1、,脫硫脫硝裝置外排水氨氮 超標(biāo)原因分析,匯報(bào)人：李漢華 2016年9月,目 錄,一、 前言,二、 脫硫脫硝裝置簡介,三、 裝置運(yùn)行中存在的問題,四、 外排水氨氮超標(biāo)原因分析,五、 催化裂化再生煙氣含氨量推算,六、 結(jié)論,一、前言,于2014年新建并投用了1#、2#脫硫脫硝裝置，對兩套催化裂化裝置的再生煙氣污染物排放進(jìn)行治理。煙氣設(shè)計(jì)處理量分別為100000Nm/h、150000Nm/h。 該項(xiàng)目由中石化寧波工程公司進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，中石化第五建設(shè)公司承建。兩套脫硫脫硝裝置分別于2014年12月21日和2014年12月30日開車成功，裝置開車運(yùn)行以來，煙氣排放污染物的含量已達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，但2#裝置一

2、直存在外排水氨氮超標(biāo)現(xiàn)象，本文主要對2#脫硫脫硝外排水氨氮含量超標(biāo)的原因進(jìn)行分析，通過排除法，得出催化裂化再生煙氣中攜帶氨氣是導(dǎo)致2#脫硫脫硝裝置外排水氨氮超標(biāo)的直接原因。,二、脫硫脫硝裝置簡介,圖1 脫硫脫硝裝置流程圖,三、裝置運(yùn)行中存在的問題,2#脫硫脫硝裝置開車以來，外排水氨氮含量一直較高，不能達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，脫硫脫硝裝置的實(shí)際外排水氨氮含量遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)指標(biāo)15mg/L。根據(jù)近半年數(shù)據(jù)分析，外排水氨氮含量波動較大，平均在350 mg/L左右。 實(shí)際運(yùn)行狀況見表1,三、裝置運(yùn)行中存在的問題,表 1 2#脫硫脫硝裝置排放量,四、外排水氨氮超標(biāo)原因分析,氨氮是指水中以游離氨（NH3）和銨離子（NH

3、4+）形式存在的氮，一般以NH4-N表示。 根據(jù)脫硫脫硝反應(yīng)機(jī)理，在脫硫脫硝及廢水處理的過程中，是不會有化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生NH4+ 。正常情況下，只有脫硝單元噴入的氨氣量過多，氨氣無法全部參加脫硝反應(yīng)，逃逸氨隨煙氣進(jìn)入綜合塔，溶入漿液中，漿液進(jìn)入廢水處理單元，最終導(dǎo)致外排水氨氮含量超標(biāo)。,四、外排水氨氮超標(biāo)原因分析,4.1 脫硝單元噴氨量過多的可能性 2#脫硫脫硝單元停止噴氨，外排水氨氮含量仍超標(biāo)。2月份外排水氨氮數(shù)據(jù)見圖2，可排除噴氨量過多導(dǎo)致氨氮含量超標(biāo),圖 2 2月份外排水氨氮排放趨勢圖,四、外排水氨氮超標(biāo)原因分析,4.2 脫硫脫硝裝置物料攜帶的可能性 在脫硝單元停止噴氨后，外排水的氨氮含量仍

4、超標(biāo)，有可能是脫硫脫硝裝置中參與反應(yīng)的物料中含有氨或NH4+ ，導(dǎo)致外排水氨氮含量超標(biāo)。 脫硫脫硝裝置主要物料有CO煙氣、堿液、綜合車間來氣氨、污水處理場來氨、新鮮水、絮凝劑、氧化風(fēng)、稀釋風(fēng)等8路流程，見圖3。,四、外排水氨氮超標(biāo)原因分析,圖 3 2#脫硫脫硝物料進(jìn)出示意圖,四、外排水氨氮超標(biāo)原因分析,分析： 如圖3所示，綜合來氣氨、二污來氨流程已關(guān)閉，不會有氨進(jìn)入；稀釋風(fēng)、氧化風(fēng)為空氣，也不會攜帶氨。 從物料圖中可看出，若是堿液、新鮮水、絮凝劑中攜帶氨，其攜帶的氨將直接溶入漿液中，最后隨外排水排出；若是煙氣中攜帶氨氣，那么煙氣中攜帶的氨氣，先進(jìn)入脫硝單元與煙氣中的氮氧化物反應(yīng)，多余的氨氣逃逸

5、后才會進(jìn)入綜合塔溶入漿液中，最后隨外排水排出。,四、外排水氨氮超標(biāo)原因分析,驗(yàn)證： 根據(jù)物料平衡關(guān)系可得出： 進(jìn)入裝置的氨量等于外排水的氨量?？捎?jì)算出堿液、新鮮水、絮凝劑中攜帶氨氣對外排水中氨氮濃度影響的大小。計(jì)算見下表2。,外排水中氨濃度= 物料中氨濃度 * 物料流量 / 外排水流量,四、外排水氨氮超標(biāo)原因分析,從表2可以看出，堿液、新鮮水、絮凝劑三者氨氮含量總和為11.48mg/L，小于外排水氨氮排放指標(biāo)15mg/L，且從圖2中看出，外排水氨氮濃度基本都超過了15mg/L，有時(shí)甚至達(dá)到1000mg/L以上，由此可排除堿液、新鮮水、絮凝劑是造成外排水氨氮超標(biāo)的原因。,表 2 物料攜帶氨氣對外

6、排水氨氮濃度影響,四、外排水氨氮超標(biāo)原因分析,4.3 催化再生煙氣攜帶氨氣的可能性 催化裂化裝置再生器的操作模式有兩種基本類型：完全燃燒再生和部分燃燒再生。 在部分燃燒再生條件下，催化劑上的焦炭部分燒掉，再生煙氣中含有較多的CO，還含有還原態(tài)的含氮化合物HCN和NH3，通常檢測不到NOx。 完全燃燒再生時(shí)，通過通入過量空氣或采用CO燃燒促進(jìn)劑，催化劑上的焦炭燃燒比較完全，煙氣中CO含量很低，NOx的含量較高，還原態(tài)含氮化合物HCN和NH3的含量極低。,四、外排水氨氮超標(biāo)原因分析,煙氣中過剩氧含量較大時(shí)(o21.8)，有利于SO3氣體的生成，而NH3等還原性氣體的含量很小；反之，在過剩氧含量較小

7、的情況下(o2 1.5)，煙氣的還原性氣氛增強(qiáng)， NH3等還原性氣體的含量大大增加，如兩段再生器的一再煙氣1 。 催化裂化專家對催化裂化待生催化劑氧化再生過程中的基元反應(yīng)和中間產(chǎn)物進(jìn)行了研究。提出NH3和HCN是在350以上焦炭裂化和水解的產(chǎn)物2 。 摘自： 1楊德風(fēng)，劉凱，張金銳等.從催化裂化煙氣分析結(jié)果探討再生設(shè)備的腐蝕開裂J.石油煉制與化工.2001.32（3） 2于道永，徐海，闕國和.催化裂化催化劑再生過程中的氮化學(xué)進(jìn)展J. 化工進(jìn)展，2009，28（12）,四、外排水氨氮超標(biāo)原因分析,這說明催化裂化裝置貧氧燃燒時(shí)，再生煙氣中攜帶氨氣理論上客觀存在。,4.4 結(jié)果分析 2#催化裂化裝置

8、采用的是貧氧燃燒再生方式，再生煙氣中可能攜帶氨氣，若催化再生煙氣中攜帶氨氣量大于脫硝所需氨氣量，將導(dǎo)致外排水氨氮濃度超標(biāo)。 由于煙氣中攜帶的氨氣濃度非常小，且煙氣溫度高，常規(guī)儀器很難檢測出，通過進(jìn)脫硫脫硝物料排除法得出，催化裂化再生煙氣中攜帶氨氣是導(dǎo)致脫硫脫硝裝置外排水氨氮超標(biāo)的直接原因。,四、外排水氨氮超標(biāo)原因分析,五、催化裂化再生煙氣實(shí)際含氨量推算,推算： 上述分析可知，催化裂化再生煙氣中含有一定量的氨氣，在脫硝單元中與再生煙氣中的NO發(fā)生化學(xué)反應(yīng)消耗一部分后，多余的氨氣進(jìn)入脫硫單元，最后隨外排廢水排出，導(dǎo)致外排廢水中的氨氮含量超標(biāo)。,根據(jù)物料平衡： 再生煙氣中氨氣量=脫硝單元消耗的氨氣量

9、+脫硝后逃逸氨量,五、催化裂化再生煙氣實(shí)際含氨量推算,煙氣中NOx全部按NO計(jì)算，煙氣流量按120000 Nm/h計(jì)，進(jìn)、出脫硝單元NOx濃度分別按115 mg/Nm、8mg/Nm計(jì)，外排水流量按7t/h計(jì)，外排水氨氮按350 mg/Nm計(jì)，式中17為NH3相對分子量，30為NO相對分子量。以上數(shù)據(jù)按裝置運(yùn)行平均值取值。 =（進(jìn)脫硝單元-出脫硝單元）*17/30+外排水氨氮含量*Q外排水量/ Q再生煙氣 =（115-8）*17/30 + 350*7000/120000 =60.63 + 20.41 =81.04 由此推算2#催化裂化再生煙氣攜帶氨含量約81.04 mg/Nm,六、結(jié)論, 2#脫硫脫硝外排水氨氮含量超標(biāo)與脫硝單元噴氨量及物料的攜帶的氨含量無關(guān)，而是上游2#催化裂化再生煙氣攜帶氨所致。 催化裂化裝置催化劑在貧氧再生時(shí)產(chǎn)生氨