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解决冷凝水和氨逃逸问题,PreGASS预处理在水泥行业应用

作者:Alwaysbrong 2023-08-07 10:57  535 浏览量

        某水泥有限责任公司建设两条新型干法水泥熟料生产线,搭配 SCR 脱硝和粉剂干法脱硫,在线为西克麦哈克 SMC-9012D 冷干法 CEMS,2 线窑尾存在的问题为在线全程通标气数据不达标,工艺变化时 SO2 数据无响应,主要的影响因素氨逃逸和冷凝水通过加装除氨除湿预处理系统后,解决冷凝水和氨逃逸问题,达到 HJ75-2017 中要求的系统响应时间和示值误差。


现场问题与分析

1、在现场勘查过程中发现如下问题:

1)  西克麦哈克 SMC-9012D 在线 CEMS 预处理为冷干式,其核心部件 为冷凝器,低温高湿在冷凝过程中必然会产生液态水,而 SO2 又溶于水则势必会影响分析仪测量值,以及全程通标气的测试数据;


2)  由于排放标准要求非常低,SO2 :50mg/m3 、NOx:100mg/m3 、颗粒物:10mg/m3 ,需要对氮氧化物进行低浓度的控制,因此在 SCR 脱硝的过程中产生了氨逃逸。而这些氨逃逸生成的铵盐结晶,则会导致后续工艺设备腐蚀,在线的分析仪器的寿命大大缩短,影响在线监测数据,同时运维的维护工作量也相应的增加很多;


3)  在开停磨期间,SO2 数据无明显变化,无法真实反映出现场烟气波动趋势和准确的烟气排放数据,从而无法对生产工艺和脱硫控制工艺调整提供有效的帮助和参考;


4) 现场通 SO2 标气进行全流路测试,无法满足 HJ75-2017 标准中 T90时间≤200 秒和标准示值误差≤±2.5%F.S.要求;


5) 同时对 2 线窑尾进行氨逃逸测试(开生料磨时),测试数据如下:



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使用设备为 PreGASS-3500 ,原理为 TDLAS.


2. 针对现场发现的问题,上海淳禧技术人员分析原因如下:


1) 冷凝水析出及其腐蚀问题是所有冷干直抽法 CEMS 系统存在最主要的问题之一,这是由冷干直抽法采用的冷凝法这一方式所决定的,而冷凝水最大量析出的地方就是双级冷凝器,冷凝除湿的机理就是通过快速将高温、高湿烟气降温,使烟气急剧降温,烟气中的水汽发生相变而冷凝,用蠕动泵连续的排出冷凝水,从而除去烟气中的水分。因此,无论冷凝时,气/液接触时间多短,势必存在易溶于水的目标待测气体组分(SO2)溶解损失的问题;


2) 由于伴热管内存在氨气、酸性气体及水分,此种情况下氨气极易生成铵盐,从而在 CEMS 管路中产生气溶胶及凝结下来的铵盐结晶,即 SO2 与氨的二次反应,会导致 SO2 监测结果偏差,具体表现就是 CEMS 测试 SO2 数据偏低。这种现象会被误以为是工艺效率增加,而 没意识到是气溶胶和氨的二次反应。同时,铵盐结晶堵塞取样管线, 也降低了 CEMS 冷凝器的冷凝效率,因此产生的气溶胶和结晶铵盐也是全程标定数据不稳定的重要原因。


解  决  思  路


1)  通过对比归纳总结发现:造成 CEMS 主要问题的原因还是冷凝水和氨逃逸产生的问题。建议对原烟气预处理系统进行改造升级,采用以高温固态聚合物除氨和渗透干燥管气态除湿技术为核心的PreGASS-2500 除氨预处理系统+PreGASS-9500 除湿烟气预处理系统,完全解决冷凝水问题,并完全去除烟气中的氨气,保留待分析 烟气中的待测组分,确保分析的准确性、SO2 测试的稳定性和 CEMS运行的稳定性。


2) 加装 PreGASS 系统后解决进入在线系统的氨逃逸和水汽问题后,全程通标气测试情况如下图所示。


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全程通标气的 SO2 响应时间和示值误差(标气浓度 91.0mg/m3),改 造前 200s 响应值达到 50mg/m3,不符合标准中 T90 时间≤200 秒和示值误差≤±2.5%F.S.要求;


改造后 200s 即可达到 89.8mg/m3,完全符合 T90 响应时间和标准示值误差≤±2.5%F.S.要求。


3) PreGASS 系统稳定运行后,处理后的烟气露点为-8.3℃、相对湿度 为 9.2%RH,远远大于 HJ76-2017 附录 D5.6 除湿系统中对于露点温度的要求。


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4) 近期全流程测试数据如下:


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