155. В проекте по денитрификации, десульфуризации и удалению пыли от выхлопных газов каталитических установок нефтеперерабатывающего завода в качестве устройства для десульфуризации выхлопных газов используется турбинный осадитель с усовершенствованной конструкцией наполнителя

Устранение проблем, связанных с дымовыми газами в каталитических установках нефтеперерабатывающих заводов, можно считать проблемой, с которой сталкиваются почти все такие предприятия. Многие из них тратят много усилий и средств, но не достигают желаемых результатов в решении этой проблемы. Среди наиболее часто встречающихся проблем — засорение турбин для десульфуризации дымовых газов, высокое падение давления во время их работы, нестабильность выбросов дымовых газов, а также проблемы с конденсацией воды и осаждением пыли в дымовых газах.

Каталитическое десульфуризация дымовых газов с одновременным удалением пыли включает два этапа: десульфуризацию и удаление пыли с помощью Вертикального форсуночного устройства снаружи башни, а также десульфуризацию и удаление пыли внутри самой башни и последующее разделение компонентов газа. Дымовые газы поступают в вихревую трубу горизонтально, где они смешиваются с циркулирующей жидкостью, поступающей сверху через отверстия в трубе. В области горла вихревой трубы происходит интенсивное смешивание дымовых газов с циркулирующей жидкостью, что способствует процессам десульфуризации и удаления пыли. В области расширения вихревой трубы и в местах изгибов достигается разделение потоков дымовых газов, циркулирующей жидкости и твердых частиц.

Дымовые газы и циркулирующая жидкость на начальном этапе движутся слоями; они поступают в камеру для очистки дыма под углом к оси вращения. Под действием вихря у входа циркулирующая жидкость оседает вблизи стенок камеры и попадает в зону накопления жидкости в нижней части камеры. А дымовые газы, пройдя через решетки и наполнители для разделения жидкостей, выходят в атмосферу через дымоход, расположенный в верхней части камеры. Здесь приводится схема процесса очистки дымовых газов с использованием катализаторов от компании Exxon в рамках технологии WGS для обсуждения и анализа.

Что касается устранения проблем, связанных с дымовыми газами в каталитических установках, то процессы очистки, десульфуризации и удаления пыли осуществляются в винтовых устройствах, на тангенциальных входах во вспомогательные устройства для очистки, на решетках и в наполнителях. Проблемы же, такие как засорение устройств для десульфуризации дымовых газов, высокое давление при их работе, нестабильность выбросов дымовых газов, а также проблемы, связанные с капельными осадками и пылью, связаны в основном с последним этапом обработки дымовых газов перед их выпуском в дымоход – а именно с так называемыми наполнителями.

После распаковки технологического пакета WGS в проектном бюро основными требованиями к «наполнителю» внутри очистных установок являются: ① общее падение давления на наполнителе ≤ 0,4 кПа. ②Уровень удаления капель с размером 30 мкм и более из дымовых газов, выходящих из устройств для заполнителя, должен составлять не менее 99%, что обеспечивает отсутствие заметного «дождя» в районе дымохода в условиях нормальной эксплуатации. ③Выбор подходящего наполнителя обеспечивает эффективную защиту от засорения собираемой влажной пыли, позволяя осуществлять непрерывную работу в течение более трех лет при увеличении давления в системе не более чем на 100 Па за этот период. ④Габариты наполнителя должны соответствовать требованиям к его установке внутри колонны. Наполнитель поставляется отдельно; каждый элемент должен позволять проход через люк. Размеры люка: 600 мм. ⑤Устройства для наполнителя и их крепежные элементы изготавливаются из материала S25073 или эквивалентного ему; поверхность таких элементов должна быть обработана методом кислотной очистки с последующей пассивацией.

Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем luoli519 30.05.2020 в 18:35. Выбор типа «наполнителя» для внутренних компонентов устройства для десульфуризации дымовых газов имеет большое значение для его эффективности работы и срока службы. Давайте сначала поговорим о материале. Поскольку в воздухе, поступающем в каталитический устройство для очистки дымовых газов, присутствуют оксиды серы, материалы оборудования, находящегося в непосредственном контакте с процессными средами, должны обладать стойкостью к кислотам. Поэтому для оборудования, вступающего в контакт с дымовыми газами – такого как вентури, очистные установки и трубопроводы – целесообразно использовать материал S25073 или аналогичные материалы/облицовки; здесь нет никаких возражений. Но следует ли по-прежнему выбирать S25073 или аналогичный материал в качестве «наполнителя», расположенного в самом конце потока дымовых газов в сточной башне? Учитывая, что к моменту попадания дымовых газов во внутренние элементы «наполнителя» происходит множество интенсивных реакций нейтрализации между оксидами серы, содержащимися в дымовых газах, и щелочным раствором; в результате остаточное количество кислотных веществ, будь то в газообразном или жидком состоянии, становится чрезвычайно малым — на уровне ppm. К тому же «наполнитель» выполняет лишь функцию внутреннего элемента, а не элемента, обеспечивающего прочность корпуса оборудования. Поэтому использование материала SS316L уже достаточно для выполнения требований; нет необходимости использовать материал S25073 для изготовления «наполнителя». Оказалось, что из-за засорения внутренних компонентов сточных башен — «наполнителей» — их приходилось заменять каждый 1–2 года, поэтому нет никакой необходимости требовать, чтобы «наполнители» были изготовлены из материала S25073 или эквивалентного ему.

Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем luoli519 30.05.2020 в 18:54. Что касается типа наполнителя для устройств для десульфуризации дымовых газов, то изначально, согласно требованиям проектного бюро после анализа технологического пакета, выбирался наполнитель серии EF-25, предоставляемый американской компанией, в полном соответствии с требованиями производителя технологического оборудования, таким как EXXON. В результате после запуска не выполняется условие «① Общее падение давления в наполнителе ≯ 0,4 кПа». ②Уровень удаления капель с размером 30 мкм и более из дымовых газов, выходящих из устройств для заполнителя, должен составлять не менее 99%, что обеспечивает отсутствие заметного «дождя» в районе дымохода в условиях нормальной эксплуатации. ③Выбор подходящего наполнителя обеспечивает эффективную защиту от засорения собираемой влажной пыли, позволяя осуществлять непрерывную работу в течение более трех лет при условии, что при этом увеличение давления не превысит 100 Па за весь период эксплуатации. Из-за засорения происходила нестабильная сепарация, и фактический срок службы наполнителя в промывочной башне составил менее 2 лет. При замене была выбрана улучшенная версия EF-25A от одного из известных зарубежных поставщиков наполнителей. Хотя эффективность её работы немного улучшилась, она всё равно не позволяет добиться срока службы без засорения в 2 года. При замене многие владельцы также пробовали использовать различные виды наполнителей, которые, по обещаниям некоторых отечественных вузов и поставщиков наполнителей, должны были соответствовать требованиям к процессу эксплуатации. Однако на практике эффективность их использования оказалась даже хуже, чем раньше.

Ниже приведены изображения новых запасов наполнителя серии EF-25, требуемого в первоначальном техническом пакете, предоставленном владельцем и проектным институтом:

А на двух следующих фотографиях показано, в каком состоянии был забит фильтрующий материал — когда установка была остановлена для замены менее чем через 2 года после начала её использования

Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем luoli519 7 апреля 2024 года в 10:45. Поскольку проблема засорения фильтров продолжала сохраняться и не удавалось её решить, кто-то предложил владельцам и проектным организациям использовать дезсумеризаторы типа «вихревых труб», которые ранее использовались на одной из электростанций. Изначально «труба с вихревым потоком» при рабочем давлении дымовых газов, когда их кинетическая энергия и импульс были невелики, могла использоваться только для первичной сепарации с невысокими требованиями; она едва справлялась с требованиями, предъявляемыми в более ранние годы к выбросам дымовых газов из электростанций. Проблема засорения решена, но снова возникли проблемы с удалением тумана и пыли из дымовых газов. Нужно снова перестроить! На изображении ниже показаны стационарные «вихревые трубки» для промывки каталитических установок, предоставленные одной из отечественных компаний заказчику. Группы внутренних компонентов для динамического разделения в неразобранном виде на месте обязаны пройти тестирование в сборном состоянии. Однако из-за отсутствия на месте условий для полной проверки и тестирования эти процедуры часто пропускаются, что приводит к появлению множества дефектов в эксплуатационных характеристиках конструкции и скрытых рисков. Поскольку сами трубки с циркуляционным потоком пригодны лишь для первичной сепарации, а не для точной, а также из-за многочисленных дефектов в конструктивных характеристиках и скрытых проблем, оставшихся после эксплуатации, их реконструкция становится неизбежной.

Это информация о рабочих характеристиках наполнителя в устройстве для очистки дымовых газов от серы в первом объединенном цехе по переработке нефти, принадлежащем владельцу: объем дымовых газов, подлежащих очистке, составляет 95400 Нм3/ч. Диаметр чистильной башни/дымохода — 3900/1900 мм; устройства для наполнителя установлены в области диаметра 3900 мм. Рабочее давление в башне для промывки составляет 0–1,0 кПа (г).

Были проверены гидравлические характеристики устройства для десульфуризации дымовых газов в данном каталитическом устройстве. Результаты приведены ниже:
Диаметр башни, мм: 3900
Высота самого устройства с наполнителем, мм: 2000
Высота верхней части устройства с наполнителем, мм: 1220
Высота нижней части устройства с наполнителем, мм: 1500
Расход жидкости в обычных условиях работы, кг/ч: 124499,7
Плотность жидкости, ρL, кг/м³: 1080
Вязкость жидкости, μl cP: 0,45
Вязкость газа, μg cP: 0,0178
Поверхностное натяжение, дин/см: 65,6
Размер частиц, d, мкм: ≤300
Скорость потока газа внутри башни, VV, м/с: 2,9

Параметры рабочей среды дымовых газов, проходящих через наполнитель войлочной части очистных установок, приведены ниже: 1. Температура, °C: 61,5. 2. Давление, кПа: 0–1,0 кПа (г). 3. Состав по весу: N2 – 57,82%; CO2 – 17,84%; H2O – 20,73%; O2 – 3,59%. Концентрация SO2: 50 мг/Нм3 в сухом состоянии; концентрация NOx: 100 мг/Нм3 в сухом состоянии; концентрация твердых частиц: 30–320 мг/Нм3 в сухом состоянии

Технические требования заказчика к технологическому обновлению внутренних компонентов колонны для десульфуризации дымовых газов существующего каталитического устройства с использованием устройств для удаления тумана на основе перьевых элементов следующие: ① Общее падение давления на наполнителе должно быть ≤ 0,4 кПа. ②Характеристики наполнителя должны быть лучше, чем у EF-25A; коэффициент удаления капель с размером 30 мкм и более из дымовых газов, выходящих из устройства для использования наполнителя, должен составлять не менее 99%. Это обеспечивает отсутствие явления «дождя» в районе дымохода при нормальных условиях эксплуатации. ③Выбор подходящего наполнителя обеспечивает эффективную защиту от засорения собираемой влажной пыли, позволяя осуществлять непрерывную работу в течение более трех лет при увеличении давления в системе не более чем на 100 Па за этот период. ④Габариты наполнителя должны соответствовать требованиям к его установке внутри колонны. Наполнитель поставляется отдельно; каждый элемент должен позволять проход через люк. Размеры люка: 600 мм. ⑤Размер операционной гибкости составляет 60%-120%. ⑥Срок службы устройств для наполнения составляет не менее 20 лет.

Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем luoli519 31.05.2020 в 12:29. Компания Novae Energy Technology, используя данные о фактических условиях работы, предоставленные заказчиком, и технологию точной динамической сепарации NOVEL, разработала специальное устройство для предотвращения засорения в дымоочистных установках. Результаты тестирования этого устройства приведены ниже: 1. Расчетная производительность: расчетная производительность составляет 95400 Нм3/ч при нормальном потоке газа в условиях эксплуатации. II. Гарантия эффективности разделения: В условиях нормальной эксплуатации эффективность разделения капель диаметром 7,49 микрометра и более составляет 99,99%. Количество газа, содержащегося в выходящих газах сепаратора, составляет менее 0,1 Гал/ММСКФ, что превышает требования, указанные в документах MR заказчика и проектного института. III. Общее падение давления при работе: В условиях нормальной эксплуатации общее падение давления в сепараторе не превышает 293 Па. IV. Диапазон гибкости управления: не менее 10%~130%, что превышает требования, указанные в документах MR заказчика и проектного института. V. Гарантии срока службы и механических свойств: В условиях нормального использования срок службы внутренних компонентов типа P4 составляет не менее 20 лет. VI. Устройство для удаления тумана с использованием лопастей, предоставляемое компанией Novae Energy Technology для целей предотвращения засорения дымоочистных установок, поставляется в виде цельного модуля. Перед отгрузкой производится полная проверка этого модуля. На месте установки модуль встраивается в дымоочистную установку таким образом, чтобы его конструкция и характеристики полностью соответствовали тем, что были проверены на заводе. Это позволяет избежать возникновения различных структурных дефектов и потенциальных проблем, которые могут возникнуть в результате сборки компонентов на месте, при отсутствии условий для полной проверки. Кроме того, в наших технических документах приводятся кривые характеристик производительности элементов для удаления тумана типа P4 при рабочих нагрузках 120%, 100% и 60% (то есть: кривые падения давления у элементов высокоэффективной сепарации типа P4 при указанных нагрузках, а также кривые эффективности сепарации). Это ещё более подтверждает передовой уровень и надежность технологии, используемой в элементах для удаления тумана типа P4, предлагаемых нами.

Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем luoli519 7 апреля 2024 года в 10:46. На приведенном ниже изображении показан особый устройство для удаления тумана из дымовых газов каталитических установок – устройство, разработанное компанией Novae Energy Technology с использованием её технологии точной динамической сепарации на основе параметров работы оборудования заказчика. «Сводная таблица с изображениями»:

Внутренние элементы для удаления тумана, предоставляемые компанией Novae Energy Technology, отличаются от традиционных элементов с наполнителем, используемых для грубой сепарации. Они основаны на принципах динамической векторной сепарации, центробежной сепарации, коагляционного столкновения частиц, а также на использовании свободной энергии поверхности жидкости для точной сепарации газа и жидкости； Его конструкция отличается современностью и включает в себя, прежде всего, комплект деталей с использованием патентованной технологии P4, систему для снижения скорости потока жидкости, систему герметизации потока воздуха и опорную систему. Основным элементом является комплект высокоэффективных лопастей на основе патентованной технологии P4. Патентная технология P4 — эффективный набор внутренних элементов лопастей, включающий элементы лопастей, камеру для сбора жидкости, корпус лопастей и т. д. Материал — нержавеющая сталь S25073 или эквивалентный материал, модель P4-D BANK-68/4-60-EDP. В прецизионном разделяющем узле собственной технологии P4 между каждыми двумя соседними лопастями образуется основной канал для потока воздуха. Каждая лопасть изготавливается путем сварки вместе четырех повторяющихся разделяющих элементов, расположенных один за другим. Структура каждого раздельного блока в основном включает пару соединенных между собой участков пиков и участков впадин; на каждом из участков пиков и участков впадин расположен микроканал для сбора жидкости. Как только поток газа попадает в основной поток газофазы, он начинает быстро вращаться в специальных каналах. В результате этого происходит эффективное столкновение и слияние мелких капель, что приводит к их увеличению в размерах. Под действием радиальной центробежной силы, нерадиальных векторных полей и поверхностного натяжения жидкостной пленки мелкие капли эффективно захватываются. Затем, под действием суммарных сил и отражения импульса, они попадают в каналы сбора жидкой фазы, где и собираются в контейнер для хранения жидкости. Например, в условиях особых колебаний эффективность разделения потока в первом блоке разделения составляет 90%, а доля потока, ускользающего, — 10% (то есть 100% – 90%) ； Уровень остаточного содержания газа после его прохождения через второй блок сепарации составляет 10%*10%. После прохождения через третий блок сепарации этот показатель снижается до 10%*10%*10%. После прохождения через четвертый блок сепарации — до 10%*10%*10%*10%. И так далее. Чем больше степеней разделительного блока, тем выше эффективность разделения и гибкость в эксплуатации. Ресурсы и затраты на расходные материалы внутренних компонентов для демистификации типа P4 также выше, чем у компонентов традиционной конструкции.

Вот спектр поставок от компании NOVEL ENERGY TECHNOLOGY для вышеуказанной схемы: 1) комплект внутренних элементов для демистификации и разделения пара модели NOVEL P4, модель 4-D BANK-68/4-60-EDP, количество — 12 модулей, материал — S25073 и аналоги. 2. Системы опускания жидкости и газовой изоляции, модель 50*650, количество – 4 комплекта, материал: S25073 и аналоги. 3. Комплекты верхней и нижней уплотнительных деталей, модель DN3900, количество – 1 шт., материал: S25073 и аналоги. 4. Несущие балки и кронштейны, модель L3900, количество — 2 шт., материал: S25073 и аналоги.

Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем luoli519 26.09.2023 в 16:12. Устройства для удаления тумана, разработанные компанией Nuowei Energy Technology для предотвращения засорения в установках для десульфуризации дымовых газов, уже эффективно и стабильно работают в рамках проектов по устранению проблем на установке по производству сверхконцентрированных катализаторов мощностью 1,5 миллиона тонн в год на заводе Урумчи, а также в рамках проектов по улучшению качества выхлопных газов на второй и третьей установках по производству серы на заводе Дусаньцзы.

Для получения дополнительной технической информации о устройствах для удаления серы из дымовых газов, используемых в каталитических установках компании NoWei Energy Technology, а также о специальных устройствах для предотвращения засорения этих установок, пожалуйста, посетите веб-сайт компании NoWei Energy Technology или свяжитесь с ней напрямую для получения консультаций и обсуждения возможности сотрудничества.