一种降低制酸烟囱酸雾排放量的装置

技术领域

本发明涉及一种装置，具体涉及一种降低制酸烟囱酸雾排放量的装置，属于焦化设备技术领域。

背景技术

WSA制酸工艺可以将酸性气中的各种硫化物转化为浓硫酸，具体如下：用K2CO3溶液做脱硫剂，在常压下洗涤焦炉煤气，吸收其中的H2S、HCN、CO2等酸性组分，然后在真空条件下解析得到含H2S、 HCN、CO2等酸性气体，酸性气体先经过捕雾器和过滤器，分离出其中的冷凝液及夹带的杂质，再进入焚烧炉燃烧，产生含有SO2的气体。气体进入SO2转化器，在两个催化床上的HTAS硫酸催化剂作用下转化成SO3，转化后的气体为含酸的工艺气体，工艺气体通过冷却器从524℃最终冷却到290℃。被冷却后的工艺气体再自下而上的进入WSA冷凝器中的垂直液膜型玻璃管内，被玻璃管外自上而下吹入的常温空气冷却，在冷却过程中，产生浓度约为98％的硫酸，排入WSA冷凝器底部的酸池中，被分离出酸液的洁净尾气最后由烟囱排出。含酸的工艺气体经过冷凝后，所含的酸将以硫酸的形式被捕集，但是工艺气体在WSA冷凝器冷凝的过程中会形成酸雾，由于酸雾不能与工艺气体完全分离，故无法捕集，若不加以抑制，酸雾会随着工艺气体一起从烟囱排放。为了抑制酸雾在WSA冷凝器里形成、使之与工艺气体完全分离，可以通过开启酸雾控制器来捕集酸雾，减少烟囱的酸雾排放。

酸雾控制器类似于一座小型焚烧炉，其工作流程为：酸雾控制器通过燃烧硅油，产生二氧化硅微粒，硅油主要成分是八甲基环四硅氧烷（D4）。在含酸工艺气进入WSA冷凝器前，酸雾控制器往其中吹入含二氧化硅（SiO2）微粒的气流，在WSA冷凝器中，二氧化硅微粒将充当核子，使WSA冷凝器中的酸雾吸附在核子周围形成小酸滴，当小酸滴继续吸附周围酸雾并逐渐变大后便可从过程气完全分离。如果吹入工艺气体中的二氧化硅微粒浓度得到明确定义，WSA冷凝器中酸雾的形成就会受到抑制，烟囱出口排放的酸雾含量就会降低。酸雾控制器在使用过程中存在以下问题：

制酸装置的尾气烟囱出口装有高精度的气体监测仪在线实时监测排放数值，要求烟囱排放的尾气酸雾含量必须≤45mg/m³。

但是由于烟囱酸雾排放数值直接受到酸雾控制器添加二氧化硅微粒浓度的影响，操作人员在观察出口排放值不超过45mg/m³的情况下，凭经验调节硅油流量控制阀的开度大小来控制硅油添加量，且工艺气体的流量会受到诸如WSA冷凝器入口压力等因素的影响处在一个时刻变化的状态，导致硅油浓度处在一个不断变化的状态，这造成了硅油添加量的控制精度低，会因硅油添加量不合适而造成排放超标，如果能精确控制硅油添加量，可以把烟囱酸雾排放量更进一步降低。

其次，酸雾控制器燃烧使用的气源是焦炉煤气，煤气中的焦油、萘杂质含量极高，杂质被酸雾控制器燃烧后，与二氧化硅微粒一同进入含酸工艺气中，影响二氧化硅微粒成核效果，导致酸雾与过程气的分离度变差，酸雾无法被完全捕集，没有被捕集的酸雾直接从烟囱排放，导致尾气酸雾含量超过45mg/m³，排放超标。此外，焦油、萘杂质会随着被捕集下来的酸一起进入成品酸槽，导致成品硫酸质量下降，低于要求浓度98％。因此，迫切的需要一种新的方案解决上述技术问题。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种降低制酸烟囱酸雾排放量的装置，该技术方案结构简单紧凑，提高了酸雾控制器添加硅油的精确度，降低了焦炉煤气中的杂质对于成品硫酸质量及酸雾排放的负面影响。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种降低制酸烟囱酸雾排放量的装置，所述装置包括风机、主通路空气流量计、助燃空气流量计、主通路空气电磁阀、助燃空气电磁阀、煤气电磁阀、煤气针芯阀、点火变压器、硅油电伴热管、火焰检测器、点火棒、煤气电磁阀、硅油储罐、硅油流量控制阀、燃烧室以及酸雾控制器出口（与WSA冷凝器入口相连）；

所述风机连接主通路和助燃风通路，其中主通路上设置有主通路空气流量计和主通路空气电磁阀，助燃风通路上设置有助燃空气流量计和助燃空气电磁阀，主通路和助燃风通路的另一端连接燃烧室，点火棒通过螺纹孔固定在燃烧室的密封盖上；其中，点火棒头部插入燃烧室内，尾部通过插头连接点火变压器出线；火焰检测器通过抱箍固定在观察窗（玻璃视镜）颈部，其中检测器探头对准玻璃视镜；煤气管道连接燃烧室，其中煤气管道上设置有煤气电磁阀，端部设置有煤气针芯阀，硅油储罐通过硅油管道、硅油电伴热管连接助燃通路，其中硅油管道上设置有硅油流量控制阀，燃烧室的一侧设置有酸雾控制器出口，其中酸雾控制器出口内设置有SiO

作为本发明的一种改进，所述煤气进口设置有双通路切换煤气管。

作为本发明的一种改进，所述双通路切换煤气管包括过滤器A进口电磁阀、过滤器A出口电磁阀、过滤器A 、过滤器B进口电磁阀、过滤器B出口电磁阀、过滤器B、煤气管、煤气量调节阀以及压力开关，煤气进口通过三通接头把进入酸雾控制器内的煤气管分为上、下并联的两路；三通接头之前连接一个手阀，三通接头之后连接电磁阀，电磁阀之后连接过滤器，过滤器之后连接一个压力开关P1，压力开关之后连接第二个电磁阀。下路管道与上路管道的部件连接顺序相同，连接方式也相同，均采用卡套式连接。上、下两路管道在各自的第二个电磁阀之后，通过三通接头汇合。该方案中过滤器A和过滤器B结构相同。

作为本发明的一种改进，所述过滤器分为滤筒和滤芯两部分，其中，过滤器的滤筒用不锈钢做成上端盖可拆卸的圆柱形罐式结构，上端盖与筒体采用螺栓连接，端盖与筒体连接处装有一块圆形橡胶密封垫，以增强筒体的密封性，筒体与管道采用卡套式连接。

作为本发明的一种改进，所述滤芯设置为于滤筒形状相同的圆筒形，最外层为塑料网套，使滤芯具有完整的外表与外观，这样方便滤芯的更换与清洗；滤芯上下两端装有柔软的橡胶垫，使其装入过滤筒后有良好的密封性；滤芯最内层为塑料骨架，用以加强滤芯的强度；最内层骨架外侧与最外层塑料网套内层包有两层PP棉滤纸，用作双重过滤；PP棉滤纸间封装的滤料为颗粒状的椰壳活性炭，椰壳活性炭这种材料广泛应用于气体净化。

作为本发明的一种改进，所述压力开关连接在过滤器之后，压力开关预先设定好动作值，上、下两路压力开关的触点相互串联到对方管道电磁阀的控制回路；压力开关测量过滤器之后的煤气压力，当过滤器堵塞时，压力下降，一旦低于压力开关动作的设定值时，开关触点动作，备用管道电磁阀打开，把煤气自动切换到备用管路，本路管道电磁阀关闭切断煤气。

相对于现有技术，本发明具有如下优点，1）该技术方案吸附性能好，能有效吸附焦炉煤气中的焦油、萘杂质，提高了煤气的纯净度；2）该技术方案低阻力：不改变进入酸雾控制器的煤气压力，不影响酸雾控制器燃烧状态；3）该方案饱和后可多次再生：可以反复使用，耐久性强。4)该方案实现了酸雾控制器不停机切换煤气管，延长了设备连续运行的时间。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明双通路切换煤气管结构示意图；

图3为过滤器滤芯结构示意图；

图4为过滤器自动切换原理图；

图5为添加硅油的控制流程图；

图6为双通路自动切换控制流程图。

图中：1、风机，2、主通路空气流量计，3、助燃空气流量计，4、主通路空气电磁阀，5、助燃空气电磁阀，6、煤气电磁阀，7、煤气针芯阀，8、点火变压器，9、硅油电伴热管，10、火焰检测器，11、点火棒，12、煤气电磁阀，13、硅油储罐，14、硅油流量控制阀，15、燃烧室，16、酸雾控制器出口，（与WSA冷凝器入口相连）21、过滤器A进口电磁阀，22、过滤器A出口电磁阀，23、过滤器A，24、过滤器B进口电磁阀， 25、过滤器B出口电磁阀， 26、过滤器B，27、煤气管，28、煤气量调节阀， 29压力开关，210、压力开关，

31、网套，32、骨架，33、上端橡胶垫，34、椰壳活性炭，35、外层PP棉滤纸，36、内层PP棉滤纸，37、下端橡胶垫。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。

实施例1：参见图1，一种降低制酸烟囱酸雾排放量的装置，所述装置包括风机1、主通路空气流量计2、助燃空气流量计3、主通路空气电磁阀4、助燃空气电磁阀5、煤气电磁阀6、煤气针芯阀7、点火变压器8、硅油电伴热管9、火焰检测器10、点火棒11、煤气电磁阀12、硅油储罐13、硅油流量控制阀14、燃烧室15以及酸雾控制器出口16、（与WSA冷凝器入口相连）所述风机1连接主通路和助燃风通路，其中主通路上设置有主通路空气流量计2和主通路空气电磁阀4，助燃风通路上设置有助燃空气流量计3和助燃空气电磁阀5，主通路和助燃风通路的另一端连接燃烧室15，点火棒11通过螺纹孔固定在燃烧室的密封盖上；其中，点火棒头部插入燃烧室内，尾部通过插头连接点火变压器出线；火焰检测器10通过抱箍固定在观察窗（玻璃视镜）颈部，其中检测器探头对准玻璃视镜；煤气管道连接燃烧室，其中煤气管道上设置有煤气电磁阀6、12，端部设置有煤气针芯阀7，硅油储罐13通过硅油管道、硅油电伴热管9连接助燃通路，其中硅油管道上设置有硅油流量控制阀14，燃烧室的一侧设置有酸雾控制器出口16，其中酸雾控制器出口内设置有SiO

工作原理和过程：参照图1，一种降低制酸烟囱酸雾排放量的装置，所述提高酸雾控制器添加硅油的精确度的方法包括以下步骤：

1）在酸雾控制器出口管道（即WSA冷凝器入口管道）处增设一块SiO

2）操作人员在中控室调节硅油流量控制阀开度，从零开始逐渐增加硅油添加量，改变酸雾控制器出口气流中的硅油浓度。

3）酸雾的捕集效果与进入系统的硅油量有关，当进入系统的硅油量开始变化时，操作人员在中控室观察制酸装置烟囱出口酸雾排放值变化，并记录下烟囱出口排放的酸雾最低时，对应的硅油浓度测定仪上显示的硅油浓度值。（据测定，当硅油添加量为0.77g/m³~1g/m³时，烟囱排放酸雾最低可达40mg/m³。见附图6）

将烟囱排放酸雾最低时的硅油浓度值（取1g/m³）作为测定仪的设定值，把测定仪的输出信号通过信号线反馈到硅油流量控制阀的输入端，让控制阀的开度大小随着硅油浓度的变化而变化，当硅油浓度低于设定值时，增大硅油控制阀开度；浓度高于设定值时，减小硅油控制阀开度。

图1所示为前述控制方法及装置在酸雾控制器内的结构图。图中虚线框A里是SiO

在未增加SiO

图4所示为过滤器自动切换原理图。把两条煤气通路上的压力开关常闭触点互相串入对方的电磁阀线圈回路中，保证在本通路过滤器堵塞、压力降低时，由于压力开关控制，自动切换到另外一路使用，实现自动切换的功能。

本实施例中，由SiO

在未增加带过滤器的双通路自动切换煤气管之前，煤气管上仅有两个电磁阀控制煤气的通断，当焦炉煤气中的焦油和萘等杂质逐渐堵塞电磁阀阀体及阀芯后，必须停机清理电磁阀及清扫煤气管，待煤气管线恢复畅通后，再开启设备使用。且焦炉煤气中杂质的存在会影响硫酸产品质量及烟囱排放的指标。

本实施例中，由于煤气管道上装有过滤器，焦炉煤气在进入燃烧室之前，其中的焦油、萘杂质已经被过滤干净，不会随着煤气的燃烧混入过程气中，所以不影响酸雾与过程气的分离度，使酸雾与过程气实现完全分离，这样，从烟囱排放的过程气为不含酸雾的洁净气体，解决了尾气酸雾含量超过45mg/m³的排放超标问题；此外，由于焦油、萘杂质已经被过滤干净，使得酸雾的捕集效果变好，成品硫酸中的杂质含量超标问题得到解决，浓度达到要求，提高了成品硫酸的质量。

另外由煤气管道上的压力开关和电磁阀共同作用，可以实现煤气管道堵塞后的自动切换功能。煤气来自制酸煤气增压机，出口压力45Kpa，当过滤器逐渐堵塞后，过滤器出口的煤气压力会逐渐下降，导致出口温度逐渐下降后，不能满足工艺要求，为了防止出现这一情况，设定压力开关的低压力动作值为20KPa，当检测到压力低于20Kpa时，由压力开关控制另一路管道自动投入使用。另外，取两个压力开关的一副常开触点做各自的运行/停止信号上传中控室，用以告知操作人员过滤器的投用情况。过滤器堵塞停用后，由人工取出滤芯清洗，清洗干净后回装做备用。

具体如下：过滤器A投用时，压力开关P1可以检测到压力45Kpa，P1的常闭触点断开，4#电磁阀和5#电磁阀的线圈不得电（这时压力开关P2检测不到压力，所以它的常闭触点处于闭合状态）。当过滤A逐渐堵塞后，压力表P1测得压力值逐渐下降（压力开关的常闭点在高于设定压力值时处在断开状态；一旦压力低于设定值，常闭触点闭合），一旦低于设定值20Kpa，其常闭触点由断开变为闭合，4#电磁阀和5#电磁阀线圈得电，两个电磁阀打开，过滤器B投入使用。此时压力开关P2可以测得压力45KPa，P2的常闭触点断开，1#、2#电磁阀线圈失电后关闭，过滤器A退出使用。此时可以用扳手打开过滤器A的上端盖，取出滤芯来清理，待滤芯完全清洗干净以后，把滤芯放回过滤筒内，回装好端盖即完成整个清洗过程。当过滤器B堵塞时，自动切换步骤同上。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。