124-重催装置烟脱系统隐患治理项目升级改造加装抗堵塞专用羽叶分离除雾器运行分析

增加烟气脱硫系统的压降吗

炼油工人 发表于 2018-3-21 13:12
在烟囱上面安装吗

     在洗涤塔与烟囱之间的变径锥部安装。请见前述附图照片。

炼油工人 发表于 2018-3-21 13:14
增加烟气脱硫系统的压降吗

      按照最苛刻工况运行压降在20-400帕之间。

请问安装位置在什么地方的？工作温度，压力是什么情况？分离的效果？
还有水汽在分离后，经烟囱排放过程中，由于温度，压力变化，排放口会不会重新有液滴冷凝下来的情况？

bendadeng 发表于 2018-3-25 17:53
请问安装位置在什么地方的？工作温度，压力是什么情况？分离的效果？
还有水汽在分离后，经烟囱排放过程中 ...

     通常，便捷安装在洗涤塔与烟囱之间的变径锥段。烟脱系统抗堵塞专用羽叶分离除雾器材质为SS316L，其工作温度范围在-150℃至+500℃，工作压力范围在-0.1MPaG至+0.5MPaG，运行压降一般不超过450Pa。通常而言，烟脱系统抗堵塞专用羽叶分离除雾器分离效率为：3N级分离脱除8-10微米及以上尺寸液滴液沫和含盐颗粒物；准确的分离效率，需要根据实际工况参数和物系数据，通过精准动力学分离计算和组态设计系统平台获取。
      经过烟脱系统抗堵塞专用羽叶分离除雾器高效分离净化的烟气，其残存液滴液沫尺寸已经十分微小。经过烟囱排放时，烟气虽然受到外界温度和压力影响，尤其是冬季北方零下几十度外界环境温度影响，会有部分水蒸汽遇冷而产生后生性微小液沫液雾微核，但其远不足以达到雨滴尺寸而形成明显的“飘雨”。我公司的烟脱系统抗堵塞专用羽叶分离除雾器，在新疆中石油乌鲁木齐石化和独山子石化最寒冷的12月份、1月份、2月份连续稳定运行，烟囱排气虽然受到外界零下几十度环境大气的强烈冷凝，也没有形成“飘雨飘水”问题。关于这点，大家可以向乌石化、独山子石化公司进行直接核实，也欢迎大家前往装置实地考证。

luoli519 发表于 2018-3-25 20:05
通常，便捷安装在洗涤塔与烟囱之间的变径锥段。烟脱系统抗堵塞专用羽叶除雾器材质为SS316L，其工作 ...

经过分离后，排放尾气中，还有形成白色烟气现象么？情况如何？

bendadeng 发表于 2018-3-25 20:35
经过分离后，排放尾气中，还有形成白色烟气现象么？情况如何？

       白色烟气，是烟囱排放热烟气所含饱和水蒸汽受到环境低温大气骤冷形成后生性微小雾沫的光散射现象。通过羽叶除雾器净化后的烟气，不会残存较大尺寸液沫，其遇到低温环境大气骤冷形成后生性微小雾沫的光散射现象的白色烟气，但绝不会出现”飘水降盐“问题。而目前不少企业的原有烟脱系统，排放烟气不仅有白色烟气，还会伴随”飘水降盐“问题，装置周边场地和车顶落下黄褐色含盐粉尘污染，那就必须马上进行隐患治理。

luoli519 发表于 2018-3-25 21:42
白色烟气，是烟囱排放热烟气所含饱和水蒸汽受到环境低温大气骤冷形成后生性微小雾沫的光散射现象 ...

嗯，就是饱和水汽冷凝后形成的，这个问题好像不好处理，前面分离后，后续气体排放，由于温度，压力的变化，又有细小液滴形成，导致烟气白白的一条。不知道你们的技术能不能完美的处理？

bendadeng 发表于 2018-3-25 22:07
嗯，就是饱和水汽冷凝后形成的，这个问题好像不好处理，前面分离后，后续气体排放，由于温度，压力的变化 ...

  您所说的“白色烟气”实际上就是专业术语“烟羽”。国家环保排放标准里，没有对“烟羽”形状和尺寸做出明确要求，这与当地气象地质条件相关。只要满足环保排放要求，不超标排放即可。
     要解决“烟羽”，需要了解“烟羽”形成的相图。也即环境冷气与本体热烟气相互换热而导致本体烟气所含饱和水蒸气雾化后的光雾现象研究。目前，有研究资料数据表明，当本体热烟气与环境冷烟气的温差在低限阀值以下或高限阀值以上，“烟羽”现象就会大幅减弱。于是，则存在对本体热烟气进行冷却、加热等两种途径实现“烟羽”缩减。但是，FCCU装置烟囱排放烟气流量通常很大，且需要对换热系数很小的大流量特大流量气相进行换热处理，与之对应的项目投资、能效评价、技术经济评价等环节，几乎否定目前仅因视觉因素而考虑消除FCCU”烟羽“所付出的代价。目前，在国家甚至全球都没有对FCCU”烟羽“形态尺寸做出硬性规定且无政策补贴支持背景下，仅因视觉因素而考虑消除FCCU”烟羽“所付出的代价，是目前企业难以承受的。当然，其它装置，比如硫磺尾气装置，其排放烟气流量仅有FCCU装置烟气流量1/10-1/5上下，对于烟气处理量小的装置是可以考虑通过对本体热烟气进行冷却、加热等两种途径实现“烟羽”缩减甚至“烟羽”消失。采用加装NOVEL羽叶分离器的中石油独山子石化2套硫磺装置尾气提标项目，就已经成功实现排放烟气无“烟羽”、无白烟运行。请向中石油独山子石化直接核实。

luoli519 发表于 2018-3-25 22:28
您所说的“白色烟气”实际上就是专业术语“烟羽”。国家环保排放标准里，没有对“烟羽”形状和尺寸做 ...

你们在烟气除雾，饱和水汽除液除雾方面的案例多么?有没相关资料，产品介绍，或案例情况，发我了解下。214018194@qq.com 谢谢。

bendadeng 发表于 2018-3-26 09:08
你们在烟气除雾，饱和水汽除液除雾方面的案例多么?有没相关资料，产品介绍，或案例情况，发我了解下。 谢 ...

      邮件已发，请查收。

我们现在遇到的问题是蓝色烟羽

LQ198619 发表于 2018-3-26 19:17
我们现在遇到的问题是蓝色烟羽

       蓝色烟羽，是脱硝环节出现选择性和过度氧化问题导致部分SO2氧化为SO3吸收不充分随排放烟气进入大气而产生的特征性蓝色烟羽光雾现象。解决蓝色烟羽问题的重点是技术升级改造传统脱硝技术和传统烟气碱吸收除沫技术。

这个不错，

       最近，有工程公司和一些炼化企业FCCU装置技术人员，与我们讨论到烟气洗涤塔与烟囱结构对分离器组态设计和运行状态影响问题。
       我们很佩服这些技术人员在流体动力学方面的技术功底，提问涉及到流体动力学分离设计的核心技术问题之一，也是我们的组态设计秘密之一。既然问到了，我们就索性讲开。      
       FCCU烟气洗脱塔与排气烟囱，是“二合一”一体化设备。洗涤塔横截面直径，要比烟囱横截面直径大得多，洗涤塔与烟囱之间通过变径锥进行连接。正由于洗涤塔横截面直径要比烟囱横截面直径大得多，烟气流经变径段时，变径锥本质上就是一个大的节流管件，必然对洗涤塔中上部空间的流体流型流态产生收缩效应，导致洗涤塔中上部空间、靠近内壁的较大截面区域处于“流体稀薄区域”，须避免在该区域布置分离内件；即便勉强布置分离内件，其运行效率也很低。专业的动力学分离技术公司，针对塔体与烟囱之间设置变径段结构的情形，在气液分离器组态设计中必须要遵照两个原则：其一，采用“集中原则”靠近烟囱直径区域集中布置，避免在靠近洗涤塔内壁1/4甚至更宽的截面上布置分离内件；其二，必须就变径锥针对性进行流体流型流态整流矫正技术设计和组态设计。只有严格遵循这两个原则，才能避免变径段节流效应对分离器运行效率产生显著负面影响甚至起不到分离作用。

      有朋友还问我，针对变径段的分离设计原则，是对各类分离内件的要求吗？
      回答是肯定的，任何类型的分离技术内件都要遵守这些设计原则。非专业分离技术公司可能不知道这些原则，他们也可能没有遵照这些原则而向业主提供并安装了分离内件。有这样机会的朋友，正可以去验证。但是，代价太大，宁愿不要这种机会！

      前两天，有客户说，克拉玛依石化的FCCU装置洗涤系统原来建设之初采用WGS工艺包自带的某国外公司的填料除沫器，运行中烟气带液明显，烟气“飘雨”“降盐”明显。目前已经过二次改造采用的还是填料式除沫器，改造后烟气“飘雨”“降盐”现象比改造前还要严重些。客户向我方咨询并寻求解决方法。
      我方认为，FCCU装置烟脱洗涤气液分离设备，仍然属于动力学分离技术设备，方案和设备设计必须通过精准动力学气液分离计算和组态设计平台，获得准确完整的核心技术支撑文件。克拉玛依石化FCCU装置烟脱洗涤系统两次均采用填料式气液除沫器，尽管填料式气液除沫器操作弹性、抗堵塞性能和分离效率等都远不及专用羽叶分离器，但是，第二次改造采用填料式气液除沫器后的烟气“飘雨”“降盐”现象比改造前采用原来填料式气液除沫器还要严重些，只能说明：供方的技术方案和设备设计，肯定没有通过精准动力学气液分离计算和组态设计平台获得准确完整的核心技术支撑文件，仅凭经验，大概+估计，拍拍脑袋出来的方案，必然存在明显问题。事实上，气液分离器，并非简单地按照业主洗涤塔径向横截面积完全布置上分离内件，就能实现高效气液分离；很可能业主洗涤塔径向横截面积本身较小，还必须考虑烟气在洗涤塔径向横截面积收缩效应，因而，简单地在原有洗涤塔径向横截面上全布置上分离内件，往往不能真正实现高效分离，甚至其效果适得其反。克拉玛依石化FCCU装置烟脱洗涤系统第二次改造采用填料式气液除沫器后的烟气“飘雨”“降盐”现象比改造前采用原来填料式气液除沫器还要严重的实例，就说明此问题。
      建议克拉玛依石化派技术人员去乌石化FCCU装置烟脱洗涤系统隐患治理项目、独山子石化硫磺尾气提标改造项目上去实地考查了解，他们的装置原来一样采用WGS工艺包自带的填料式除沫器存在普遍性的问题，后来由我们NOVEL公司通过精准动力学气液分离计算和组态设计平台获得准确完整核心技术文件支撑下的重催装置烟脱洗涤分离专用羽叶分离器进行技术升级改造，完美解决原来系统存在的频繁堵塞、运行高压降、烟气“落雨”“下盐”和“冬季地面结冰”等问题，并且，节水效果明显，实现了超长周期稳定高效运行。

      上周，克拉玛依石化炼油厂重催装置人员来电与我方讨论。他们的装置上也因为被忽悠，上了曲面锥，却一直出现恼人的“烟囱落雨、地面结冰”问题。他们的装置上曲面锥开喷淋，则烟囱就落雨，且落雨现象比改造前还严重；关了喷淋，烟囱排烟颜色形态就明显不正常。问题自从开车持续至今。他们多次催促EPC方、催促设计院、催促曲面锥厂家现场解决问题，却都拿不出切实可行的办法。      
       大家都清楚，曲面锥除尘器正是因为其只设置了一级分离单元，必须借助高强度逆向喷淋洗涤，才能对富含微小粉尘颗粒物的烟气进行“除尘”；关停逆向喷淋，对曲面锥除尘效果就是致命的。
      业主的人也确实有苦难言：开逆向喷淋，烟囱在天上的排烟粉尘和硫氮指标确实降下来了，但烟囱周边地面因烟囱“落雨”造成的结冰层越来越厚，对装置操作人员的作业安全风险明显增加，甚至难以通过结冰地面靠近装置。领导们也知道问题所在，虽然再次制定时间计划打算技术改造，但毕竟年前才用曲面锥技改过，还不得不冒着被举报和处罚的风险压力，硬着头皮继续维持开车。当然，曲面锥的逆向喷淋不得不关闭了。否则，装置周边地面结冰太厉害，还得保证装置操作人员眼下的安全。

      旋流管除尘器，在国内也有同行按照其锥管外形而称作“曲面锥”除尘器，在国外最早于1940s用于气固、气液固初级分离，比如磨煤机尾气初级旋流除尘+后续布袋除尘器，又如电厂锅炉烟气石灰法湿法脱硫塔初级旋流管除石灰浆液沫+后续二级三级折流板洗涤除沫器等。由于旋流管本身分离原理及内在结构所限，国外至今仅将其用于气流初级除尘分离，后续必须配置二级三级分离器进一步对气流进行分离处理。   
       旋流除尘器，往往只有单级最多2级分离单元结构，通过准确动力学分离系统平台设计设置的每一级分离效率在85-95%之间，以10%平均残留量（即0.1）预估的2级旋流除尘器出口烟气重相质残留量约在（0.1）^2=1%，重点强调“除尘”；往往由于大颗粒物的密度远高于气流液沫等轻相密度，除尘分离相对简单些。对于中小、微小尺寸的粉尘颗粒物，干法旋流无法实现有效“除尘”；旋流除尘器往往必须通过逆向高强度喷淋洗涤气流携带的中小、微小尺寸的粉尘颗粒物，才能“间接”达到“除尘”，简言之，“低级数旋流管，必须+高强度喷淋，才能对烟气除尘”。但往往又会使烟气中携带更多的液沫液滴，造成烟囱“飘雨”、“冬季地面结冰”严重问题。因此，对于从烟气中脱除以中小、微小尺寸的为主要分布的粉尘颗粒物，旋流除尘器必须开启逆向高强度喷淋洗涤气流。否则，旋流除尘器就不能名副其实达到“除尘”效果，负效应是使烟气中携带更多的液沫液滴，造成烟囱“飘雨”、“冬季地面结冰”严重问题。
       羽叶分离器，一般设置4级以上分离单元结构，对于要求苛刻的分离场合需要设置6级以上分离单元结构，通过准确动力学分离系统平台设计设置的每一级分离效率在85-95%之间，以10%平均残留量（即0.1）预估的4级羽叶分离器出口烟气重相质残留量约在（0.1）^4=0.01%，重点强调“除雾”；其除了可以分离大尺寸的重相质，还能通过动量分离、聚结分离、矢量场分离、液沫表面自由能捕集分离等协同方式，实现对烟气洗涤产生的微小尺寸的、含尘含盐液滴液沫高效分离。羽叶分离器，对于微小尺寸颗粒物的分离，是通过进一步高效脱除烟气中微小液滴液沫中被溶解凝并的盐和粉尘方式深度实现。 虽然羽叶分离器本身具有气流自洁功能，但有些业主要求加装间歇性在线冲洗装置防范粉尘盐颗粒物析出结晶。通常而言，在羽叶分离器上加装间歇性在线冲洗装置的冲洗频率一般每班次（8小时）运行喷淋15-60秒。羽叶分离器，其运行不会造成烟囱“飘雨”、“冬季地面结冰”。

     克拉玛依石化的同行在交流中还提到，大连石化也准备技改并向克拉玛依石化、大庆石化了解到曲面锥的实际运行情况，大庆石化新建催化装置也派人员前往克拉玛依石化了解曲面锥的实际运行情况。克拉玛依石化和大庆石化二重催技改都试用了曲面锥，通过两家面对面交流、现场实地考察以及调取DCS曲面锥的实际运行图比对，两家的曲面锥除尘器运行情况基本一样，即：打开逆向喷淋阀组（大庆石化二重催曲面锥设置逆向喷淋阀组17组、克拉玛依石化一重催曲面锥设置逆向喷淋阀组8组），烟囱“落雨”现象比改造前还明显。关闭逆向喷淋，烟囱落雨减弱，但排烟发黄，形态明显不正常。
      通过克拉玛依石化、大庆石化重催烟脱系统技术人员与我方细致技术交流，他们结合自身对曲面锥实操后总结出经典之语：曲面锥除尘器，因为设置的分离单元只有一级，所以必须借助高强度的逆向喷淋来保证曲面锥除尘效果。 羽叶分离器，技术优势在于设置4-6级串联分离单元，逐级拦截漏网之鱼，运行可靠性才优于只有一级分离单元的曲面锥。
      这样的总结，虽然不尽全面，但已经抓住问题的要害。毕竟是一线搞技术的人员！佩服！