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煉油廠使用在線型蒸汽冷凝水分析儀確定鍋爐污染源,恢復(fù)生產(chǎn)

閱讀:355      發(fā)布時(shí)間:2023-2-27
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案例背景

近來在美國(guó)德克薩斯州,一家大型煉油廠的鍋爐發(fā)生蒸汽冷凝水污染和嚴(yán)重結(jié)垢,導(dǎo)致意外停產(chǎn)。鍋爐受損、非常規(guī)維修、停產(chǎn)等帶來的經(jīng)濟(jì)損失,迫使煉油廠開始評(píng)估現(xiàn)行的冷凝水監(jiān)測(cè)技術(shù)。評(píng)估小組得出的結(jié)論是,現(xiàn)行的有機(jī)污染物濃度測(cè)量方法經(jīng)常報(bào)數(shù)偏低,而且定期吸樣的取樣方法不足以實(shí)現(xiàn)立即警報(bào)操作人員發(fā)生污染事件。

評(píng)估小組確定了以下兩點(diǎn):在改進(jìn)冷凝水監(jiān)測(cè)方法時(shí),應(yīng)改進(jìn)取樣方法,提供更具代表性的油污染冷凝水樣品,從而更好地保護(hù)資產(chǎn)設(shè)備、延長(zhǎng)生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)間;應(yīng)采取更加頻繁的、連續(xù)的、實(shí)時(shí)的有機(jī)物監(jiān)測(cè)方法,使其能夠立即對(duì)操作人員發(fā)出污染警報(bào)。煉油廠還要求,他們?cè)谠诰€型監(jiān)測(cè)技術(shù)上的投資必須從實(shí)實(shí)在在的生產(chǎn)延長(zhǎng)時(shí)間中得到補(bǔ)償。

挑戰(zhàn)

以前,工廠蒸汽冷凝水的監(jiān)測(cè),是通過收集吸取的樣品,并送到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行有機(jī)碳分析。實(shí)驗(yàn)室測(cè)定結(jié)果通常報(bào)告結(jié)果是,碳含量低于1 ppm。調(diào)查顯示,吸取樣品的方法無法為分析提供具有代表性的樣品。在運(yùn)送樣品和等待分析的過程中,樣品會(huì)冷卻;在取樣過程中,結(jié)垢的主要成分烴類會(huì)通過揮發(fā)與分相丟失。

解決方法

煉油廠的評(píng)估小組評(píng)估了能夠以冷凝水應(yīng)用中常見的溫度來采集和分析樣品,以證明在碳分析中充分反映了實(shí)際烴污染的方法。他們還評(píng)估了用在線型分析儀來達(dá)到上述目的,從而為生產(chǎn)提供不間斷保護(hù)的方法。在線型儀器的生產(chǎn)廠家通常為了保護(hù)儀器部件而冷卻要進(jìn)入的樣品,但煉油廠可以使用Sievers分析儀研發(fā)的在線型取樣器,該取樣器能夠處理溫度高達(dá) 85℃(185° F)的冷凝水樣品。

煉油廠和Sievers®分析儀聯(lián)合驗(yàn)證了連續(xù)的在線型有機(jī)物分析技術(shù)方案能達(dá)到預(yù)期目標(biāo),因此決定采取此技術(shù)方案。評(píng)估小組采集并評(píng)估了兩個(gè)月時(shí)段的數(shù)據(jù)(見圖1)。數(shù)據(jù)顯示,有機(jī)碳的典型濃度約為2 ppm,時(shí)而發(fā)生的污染事故時(shí)濃度達(dá)20-40ppm。連續(xù)監(jiān)測(cè)還就一次嚴(yán)重的有機(jī)物污染事件向操作人員發(fā)出警報(bào),當(dāng)時(shí)碳濃度飆升到400 ppm以上。此類監(jiān)測(cè)就無法在實(shí)驗(yàn)室分析中完成,這是因?yàn)槲廴臼录呐既恍裕约拔〉臉悠防鋮s后,基體發(fā)生變化。

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圖一:兩個(gè)月時(shí)段的有機(jī)物數(shù)據(jù)


煉油廠的維修人員通過數(shù)據(jù)確定了主要泄漏源,并進(jìn)行維修。在線數(shù)據(jù)確認(rèn)了維修成功,有機(jī)物平均濃度降到了2 ppm碳


持續(xù)的監(jiān)測(cè)確認(rèn)了偶爾發(fā)生的來源不明的有機(jī)物污染。煉油廠決定,將冷凝水流經(jīng)顆?;钚蕴浚℅AC,granulated active charcoal)床,以消除較小的偏差。操作人員將分析儀的配置改為雙樣品流模式,分別測(cè)量流進(jìn)和流出GAC床的樣品流。分析儀通過有機(jī)物百分比去除率計(jì)算來提供確定GAC床有效性的連續(xù)數(shù)據(jù)。



重復(fù)利用來自工業(yè)過程的冷凝水,會(huì)帶來有機(jī)物污染的風(fēng)險(xiǎn)。用在線型有機(jī)物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來監(jiān)測(cè)返回冷凝水質(zhì)量,能夠降低有機(jī)物污染的風(fēng)險(xiǎn),減少因鍋爐結(jié)垢而造成的經(jīng)濟(jì)損失。準(zhǔn)確測(cè)量冷凝水質(zhì)量,不但能降低結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn),而且能幫助用戶做出再利用或者棄置冷凝水的正確決定。


再利用冷凝水能降低工廠對(duì)補(bǔ)充水的需求量,從而降低生產(chǎn)成本,減少?gòu)U水處理開支。

技術(shù)選擇

此應(yīng)用選擇的分析儀采用了超臨界水氧化(SCWO)技術(shù),氧化樣品中的有機(jī)物。SCWO技術(shù)是一種用高溫高壓來分解有機(jī)物的廢水處理技術(shù)。有機(jī)物分析儀所采用的SCWO技術(shù)提供了強(qiáng)勁的氧化能力,能處理高濃度鹽、油及其它物質(zhì),而此類物質(zhì)曾對(duì)工業(yè)應(yīng)用中的在線型分析儀的可靠性造成損害。當(dāng)SCWO技術(shù)同高溫取樣系統(tǒng)一起使用時(shí),就能可靠地、連續(xù)地分析含有高濃度烴污染的難以對(duì)付的兩相樣品。這就使煉油廠能夠改進(jìn)監(jiān)測(cè)方案,即時(shí)收到冷凝水污染警報(bào),從而保護(hù)設(shè)備資本,延長(zhǎng)生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)間。

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