摘要：催化裂化裝置煙氣經(jīng)脫硫脫硝后雖符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)，但仍存在藍(lán)煙及煙氣下墜現(xiàn)象。通過在催化裂化裝置煙氣脫硫脫硝單元綜合塔上增加濕法靜電除霧器設(shè)施并成功投用，對(duì)綜合塔進(jìn)料口煙氣中的顆粒物和硫酸酸霧具有一定的脫除效果，通過三年的運(yùn)行和完善，該靜電除霧器能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行，基本滿足生產(chǎn)要求。

關(guān)鍵詞：催化裂化  綜合塔 濕法靜電除霧器  煙氣

1. 概述

隨著國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求的提高，對(duì)催化裂化裝置煙氣外排中的顆粒物、SO X、NO X的外排指標(biāo)也越來越高。某煉油廠340萬噸/年催化裂化裝置在2014年新增煙氣除塵煙氣脫硫脫硝改造后，催化裂化裝置外排煙氣量中的顆粒物、SO 3、NO X的含量滿足《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 31570-2015）的要求。但催化裝置煙氣在外排指標(biāo)合格情況下，在低氣壓天氣等一定大氣環(huán)境條件下，外排煙氣存在尾部分層呈現(xiàn)藍(lán)色，會(huì)飄到附近，帶來環(huán)保問題。為解決外排煙氣問題，有關(guān)技術(shù)部門進(jìn)行了專題研究討論，分析了藍(lán)煙及煙氣下墜現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。原因基本可確定為外排煙氣中存在SO 3 氣溶膠引起的。為解決煙囪藍(lán)煙問題，一方面委托專業(yè)機(jī)構(gòu)對(duì)煙氣中SO 3 及硫酸霧等進(jìn)行了檢測分析，檢測結(jié)果綜合塔頂排放的硫酸霧濃度81.3 mg/m 3 、83.1 mg/m 3 、86.1mg/m 3 ，三氧化硫排放濃度<3.90 mg/m 3 ，另一方面于2015年6月提出了在催化裂化裝置煙氣脫硫脫硝綜合塔頂部增加濕法靜電除霧器的技術(shù)方案，以進(jìn)一步去除塔頂凈煙氣中的水分、硫酸霧和顆粒物，減少凈煙氣拖尾和霧滴夾帶，解決催化裂化裝置外排煙氣藍(lán)煙及下墜現(xiàn)象，減緩凈煙氣在低氣壓天氣等一定大氣環(huán)境條件下飄到附近，感觀較差的現(xiàn)象。本次改造設(shè)計(jì)由中國石化集團(tuán)公司寧波工程公司上海分公司進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。

2、濕法靜電除霧工作原理、結(jié)構(gòu)組成

2.1濕法電除霧器工作原理

通過靜電控制裝置和直流高壓發(fā)生裝置，以高壓直流電送至電除霧器裝置中，在電暈線（陰極）和捕集極板（陽極）之間形成強(qiáng)大的電場，放電極產(chǎn)生電暈放電，使空氣分子被電離 ，瞬間產(chǎn)生大量的電子和正、負(fù)離子。煙氣中的微粒通過該空間時(shí)，被強(qiáng)制荷電，粒子間產(chǎn)生凝并，在電場力的作用下作定向運(yùn)動(dòng)，達(dá)到捕集目的。電除霧器能夠高效除去 0.01-100μm 的氣溶膠細(xì)微顆粒物 ，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣中液態(tài)或固態(tài)顆粒物、氣溶膠、SO 3 等的高效去除。工作原理如圖1和圖2所示。

電除霧器本體以高檔耐腐蝕乙烯基樹脂為基體，碳纖維，玻璃纖維為增強(qiáng)材料，通過模壓、纏繞、成型工藝制成的一種導(dǎo)電玻璃鋼高效凈化除霧設(shè)備。由上殼體、陽極管組、中殼體及下殼體組成設(shè)備本體部分。其中陽極管組由正六邊形陽極管采用先進(jìn)的層壓粘接工藝復(fù)合成蜂窩型。設(shè)備整體性好，機(jī)械強(qiáng)度高、極管同心度和平行度高 ，耐腐蝕、耐溫、阻燃性能好，極線要求防腐性能好，同心度高，使用壽命長。

濕式靜電除霧器需要的干燥風(fēng)主要用廢水單元備用風(fēng)機(jī)提供，備用風(fēng)源來自催化裂化裝置提供高純度、無油、無塵、干燥、潔凈的壓縮空氣；濕式靜電除霧器主要處理含水較高乃至飽和的濕氣體。對(duì)集管上捕集到的粉塵采用定期沖洗的方式，使粉塵隨著沖刷液的流動(dòng)而清除。

2.2 濕法靜電除霧結(jié)構(gòu)組成

本項(xiàng)目采用了浙江雙嶼實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的濕法靜電除霧器，其設(shè)備結(jié)構(gòu)組成如圖3所示，主要工藝參數(shù)如下：

⑴結(jié)構(gòu)型式：立式、臥式、多管式和線板式等型式；

⑵陽極材料：塑料、鉛和導(dǎo)電玻璃鋼三種

⑶陰極材料：鎳鉻鋼絲包鉛、鉛銻合金、 C276、鈦鈀合金、鈦絲等；

⑷導(dǎo)電原理：液膜、石墨、碳纖維；

⑸陽極管外形：圓形φ270mm、六角形（內(nèi)切圓）300、350、360mm；

⑹陽極管長度：4500mm、6000mm；

濕式靜電除塵器主要有處理氣量、總壓降、粉塵和出口酸霧等指標(biāo)。

本項(xiàng)目采用的濕法靜電除霧器主要特點(diǎn)：

⑴主體材料為導(dǎo)電碳纖維玻璃鋼，具有導(dǎo)電性好、重量輕、耐腐蝕、阻燃性好、性能穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)；

⑵其陽極管獨(dú)特的加長設(shè)計(jì)，由通常的4.5米提高至6米，增加氣體接

觸時(shí)間；

⑶處理氣速可由通常的1米/秒提高近2米/秒左右；

⑷陰極線的鉛銻合金高效放電線，與蜂窩式陽極管匹配，具有更高的

脫除效率；圓狀外形結(jié)構(gòu)以減小風(fēng)荷，并具有較高的精度和剛度，牢固

可靠。

⑸采用恒流源電源，保證供電系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

3、催化裂化裝置煙氣脫硫脫硝綜合塔增加濕法靜電除霧改造內(nèi)容

（1）綜合塔改造

從綜合塔變徑段（標(biāo)高34200mm）處拆除原煙囪，更換綜合塔變徑段，材質(zhì)由Q345L+316L改為Q345L+2507，將新增的電除霧器安裝在升級(jí)后的綜合塔變徑段出口與煙囪之間，綜合塔變徑段后用膨脹節(jié)與電除霧器連接，煙囪及水珠分離器利舊。

（2）增設(shè)濕式靜電除霧器

本次脫硫單元藍(lán)煙改造項(xiàng)目采用濕式靜電除霧器對(duì)脫硫外排煙氣進(jìn)行后處理。余熱鍋爐高溫段煙氣經(jīng)脫硫單元綜合塔處理后，進(jìn)入塔頂部的濕式靜電除霧器，經(jīng)除霧器進(jìn)一步去除煙塵和氣溶膠后達(dá)標(biāo)排入大氣。改造后的工藝流程圖見1。煙氣從底部進(jìn)氣口直接進(jìn)入濕式靜電除塵（霧）器流經(jīng)2層均布板進(jìn)行煙氣均勻分布，然后利用陰極室、陰極線（架）、陽極板組成的靜電除塵設(shè)備，高壓電通過陰極線對(duì)粉塵、酸霧、水霧進(jìn)行荷電，在電場力的作用下荷電顆粒克服布朗運(yùn)動(dòng)趨勢向陽極板進(jìn)行精密濕法點(diǎn)除塵除霧操作，潔凈的煙氣從出氣口排出濕式靜電除霧器；靜電除塵除霧的顆粒吸附在陰極線、陽極板上，由沖洗排管中的噴頭系統(tǒng)進(jìn)行定向的清灰處理，沉積在陽極板、陰極線上的粉塵隨清洗水膜流向塔底部。

濕式靜電除霧器設(shè)置在現(xiàn)有催化裂化裝置除塵脫硫脫硝裝置的除塵脫硫單元框架上，靜電除霧器上部通過膨脹節(jié)與原煙囪相連，下部與原綜合塔變徑段通過膨脹節(jié)相連，其西側(cè)地面上設(shè)置消泡器漿液循環(huán)泵。從綜合塔變徑段（標(biāo)高 34200mm）從綜合塔變徑段（標(biāo)高 34200mm）處拆除原煙囪，將電除霧器安裝在綜合塔變徑段出口與煙囪之間，綜合塔變徑段后后增加一片法蘭與電除霧器連接，考慮到煙囪腐蝕，新增玻璃鋼煙囪，原煙囪除水器利舊。

4、催化裂化裝置煙氣脫硫脫硝綜合塔濕法靜電除霧器投用情況

催化裂化裝置煙氣脫硫脫硝綜合塔，2016年5月完成增設(shè)了濕式靜電除霧器設(shè)施改造。2016年6月投用。投用后發(fā)現(xiàn)電壓在二檔以上（共十檔）固定器有放電現(xiàn)象，濕式靜電除霧器只能維持一檔運(yùn)行，由此影響靜電除霧器效果。2016年12月綜合塔停工消缺期間對(duì)靜電除霧器進(jìn)行改造。2016年12月31日改造后投用至今，期間靜電除霧器運(yùn)行穩(wěn)定，工況良好，2017年12月對(duì)靜電除霧器進(jìn)行了性能標(biāo)定。標(biāo)定操作條件如下：

表1 主要操作條件

主要操作條件標(biāo)定期間反再及綜合塔主要操作參數(shù)沒有發(fā)生大的波動(dòng)，工況穩(wěn)定。靜電除霧器壓降維持在0.1kPa左右。

對(duì)靜電除霧器三個(gè)工況下的性能進(jìn)行了標(biāo)定，一個(gè)是空白標(biāo)定，即靜電除霧器停運(yùn)時(shí)的性能，第二個(gè)工況是靜電除霧器正常工況5檔時(shí)的性能，第三個(gè)工況是極限工況（電壓無法繼續(xù)提高）7檔時(shí)的性能。

表3 硫酸霧濃度檢測數(shù)據(jù)

從上表可以看出當(dāng)靜電除霧器停運(yùn)時(shí)硫酸霧濃度平均值為53.4mg/m3，在5檔時(shí)硫酸霧濃度平均值為39.5mg/m3，7檔時(shí)硫酸霧濃度平均值為23.1mg/m3。

表3 顆粒物檢測數(shù)據(jù)

從上表可以看出當(dāng)靜電除霧器停運(yùn)時(shí)外排煙氣顆粒物濃度平均值為48.56mg/m3，在5檔時(shí)外排煙氣顆粒物濃度平均值為24.16mg/m3，7檔時(shí)外排煙氣顆粒物濃度平均值為23.2mg/m3。

5、結(jié)語

1、催化裂化裝置煙氣脫硫脫硝綜合塔濕法靜電除霧器投用對(duì)進(jìn)口煙氣中的顆粒物和硫酸霧具有一定的脫除作用，能有效降低外排煙氣中的顆粒物濃度和硫酸霧濃度，對(duì)凈化空氣環(huán)境有相當(dāng)?shù)拇蟮沫h(huán)保效果。

2、靜電除霧器運(yùn)行期間壓降基本維持在100Pa左右，達(dá)到技術(shù)附件中“在正常工況下，濕式靜電除塵器的壓降≤500Pa”的性能保證值要求。

3、通過數(shù)次改造完善，催化裂化裝置煙氣脫硫脫硝綜合塔的濕法靜電除霧器能夠長周期穩(wěn)定運(yùn)行，基本滿足生產(chǎn)要求。

參考文獻(xiàn):

1. 中石化寧波工程有限公司  <催化裝置脫后煙氣增設(shè)靜電除霧設(shè)施項(xiàng)目基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)>

2. 徐玉棠      <靜電除霧器標(biāo)定報(bào)告>

作者簡介：武明波，男，高級(jí)工程師，1992年畢業(yè)于中國紡織大學(xué)紡織機(jī)械專業(yè)，現(xiàn)在鎮(zhèn)海煉化分公司從事煉油化工設(shè)備技術(shù)管理工作。電話:13567439442