脫硫脫硝裝置外排水氨氮超標(biāo)原因分析學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1脫硫脫硝裝置脫硫脫硝裝置(zhungzh)外排水氨氮超標(biāo)外排水氨氮超標(biāo)原因分析原因分析第一頁，共21頁。一、前言一、前言(qin yn) 于于20142014年新建并投用了年新建并投用了1#1#、2#2#脫硫脫硝裝置，對(duì)兩套催化裂化脫硫脫硝裝置，對(duì)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/h100000Nm/h、150000Nm/h150000Nm/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)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

2、于公司承建。兩套脫硫脫硝裝置分別于20142014年年1212月月2121日和日和20142014年年1212月月3030日開車成功，裝置開車運(yùn)行日開車成功，裝置開車運(yùn)行(ynxng)(ynxng)以來，煙氣排放污染物以來，煙氣排放污染物的含量已達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，但的含量已達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，但2#2#裝置一直存在外排水氨氮超標(biāo)現(xiàn)象，裝置一直存在外排水氨氮超標(biāo)現(xiàn)象，本文主要對(duì)本文主要對(duì)2#2#脫硫脫硝外排水氨氮含量超標(biāo)的原因進(jìn)行分析，通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)致過排除法，得出催化裂化再生煙氣中攜帶氨氣是導(dǎo)致2#2#脫硫脫硝脫硫脫硝裝置外排水

3、氨氮超標(biāo)的直接原因。裝置外排水氨氮超標(biāo)的直接原因。第2頁/共21頁第二頁，共21頁。二、脫硫脫硝裝置二、脫硫脫硝裝置(zhungzh)簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介圖圖1 1 脫硫脫硝裝置脫硫脫硝裝置(zhungzh)(zhungzh)流程圖流程圖第3頁/共21頁第三頁，共21頁。三、裝置運(yùn)行三、裝置運(yùn)行(ynxng)中存在的中存在的問題問題 2# 2#脫硫脫硝裝置開車以來，外排水氨氮含量一直脫硫脫硝裝置開車以來，外排水氨氮含量一直(yzh)(yzh)較高，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)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)指標(biāo)15mg/L15mg/L。

4、根據(jù)近半年數(shù)據(jù)分析，外排水氨氮含量波動(dòng)較大，平均。根據(jù)近半年數(shù)據(jù)分析，外排水氨氮含量波動(dòng)較大，平均在在350 mg/L350 mg/L左右。左右。 實(shí)際運(yùn)行狀況見表實(shí)際運(yùn)行狀況見表1 1 第4頁/共21頁第四頁，共21頁。三、裝置運(yùn)行三、裝置運(yùn)行(ynxng)中存在中存在的問題的問題項(xiàng)目項(xiàng)目進(jìn)裝置前進(jìn)裝置前出裝置后出裝置后設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值實(shí)際值實(shí)際值設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值實(shí)際值（均值）實(shí)際值（均值）NONOx x/(mg/(mgm m-3-3) )3503501151151001008 8SOSO2 2 /(mg /(mgm m-3-3) )150015009909901001004040粉塵粉塵/(mg/

5、(mgm m-3-3) )20020030301818煙氣流量煙氣流量/(mg/(mgh h-1-1) )128761128761120000120000外排水外排水SS/(mgSS/(mgL L-1-1) )70706666外排水外排水COD/(mgCOD/(mgL L-1-1) )60605050外排水氨氮外排水氨氮/(mg/(mgL L-1-1) )1515350350表表 1 2# 1 2#脫硫脫硝裝置脫硫脫硝裝置(zhungzh)(zhungzh)排放量排放量第5頁/共21頁第五頁，共21頁。四、外排水氨氮超標(biāo)原因四、外排水氨氮超標(biāo)原因(yunyn)分析分析 氨氮是指水中以游離氨氮是

6、指水中以游離(yul)氨（氨（NH3）和銨離子（）和銨離子（NH4+）形式存在的氮，一般以）形式存在的氮，一般以NH4-N表示。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(huì)有化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生根據(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(huì)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)。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)。

7、第6頁/共21頁第六頁，共21頁。四、外排水氨氮超標(biāo)原因四、外排水氨氮超標(biāo)原因(yunyn)分析分析4.1 脫硝單元噴氨量過多的可能性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)。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)見圖月份外排水氨氮數(shù)據(jù)見圖2，可排除，可排除(pich)噴氨量過噴氨量過多導(dǎo)致氨氮含量超標(biāo)多導(dǎo)致氨氮含量超標(biāo)圖圖 2 2 2 2月份月份(yufn)(yufn)外排水氨氮排放趨勢(shì)圖外排水氨氮排放趨勢(shì)圖第7頁/共21頁第七頁，共21頁。四、外排水氨氮超標(biāo)原因四、外排水氨氮超標(biāo)原因(yunyn)分析分析4.2 脫硫脫硝裝置物料攜

8、帶的可能性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超標(biāo)，有可能在脫硝單元停止噴氨后，外排水的氨氮含量仍超標(biāo)，有可能是脫硫脫硝裝置中參與是脫硫脫硝裝置中參與(cny)反應(yīng)的物料中含有氨或反應(yīng)的物料中含有氨或NH4+ ，導(dǎo)致外排水氨氮含量超標(biāo)。導(dǎo)致外排水氨氮含量超標(biāo)。 脫硫脫硝裝置主要物料有脫硫脫硝裝置主要物料有CO煙氣、堿液、綜合車間來氣氨、煙氣、堿液、綜合車間來氣氨、污水處理場(chǎng)來氨、新鮮水、絮凝劑、氧化風(fēng)、稀釋風(fēng)等污水處理場(chǎng)來氨、新鮮水、絮凝劑、氧化風(fēng)、稀釋風(fēng)等8路流程，路流程，見圖見圖3。 第8頁/共21頁第八頁，共21頁。四、外排水氨氮超標(biāo)原因四、外排水氨氮超

9、標(biāo)原因(yunyn)分析分析圖圖 3 2# 3 2#脫硫脫硝物料脫硫脫硝物料(w lio)(w lio)進(jìn)出示意圖進(jìn)出示意圖第9頁/共21頁第九頁，共21頁。四、外排水氨氮超標(biāo)原因四、外排水氨氮超標(biāo)原因(yunyn)分析分析分析分析(fnx)(fnx)： 如圖如圖3 3所示，綜合來氣氨、二污來氨流所示，綜合來氣氨、二污來氨流程已關(guān)閉，不會(huì)有氨進(jìn)入；稀釋風(fēng)、氧化程已關(guān)閉，不會(huì)有氨進(jìn)入；稀釋風(fēng)、氧化風(fēng)為空氣，也不會(huì)攜帶氨。風(fēng)為空氣，也不會(huì)攜帶氨。 從物料圖中可看出，若是堿液、新鮮水、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絮凝劑中攜帶氨，其攜帶的氨將直接溶入漿液中，

10、最后隨外排水排出；若是煙氣中漿液中，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)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)，多入脫硝單元與煙氣中的氮氧化物反應(yīng)，多余的氨氣逃逸后才會(huì)進(jìn)入綜合塔溶入漿液余的氨氣逃逸后才會(huì)進(jìn)入綜合塔溶入漿液中，最后隨外排水排出。中，最后隨外排水排出。 第10頁/共21頁第十頁，共21頁。四、外排水氨氮超標(biāo)原因四、外排水氨氮超標(biāo)原因(yunyn)分析分析驗(yàn)證：驗(yàn)證： 根據(jù)根據(jù)(gnj)(gnj)物料平衡關(guān)系可得出：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)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

11、、絮凝劑中攜帶氨氣對(duì)外算出堿液、新鮮水、絮凝劑中攜帶氨氣對(duì)外排水中氨氮濃度影響的大小。計(jì)算見下表排水中氨氮濃度影響的大小。計(jì)算見下表2 2。外排水中氨濃度外排水中氨濃度(nngd)= 物料中氨濃度物料中氨濃度(nngd) * 物料流量物料流量 / 外外排水流量排水流量第11頁/共21頁第十一頁，共21頁。四、外排水氨氮超標(biāo)原因四、外排水氨氮超標(biāo)原因(yunyn)分析分析項(xiàng)目項(xiàng)目堿液堿液新鮮水新鮮水絮凝劑絮凝劑共計(jì)共計(jì)物料中檢測(cè)氨濃度物料中檢測(cè)氨濃度/ /（mgmgL L-1-1）4.03 4.03 3.81 3.81 14.4 14.4 物料流量物料流量/ /（L Lh h-1-1）1000

12、1000 20000 20000 8 8物料中氨總量物料中氨總量/ /（mgmgL L-1-1）403040307620076200115.2115.2折算外排水中氨濃度折算外排水中氨濃度/ /（mgmgL L-1-1）（外排水流量按（外排水流量按7000 L/h7000 L/h計(jì)）計(jì)）0.57 0.57 10.89 10.89 0.020.0211.4811.48 從表從表2可以看出，堿液、新鮮水、絮凝劑三者氨氮含量總和可以看出，堿液、新鮮水、絮凝劑三者氨氮含量總和為為11.48mg/L，小于外排水氨氮排放指標(biāo)，小于外排水氨氮排放指標(biāo)(zhbio)15mg/L，且，且從圖從圖2中看出，外排水

13、氨氮濃度基本都超過了中看出，外排水氨氮濃度基本都超過了15mg/L，有時(shí)甚，有時(shí)甚至達(dá)到至達(dá)到1000mg/L以上，由此可排除堿液、新鮮水、絮凝劑是造以上，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。成外排水氨氮超標(biāo)的原因。表表 2 2 物料攜帶氨氣對(duì)外排水氨氮濃度物料攜帶氨氣對(duì)外排水氨氮濃度(nngd)(nngd)影響影響第12頁/共21頁第十二頁，共21頁。四、外排水氨氮超標(biāo)原因四、外排水氨氮超標(biāo)原因(yunyn)分析分析4.3 催化再生煙氣攜帶氨氣的可能性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：完全燃燒催化裂化裝置再生器的操作模式有兩種基本

14、類型：完全燃燒再生和部分再生和部分(b fen)燃燒再生。燃燒再生。 在部分在部分(b fen)燃燒再生條件下，催化劑上的焦炭部分燃燒再生條件下，催化劑上的焦炭部分(b fen)燒掉，再生煙氣中含有較多的燒掉，再生煙氣中含有較多的CO，還含有還原態(tài)的含氮化，還含有還原態(tài)的含氮化合物合物HCN和和NH3，通常檢測(cè)不到，通常檢測(cè)不到NOx。 完全燃燒再生時(shí)，通過通入過量空氣或采用完全燃燒再生時(shí)，通過通入過量空氣或采用CO燃燒促進(jìn)劑，燃燒促進(jìn)劑，催化劑上的焦炭燃燒比較完全，煙氣中催化劑上的焦炭燃燒比較完全，煙氣中CO含量很低，含量很低，NOx的的含量較高，還原態(tài)含氮化合物含量較高，還原態(tài)含氮化合物H

15、CN和和NH3的含量極低。的含量極低。第13頁/共21頁第十三頁，共21頁。四、外排水氨氮超標(biāo)原因四、外排水氨氮超標(biāo)原因(yunyn)分析分析 煙氣中過剩氧含量較大時(shí)煙氣中過剩氧含量較大時(shí)(o21.8)，有利于，有利于SO3氣體的氣體的生成生成(shn chn)，而，而NH3等還原性氣體的含量很?。环粗?，等還原性氣體的含量很??；反之，在過剩氧含量較小的情況下在過剩氧含量較小的情況下(o2 1.5)，煙氣的還原性氣氛增，煙氣的還原性氣氛增強(qiáng)，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等還原性氣體的含量大大增加，如兩段再生器的一再煙氣氣1 。 催化裂化專家對(duì)催化裂化待生催化劑氧化

16、再生過程中的基元催化裂化專家對(duì)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。提出反應(yīng)和中間產(chǎn)物進(jìn)行了研究。提出NH3和和HCN是在是在350以上焦以上焦炭裂化和水解的產(chǎn)物炭裂化和水解的產(chǎn)物2 。 摘自：摘自： 1楊德風(fēng)，劉凱，張金銳等楊德風(fēng)，劉凱，張金銳等.從催化裂化煙氣分析結(jié)從催化裂化煙氣分析結(jié)果探討再生設(shè)備的腐蝕開裂果探討再生設(shè)備的腐蝕開裂J.石油煉制與化工石油煉制與化工.2001.32（3） 2于道永，徐海，闕國和于道永，徐海，闕國和.催化裂化催化劑再生過程催化裂化催化劑再生過程中的氮化學(xué)進(jìn)展中的氮化學(xué)進(jìn)展J. 化工進(jìn)展，化工進(jìn)展，2009，28（12）第14頁/共21

17、頁第十四頁，共21頁。四、外排水氨氮超標(biāo)原因四、外排水氨氮超標(biāo)原因(yunyn)分析分析 這說明催化裂化裝置貧氧燃燒時(shí)，再生煙氣中這說明催化裂化裝置貧氧燃燒時(shí)，再生煙氣中攜帶攜帶(xidi)氨氣理論上客觀存在。氨氣理論上客觀存在。第15頁/共21頁第十五頁，共21頁。4.4 結(jié)果分析結(jié)果分析 2#催化裂化裝置采用的是貧氧燃燒再生方式，再生煙催化裂化裝置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)。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由于

18、煙氣中攜帶的氨氣濃度非常(fichng)小，且煙小，且煙氣溫度高，常規(guī)儀器很難檢測(cè)出，通過進(jìn)脫硫脫硝物料氣溫度高，常規(guī)儀器很難檢測(cè)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。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)原因四、外排水氨氮超標(biāo)原因(yunyn)分析分析第16頁/共21頁第十六頁，共21頁。五、催化裂化再生煙氣實(shí)際五、催化裂化再生煙氣實(shí)際(shj)含氨量推含氨量推算算推算：推算： 上述分析可知上述分析可知(k zh)(k zh)，催化裂化再生煙，催化裂化再生煙氣中含有

19、一定量的氨氣，在脫硝單元中與再氣中含有一定量的氨氣，在脫硝單元中與再生煙氣中的生煙氣中的NONO發(fā)生化學(xué)反應(yīng)消耗一部分后，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)。排出，導(dǎo)致外排廢水中的氨氮含量超標(biāo)。根據(jù)根據(jù)(gnj)物料平衡：物料平衡：再生煙氣中氨氣量再生煙氣中氨氣量=脫硝單元消耗的氨氣量脫硝單元消耗的氨氣量+脫硝后逃逸氨量脫硝后逃逸氨量第17頁/共21頁第十七頁，共21頁。五、催化裂化再生五、催化裂化再生(zishng)煙氣實(shí)際含煙氣實(shí)際含氨量推算氨量推算 煙氣中煙氣中NOxNOx全部按全部按N

20、ONO計(jì)算，煙氣流量按計(jì)算，煙氣流量按120000 Nm/h120000 Nm/h計(jì)，進(jìn)、出脫硝單元計(jì)，進(jìn)、出脫硝單元NOxNOx濃度分別按濃度分別按115 mg/Nm115 mg/Nm、8mg/Nm8mg/Nm計(jì)，外排水流量按計(jì)，外排水流量按7t/h7t/h計(jì)，外排水氨氮按計(jì)，外排水氨氮按350 mg/Nm350 mg/Nm計(jì)，式中計(jì)，式中1717為為NH3NH3相對(duì)分子量，相對(duì)分子量，3030為為NONO相對(duì)分子量。以上數(shù)據(jù)按裝置運(yùn)行平均值取值。相對(duì)分子量。以上數(shù)據(jù)按裝置運(yùn)行平均值取值。 = =（進(jìn)脫硝單元進(jìn)脫硝單元-出脫硝單元）出脫硝單元）* *17/30+17/30+外排水氨氮含量外排水氨氮含量* *Q Q外排水量外排水量/ Q/ Q再生煙氣再生煙氣 = =（115-8115-8）* *17/30 + 35017/30 + 350* *7000/1200007000/120000 =60.63 + 20.41 =60.63 + 20.41 =81.04 =81