实践天地原油加热炉烟气脱硫除尘系统的研制与应用尤怀安*孙素凤刘继和（中国石化管道储运公司徐州输油管理处）（辽河石油技术学院）尤怀安孙素凤等：原油加热炉烟气脱硫除尘系统的研制与应用，油气储运，2008，尘相结合的工艺研制了加热炉烟气脱硫除尘系统，该系统既可保证烟气脱硫除尘的充分性，又能达到国家环保烟气排放标准。现场实际应用结果表明，烟气脱硫技术达到了预期目的，解决了生产中的实际问题。

　　主题词原油直接式加热炉脱硫除尘研制应用1、刖目热油输送管道广泛选用燃油加热炉对原油进行加热，为了使加热炉保持稳定高效运行，吹灰是一项行之有效的措施。加热炉所用吹灰用于清除对流室炉管积灰，吹落的浮灰从加热炉烟囱排出，较重的颗粒散落在站区和农田，较轻的烟气成分混合进入大气中。研究表明，烟气中100Lm以下的悬浮物能够进入人体，粘附在支气管和肺上，危害人体健康；燃料油中的硫燃烧后生成SO2和NOx，排入大气会导致酸雨，使农、林、牧业受害，使工业设备、建筑物、历史古迹等受到腐蚀。为保护周围的环境，研制开发了一套加热炉烟气脱硫除尘系统。

　　二、烟气脱硫除尘概况在烟气除尘脱硫系统中，烟气脱硫是当前控制SO2污染的主要手段，脱硫方法分燃烧前脱硫、燃烧时脱硫和燃烧后脱硫三个范畴，工业上大规模应用的是燃烧后脱硫。

　　治理烟气污染的方法可分为干式和湿式两种。干式分为静电、旋风、布袋过滤等，除尘效果好，但不能脱硫。湿式的有旋风喷射喷淋、水搭射流喷淋、麻石水膜、文丘里、斜棒栅、水膜泡膜、冲击洗涤、泡沫滤泡脱硫除尘等。湿式除尘器是用水降低烟气的温度，不仅可以脱硫除尘，而且造价较低，使用广泛。随着湿式处理工艺的不断改进，特别是泡沫滤泡脱硫除尘的研制和开发，干湿式结合的模式已广泛应用于中小型锅炉，但还须考虑以下几个问题。

　　在脱硫的同时达到除尘的要求，以减少设备占地面积，降低投资。

　　脱硫除尘设备装置的阻力应接近原有设备的阻力，在提高除尘效率，增加脱硫功能时尽可能不增加引风机的功率。

　　选用防腐材料，延长烟气脱硫除尘装置的使用寿命。

　　有可靠的脱硫除尘产物的处理技术，防止污染转嫁而造成地面二次污染。

　　不能因脱硫除尘装置而影响锅炉的燃烧工况或引起燃烧工况的恶化。

　　原油燃烧后产生的烟灰具有粘附性，会对运行设备产生有害影响。

　　三、现场烟气粉末的组分分析燃油加热炉烟气粉尘有纯黑色和略带黄色两种，现场取样后，利用筛子筛去样品中较大的块状固体，然后各取500g粉粒，利用粒度等级为100目的筛子进行筛分、称重。样1粒径大于100Lm且质量为430g的占86%；样2粒径大于100Lm以上且质量为450g的占90%.对100Lm以下的两种粉尘，利用TA型库尔特粒度分析仪对粒度分布进行了分析，给出了中位粒径和最大粒径值，可作为设计旋风除尘器的依据（见表1）。

　　在对样品粉尘进行完粒度分析后，委托中国石油勘探开发科学研究院试验中心做了扫描电镜能谱分析，检测结果见表2.表1烟气中粉尘的粒度分析结果样号粉尘中位粒径最大粒径颜色样1纯黑色样2略带黄色表2烟气中粉尘的矿物能谱分析结果分析号原编号矿物名称分析号原编号矿物名称样1斜方矾矿黄铁矿（部分氧化）铁质（部分氧化）埃勒石赤铁矿有机质硫酸铁、镍样2黄铁矿（部分氧化）赤铁矿石兖+少量石英有机质铁质（少量氧化）铁矾矿黄铁矿+氧化铁斜方矾矿表3GW型原油加热炉规格及相关数据加热炉型号排烟量烟气温度烟气含尘浓度原油含SO2最大浓度值原油含正常吹灰表4加热炉烟气脱硫除尘系统应达到的主要技术指标烟气除尘效率烟气脱硫效率烟气排放浓度烟气排放标准烟尘+碳氢化合物+煤焦油SO2烟尘+碳氢化合物+煤焦油五、烟气脱硫除尘系统率达到90%~94%）和二级除尘器一布袋除尘器工艺流程及设计再净化，将净化后的烟气（除尘率高于98%）送入烟1、工艺流程2、烟气循环流化床结构设计GW型原油加热炉的烟气在风机的牵引下进入燃烧烟气净化（脱硫）用循环流化床反应器有多循环流化床U型反应器，先进行脱硫和初步除尘种类型，为充分利用设备空间，选择U形烟气循环（脱硫率高于巧％：寸黑当降低烟气温度b然后咖赢化床反应器。上半支（喷雾干燥吻又起到引出和六、系统设计应注意的问题（1）确定合理的喷水量，选用可控制调节的阀门，增加喷水量，提高脱硫率。

　　（2）采用气流式喷雾喷嘴，保证雾滴较细，蒸发迅速，降低粘壁的可能性。喷嘴采用快装快拆的结构，反应塔内部采用不锈钢材料。

　　（3）反应器进口段使用能防止物料粘壁的气体分配结构。

　　（4）在U型反应器中间部位设置粗灰卸灰口，以利于排出油性大灰团和水雾形成的大灰团。为便于落灰，灰箱底部采用小角度，大坡度的结构，最底部设有通长绞龙卸灰器和储灰封气结构。反应器固定在地面基础和钢架上。

　　研究表明，pH值不高于7的水，对脱硫脱氮除尘的效果较差，pH值越高，脱硫脱氮除尘的效果越好，但运行成本也会随之增高。设计TS/B脱硫装置和泡辑。器―魅fc%间均能收到较好ublisl输送热烟气的作用，而且有干燥石灰乳和烟气冷却降温的作用，同时进行烟气脱硫反应，采用上喷液和烟气、灰粉并行的运行方式。下半支主要进行延时方式。内回流物料和旋风除尘器回收的外回流物料都返回下半支，所以该处颗粒物浓度最高，但喷雾量比较小，同时又起到补充降温的作用。

　　的效果，脱硫脱氮后的水体酸度不断增加，不仅影响脱硫脱氮除尘的效果，还影响设备的使用寿命，因此，必须经常检查并及时将硫液的pH值调整到8以上。调整pH值的常用材料为氢氧化钠或石灰乳，廉价的石灰乳运行成本较低，但在使用过程中若不能及时调整pH值，可能造成喷淋系统结钙，影响设备的使用。使用氢氧化钠可以避免上述问题，但其价格昂贵。具体用量根据处理的烟气流量、浓度等因素而定，但必须保证有充分的用量吸收，推荐的钙硫比为1.2~1.5. 3、液气比湿式脱硫除尘设备的功能主要是喷淋、水浴。

　　脱硫剂与烟气接触时，液气比很大（10：1），但效果不佳，主要是因为气从喷淋液之间逃逸，烟气中的粉尘、SO2未被完全捕集。目前多数脱硫除尘设备采用压力雾化技术，液气比可下降到3：1.与国内其它压力雾化喷头相比，在相同压力下，新设计的脱硫系统雾化效果更好，液气比可下降到1.5：1，水泵流量小，电机功率小，节电效果明显，运行费用低。

　　湿式脱硫脱氮除尘设备采用较大的液气比，国液气比是12.5：1，国内不少单位采用的液气比最低为2：1，最高为10：1.目前设计采用的液气比是1.5：1.采用较大的液气比对脱硫脱氮除尘是有利的，但如果液气比太大，水泵功率增大，会增加设备成本和运行费用。

　　气水分离烟气净化后排入大气，带水率应低于8%，气水分离带水率应在3%~5%之间。

　　无冷凝和无结雾运行设备运行的烟气温度几乎为亘定，不会产生水冷凝和结雾。

　　七、试验分析加热炉烟气脱硫除尘系统安装完成后，进行了一次为期20天的现场应用测试。试验的脱硫剂包括消石灰和氢氧化钠（片碱），通过对加热炉系统进行调节并达到稳定后，对烟气量、烟气温度、进出口二氧化硫浓度、烟气中氧含量、湿度、烟尘量等参数进行取样测试，试验结果见表5和表6.序号负荷状况脱硫剂脱硫效率进口出口低负荷干消石灰*正常负荷NaOH溶液正常负荷石灰乳高负荷NaOH溶液高负荷石灰乳正常负荷石灰乳正常负荷石灰乳正常负荷石灰乳注*用一级水雾润湿；* *第1级喷石灰乳，第2、级喷水雾。

　　表6除尘试验数据序号负荷状况标况烟气量烟温（°c）烟尘浓度（mg/m3）除尘效率进口出口进口出口正常负荷高负荷表5脱硫试验数据注平均除尘效率为98.84%原油加热炉烟气脱硫除尘系统已在中国石化管道储运公司鲁宁管道应用近两年，经过权威部门的测试，达到了设计提出的各项技术指标、环保要求和技术经济要求，具有以下优点。

　　（1）烟气脱硫除尘系统的手动可控性和运行可靠性好，在加热炉吹灰运行存在波动的条件下，通过简易调节可稳定运行，并可根据用户需要设置不同运行模式，维护管理方便。

　　（2）烟气脱硫除尘系统能适应输油站的特殊安全要求，系统运行后加热炉所有燃烧参数正常，保证了输油站的安全运行。

　　（3）根据加油站实际需要，可以单独除尘、除尘+简单脱硫、除尘+深度脱硫等不同方式运行，适应（4）能够改变处理烟气流量，在1台脱硫除尘装置上进行不同规模加热炉烟气处理试验，即多台加热炉共用1台脱硫除尘装置，降低了系统研制费用。

　　（5）该系统可以切换到不同的试验工艺（消石灰工艺、石灰乳工艺和电石泥工艺），增加了试验研究范围，可以进行不同工艺条件、工艺装备结构、运行方式间的比较以及工艺与结构的优化试验。

　　考1，张殿印王纯：除尘工程设计手册，化学工业出版社（北京），2，钟秦著：燃烧烟气脱硫脱硝技术及工程实例，化学工业出版社杨祖佩博士生导师，教授级高级工程师，1949年生，1976年毕业于山东青岛化工学院机械专业，1987年硕士毕业于中国石油大学（华东），现任中国石油管道公司总经理助理，中国石油学会石油储运专业委员会副主任兼秘书长，中国石油大学、天津民航学院、大庆石油学院兼职教授，《油气储运》杂志社主编，享受政府特殊津贴。

　　帅健博士生导师，教授，1963年生，1982年毕业于武汉化工学院化机专业，现为中国石油大学（北京）机电工程学院从事油气储运安全、工程力学的科研与教学工作。

　　刘俊娥博士生导师，教授，1965年生，1987年毕业于河北工程大学机械专业，1994年获大连理工大学计算机专业硕士学位，1998年获得天津大学系统工程专业博士学位，现为北京物资学院信息学院从事系统优化与运筹技术、风险分析与管理工作。

　　李莉高级工程师，1972年生，1996年硕士毕业于天津大学化学工程系化学工程专业，现任中国石油管道研究中心科研办公室主任工程师，天津大学管理学院管理科学与工程专业在读博士生。

　　史建刚工程师，1963年生，1986年毕业于重庆石油学校石油矿场机械专业，现任新疆油田分公司油气储运公司副调度长。

　　田娜助教，1980年生，2006年硕士毕业于辽宁石油化工大学油气储运专业，中国石油大学（华东）在读博士生，现在辽宁石油化工大学从事油气储运教学与研究工作。

　　商丽艳助教，1980年生，2007年硕士毕业于辽宁石油化工大学环境工程专业，现在辽宁石油化工大学从事油气储运及管道腐蚀与防护的教学与研究工作。

　　张建教授级高级工程工，1965年生，1987年毕业于中国石油大学（华东）油气储运工程专业，现任胜利油田胜利工程设计咨询有限公司总工程师。

　　郭敏智高级工程师，1954年生，1979年毕业于中国石油大学（华东）机械系储运专业，现任中国石化华东管道设计研究院院长。

　　徐志锋副教授，1963年生，2001年毕业于清华大学工程力学系，获博士学位，现在河北石油职业技术学院管道工程系从事力学教学与管道工程技术研究工作。

　　席光峰工程师，1978年生，2004年硕士毕业于山东大学（原山东工业大学）材料科学与工程学院焊接专业，现在山东省特种设备检验研究院从事压力容器和压力管道的检验研究工作。

　　鲜宁助理工程师，1980年生，2007年硕士毕业于西北工业大学材料学专业，现在中国石油天然气石油管力学和环境行为重点实验室四川分室从事材料的腐蚀与防护技术研究工作。

　　汪承龙工程师，1974年生，1998年毕业于承德石油高等专科学校工业企业电气化专业，现在中国石化管道储运公司潍坊输油管理处从事电气管理工作。

　　张石超工程师，1974年生，1998年毕业于西安石油大学焊接工艺及设备专业，现在中国石油管道公司技术服务中心从事压缩机管理工作。

　　刘培军工程师，1974年生，1997年毕业于西南石油学院石油天然气储运工程专业，现在中国石油管道公司技术服务中心工作。

　　邹永胜工程师，1962年生，1998年毕业于沈阳工学院机械电子工程专业，现任中国石油管道公司塔里木输油气分公司经理。

　　颜爱政工程师，1971年生，1994年毕业于南京师范大学精细化工专业，现在中原石油勘察设计研究院从事油气长输管道工程、油气集输管道工程、石油化工工程设计工作。

　　孟繁春高级工程师，1962年生，1982年毕业于山东工业大学工业自动化专业，现任中亚管道公司副总经理兼中乌天然气管道公司总经理。

　　尤怀安工程师，1966年生，1987年毕业于承德高级技术专科学校热工专业，现在中国石化管道储运公司徐州输油管理处从事加热炉设备运行技术管理工作。