摘要：簡要介(jiè)紹硫磺回收(shou)裝置反應燃(ran)燒系統的基(jī)本工🤩藝原理(li)🈲,重點對多孔(kong)平衡流量計(jì) 結構、特點和(hé)工作原理進(jin)行系統性闡(chan)述,并針對硫(liú)👄磺裝置含氨(ān)酸性氣流量(liàng)特點提出了(le)針對性的處(chu)理措施。長期(qī)穩定運行結(jié)果表明,平衡(heng)流量計穩定(ding)準确測量性(xìng)能在提高硫(liú)磺回🔞收硫産(chǎn)率的同時,爲(wei)滿足超清潔(jié)排放的苛刻(ke)要求✨奠定了(le)堅實基礎,對(duì)實際生産具(ju)有一定的指(zhǐ)🏃導作用。
0 引言(yan)
　　近年來,随着(zhe)人們對環保(bǎo)要求的日益(yi)提高,,同時國(guó)🌈家也⭕制🍓定了(le)更爲嚴格的(de)《GB31570-2015石油煉制工(gōng)業污染物排(pái)放标準》,該标(biāo)準🌈規定了作(zuò)爲人口密集(ji)區域的硫磺(huang)回收裝置的(de)SO2排放值必須(xū)控制不大于(yu)100mg/m3,硫磺回收裝(zhuāng)置也由原先(xiān)相對粗放性(xìng)操作轉變爲(wèi)精❗細化調節(jie)🚩。因此,隻有采(cai)用更爲合理(lǐ)成熟的工藝(yì),确保設備運(yun)行正常,才能(neng)♉在㊙️滿足新的(de)環保排放要(yào)求的同時,最(zui)大限度地保(bǎo)證硫回收率(lü)。作爲硫磺回(hui)收裝置來說(shuō),酸性氣流量(liang)測量的😄準确(què)性至關重要(yao)🏃🏻‍♂️,它直接關系(xi)到整個裝置(zhì)硫磺的轉📐化(hua)效率以及後(hòu)路尾氣達标(biao)排放。因此,測(cè)量酸性氣流(liu)量的儀表應(ying)具備較高的(de)可靠性、穩定(ding)性和測量精(jing)度。而傳統的(de) 差壓流量計(ji) 以 孔闆流量(liàng)計 和 楔形流(liu)量計 爲主流(liu)的測量儀表(biao),由于其結構(gou)簡單、安裝技(ji)術成熟以及(jí)技術性能穩(wen)定可靠,是目(mù)前國内測量(liàng)流量選用差(chà)壓式流🙇‍♀️量計(jì)💜的儀表設備(bèi)。但是,傳統式(shì)差壓流量計(ji)也有其🆚固有(yǒu)的技術缺陷(xian)：對儀表安裝(zhuang)位置的前後(hòu)直管段有嚴(yán)格要求,至少(shǎo)要保證前10D～15D,後(hou)5D～10D（D爲儀表設備(bei)安裝的管道(dao)直徑🌂）,儀表測(ce)量的精度比(bǐ)較低,永久壓(ya)力損失大和(hé)量程比太窄(zhai)[1]。由于裝置現(xiàn)場各種因素(su),一般來講直(zhi)管段都難以(yǐ)滿🔱足要求,矛(máo)盾更加突出(chu)的就是在大(dà)🔱管徑的管道(dao)上安裝此類(lèi)儀表設備。由(you)于硫磺裝置(zhi)現場空間的(de)局限性,造成(chéng)原來直管段(duàn)無法滿足要(yào)求,進⛹🏻‍♀️而引起(qi)儀表測量的(de)穩定性和準(zhun)确性不高,從(cong)而造成裝置(zhì)的硫磺轉化(hua)效率不理想(xiang),甚至有時候(hòu)造成環保🏒排(pai)放超标情況(kuang)。因此,涉及的(de)硫㊙️磺裝置酸(suān)性氣流量計(ji)更新就是根(gen)據現場前後(hòu)直管段限制(zhi)和流量計測(ce)量本體的安(an)全🍓性要求選(xuan)取了新型的(de)差壓流量測(cè)量儀表即多(duō)孔平衡流量(liàng)計,從🔞目前使(shǐ)用情況來看(kàn),多孔平衡流(liú)量計徹底解(jiě)決了🌈酸性氣(qi)流量特别是(shì)含氨酸性氣(qì)的測量問題(ti),爲裝置的平(píng)❗穩生産和環(huan)保達标排放(fang)提供有力的(de)技⚽術支撐。
1 硫(liú)磺回收裝置(zhì)反應燃燒系(xi)統工藝原理(lǐ)
　　硫磺回收裝(zhuang)置的作用就(jiù)是對煉油過(guo)程中産生的(de)💔含有H2S的❗酸性(xìng)氣（清潔酸性(xìng)氣、含氨酸性(xìng)氣）,采用适當(dang)的工藝方法(fǎ)回收硫磺,實(shí)⚽現清潔生産(chǎn),達到化害爲(wèi)利,變廢爲寶(bǎo),降低污染,保(bǎo)護環境的目(mù)⚽的,并同時滿(man)足産品質🔞量(liang)要求,降✊低腐(fu)蝕,實現裝置(zhì)長周期安全(quan)🌈生産等諸多(duo)方面要求[2]。國(guo)内大多數硫(liu)磺回收采用(yòng)常規克勞斯(si)工藝,常規克(ke)勞斯硫磺回(huí)收工藝是由(yóu)一個熱反應(yīng)段和若幹個(ge)催化反應段(duàn)組成。即含H2S的(de)酸性氣在反(fan)應燃燒👌爐内(nèi)用空氣進行(háng)不完全燃燒(shao),嚴格控制風(fēng)量,使H2S燃燒後(hòu)生成的SO2量滿(man)足H2S/SO2分子比等(děng)于或接近2,H2S和(he)SO2在高溫下反(fan)應生成元素(sù)硫🛀,生成的元(yuan)🔞素硫經冷凝(níng)分離,達到回(huí)🐕收的目的。
主(zhǔ)要工藝反應(yīng)方程：
H2S +3/2O2→SO2 + H2O?? （1）
2H2S +SO2→3/2S2 + 2H2O （2）
2NH3 + 3/2O2→ 3H2O + N2 （3）
硫磺回(hui)收酸性氣反(fan)應燃燒爐的(de)工藝流程如(rú)圖1所示。

2　多孔(kǒng)平衡流量計(ji)原理及技術(shù)特點
　　多孔平(píng)衡流量計采(cai)用了國際先(xiān)進的對稱多(duo)孔結構設計(ji),是目前先進(jin)的差壓式流(liu)量計。多孔平(píng)衡流量計除(chú)具有标準節(jie)流裝置簡單(dān)、可靠、安全、适(shì)用面廣等優(yōu)點之外,還具(jù)有💰精度高💃、直(zhi)管段要求低(dī)、量程比寬、永(yǒng)久壓損小等(děng)🤩優點；同時還(hai)克服了标準(zhun)節流裝置的(de)雜物📧滞留、堵(du)塞和邊緣易(yi)磨損、維護和(he)檢定成本高(gao)等缺點。
2.1 多孔(kong)平衡流量計(jì)基本原理
　　多(duō)孔平衡流量(liang)計和其它差(chà)壓式流量計(ji)都是基于能(néng)量轉換📞的基(jī)本工作原理(lǐ),也就是多孔(kong)平衡流量計(jì)是在标準孔(kong)闆流量計♈的(de)技術基礎上(shàng)發展演變而(er)來的一項新(xin)型節流🌈式流(liú)量計。像标準(zhun)傳統孔闆流(liú)量計一樣,多(duo)孔平衡流量(liàng)計遵循流體(tǐ)力學定律和(he)伯努利方程(cheng),即在理想工(gōng)作狀态下,流(liú)體在管道中(zhong)的流量和💛差(cha)🤟壓的平方根(gen)呈線性關系(xi),然後根據伯(bo)努利方㊙️程結(jie)合測得的💰前(qian)後差壓值就(jiu)可以得到流(liú)體在管道中(zhong)的流量。通常(cháng)而言,傳統标(biao)準的孔闆✉️流(liú)量計采👄用單(dan)孔設計的節(jiē)流模式,這樣(yang)經過孔闆節(jiē)流後的流體(tǐ)流場難以達(da)到理想的平(píng)㊙️衡狀态[3]。然而(ér),多孔平衡流(liu)量計結合了(le)多孔整流器(qì)和标準孔🈲闆(pan)的測量原理(li),多孔整流器(qì)在節流闆中(zhong)心一個圓孔(kǒng)的基礎上,對(duì)稱分布數量(liàng)不等的圓孔(kǒng),這些圓孔的(de)分布和尺寸(cùn)是根💰據測試(shi)數據而特殊(shū)設計的,當介(jie)質流過圓孔(kong)時,流體被平(píng)衡調整,渦流(liu)被最小化,形(xíng)成🈚近似理想(xiǎng)流體,從而🏃‍♀️将(jiāng)傳統的差壓(ya)式流量計的(de)優勢發揮到(dào)極緻狀态,并(bing)通過取壓裝(zhuāng)置和變送器(qi),可獲得穩定(ding)的差👨‍❤️‍👨壓信号(hao),然後根據💞伯(bó)努利♈方程🈚計(jì)算出流體流(liú)過管道的體(ti)積流量或質(zhì)量流量㊙️。而🐪MBF系(xi)列多孔平衡(heng)流量✍️計的流(liu)出系數、傳感(gǎn)器多孔孔徑(jìng)位置、形狀設(she)計和開孔數(shu)量🚶‍♀️通過獨特(te)的研發數🐆據(ju)演算,并對各(ge)種工況進行(háng)優化,使測量(liang)🌈精度、重複性(xing)、量程比、永久(jiu)壓損等綜合(he)指标達到最(zuì)佳,成爲目前(qian)先進的😍差壓(yā)式流量計。
2.2 多(duo)孔平衡流量(liang)計技術特點(diǎn)
　　測量範圍寬(kuan)：多孔平衡流(liú)量計采取對(dui)稱多孔設計(jì)的👌技術,突破(po)标準節流裝(zhuāng)置的測量局(jú)限,可以根據(jù)流體介質的(de)特性進行靈(ling)♌活多變的結(jie)構設計。一般(ban)來說,多孔平(píng)衡流量計👄的(de)量程比達到(dao)10:1,最高可達30:1的(de)量程比,雷諾(nuo)數拓寬爲200～10000000,用(yong)在高❓流速度(dù)段節流特性(xìng)更佳。
　　短的直(zhi)管段要求：由(yóu)于能将流場(chǎng)快速整流成(chéng)近似🔞理想體(tǐ),所以多孔平(ping)衡流量計對(dui)管道的前後(hou)直管段的要(yào)求也大大降(jiàng)㊙️低。同其它傳(chuan)統差壓流量(liàng)計相⭐比,多孔(kǒng)平衡流量計(jì)的前直管段(duan)要求爲0.5D～2D,後直(zhí)管段🥵要求爲(wei)0.5D～1D（見👈圖2）,從而使(shi)得現場安裝(zhuang)位置的選定(ding)更加容易。因(yin)此,多孔平衡(heng)流量計簡化(huà)了現場配管(guan)的難度,特别(bié)适合大口徑(jìng)管道的介質(zhì)流體流量的(de)測量使用。

　　高(gao)精度的測量(liàng)性能：由于多(duo)孔平衡流量(liang)計采取對稱(cheng)多孔設計的(de)技術,使通過(guo)圓孔後的流(liú)體的流場達(dá)到平衡,降低(dī)了孔闆流🛀🏻量(liàng)計的渦流、振(zhen)動和信号噪(zao)聲的缺點,從(cóng)而能基本消(xiāo)除單孔節流(liú)原件帶來的(de)死區效🍓應,降(jiang)低了取壓區(qu)域渦流,也提(tí)高了取壓點(dian)的差壓信号(hao)信噪比,從而(ér)也大大提✌️高(gāo)了流場穩🤩定(dìng)性,傳感器檢(jiǎn)測精度也提(ti)高了數倍；多(duō)孔平衡流量(liang)計的線性度(du)達到傳統孔(kong)闆流量🔱計的(de)10倍以上,多孔(kong)平衡流量計(jì)經實際流量(liàng)标定,儀表的(de)測量精度⚽可(ke)達到0.3%～0.5%精度等(deng)級,完全滿足(zu)煉油裝置苛(kē)刻生産工☂️況(kuàng)的介質流量(liang)測量需求。
　　永(yǒng)久性壓損少(shǎo)：多孔平衡流(liú)量計采取對(dui)稱多孔設計(ji)💞的💃技術㊙️,結構(gou)設計無死區(qu)效應,這種設(she)計減少了紊(wěn)流剪切❤️力和(he)渦流的形成(cheng),在相同的差(cha)壓值情況下(xià),多孔平衡流(liú)量計能将标(biāo)準孔闆流量(liàng)計因死區渦(wō)流帶來永久(jiǔ)壓損降低2～3倍(bei),可以大量節(jie)省裝置運💃🏻行(háng)過程中的流(liu)體輸送能👄源(yuán)（見圖3）。

　　雙向流量(liàng)檢測功能：多(duo)孔平衡流量(liang)計結構上采(cǎi)用雙向直孔(kǒng)的🚶‍♀️設計技術(shù),左右完全對(dui)稱結構,可方(fang)便測量雙向(xiang)流（見圖4）。并且(qiě)節流件厚度(du)突破了标準(zhun)孔闆的限制(zhì),比标準孔闆(pan)結構更安全(quán),使用壽命更(geng)長,還可以進(jin)行氣液兩相(xiàng)、漿料、含🙇‍♀️少量(liàng)固體顆粒介(jiè)質🌈的測量。

　　高穩定(ding)性能：多孔平(ping)衡流量計采(cǎi)取對稱多孔(kong)設計的技術(shu)❄️,使通過圓孔(kǒng)後的流體的(de)流場達到平(píng)衡,平衡後的(de)流場大幅度(du)降低了流體(tǐ)介質與節流(liú)原件📧的直接(jie)摩擦。因此,流(liú)體介質在通(tong)過圓🆚孔節流(liú)後下遊形成(cheng)的渦流小,從(cóng)而信号穩定(ding)性好。相比于(yu)多孔平衡流(liú)量計,其它類(lèi)型的标準差(cha)壓式節流儀(yi)表在🍓節流件(jiàn)後形成的渦(wo)流較長,容🤞易(yi)産生高幅和(hé)低頻♈波動信(xin)号幹擾,這些(xiē)幹擾🤞信号會(hui)對🙇‍♀️節流原件(jiàn)的差壓變送(sòng)器的測量值(zhi)造成幹擾。
　　自(zì)清潔、耐髒污(wu)介質：多孔平(píng)衡流量計采(cai)取對稱多孔(kong)設計的技🔆術(shu)原理,這種平(ping)衡設計減少(shao)了紊流剪切(qiē)力和渦㊙️流的(de)🔆形成🥵,從而大(da)大降低了滞(zhì)留死區的現(xian)象,保證髒污(wu)介質可以順(shùn)利通過多🔞個(gè)孔,減小了流(liú)體孔被堵塞(sāi)的機會。因此(cǐ),多孔平衡流(liú)✍️量計基本上(shàng)無需任何維(wei)護,就可以保(bǎo)持高精度的(de)測量效果❌,而(ér)傳統标準💚孔(kǒng)闆流量計則(zé)需要定期維(wéi)護清洗的繁(fán)重工作⭐量。
　　經(jing)濟節能：多孔(kong)平衡流量計(ji)由于具有較(jiào)高的測量精(jīng)度,所💛以可☁️作(zuo)爲貿易計量(liàng)結算使用,從(cóng)而節約了因(yin)計量不準确(que)🙇🏻而造成的貿(mào)易結算損失(shi)；多孔平衡流(liu)量計🐪的永久(jiǔ)性壓損小。因(yin)此,就節約了(le)流體介質在(zài)輸送過程中(zhong)的能量損失(shī),從而也就降(jiàng)✍️低了成本；前(qian)後管道的直(zhi)管段長度要(yao)求比較短👌,也(ye)就節省了工(gong)藝管道材料(liào)和施工費用(yong)；長期穩定性(xìng)運行,無邊緣(yuán)磨損,延長了(le)檢🤞定周期,節(jiē)約了檢定費(fèi)用。
3　多孔平衡(heng)流量計在酸(suān)性氣測量中(zhong)的應用
　　酸性(xing)氣流量測量(liàng)的準确性對(duì)硫磺回收裝(zhuang)置至關重要(yao),它直接㊙️關系(xi)到整個裝置(zhì)硫磺的轉化(hua)效率以及後(hòu)👉路尾氣達标(biāo)排放。但👣是,在(zai)實際應用中(zhōng),對酸性氣（特(tè)别是含氨酸(suan)性氣🐅）的流量(liang)測量始終是(shì)硫磺裝置的(de)難點問題。由(you)于含氨酸性(xìng)🏃氣的工藝組(zǔ)分的特殊性(xing),H2S組分僅占到(dao)總量的三分(fen)之一不到,剩(shèng)下的三分之(zhī)二主要是水(shui)汽、氨氣以及(jí)少量的氫烴(tīng)類物質🔴組分(fèn),并且NH3在接近(jìn)85℃有水分存在(zai)的情況下,極(jí)容易形🙇‍♀️成📞铵(ǎn)鹽結晶。常規(guī)标📞準孔闆流(liú)量計對含🌈氨(an)酸性氣進行(hang)測量時,孔闆(pǎn)節流孔對含(hán)氨酸性氣進(jìn)行🥵阻攔,極易(yi)在孔闆節流(liu)🥵孔中心産生(shēng)铵鹽集結現(xiàn)象；并且,含氨(ān)酸性氣🎯在管(guǎn)道壁由于🔞受(shòu)到管道阻力(lì)的影響💃,流體(ti)介質在靠近(jìn)管壁附近流(liú)速減慢,這樣(yang)也極易形成(chéng)铵鹽♊集結現(xiàn)象,從而,孔闆(pan)流量計的正(zheng)取壓口附近(jin)産生的铵鹽(yan)就會對取壓(ya)信号形成幹(gan)擾,含🛀氨酸性(xing)氣流過節流(liú)孔✏️後,産生的(de)渦流也向管(guan)壁作波動性(xing)發散,也會對(dui)孔闆流量計(jì)的負取壓口(kou)信号産生幹(gan)擾。因此,孔闆(pan)流量計的測(ce)量精度也就(jiù)🔞會大打折扣(kou)。而多孔平衡(héng)流量計采用(yong)多孔對稱設(she)計技術,使得(de)含氨酸性氣(qì)能夠順利㊙️通(tōng)過節流孔流(liu)過,從而避免(miǎn)了铵鹽集結(jie)的可能性,铵(an)鹽無🐇法集結(jie)也就對🚶‍♀️多孔(kong)平衡流量計(jì)取壓信号的(de)幹擾大大降(jiàng)低,也提高了(le)酸性氣流量(liang)測量的精度(du)。

　　含氨酸性氣(qì)測量所采用(yong)多孔平衡流(liú)量計的正負(fu)取壓口📐都是(shi)💞DN25的法蘭連接(jiē)形式,一旦引(yǐn)壓管線出現(xiàn)故障,可以直(zhi)接和測量本(ben)體部分隔離(lí)開來,并且上(shàng)端的引壓管(guǎn)線也采用特(te)定傾斜自流(liu)角度設計理(li)念,即使含氨(an)酸性氣存在(zài)氣液🏃🏻‍♂️兩相情(qíng)況下也不會(hui)聚集,再加上(shang)多孔平衡流(liu)量計測量部(bu)分本體以及(jí)引壓管線都(dōu)用蒸汽伴熱(rè)形式,從而保(bao)證含氨😘酸性(xing)氣一直保🌈持(chí)在氣相狀态(tài),含氨酸性氣(qi)也就無法形(xíng)成铵鹽結晶(jing)的可能性。另(ling)外,爲了便于(yu)日後維護方(fāng)便和人員的(de)安全性出發(fa),在多孔平衡(héng)流量計的正(zheng)♌負引壓管線(xiàn)上設🐉置有三(sān)通,一路爲引(yin)壓管線,一路(lù)爲日常吹掃(sao)維護管線,這(zhe)樣設計既有(you)利于儀表日(ri)常維護,也不(bu)影響裝置日(ri)常正常生産(chǎn)。最後,也是最(zui)關鍵的一個(ge)決定性因素(su),就是含😘氨酸(suan)性⛷️氣流量測(cè)量的流量計(ji)的🈲前後直管(guan)段受現場🔴場(chǎng)地的限制,原(yuán)設計的前後(hòu)直管段相當(dang)短（前5D,後2D）,再加(jiā)上當初含氨(ān)酸性🥵氣流量(liang)測量選用的(de)是 V 錐流量計(ji) ,而由于V錐流(liú)量計先天設(shè)計缺陷,測量(liang)本體的錐體(tǐ)容🏃易脫🙇🏻落,存(cun)🈲在很大的安(an)全風險。因此(ci),對含氨酸性(xing)氣流量測⁉️量(liàng)的V錐流量計(jì)進行更新,就(jiù)必須考慮前(qian)後直管🌈段限(xiàn)制和流量計(ji)測量本體的(de)安全性,經過(guo)綜合性技術(shù)分析和安全(quán)評估,更新含(han)氨酸性氣流(liú)🌍量測量的V錐(zhuī)流量計進行(háng)重新選型,最(zui)🌐終決定選用(yong)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼多孔平衡流(liú)量計,多孔平(píng)衡流量計的(de)技術特🐪點既(ji)滿足流量計(ji)前後直管段(duàn)♌限制,又能确(què)保流量計測(cè)量✂️本體的安(an)全性,還能滿(mǎn)足新的環保(bǎo)排放标準對(dui)硫磺裝置含(hán)氨酸性氣流(liu)量測量的可(ke)靠性、穩定性(xìng)☂️和測量精度(du)的苛刻性能(neng)要求。
4 結束語(yǔ)
　　酸性氣流量(liàng)測量的準确(que)性,特别是含(han)氨酸性氣的(de)流✉️量👄準确測(ce)量對硫磺回(hui)收裝置至關(guān)重要,它直接(jiē)關系到整㊙️個(gè)裝置硫磺的(de)📞轉化效率以(yǐ)及後路尾氣(qì)達标排放。正(zhèng)是基于含氨(an)酸性氣的工(gōng)藝特性以及(ji)現場對儀表(biao)設備的特殊(shu)要求,采用了(le)多孔平衡流(liú)☎️量計,徹底解(jie)💯決了硫磺裝(zhuāng)‼️置含氨酸性(xìng)氣流量難以(yi)準确測量的(de)🛀難點。通過一(yi)年多🏃‍♂️的實踐(jiàn)證明,硫磺回(huí)收裝置反應(ying)燃燒爐在采(cǎi)用合理成熟(shu)的工藝流程(chéng),并💯結合含氨(an)酸性氣流量(liàng)的穩定準确(què)性☎️測量數值(zhi)作保障,裝置(zhì)硫磺的轉♈化(hua)效率🌍得到了(le)大大地💔提升(shēng),同時裝置尾(wěi)氣也🎯能夠長(zhǎng)❓期保持穩定(ding)的🌂達标排放(fàng)❄️。

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