活性炭煙氣凈化裝置中壓力變送器選型安裝

摘要:活性炭煙氣集成凈化技術(shù)是一項(xiàng)成熟的煙氣脫硫脫硝技術(shù),近年來廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)廢氣治理,如鋼鐵、焦化、有色冶金、垃圾焚燒等行業(yè).壓力變送器則是活性炭煙氣集成凈化裝置自動(dòng)控制系統(tǒng)中的重要儀表,關(guān)系到整個(gè)裝置的運(yùn)行穩(wěn)定性、排放指標(biāo)等.根據(jù)多年實(shí)際工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),對(duì)活性炭煙氣集成凈化裝置中的壓力變送器的選型和安裝形式進(jìn)行了介紹.
0引言
　　壓力變送器是自動(dòng)化控制系統(tǒng)中非常重要的一-種儀表,在工程應(yīng)用中,壓力變送器通過測(cè)壓元器件將氣體、液體等介質(zhì)的壓力參數(shù)轉(zhuǎn)換成氣動(dòng)信號(hào)或電動(dòng)信號(hào)進(jìn)行控制和遠(yuǎn)距離傳輸,從而實(shí)現(xiàn)記錄、報(bào)警、調(diào)節(jié)等一系列功能.而在活性炭煙氣集成凈化裝置中,有著各種高溫、高壓、腐蝕性的環(huán)境,對(duì)壓力變送器的選型和安裝提出了更高的要求.基于活性炭煙氣集成凈化裝置的工藝特性,對(duì)其中各種介質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的分析,從而能夠合理地選擇壓力變送器的型號(hào),科學(xué)地進(jìn)行安裝,保證整個(gè)裝置能夠安全、平穩(wěn)地進(jìn)行生產(chǎn).
1活性炭煙氣凈化技術(shù)介紹
　　煤炭是工業(yè)生產(chǎn)中一種重要的原料及燃料,在使用煤炭的過程中,其反應(yīng)后排放的煙氣也是污染源之尤其是在焦化行業(yè),根據(jù)采用的煤種不同,在排放的煙氣中含有的NOx濃度為300~1800mg/m³、SO2的濃度-.般為100~300mg/m³,對(duì)大氣環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染,特別在我國(guó)北方地區(qū),是霧霾天氣的主要成因之一.國(guó)家生態(tài)環(huán)境部在2012年頒布了《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》,規(guī)定了煙氣排放出口NOx≤500mg/m³、SO2≤100mg/m³.特殊地區(qū)執(zhí)行特別排放限值,即NOx≤150mg/m、SO2≤50mg/m³,對(duì)煙氣的排放提出了嚴(yán)格的要求.
　　目前我國(guó)針對(duì)此類大氣污染治理的脫硫技術(shù)有很多,包括石灰石-石膏法、氨法、鎂法等等,在脫硫的同時(shí)還要配套選擇性催化還原技術(shù)(SCR)來進(jìn)行脫硝處理.活性炭煙氣集成凈化技術(shù)是一種先進(jìn)的煙氣集成凈化技術(shù),采用的吸附劑是活性炭,在結(jié)構(gòu)上使多層處理的方式來進(jìn)行污染物處理,可利用一套反應(yīng)器來實(shí)現(xiàn)脫硫脫硝一體化.相對(duì)于傳統(tǒng)的脫硫脫硝工藝,既節(jié)省了占地面積、縮短了工藝流程,也減少了設(shè)備的數(shù).量,降低了運(yùn)行成本,相對(duì)于其他技術(shù)有明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),典型活性炭煙氣集成凈化工藝流程圖如圖1所示.
 
　　在凈化流程中,高污染煙氣經(jīng)過余熱回收裝置后進(jìn)入活性炭集成凈化反應(yīng)器,經(jīng)物理吸附及化學(xué)反應(yīng)后的達(dá)標(biāo)煙氣進(jìn)入煙囪排放.高污染煙氣的溫度在230~300C,壓力在1000Pa左右,其中含有SO2、NOx、粉塵等多種污染物,經(jīng)過活性炭集成凈化反應(yīng)器凈化后達(dá)標(biāo)排放.在集成凈化反應(yīng)器中,吸附飽和后.的活性炭,經(jīng)物料輸送系統(tǒng)進(jìn)入活性炭再生裝置,高溫再生后的干凈活性炭再通過物料輸送系統(tǒng)進(jìn)入集成凈.化反應(yīng)器循環(huán)使用.再生后產(chǎn)生的再生氣進(jìn)入廠內(nèi)化產(chǎn)車間處理.在整個(gè)反應(yīng)過程中,活性炭既是脫硫吸附劑、又是脫硝催化劑,詳細(xì)的反應(yīng)原理如表1所示.
 
2壓力變送器的分類
2.1工作原理
　　按工作原理分類,壓力變送器可分為電容式、壓阻式、壓電式、應(yīng)變式以及單晶硅諧振式等.其中單晶硅諧振式壓力變送器是利用單晶硅優(yōu)良的彈性性能,傳感器輸出為頻率輸出,抗干擾能力強(qiáng),穩(wěn)定性好,可不經(jīng)過信號(hào)處理,是一種比較方便、優(yōu)秀的變送器.
2.2按測(cè)量壓力類型
　　按測(cè)量壓力的類型,主要有表壓、絕壓、差壓等.表壓是以標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為基準(zhǔn)的壓力測(cè)量方式;絕壓是按照絕對(duì)的壓力零點(diǎn)為基準(zhǔn);差壓是按兩個(gè)不同測(cè)量點(diǎn)的壓力差值來計(jì)算.在活性炭煙氣集成凈化裝置中,用得比較多的是表壓和差壓的測(cè)量方式”.
2.3按輸出方式
　　按輸出方式,可分為電流、電壓、數(shù)字信號(hào)等輸出方式.
3活性炭煙氣集成凈化裝f中壓力變送器的選型及安裝
3.1凈化流程中的壓力變送器的選型及安裝
　　根據(jù)圖1的工藝流程圖,煙氣凈化流程的典型工況主要分為凈化前的原煙氣和凈化后的凈煙氣.其中凈化前的原煙氣,壓力在1000Pa左右,含有較高濃度的SO2、NOx、粉塵等多種污染物,溫度也在230~300C左右;凈化后的凈煙氣,壓力在3000Pa左右,各種污染的濃度顯著降低,溫度也在130℃左右,需要根據(jù)不同的工況選擇不同型號(hào)的壓力變送器口.
　　根據(jù)壓力的類型,在測(cè)量?jī)艋鞒虩煔庀到y(tǒng)壓力的時(shí)候選擇測(cè)表壓的電容式壓力變送器,安裝形式采用共面法蘭式,帶三閥組機(jī)構(gòu).考慮到耐溫及腐蝕性的要求,變送器的測(cè)壓膜片選用316L不銹鋼材質(zhì),傳感器需填充硅油.工程現(xiàn)場(chǎng)的壓力變送器一般都需要帶量程調(diào)節(jié),因此儀表需配HART協(xié)議.在安裝方式上,因?yàn)闊煔馐呛瑝m氣體,為防止取壓管積灰堵管,取壓位置需在煙道上部,垂直于煙道,在流場(chǎng)比較平緩的部位取壓.典型的安裝示意圖如圖2所示.
 
　　如在某些特定場(chǎng)合,無法滿足壓力變送器取壓部件垂直安裝的要求時(shí),可以在煙道側(cè)面傾斜取壓安裝,防止粉塵及冷凝水堵塞取壓管.典型安裝示意圖如圖3所示.
在安裝過程中,應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
(1)取壓管線的低點(diǎn)要留有排污口,設(shè)置排污閥,方便定期排污,同時(shí)也兼顧反吹的需要;
(2)取壓短節(jié)因長(zhǎng)期接觸腐蝕性介質(zhì),要選用不銹鋼材質(zhì),結(jié)構(gòu)上采用法蘭連接,方便拆卸清理及更換;
(3)引壓管的長(zhǎng)度應(yīng)在2米以內(nèi),走向要向煙道或者低點(diǎn)排污口留有5%的坡度,便于冷凝水排出;
(4)壓力變送器一般都是現(xiàn)場(chǎng)安裝,在被測(cè)介質(zhì)為高溫氣體或者液體時(shí),要考慮取引壓管及變送器本體的伴熱保溫,防止被測(cè)介質(zhì)在取壓管中冷凝或結(jié)冰.
3.2再生裝置中的壓力變送器的選型及安裝
　　活性炭再生裝置是將凈化裝置內(nèi)吸附飽和的活性炭通過高溫進(jìn)行再生的一個(gè)系統(tǒng),再生裝置的正常工作溫度在400℃以上,壓力在1000Pa左右,再生出來的再生氣體成分復(fù)雜,典型再生氣體成分詳見表2.
 
　　該裝置中的工況屬于高溫、高腐蝕性,同時(shí)再生氣體中也含有高濃度的粉塵.測(cè)量此工況的煙氣,應(yīng)該選用法蘭式變送器.與介質(zhì)接觸的部分,應(yīng)充分考慮耐高溫耐腐蝕等情況,同時(shí)介質(zhì)中的粉塵濃度很高,要考慮粉塵堵管的問題.在安裝的時(shí)候也要考慮維修及更換零件的便利性”.
　　測(cè)量再生裝置的壓力也是選用測(cè)表壓的壓力變送器,采用共面法蘭式,帶三閥組.SO2氣體濃度非常高,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),在測(cè)量膜片的選擇.上應(yīng)選擇哈氏合金C-276,其他配置基本跟煙氣系統(tǒng)壓力變送器配置-一樣.在安裝的時(shí)候,為防止粉塵沉降堵塞引壓管,需要定期地反吹,且反吹氣體要用N,這種惰性氣體,因此壓力變送器在安裝的時(shí)候引壓管路必須留有反吹口,設(shè)置反吹閥.同樣,在取壓點(diǎn)的選擇上,因?yàn)樵偕b置的.特殊結(jié)構(gòu),只能在再生系統(tǒng)的中部取壓,也就是溫度最高的反應(yīng)發(fā)生區(qū)".為防止堵管,取壓短節(jié)安裝時(shí)必須.傾斜45°,典型安裝示意圖如圖4所示.
 
4結(jié)論
　　活性炭煙氣集成凈化裝置在煙氣凈化反應(yīng)過程中,有著高溫、腐蝕、粉塵等一系列復(fù)雜工況,而壓力變送器在控制整個(gè)裝置的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中有著至關(guān)重要的作用,能直觀地顯示整個(gè)反應(yīng)過程的主要參數(shù)指標(biāo).根據(jù)壓力變送器的選型要求和多年工程使用經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合,合理地選擇和安裝壓力變送器,才能保證儀表的使用壽命,確保裝置能長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)行.