制酸尾气异味治理措施与改进

2022-11-18

一、前言

首钢京唐西山焦化公司焦炉煤气脱硫制酸系统采用的是Uhde的真空碳酸钾脱硫工艺, 脱除的H2S气体采用Uhde制酸工艺生产78%硫酸, 制酸尾气直接通过烟囱排放至大气中。制酸系统自投产以来, 尾气中SO2、酸雾等气体无法达到国家规定的排放标准 (SO2≤133.33mg/m3) , 尾气中SO2含量最高达到2000-3000mg/m3, 严重超标, 刺激气味大, 环境污染严重, 严重影响职工的身心健康及企业的环保效益、企业形象。我厂通过优化改造措施, 提高接触塔SO2转化率, 增设制酸尾气洗涤系统, 吸收尾气中的SO2、SO3及酸雾等气体, 取得了较好的效果。改造完成后, 大大降低了尾气中SO2含量, 达到了国家规定的排放标准。

二、制酸工艺简介

首钢京唐西山焦化公司制酸系统主要采用Uhde的制酸工艺, 从真空泵来的酸性气体 (主要为H2S) 与空气混合, 在燃烧炉内进行完全燃烧, 生成SO2气体。之后在装有触媒的接触塔内, 将燃烧炉内产生的SO2转化为SO3, 最后在吸收塔内用硫酸吸收气体中的SO3, 生成78%的硫酸, 制酸尾气直接排入大气中。

三、实际生产问题原因分析及改进措施

1. 原因分析

制酸系统自2011年投产以来, 尾气中SO2、SO3及酸雾等气体的含量一直无法达到国家规定的排放标准。通过对现场实际生产情况、各点运行指标及化验数据的统计分析, 确定了以下几点主要原因:

(1) 接触塔温度未达到规定要求, SO2转化率偏低;

(2) 吸收塔捕雾器捕集效果较差;

(3) 酸整体工艺存在设计缺陷;

2. 改进措施

(1) 堵废气冷却器冷却管, 提高过程气温度

制酸系统投产后, 由于煤气处理量未达到最初的设计标准, 所以酸气量也未达到焚烧炉满负荷运行时的标准, 废气冷却器的冷却面积相较于当时的工况较大, 导致废气冷却器后过程气温度偏低, 接触塔温度无法达到规定的标准, SO2转化成SO3的转化率偏低, 尾气中SO2含量超标。为了解决这一问题, 我们决定堵上部分废气冷却器的冷却管, 减少其换热面积, 进而提高接触塔各层温度及SO2的转化率。

焚烧炉废气冷却器冷却管堵完后, 接触塔各层温度由原来的380-420℃提高至420-450℃ (接触塔各层规定反应温度为420-450℃) , SO2转化率由原来的86%提高至96%, 大大提高了SO2的转化率, 降低了尾气中SO2含量。 (尾气中SO2含量由2000-3000mg/m3降低至1400mg/m3左右)

(2) 更换吸收塔捕雾器滤芯、滤饼, 提高其捕集效果

由于吸收塔捕雾器内滤芯及滤饼在最初施工安装时有部分位置密封不到位, 同时滤芯的厚度偏薄, 导致其捕集效果较差, 尾气中酸雾含量偏高, 尾气刺激性气味较大。经过领导及相关专业与厂家协商后, 决定对吸收塔捕雾器的滤芯、滤饼进行更换, 加厚滤芯的厚度, 同时在滤芯、滤饼安装时将各部位的密封做到位, 提高其捕集效果。

吸收塔捕雾器滤芯、滤饼更换完毕后, 尾气中酸雾的含量得到了有效的降低, 制酸尾气异味得到了缓解, 但仍较刺鼻。

(3) 增设制酸尾气洗涤系统, 吸收尾气中SO2等气体, 消除异味

由于此制酸工艺设计有缺陷, 尾气中SO2、SO3、酸雾等气体无法达到国家规定的排放标准, 所以我们决定通过技术改造, 增设氨法脱硫尾气洗涤系统, 对尾气进行二次洗涤, 吸收尾气中的SO2、SO3、酸雾等气体, 使其达到国家规定的排放标准。

氨法脱硫尾气洗涤系统主要是利用冷鼓工段的剩余氨水脱除制酸尾气中的SO2、SO3、酸雾等气体, 主要工艺流程是:从鼓冷区域来的剩余氨水通过换热器、冷却器后, 进入洗涤塔顶部对尾气进行喷洒, 尾气自洗涤塔底部进入, 与剩余氨水逆流接触发生传质与吸收反应, 喷洒后的氨水自流至洗涤塔底部, 用泵输送回鼓冷的焦油氨水分离槽, 尾气脱硫后经过捕雾器直接通过烟囱排放至大气中。

此套尾气洗涤系统不仅效果好、工艺流程简单、易于操作, 同时设备体积小、能耗低, 并且无二次污染。制酸尾气经过剩余氨水喷洒洗涤后, 大大的降低了尾气中SO2、SO3、酸雾等气体含量, 尾气异味得到了很大的改善。

四、改进后效果检测

通过以上一系列改进措施后, 制酸尾气中SO2含量由最初的2000-3000mg/m3, 降低至40-60mg/m3, 达到了国家规定的排放标准 (≤133.33mg/m3) , 消除了制酸尾气异味, 取得了较好的环保效益。

结束语

首钢京唐西山焦化公司制酸系统通过提高接触塔SO2转化率、更换吸收塔捕雾器滤芯滤饼、增设制酸尾气洗涤系统等一系列改造措施, 大大降低了尾气中SO2含量, 达到了国家规定的排放标准, 制酸尾气异味得到了有效的治理, 取得了较好的经济效益和环保效益。

摘要：本文主要介绍了我厂制酸工艺系统自开工至今所遇到的接触塔内SO2转化率偏低、制酸尾气中SO2、酸雾等气体含量超标等生产问题, 以及针对这些问题所采取的一些优化措施和改进方法, 并进行了分析和总结。通过一系列的优化改造措施, 制酸尾气异味得到了有效的治理, 尾气中SO2含量达到了国家规定的排放标准, 取得了较好的环保效益。

关键词：SO2转化率,制酸尾气,氨水,NaOH溶液,洗涤吸收,脱硫