161-羽叶分离除雾器用于炼化企业工艺主塔和热电动力站锅炉烟气洗涤塔升级改造方案

      本技术帖主要针对炼化企业工艺装置主塔和热电动力站锅炉烟气洗涤塔采用羽叶分离除雾器升级改造方案进行剖析探讨。

      最近两年来，炼化行业纷纷针对原有烟气处理装置进行排放烟气提标改造和隐患治理改造，尤其是地处北方冬季环境温度低烟气扩散条件差的企业为甚。最近，一些华东、华南的炼化企业要求采用羽叶分离除雾器对其原有烟气洗涤塔进行技术升级改造的情况也多起来。于是，索性在这里对其普遍性技术要点开篇进行讨论剖析。

       这里以某华东企业的原有工艺主塔和锅炉烟气塔采用羽叶分离除雾器进行技术升级改造为例，进行展开讨论，以让大家了解类似装置现存问题及采用羽叶分离除雾器解决技术方案要点。

      附图即为华东某炼化企业通过蓝魂环保公司请诺卫能源技术公司采用羽叶分离除雾器专利技术进行升级改造的文件摘要图片：

      从文件可以看到，其装置原来采用“填料+除雾器”方案。这与我们曾开贴讨论过的中石油炼化企业消化引进Exxon公司原WGS工艺包方案相似。即进塔烟气首先经循环浆液预喷淋洗涤，转而自下而上穿过填料层后，烟气又经二次喷淋洗涤，再进入洗涤塔上部沿径向横截面水平布设的除雾器处理固液携带质。

     从所提供文件原有除雾器简图及其布置方式来看，原有除雾器采用卧式水平铺设。原方案选用类似热电厂烟道气用的WFGD简易雪弗龙光板折流板叶片或EF-25型填料叶片。没有专门设置独立降液系统和气封系统。

      从客户提供的基础工艺数据看，原方案仅从烟气质量流量角度考虑了填料布设面积及填料层厚度，着重强调内件运行压降尽可能小这一定性指标而缺少量化定量指标。没有考虑烟气组成、工况温度、工况压力、气相密度、气相粘度、洗涤液液相密度、液相粘度、液相表面张力等动力学分离特性参数对气液固分离运行影响。须知，从气流中分离液固混合相技术，属于动力学分离技术，仅着眼于烟气质量流量，远远不够。

       前述烟道气处理所用的填料叶片，不仅分离效率低，运行很不稳定，而且很容易堆积粉尘颗粒物而堵塞内件流道导致运行压降飙升。大家从以往相关技术贴讨论中展示的装置运行后填料叶片分离内件现场图片，就能真切感受到实际运行所面临的棘手问题。

       华东业主在文件中提供的原有的主机塔情形如下：
1、塔径4500mm；
2、塔高9400mm；
3、烟囱直径1800mm；
4、烟气处理量145.8t/h。
其中，原有填料高度650mm。原有填料除沫器高度不详。
如附图

       经我方与业主细致沟通补充了解原装置情况，在针对实际工况并充分利旧原有洗涤塔壳体和填料并保持原有管线仪表不作变更基础上，通过NOVEL精准动力学分离计算和组态设计系统平台完成的羽叶分离除雾器主要信息如下：
一、羽叶分离除雾器型号：NOVEL P4-177-73，全部为SS316L材质；
二、羽叶分离除雾内件组型号：NOVEL P4-D BANK-144/4-60-EDP，带抗“虹吸短路”新型降液系统，采用可拆卸模块化组态结构设计；
三、在线清洁系统内件组型号：NOV-135-16W-120*4，旋喷型式；
四、设计处理能力：以工况气相流量145.8t/h为设计处理能力；
五、分离效率保证： 在正常设计工况下，对直径12.05微米及以上尺寸液滴分离效率达99.99%，分离器出口气体中携带量小于0.1Gal/MMSCF；
六、羽叶分离除雾器运行压降： 在正常设计工况下，运行压降不超过0.064psi；
七、操作弹性范围：  10%~130% 。
      诺卫能源技术公司提供的上述装置烟气洗涤塔抗堵塞专用羽叶分离除雾器，采用整体橇块化供货，出厂前整体检验测试，现场将羽叶分离除雾器橇块整体植入洗涤塔，以确保植入洗涤塔的羽叶分离除雾器组态结构与出厂检测完全一样、性能完全一样，有效避免因散装内件现场组装后由于现场往往不具备整体检验测试条件而放弃检验测试环节所埋下的不少结构性能缺陷和“隐患”。  
     

      下图是诺卫能源技术公司通过其精准动力学分离计算和组态设计系统平台完成的针对业主主塔专用羽叶分离除雾器《数图汇表》：

     业主在文件中包含2套完全一样的锅炉塔。这里就只选择1套为例进行讨论。业主提供的原有锅炉塔情形如下：
1、塔径2200mm；
2、塔高7070mm；
3、烟囱直径不详；
4、烟气处理量32.5t/h。
其中，原有填料高度650mm。原有填料除沫器高度不详。
如附图

经我方与业主细致沟通补充了解原锅炉塔情况，在针对实际工况并充分利旧原有洗涤塔壳体和填料并保持原有管线仪表不作变更基础上，通过NOVEL精准动力学分离计算和组态设计系统平台完成的羽叶分离除雾器主要信息如下：
一、羽叶分离除雾器型号：NOVEL P4-87-73，全部为SS316L材质；
二、羽叶分离除雾内件组型号：NOVEL P4-D BANK-60/4-40-EDP，带抗“虹吸短路”新型降液系统，采用可拆卸模块化组态结构设计；
三、在线清洁系统内件组型号：NOV-105-10W-120*4，旋喷型式；
四、设计处理能力：以工况气相流量32.5t/h为设计处理能力；
五、分离效率保证： 在正常设计工况下，对直径12.33微米及以上尺寸液滴分离效率达99.99%，分离器出口气体中携带量小于0.1Gal/MMSCF；
六、羽叶分离除雾器运行压降： 在正常设计工况下，运行压降不超过0.057psi；
七、操作弹性范围：  10%~130% 。
      诺卫能源技术公司提供的上述锅炉烟气洗涤塔抗堵塞专用羽叶分离除雾器，采用整体橇块化供货，出厂前整体检验测试，现场将羽叶分离除雾器橇块整体植入洗涤塔。  
     

      下图是诺卫能源技术公司通过其精准动力学分离计算和组态设计系统平台完成的针对业主锅炉塔专用羽叶分离除雾器《数图汇表》：

       其实，业主原来“填料+除雾器”方案，曾在上世纪90年代前后不少炼化企业工业装置烟气处理、热电锅炉烟气处理上采用，但存在着稳定运行周期短、填料堵塞严重、运行压降高、分离效率低、排放烟气带水“飘雨”及排放指标不稳定甚至超标排放，以及装置运行维护成本居高不下等技术经济问题。

       在当前全社会关注环保排放及注重装置运行成本背景下，各企业纷纷采用更先进的针对烟气湿法洗涤塔抗堵塞专用羽叶分离除雾器专利技术内件对原有塔系排放烟气最后一道分离把关设备“除雾器”进行升级改造。乌鲁木齐石化公司150万吨/年重催装置烟气湿法脱硫洗涤系统隐患治理项目、独山子石化二联合硫磺尾气提标项目、独山子石化三联合硫磺尾气提标项目等均采用羽叶分离技术及内件进行技术升级改造并连续高效稳定运行。

       这里提供几张采用羽叶分离除雾器升级改造后的重催装置烟气洗涤塔长期稳定运行中DCS图片，供大家分析讨论：

     下图是150万吨/年重催装置烟气洗涤塔改造项目羽叶分离除雾器整体植入塔节后的照片：

      最后提供一张植入羽叶分离除雾器的洗涤塔节复位照片供大家讨论：

      关于更多羽叶分离除雾器技术信息，请登录诺卫能源技术（北京）有限公司网站进行了解或直接向其寻求合作支持。