的气相温度，游离水含量则取决于除雾设施的捕集能力高低。为降低烟气中的饱和水含量，可采取两方面措施：①降低烟气进入烟气脱硫部分的温度；②对脱硫碱液进行降温冷却。对脱硫碱液进行降温

【参考文献】