闪蒸干燥系统含尘气体外排原因分析及对策

闪蒸干燥系统含尘气体外排原因分析及对策

 梁汉文

中国石油兰州石化分公司催化剂厂 730060

伴随当前国家环境保护工作的严峻形势和迫切要求，我公司分子筛装置由于原生产工艺设计，物料性质以及新的环保排放要求等多方面原因，现面临焙烧炉炉筒内吹扫气在闪蒸系统异常状态下无法实现全部回流，瞬间部分含尘气体外排至大气，影响装置清洁化生产，违反国家环境保护大气污染防治法规。

车间为解决这一生产瓶颈，专门组织召集技术管理人员，班组长，技能骨干等人员多次到现场推敲工艺流程，分析原因，估算测试，交流意见，综合安全、环保、施工成本等方面商讨后制定解决方案。

1. 闪蒸干燥系统工艺流程 见下图-1

滤机过滤滤饼经打浆罐打浆后用软管泵输送至闪蒸干燥塔，干燥成粉末状后随热风进入布袋除尘器进行气固分离，固料自布袋除尘器下料斗进入焙烧炉内进行超稳焙烧。焙烧炉炉膛内高温烟气在离心式通风机（风-1）的抽力作用下经四通阀开关控制进入闪蒸塔作为干燥热源使用，炉筒内含尘气体在离心式通风机（风-3）的抽力作用下返回至闪蒸塔作为补充热源回收使用。

二、闪蒸干燥系统生产原理

闪蒸干燥系统原理是指从高温烟气热力管线到布袋除尘器之间形成一段密闭的微负压区间，热空气从闪蒸塔塔底切线方向进入干燥室，形成强有力的气流涡旋，促使较重的湿物料向干燥室壁和上部移动。在干燥室内旋转搅拌的机械运动和干燥热空气的强劲涡旋，与湿物料形成平衡的流化床。热空气和物料充分接触换热，进行气固相干燥分离的过程。

三、闪蒸塔瞬间无进料量时的操控方法和原因分析

当闪蒸塔瞬间无进料量时，由于进塔温度仍保持原有的温度，出塔温度和进袋温度迅速升高超出工艺设定指标，布袋保护连锁一级程序启动，冷空气进塔阀-3全开，逐步降低风-1频率；如果温度继续上升，二级连锁启动，冷空气进布袋除尘器阀-4自动打开，四通阀阀-1关闭。此时DCS岗位操作员立即降低风-1频率至10HZ或更低，进袋温度降至正常指标以下时维持冷热空气流量平衡，待进料后恢复正常状态操作。

在阀-3,阀-4打开状态，风-3频率（25HZ）前后不变，风-1频率逐步降低过程中，两股冷空气流低速进入密闭区间，闪蒸塔内形成正压，驱使含尘气体沿烟气热力管线反流至四通阀吸入口外排至大气；当风-1频率低于10HZ时，风机-3通风量大于风机-1通风量，此时塔内正压继续增大，含尘气体走近路瞬间从阀-3和阀-4处排放，也造成含尘气体排放大气的现象。

四、异常状态下（无进料量时）的解决方案和操控方法

针对上述炉筒内含尘气体外排大气的问题，经过前后测试，反复讨论，考虑采用维持离心式通风机-1频率（35HZ）不降，增大冷空气吸入量，减少烟气通入量的思路，制定下述解决方案。

1. 实施方案：将空气阀门-4和吹扫气进布袋除尘器连接线位置调换；同时制做一块伞帽状盖板安置于四通阀吸入口处。见下图-2

2、操控方法：闪-1在异常状态（无进料量）时，尽量保持风-1频率35HZ，风-3频率25HZ不变，保证密闭区间内负压状态。当布袋保护连锁启动时，阀-3和阀-4打开，冷空气借助风-1高频率的抽力作用下大量进入密闭区间，炉筒内吹扫气与两股冷空气充分接触换热后温度急剧下降。而高温烟气大部分经四通阀直排口排放大气。从四通阀到吹扫气阀-1出口处形成一段滞留区。在此段区间内高温烟气被有效阻滞，减缓烟气流速，减少烟气通量进入闪蒸塔，故降低密闭区间内热空气进入总量。只有吹扫气热量和少部分烟气进入闪蒸塔，此时完全实现两股冷空气置换的效果，进而控制入袋温度至正常。

3、方案作用：阀-4移位后保证冷空气在风机-1的高频率抽力下优先进入布袋除尘器，实现第一时间冷风降温作用。放置伞帽状盖板的主要作用是将高温烟气精准控制为：延时，少量，低速进入闪蒸系统。设计伞帽形状是为了在运行过程中，减释风机-1在四通阀-1/1、2处的最大抽力，防止盖板变形被卡入四通阀内。

4、施工方案核算：此方案简单易行。只需将原阀门安装位置与吹扫气连接口位置调换，将钢板材料量准尺寸，订做成伞帽合盖至四通阀吸入口。

五、试验效果

实施前 实施后

实施上述方案后装置做试验检测效果。当闪蒸塔瞬间无进料量时，风机-1频率保持在35HZ，风机-3频率为25HZ，一、二级连锁启动，四通阀打开，两组冷风阀打开，冷空气全部就近从冷风阀-3、4进入，直通闪蒸塔和袋式除尘器，快速降低进入袋式除尘器温度，达到保护布袋目的。而此时高温烟气被延时后缓慢，少量的进入闪蒸塔，大部分烟气就近从四通阀出口处自抽排入大气，整个干燥系统内始终保持负压，此时整套闪蒸系统未发生含尘气体外排的现象。

六、方案总结

通过上述方案实施，彻底解决了闪蒸系统在异常状态下含尘气体外排大气的问题。改进后既不影响闪蒸系统的正常生产操作，同时使布袋除尘器温度处于可控操作状态，进而延长布袋的使用周期。

实施此方案还有优点：闪蒸系统在正常运行状态下，加装伞帽盖板可以减少烟气的外排损失，提高闪蒸塔入塔温度。大部分高温烟气主要作用于闪蒸塔内，热空气与湿物料充分接触换热，增强闪蒸干燥效果，提高了烟气利用率。