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是一項成熟的煙氣脫硫脫硝技術,近年來廣泛應用于各種工業廢氣治理,如鋼鐵、焦化、有色冶金、垃圾焚燒等行業.壓力變送器則是活性炭煙氣集成凈化裝置自動控制系統中的重要儀表,關系到整個裝置的運行穩定性、排放指標等.根據多年實際工程應用經驗,對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行了介紹.
0引言
　　壓力變送器是自動化控制系統中非常重要的一-種儀表,在工程應用中,壓力變送器通過測壓元器件將氣體、液體等介質的壓力參數轉換成氣動信號或電動信號進行控制和遠距離傳輸,從而實現記錄、報警、調節等一系列功能.而在活性炭煙氣集成凈化裝置中,有著各種高溫、高壓、腐蝕性的環境,對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,對其中各種介質進行詳細的分析,從而能夠合理地選擇壓力變送器的型號,科學地進行安裝,保證整個裝置能夠安全、平穩地進行生產.
1活性炭煙氣凈化技術介紹
　　煤炭是工業生產中一種重要的原料及燃料,在使用煤炭的過程中,其反應后排放的煙氣也是污染源之尤其是在焦化行業,根據采用的煤種不同,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,對大氣環境造成了嚴重的污染,特別在我國北方地區,是霧霾天氣的主要成因之一.國家生態環境部在2012年頒布了《煉焦化學工業污染物排放標準》,規定了煙氣排放出口NOx≤500mg/m³、SO2≤100mg/m³.特殊地區執行特別排放限值,即NOx≤150mg/m、SO2≤50mg/m³,對煙氣的排放提出了嚴格的要求.
　　目前我國針對此類大氣污染治理的脫硫技術有很多,包括石灰石-石膏法、氨法、鎂法等等,在脫硫的同時還要配套選擇性催化還原技術(SCR)來進行脫硝處理.活性炭煙氣集成凈化技術是一種先進的煙氣集成凈化技術,采用的吸附劑是活性炭,在結構上使多層處理的方式來進行污染物處理,可利用一套反應器來實現脫硫脫硝一體化.相對于傳統的脫硫脫硝工藝,既節省了占地面積、縮短了工藝流程,也減少了設備的數.量,降低了運行成本,相對于其他技術有明顯的競爭優勢,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,高污染煙氣經過余熱回收裝置后進入活性炭集成凈化反應器,經物理吸附及化學反應后的達標煙氣進入煙囪排放.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,經過活性炭集成凈化反應器凈化后達標排放.在集成凈化反應器中,吸附飽和后.的活性炭,經物料輸送系統進入活性炭再生裝置,高溫再生后的干凈活性炭再通過物料輸送系統進入集成凈.化反應器循環使用.再生后產生的再生氣進入廠內化產車間處理.在整個反應過程中,活性炭既是脫硫吸附劑、又是脫硝催化劑,詳細的反應原理如表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良的彈性性能,傳感器輸出為頻率輸出,抗干擾能力強,穩定性好,可不經過信號處理,是一種比較方便、優秀的變送器.
2.2按測量壓力類型
　　按測量壓力的類型,主要有表壓、絕壓、差壓等.表壓是以標準大氣壓為基準的壓力測量方式;絕壓是按照絕對的壓力零點為基準;差壓是按兩個不同測量點的壓力差值來計算.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量方式”.
2.3按輸出方式
　　按輸出方式,可分為電流、電壓、數字信號等輸出方式.
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,需要根據不同的工況選擇不同型號的壓力變送器口.
　　根據壓力的類型,在測量凈化流程煙氣系統壓力的時候選擇測表壓的電容式壓力變送器,安裝形式采用共面法蘭式,帶三閥組機構.考慮到耐溫及腐蝕性的要求,變送器的測壓膜片選用316L不銹鋼材質,傳感器需填充硅油.工程現場的壓力變送器一般都需要帶量程調節,因此儀表需配HART協議.在安裝方式上,因為煙氣是含塵氣體,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.
 
　　如在某些特定場合,無法滿足壓力變送器取壓部件垂直安裝的要求時,可以在煙道側面傾斜取壓安裝,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,應注意以下幾點:
(1)取壓管線的低點要留有排污口,設置排污閥,方便定期排污,同時也兼顧反吹的需要;
(2)取壓短節因長期接觸腐蝕性介質,要選用不銹鋼材質,結構上采用法蘭連接,方便拆卸清理及更換;
(3)引壓管的長度應在2米以內,走向要向煙道或者低點排污口留有5%的坡度,便于冷凝水排出;
(4)壓力變送器一般都是現場安裝,在被測介質為高溫氣體或者液體時,要考慮取引壓管及變送器本體的伴熱保溫,防止被測介質在取壓管中冷凝或結冰.
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吸附飽和的活性炭通過高溫進行再生的一個系統,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,同時再生氣體中也含有高濃度的粉塵.測量此工況的煙氣,應該選用法蘭式變送器.與介質接觸的部分,應充分考慮耐高溫耐腐蝕等情況,同時介質中的粉塵濃度很高,要考慮粉塵堵管的問題.在安裝的時候也要考慮維修及更換零件的便利性”.
　　測量再生裝置的壓力也是選用測表壓的壓力變送器,采用共面法蘭式,帶三閥組.SO2氣體濃度非常高,根據經驗,在測量膜片的選擇.上應選擇哈氏合金C-276,其他配置基本跟煙氣系統壓力變送器配置-一樣.在安裝的時候,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候引壓管路必須留有反吹口,設置反吹閥.同樣,在取壓點的選擇上,因為再生裝置的.特殊結構,只能在再生系統的中部取壓,也就是溫度最高的反應發生區".為防止堵管,取壓短節安裝時必須.傾斜45°,典型安裝示意圖如圖4所示.
 
4結論
　　活性炭煙氣集成凈化裝置在煙氣凈化反應過程中,有著高溫、腐蝕、粉塵等一系列復雜工況,而壓力變送器在控制整個裝置的自動化控制系統中有著至關重要的作用,能直觀地顯示整個反應過程的主要參數指標.根據壓力變送器的選型要求和多年工程使用經驗相結合,合理地選擇和安裝壓力變送器,才能保證儀表的使用壽命,確保裝置能長期穩定地運行.