新旧废气催化燃烧装置工艺设备对比改进分析及运行建议

张小静 中石化股份天津分公司水务部

一、引言

原废气催化燃烧装置2004年底建成投入使用，主要处理老装置内散发的含烃、硫类恶臭气体。配备了废气分水罐、脱硫及总烃浓度均化罐等附属设备。2008年原老装置停止使用，陆续将各新建装置废气引入废气催化燃烧装置，其处理量严重不足，急需新建一套装置增加处理量。新建废气催化燃烧装置项目于2017年5月批复，建成后将满足现有的废气排放处理量，使苯、甲苯、二甲苯、VOCs等指标稳定达标，减轻环境污染，具有明显的环境效益和社会效益。

二、原废气催化燃烧装置工艺概述

原废气催化燃烧装置废气首先由一次引风机从装置引出，经过输送管路进入废气预热器、废气分水罐、阻火器，再进入脱硫及总烃浓度均化罐。然后废气经过二次引风机、过滤器进入加热-换热-反应单元。处理后的气体通过换热器进行热能回收，对原料气进行加热，处理后的达标废气通过排气筒排放到大气中。

三、新建废气催化燃烧装置工艺概述

车间各新装置产生的废气在风机的驱动下，经过阻火器，进入汽水分离罐，再进入脱硫罐，脱除废气中的H2S 和有机硫等；进入脱硫及总烃浓度均化罐，进一步脱除硫化物同时完成废气浓度的均化，脱硫均化后的废气进入组合反应器与氧气发生氧化反应，处理后的气体通过换热器将热量传给处理前的废气，使废气加热；处理后的气体经充分回收热量后，经排气筒排放到大气中。

四、新建废气催化燃烧装置改进分析

（一）工艺方面改进

1.处理量增大。原废气催化燃烧装置处理量3000Nm³／h，而新建废气催化燃烧装置处理量达到10000Nm³／h，更适合现在的工况。2.提高脱硫性能，增加脱硫罐。由于目前污水处理场产生的废气中的总硫浓度已经超过了50mg/m3，因此新建废气催化燃烧装置我们在脱硫均化罐之前增加了一级脱硫罐，避免废气中硫化物超过脱硫均化罐设计负荷，延长脱硫均化剂的使用寿命。3.风机增加变频调节。新建废气催化燃烧装置风机控制柜增加变频器，装置处理量可以根据实际运行情况进行调节，满足不同风量下的运行要求。

（二）排放指标方面改进

处理后废气排放指标满足国家环保要求：

（三）主体设备方面改进

1.设备、管线材质方面改进。新建废气催化燃烧装置所有与废气接触部分材质均为06Cr19Ni10（304），避免了硫化亚铁的产生，提高装置运行安全性。

新的加热-换热-催化燃烧反应单元采用一体化设计，较原废气催化燃烧装置运行效率更高，设计简图如下图所示：

2.换热器改进。原换热器为热管式，存在高温爆裂隐患，新换热器非热管式，不存在高温爆裂可能，其换热效率更高，和废气接触部位（包括换热器器壁、热管、列管、翅片等）均为304不锈钢材质，不会产生硫化亚铁，而且换热器结构更合理，便于清理燃烧不充分时产生的积碳。

3.过滤器改进。为进一步保证过滤效果，将袋式过滤器更换成了带自动除尘的过滤器，使装置运行更加稳定。

五、新建废气催化燃烧装置投用后运行建议

（一）定期检查清理换热器。根据原废气催化燃烧装置运行经验，废气中的水、油、烃类以及均化罐中的活性炭等物质混合后，会在换热器上形成粘性污垢，这些固体废物在高温下均可燃烧，存在安全隐患，因此换热器需要定期检查清理，提高装置安全性。

（二）定期检查更换脱硫剂、均化剂、催化剂。脱硫罐、脱硫及总烃浓度均化罐、反应器是废气催化燃烧装置中的重要设备，其内部填充剂是否失效直接关系到装置是否能够平稳运行，因此新装置在运行过程中脱硫剂、均化剂、催化剂必须做到定期检查更换。

（三）加强进出气监测。新建废气催化燃烧装置废气来源复杂，不同工况、不同季节下废气成分变化比较大，为了防止催化剂中毒，必须加强进气非甲烷总烃浓度和总硫浓度的监测，监测数据作为装置废气处理量的调整依据，逐步摸索规律，形成符合实际工况的装置操作法。

（四）总结冬季运行经验。根据原废气催化燃烧装置的运行经验，冬季的时候部分废气来源总烃浓度较低，会降低废气催化燃烧装置的处理效果。因此冬季时可根据监测数据适当减少总烃浓度低区域的进气量，适当的增加前端总烃浓度高区域进气量，并做好定期排凝工作，保证新建废气催化燃烧装置在冬季时稳定运行。

总结：新建废气催化燃烧装置较原装置设计处理量更大，处理效果更好，在工艺、设备、安全性等方面都进行了改进，但由于是新建装置，因此需要我们在运行初期增加进出废气数据监测频次，做好各废气来源废气量及废气浓度的监控调整，只要不断总结运行经验，持续做好装置监控、调整、维护工作，定能取得良好的运行效果。