性炭烟气集成净化中压力变送器选型及安装

摘要:活性炭烟气集成净化技术是一项成熟的烟气脱硫脱硝技术,近年来广泛应用于各种工业废气治理,如钢铁、焦化、有色冶金、垃圾焚烧等行业压力变送器则是活性炭烟气集成净化装置自动控制系统中的重要仪表,关系到整个装置的运行稳定性、排放指标等.根据多年实际工程应用经验,对活性炭烟气集成净化装置中的压力变送器的选型和安装形式进行了介绍.
0引言
　　压力变送器是自动化控制系统中非常重要的一-种仪表,在工程应用中,压力变送器通过测压元器件将气体、液体等介质的压力参数转换成气动信号或电动信号进行控制和远距离传输,从而实现记录、报警、调节等一系列功能.而在活性炭烟气集成净化装置中,有着各种高温、高压、腐蚀性的环境,对压力变送器的选型和安装提出了更高的要求.基于活性炭烟气集成净化装置的工艺特性,对其中各种介质进行详细的分析,从而能够合理地选择压力变送器的型号,科学地进行安装,保证整个装置能够安全、平稳地进行生产.
1活性炭烟气净化技术介绍
　　煤炭是工业生产中一种重要的原料及燃料,在使用煤炭的过程中,其反应后排放的烟气也是污染源之尤其是在焦化行业,根据采用的煤种不同,在排放的烟气中含有的NOx浓度为300~1800mg/m³、SO2的浓度一般为100~300mg/m³,对大气环境造成了严重的污染,特别在我国北方地区,是雾霾天气的主要成因之一.国家生态环境部在2012年颁布了《炼焦化学工业污染物排放标准》,规定了烟气排放出口NOx≤500mg/m³、SO2≤100mg/m³.特殊地区执行特别排放限值,即NOx≤150mg/m、SO2≤50mg/m³,对烟气的排放提出了严格的要求.
　　目前我国针对此类大气污染治理的脱硫技术有很多,包括石灰石-石膏法、氨法、镁法等等,在脱硫的同时还要配套选择性催化还原技术(SCR)来进行脱硝处理.活性炭烟气集成净化技术是一种先进的烟气集成净化技术,采用的吸附剂是活性炭,在结构上使多层处理的方式来进行污染物处理,可利用一套反应器来实现脱硫脱硝一体化.相对于传统的脱硫脱硝工艺,既节省了占地面积、缩短了工艺流程,也减少了设备的数.量,降低了运行成本,相对于其他技术有明显的竞争优势,典型活性炭烟气集成净化工艺流程图如图1所示.
 
　　在净化流程中,高污染烟气经过余热回收装置后进入活性炭集成净化反应器,经物理吸附及化学反应后的达标烟气进入烟囱排放.高污染烟气的温度在230~300C,压力在1000Pa左右,其中含有SO2、NOx、粉尘等多种污染物,经过活性炭集成净化反应器净化后达标排放.在集成净化反应器中,吸附饱和后.的活性炭,经物料输送系统进入活性炭再生装置,高温再生后的干净活性炭再通过物料输送系统进入集成净.化反应器循环使用.再生后产生的再生气进入厂内化产车间处理.在整个反应过程中,活性炭既是脱硫吸附剂、又是脱硝催化剂,详细的反应原理如表1所示.
 
2压力变送器的分类
2.1工作原理
　　按工作原理分类,压力变送器可分为电容式、压阻式、压电式、应变式以及单晶硅谐振式等.其中单晶硅谐振式压力变送器是利用单晶硅优良的弹性性能,传感器输出为频率输出,抗干扰能力强,稳定性好,可不经过信号处理,是一种比较方便、优秀的变送器.
2.2按测量压力类型
　　按测量压力的类型,主要有表压、绝压、差压等.表压是以标准大气压为基准的压力测量方式;绝压是按照绝对的压力零点为基准;差压是按两个不同测量点的压力差值来计算.在活性炭烟气集成净化装置中,用得比较多的是表压和差压的测量方式”.
2.3按输出方式
　　按输出方式,可分为电流、电压、数字信号等输出方式.
3活性炭烟气集成净化装f中压力变送器的选型及安装
3.1净化流程中的压力变送器的选型及安装
　　根据图1的工艺流程图,烟气净化流程的典型工况主要分为净化前的原烟气和净化后的净烟气.其中净化前的原烟气,压力在1000Pa左右,含有较高浓度的SO2、NOx、粉尘等多种污染物,温度也在230~300C左右;净化后的净烟气,压力在3000Pa左右,各种污染的浓度显著降低,温度也在130℃左右,需要根据不同的工况选择不同型号的压力变送器口.
　　根据压力的类型,在测量净化流程烟气系统压力的时候选择测表压的电容式压力变送器,安装形式采用共面法兰式,带三阀组机构.考虑到耐温及腐蚀性的要求,变送器的测压膜片选用316L不锈钢材质,传感器需填充硅油.工程现场的压力变送器一般都需要带量程调节,因此仪表需配HART协议.在安装方式上,因为烟气是含尘气体,为防止取压管积灰堵管,取压位置需在烟道上部,垂直于烟道,在流场比较平缓的部位取压.典型的安装示意图如图2所示.
 
　　如在某些特定场合,无法满足压力变送器取压部件垂直安装的要求时,可以在烟道侧面倾斜取压安装,防止粉尘及冷凝水堵塞取压管.典型安装示意图如图3所示.
在安装过程中,应注意以下几点:
(1)取压管线的低点要留有排污口,设置排污阀,方便定期排污,同时也兼顾反吹的需要;
(2)取压短节因长期接触腐蚀性介质,要选用不锈钢材质,结构上采用法兰连接,方便拆卸清理及更换;
(3)引压管的长度应在2米以内,走向要向烟道或者低点排污口留有5%的坡度,便于冷凝水排出;
(4)压力变送器一般都是现场安装,在被测介质为高温气体或者液体时,要考虑取引压管及变送器本体的伴热保温,防止被测介质在取压管中冷凝或结冰.
3.2再生装置中的压力变送器的选型及安装
　　活性炭再生装置是将净化装置内吸附饱和的活性炭通过高温进行再生的一个系统,再生装置的正常工作温度在400℃以上,压力在1000Pa左右,再生出来的再生气体成分复杂,典型再生气体成分详见表2.
　　 
　　该装置中的工况属于高温、高腐蚀性,同时再生气体中也含有高浓度的粉尘.测量此工况的烟气,应该选用法兰式变送器.与介质接触的部分,应充分考虑耐高温耐腐蚀等情况,同时介质中的粉尘浓度很高,要考虑粉尘堵管的问题.在安装的时候也要考虑维修及更换零件的便利性”.
　　测量再生装置的压力也是选用测表压的压力变送器,采用共面法兰式,带三阀组.SO2气体浓度非常高,根据经验,在测量膜片的选择.上应选择哈氏合金C-276,其他配置基本跟烟气系统压力变送器配置一样.在安装的时候,为防止粉尘沉降堵塞引压管,需要定期地反吹,且反吹气体要用N,这种惰性气体,因此压力变送器在安装的时候引压管路必须留有反吹口,设置反吹阀.同样,在取压点的选择上,因为再生装置的.特殊结构,只能在再生系统的中部取压,也就是温度最高的反应发生区".为防止堵管,取压短节安装时必须.倾斜45°,典型安装示意图如图4所示.
 
4结论
　　活性炭烟气集成净化装置在烟气净化反应过程中,有着高温、腐蚀、粉尘等--系列复杂工况,而压力.变送器在控制整个装置的自动化控制系统中有着至关
4结论
　　活性炭烟气集成净化装置在烟气净化反应过程中,有着高温、腐蚀、粉尘等一系列复杂工况,而压力变送器在控制整个装置的自动化控制系统中有着至关重要的作用,能直观地显示整个反应过程的主要参数指标.根据压力变送器的选型要求和多年工程使用经验相结合,合理地选择和安装压力变送器,才能保证仪表的使用寿命,确保装置能长期稳定地运行.