页岩瓦斯燃烧后烟气除油技术攻关的探讨色胜坤

页岩瓦斯燃烧后烟气除油技术攻关的探讨色胜坤

色胜坤

抚顺矿业集团公司工程技术研究中心辽宁省抚顺市113008

摘要：湍流传质除尘脱硫技术原理与现有湿法技术根本不同，它利用湍流传质场强化传质的机理，提高了液体的比表面积，从而大大提高了除油、脱硫除尘效率。

关键词：除油；湍流传质

抚顺矿业集团公司页岩炼油厂有四部炼油装置，目前已对瓦斯烟气进行脱硫净化，目前的处理效果没有达到环保要求，其中一个重要原因就是瓦斯烟气除油不理想。

目前我集团公司页岩炼油厂非常关心瓦斯烟气除油效果问题，并将之作为脱硫改造的一个关键。

1、含油烟气净化的难点主要在于：

1.1、需去除污染物（主要为焦油和烟尘）粒径小，主要污染物为液体焦油颗粒物和固体焦油颗粒物，粒径多在0．05～1．0μm之间，最小的仅0．01μm，最大的约为10．0μm，小部分以气体的状态存在，在如此小粒径的情况下传统方式净化效率过低，不能解决问题；

1.2、污染物含量低，一般都在1g/m3以下，在如此低含量的情况下传统方式净化效率过低，不能解决问题；

1.3、污染物粘性强，极易覆着堵塞，在这种情况下传统方式无法稳定运行，不能解决问题；

1.4、污染物成份复杂，污染重，在这种情况下传统方式容易造成严重二次污染。

高效的含焦烟气净化方法首先要提高含焦烟气净化效率的问题。

焦油微粒与水相遇后能粘附于水的表面而脱离气流主体，从而烟气得到净化。我们将这一现象称为液体吸附，如同固体吸附一样，液体吸附的能力与液体的表面成正比。

如何来增大水的表面积呢？普通水洗塔是靠填料和喷淋来实现的，一般填料的比表面积大约为200m2/m3，如果我们把1m3水非常均匀地洒在填料上，其表面积就是200m2；普通喷淋塔由于多种原因造成其洗气水粒径过大，平均粒径一般为2mm以上。液体吸附塔是靠雾化喷嘴来增大水的表面积的，我们来做个比较：

我们可以看出液体吸附塔具有比填料塔和普通喷淋塔大得多的含焦烟气净化能力。

2、如何解决堵塞的问题

因为焦油在水中是一种粘性极强的物质，洗气水无法循环使用，所以造成了回收的焦油含量过低、二次污染严重、含焦烟气净化系统运行不稳定、运行成本过高等问题。

焦油的粘性和流动性与温度有关，粘度与温度成反比，流动性与温度成正比，抚矿页岩炼油厂的焦油轻质成份较多，温度在75℃以上时具有良好的流动性，根据情况通过加蒸汽伴热控制好焦油的温度就可以很好地解决堵塞的问题，这意味着洗气水可以循环使用，从而彻底解决了洗气水中焦油含量过低、二次污染严重、含焦烟气净化系统运行不稳定等问题。

加热炉的烟气中的污染物实际上由三部分组成：①、液体污染物，包括焦油和水；②、固体污染物，包括灰尘及炭黑；③、气体污染物，包括含焦油蒸汽、水蒸汽、二氧化硫、氮氧化物等。

液体污染物可以通过气液分离的方式进行净化处理；气体污染物中的焦油蒸汽、水蒸汽可以通过降温冷凝分离的方式进行净化处理。

3、洗涤焦油系统的原理及优点

3.1、核心部件：超强湍流脱硫除油部件

工艺中超强湍流脱硫除焦部件采用进口316L不锈钢材质制作，具有特殊的结构形式，它是一种很好的气液传质及除焦部件。

3.2、超强湍流传质技术原理

涡轮湍流传质场是利用气流本身的能量，通过改变流道的大小和方向，加速（矢量加速）气流速度和增强气流的扩散，形成湍流场，液体进入湍流场，被撞击分散，气体本身在撞击液体时也伴随分散。建立湍流场，传质塔可建得很小，水量也用得很少。在湍流场中，液体的比表面积比起喷淋塔、填料塔、板式塔的液体比表面积成数十倍的增加。

湍流传质是一种有别于现有FGD湿法分离机理的崭新概念——建立了湍流传质场，在湍流传质场中，参与传质的各相都处于分散状态。即多相物料在湍流传质场中，实现多相都处于分散状态，多相分散的基元互相撞击、凝并，实现基元细化，大大提高相间的接触面积——气、液、固比表面积，同时，基元间实现高速的表面更新，保持稳定高速的传质，特别是在传质场中，存在化学反应时，相间远离平衡，传质始终保持高速，这就大大提高了设备的分离、反应效率。

循环泵是吸收循环系统中的关键设备之一。它应具备防腐、防磨，长期运行稳定性强等条件。

3.3、湍流传质塔的技术特点

湍流传质除尘脱硫技术和设备具有以下突出特点：

①湍流传质除尘脱硫技术原理与现有湿法技术根本不同，它利用湍流传质场强化传质的机理，提高了液体的比表面积，从而大大提高了除焦、脱硫效率，在国内外处于先进水平。

②除焦脱硫设备一体，同时除焦、脱硫，适应能力强，处理烟气含尘量可达100000mg/m3以上，烟气含SO2量达10000mg/m3以上。

③该塔体不设喷头，设备不堵塞，不结垢，水气比小，占地面积小，水循环使用，没有二次污染。

④设备耐腐蚀、耐磨，主体设备使用寿命15年以上。

⑤不易结垢堵塞，超强湍流传质脱硫塔内结构简单，没有死角，浆液一旦进入器内，立即与循环液混合，几乎不存在pH过渡段，因而没有形成垢的条件；浆液在器内沿器壁高速旋转，即使有物理性垢附着在器壁，也会被冲刷干净，超强湍流传质脱硫塔的自清洁能力强。全系统只要控制pＨ值在5.5～6.5之间，就完全可避免系统结垢堵塞。

4、节约与合理利用能源

A、B、C、D部

含焦油废水和脱硫塔浆液槽中上层浮油自流到油池，用泵送入厂内处理含油废水系统中的高效浓缩池中浓缩。浓缩处理后成品外卖，合理回收能源。

5、结论

综上所述，目前瓦斯除焦方法较多，但投入页岩瓦斯烟气除焦工业的所面临的问题也很多，要解决好技术实践中存在的问题，还要不断研究并改善页岩瓦斯除焦处理技术，敢于创新突破，寻找更加经济，环保的处理方法，从而避免大气污染物烃类物质的直接排放带来的严重影响，实现页岩油行业的可持续发展。

参考文献：

[1]吴忠标主编.大气污染控制工程【M】.北京：化学工业出版社，2001

[2]陈家庆、朱玲编著.油气回收与排放控制技术【M】.北京：中国石化出版社，2010

[3]钱家麟等编著.油页岩—石油的补充能源【M】.北京：中国石化出版社，2008

[4]钱易、唐孝炎主编.环境保护与可持续发展【M】，北京；高等教育出版社，2000