《不锈钢酸洗脱氮系统解析》.doc

不锈钢酸洗脱氮系统解析 摘要：本文介绍了不锈钢退火酸洗机组的脱氮系统设备构成，分析探讨脱氮系统设备构成、工作机理，以及设备维护和改进经验 关键词：连续退火酸洗线 脱氮系统 NOX分析仪 选择性催还还原反应 1 前言： 在不锈钢冷轧板的生产中一般把退火、酸洗合成一条连续作业线，即连续退火酸洗线（Annealing and pickling line），其酸洗工艺一般采取中性盐电解和硝酸/氢氟酸混合酸洗。由于酸洗段采用硝酸，为消除酸洗过程中产生的氮氧化物，保护大气环境，脱氮系统（DENOX系统）是不锈钢退火酸洗线必须配备的一项关键环保设备。 2 脱氮系统构成与工作机理： 脱氮系统（简称DENOX系统）由酸槽和储罐排气系统、加热催化反应系统、氨气供应系统三大部分组成。 酸槽和储罐排气系统负责抽吸酸洗槽和储罐产生的含有氮氧化合物的酸雾，包括酸槽槽盖和烟道、耐酸管道、洗涤装置和排气风机等； 加热催化反应系统系统是是脱氮系统的核心设备，它对经过洗涤塔清洗后的酸雾进行燃烧升温并与催化剂反应，降低其中的氮氧化合物浓度，使其达到环保要求的排放标准。加热催化反应系统炉系统它包括热交换器、氨气混合器、除氮反应器、燃气管道及燃烧控制系统和氮氧化物浓度控制系统，包括NOX分析仪和氨气流量调节阀等； 氨气供应系统是辅助系统，它负责将罐装的液氨进行过滤、汽化，减压后供给加热催化反应系统使用。 DENOX系统消除氮氧化物（主要是NO和NO2）的基本原理为：氮氧化物和氨气（气态）在250~380℃的温度和五氧化二钒催化剂的作用下，生成对大气无污染的N2和水，从而达到保护环境的目的,其反应的化学方程式为： DENOX系统装备了在线的NOX分析仪检测，根据实时的检测结果来控制加入的氨气流量，以保证脱氮系统充分进行化学反应，达到环保规定的240mg/m3以下的排放标准，并达到节约氨气成本的目的。下面就分别对酸槽和储罐排气系统、加热催化反应系统、氨气供应系统三大部分进行分析阐述。 2.1 酸槽和储罐排气系统： 排气系统通过排气风机抽出酸槽和酸储罐的酸雾，通过气体洗涤塔和液滴分离器对废气进行清洗，并将清洗后的废气送往加热催化反应系统。系统构成如图1： 图1 酸槽和储罐排气系统构成图 酸槽通过槽盖和水封进行密封，在槽盖顶部留有烟道口与吸气管道连接。抽出的酸雾首先经过洗涤塔，其作用是对废气进行预处理，通过洗涤水与废气逆向交汇，以除去废气中绝大部分的HF和少部分氮氧化合物，这样可大大降低酸雾对DENOX系统设备的损伤。洗涤塔主要由塔体和循环水泵组成，循环泵将洗涤水从塔底部抽水至塔顶并喷射下来，废气则由塔底部向顶部流动，以达到最佳的洗涤效果。洗涤塔设有液位计，当液位低于设定值时，系统将自动打开洗涤塔补水电磁阀，液位较高时，自动关闭补水电磁阀，以保证洗涤塔内液位处在正常范围。 排气风机叶轮采用PP材料防腐，皮带驱动，包括皮带防护罩和基板的振动抑制器。设计一般采用一备一用的配置，以提高系统工作的稳定性。为保护风机叶轮，每个风机均采用喷淋水冷却，喷淋水流量由浮子式流量计检测，当喷淋水流量低于设定流量时，触发报警信号。风机出口装有气动风门和压力开关，当风机启动且压力达到设定值后系统自动打开风门。 2.2 氨气供应系统： 氨气（NH3）供应系统。主要包括氨气存储和氨气汽化供应两个部分。 氨气存储部分包括液氨储罐和管道、阀组，一般采用多组小的液氨储罐，通过管道互联，定期进行装填、运输和更换。氨气储罐出口设有压力开关，随着氨气的消耗，液氨压力会降低，当实际压力低于设定压力时，压力开关出现报警，提醒操作人员切换氨气供应罐组。供应区域配置氨气泄漏检测仪，一旦发生泄漏能够及时发现和处理。另外，由于液氨中往往杂质较多，必须在管道上安装过滤器。考虑到生产持续性，过滤器采用双路，前后安装阀门和压力表，一旦压差过大就表明过滤器已脏，切换到另外一路过滤装置工作，对脏的过滤器拆除清洗或者更换。 氨气汽化部分是利用热交换器将液氨转换为气态，一般采用电加热器，通过电加热丝加热防冻液，防冻液通过热交换器加热液氨，使其汽化，能够快速控制汽化器温度。氨气汽化器上装设有温度开关，温度低时启动电加热器，温度高时关闭电加热器，实现温度控制。同时还装设有防冻液液位开关，保护热交换器。 氨气汽化器常见问题是当实际氨气流量大于汽化器设计负荷时，由于汽化能力不足导致氨气温度降低，甚至以液态流出汽化器，导致管道冻结，氨气无法供应。为此，设计时汽化器能力的计算和选择必须保证脱氮系统最大氨气用量，避免上诉问题出现。 图2 氨气供应系统构成图 2.3加热催化反应系统： 加热催化反应系统是整个脱氮系统的核心设备，它包