浅谈烟气脱硫除尘装置浆液管道的设计
中石化九江公司采用DRG脱硫除尘技术对催化裂化装置的烟气进行脱硫除尘。此项目的管道设计过程中，浆液管道的设计非常关键，浆液管道是否稳定、通畅运行决定了整个脱硫装置是否正常运转。根据浆液管道具有的易磨损、易腐蚀及易堵塞等特点，在进行管道布置、管道选材、阀门选型、支吊架选型等方面的设计时，既要满足一般流体管道设计的各种规范及通用要求，又要考虑浆液管道的特殊性。本文主要介绍了浆液管道的设计原则及一些设计时应注意的问题。
标签：脱硫；浆液管道；设计
1 前言
目前国内炼油企业的催化裂化装置的烟气脱硫主要采用湿法脱硫。湿法脱硫主要有石灰石（石灰）法、双碱法、镁法、氨法等。DRG脱硫技术是双碱法及气动技术（脱硫除尘塔）的有机结合[1]，采用再生NaOH溶液作为吸收剂，石灰乳浆液为再生剂，最终产物为石膏。此工艺涉及到的管道主要分为以下几类：烟道、浆液管道、汽水管道、空气管道。其中浆液管道贯穿整个工艺流程的始终，为几类管道设计的重中之重。由于浆液管道是水和固体颗粒物两种介质流的管道，既具有普通液态流体管道的特性，同时又具有易磨损、易腐蚀及易堵塞等特点，所以在浆液管道设计时，需要根据其介质特性合理进行设计，这样才能保证管路的正常使用以及整个装置的正常运行。
2 介质特性
①磨损性-来自浆液中固体颗粒（CaSO3、石膏颗粒等）对管道内壁的撞击及破坏；
②腐蚀性-DRG工艺中脱硫浆液为弱酸性，浆液会对普通碳钢管道、管件等产生腐蚀；
③易堵塞性-湿法烟气脱硫浆液管道为固液两相流。浆液流速低（流速小于0.9m/s）则固体颗粒易产生沉积，直至堵塞整个管道。
3 浆液管道的设计
针对浆液管道的介质特性，在设计管道时既要满足普通低压流体管道设计的规定及要求，又要根据浆液介质特性考虑管道布置、管道选材、阀门选型、支吊架选型等方面的特殊性。
3.1 管道选材
由于浆液的磨损性和腐蚀性，普通碳钢管道不能满足要求。目前，国内浆液
管道一般采用的材料有衬胶碳钢管、衬塑碳钢管、玻璃钢管 （FRP）、不锈钢（304、316）管等。
襯胶碳钢管以普通碳钢管（Q235-A）或优质钢管（20#）作为钢架材料，以橡胶（一般是丁基橡胶）作为衬里层，将金属特性和橡胶特性合二为一。衬胶碳钢管具有耐磨、抗渗防腐、耐热（100℃）等性能。衬胶碳钢管是目前应用最广泛的烟气脱硫浆液管道。
衬塑钢管是普通碳钢管或优质钢管内衬塑料而成的管材。衬塑钢管的耐化学腐蚀性能和衬胶钢管接近，但在耐磨性能、耐温性能及耐候性等方面均不如衬胶钢管。如果从整体造价方面考虑，衬塑钢管比衬胶钢管具有一定的优势。
3.2 阀门选型
蝶阀是目前应用较为普遍的用于浆液管道的阀门。蝶阀具有尺寸小、重量轻及开闭迅速、操作简便的特点。蝶阀在完全开启时，具有较小的流体阻力，比较适用脱硫浆液（低压流体）系统。用在浆液管道中的蝶阀有衬胶蝶阀和合金钢蝶阀等，阀板可采用优质耐磨的合金钢。蝶阀的缺点是密封性较差，使用压力和工作温度范围小，密封要求严格的场合不推荐使用蝶阀。另外，公称直径DN40以下的蝶阀订货较为困难，因此，一般小管径浆液管道上的阀门不选用蝶阀。
闸阀是指启闭体（闸板）由阀杆带动，沿阀座密封面做升降运动的阀门。闸阀流动阻力小，启闭省力，但当阀门部分开启时，在闸板背面产生涡流，易引起闸板的侵蚀和振动，也易损坏阀座的密封面。而脱硫浆液中的固体颗粒，更易对闸阀造成磨损，因此浆液管道上的阀门一般不选用闸阀。但DN40以下的、含固量较低的浆液管道，可以考虑选用不锈钢闸阀，以配合不锈钢管路使用。
3.3 支吊架设计
浆液管道支吊架的设置应根据管道系统的具体走向分析确定。浆液管道支吊架选用原则：按照支承点所承受的荷载大小和方向、管道的位移情况、是否保温、管道的材质等条件选用合适的支吊架；为便于成批生产，设计时应尽量选用标准管卡、管托和管吊。由于大部分浆液管道为衬里管道，为防止内衬层脱落，在管道衬里完成之后禁止焊接，因此与管道直接接触面一般使用卡箍，卡箍再与二次管架焊接。如果支吊架不可避免与管道直接焊接，则应该先焊接，再对管道进行内衬处理。
3.4 其它一些需要注意的问题
烟气脱硫除尘装置浆液管道的设计，除上述内容外，还应注意以下问题：
①脱硫塔附塔浆液管线管径较大，浆液密度大于水，在管线设计时要充分考虑管道荷重，不应只考虑管道充水重；
②带衬里的浆液管道、管件等均为法兰连接，在配管设计时，应考虑法兰的大小，以防碰撞；
4 结语
采用DRG法对催化裂化烟气进行脱硫除尘，在浆液管道设计时，既要满足一般管道的设计要求，又要根据浆液的磨损性、腐蚀性及易堵塞性等特性，考虑管道设计的特殊性。尤其是在管道布置、管道选材、阀门选型、支吊架设计等方面，要考虑浆液管道区别于一般管道的设计原则。合理的进行浆液管道的设计，才能保证整个烟气脱硫系统的长期稳定运行。
参考文献：
[1]高玉岩.催化裂化再生烟气DRG脱硫除尘系统研究[]J.绿色科技，2012（8）：124-127.
