摘(zhai)要：簡要介(jie)紹硫磺回(hui)收裝置反(fan)應燃燒系(xi)統的基🈲本(ben)🔞工藝原理(li),重點對多(duo)孔平衡流(liu)量計 結構(gou)、特點和工(gong)作原理進(jin)行系統性(xing)闡述,并針(zhen)對硫磺裝(zhuang)置含氨酸(suan)性氣流量(liang)特點提出(chu)了針對性(xing)的處理措(cuo)施。長期穩(wen)定運行結(jie)果表明,平(ping)衡流量計(ji)穩定⛷️準确(que)測量性能(neng)在提高硫(liu)磺回收硫(liu)産率的同(tong)時,爲滿足(zu)超清潔排(pai)放的苛刻(ke)要求💞奠定(ding)了堅實基(ji)礎,對實際(ji)生産具有(you)一定的指(zhi)🌈導作用。
0 引(yin)言
　　近年來(lai),随着人們(men)對環保要(yao)求的日益(yi)提高,,同時(shi)國家♌也㊙️制(zhi)定🈚了更爲(wei)嚴格的《GB31570-2015石(shi)油煉制工(gong)業污染物(wu)排放标準(zhun)》,該标準規(gui)定了作爲(wei)人口密集(ji)區域的硫(liu)磺📱回收裝(zhuang)置的SO2排放(fang)值必須控(kong)制不大于(yu)100mg/m3,硫磺回收(shou)裝置也由(you)原先相對(dui)粗放性操(cao)作轉變爲(wei)精細化調(diao)節。因此,隻(zhi)有采用更(geng)爲合理成(cheng)熟的工藝(yi),确保設備(bei)運行正常(chang),才能在滿(man)足新的環(huan)保排放要(yao)求的同❗時(shi),最大限度(du)地保證硫(liu)回收率。作(zuo)爲硫磺回(hui)收裝置來(lai)說,酸性氣(qi)流量測量(liang)的準确性(xing)至關重要(yao),它直接關(guan)系📞到整個(ge)裝置硫磺(huang)的轉😍化效(xiao)率以及後(hou)路尾氣達(da)标排放。因(yin)此,測量酸(suan)性氣流量(liang)的儀表應(ying)具備較高(gao)的💜可靠性(xing)、穩定性和(he)測量精度(du)。而傳統的(de) 差壓流量(liang)計 以 孔闆(pan)流量計 和(he) 楔形流量(liang)計 爲主流(liu)的測量儀(yi)表,由于其(qi)結構簡單(dan)、安裝技術(shu)成熟以🔞及(ji)技術性能(neng)穩定可靠(kao),是目前國(guo)内測量流(liu)量選用差(cha)壓❗式流量(liang)計的儀表(biao)設備。但是(shi),傳統式差(cha)壓流量計(ji)也有其固(gu)有的🔴技術(shu)缺陷：對儀(yi)‼️表安裝位(wei)置的前後(hou)直管段有(you)嚴格要求(qiu),至🤟少要保(bao)證前10D～15D,後5D～10D（D爲(wei)儀表設備(bei)安裝的管(guan)道直徑🌏）,儀(yi)表測量的(de)精度比較(jiao)低,永久壓(ya)力損失大(da)和量程比(bi)太窄[1]。由于(yu)裝置現場(chang)各種因素(su),一般來講(jiang)直管段都(dou)難以滿足(zu)要求,矛盾(dun)更加🚶‍♀️突出(chu)的就是在(zai)大管徑的(de)管道上安(an)♈裝☀️此類儀(yi)表設備。由(you)于硫磺裝(zhuang)置現場空(kong)間的局限(xian)性,造成🔴原(yuan)來🔴直管段(duan)無法滿足(zu)要求,進而(er)引起儀表(biao)測量的穩(wen)定💃性和準(zhun)确性不高(gao),從而造成(cheng)裝置的硫(liu)磺轉化效(xiao)率不理想(xiang),甚至有時(shi)候造成環(huan)保排放超(chao)标情況。因(yin)此,涉及的(de)硫磺裝置(zhi)酸性氣流(liu)量計更新(xin)就是根據(ju)現場前後(hou)直管段限(xian)制📞和流量(liang)計測量本(ben)體的安全(quan)性要求選(xuan)取了新型(xing)的差壓流(liu)量測量儀(yi)表即多孔(kong)平衡流量(liang)計,從🛀目前(qian)使用情況(kuang)來看,多孔(kong)平衡流量(liang)計⛹🏻‍♀️徹底解(jie)決了酸性(xing)氣流量🏃🏻特(te)别是含氨(an)酸性氣的(de)測♻️量問題(ti),爲裝置的(de)平穩生産(chan)和環保達(da)标排放提(ti)供有力的(de)技術支撐(cheng)。
1 硫磺回收(shou)裝置反應(ying)燃燒系統(tong)工藝原理(li)
　　硫磺回收(shou)裝置的作(zuo)用就是對(dui)煉油過程(cheng)中産生的(de)含有H2S的酸(suan)性氣（清潔(jie)酸性氣、含(han)氨酸性氣(qi)）,采用适當(dang)的工藝方(fang)💋法回收硫(liu)磺,實現清(qing)潔生産,達(da)到化害爲(wei)利,變廢爲(wei)寶,降低污(wu)染,保護環(huan)境的目的(de),并同時滿(man)♉足産品質(zhi)量要求,降(jiang)低腐蝕,實(shi)現裝置長(zhang)周期安全(quan)生産等諸(zhu)多方面要(yao)求[2]。國🛀内大(da)多數硫🐇磺(huang)回收采用(yong)🚶常規克勞(lao)斯工藝,常(chang)規克勞斯(si)✔️硫磺回收(shou)工藝是由(you)一個熱反(fan)應段和若(ruo)幹個催化(hua)反應🔴段組(zu)成。即含H2S的(de)酸🏃🏻性氣在(zai)反應燃燒(shao)🐉爐内用空(kong)氣進行不(bu)完全燃燒(shao),嚴格控制(zhi)風量,使H2S燃(ran)燒後生成(cheng)的SO2量滿足(zu)H2S/SO2分子👉比等(deng)于或接近(jin)2,H2S和SO2在高⚽溫(wen)下反應生(sheng)成元素硫(liu),生成的元(yuan)♻️素硫經冷(leng)凝分離,達(da)到回收的(de)目的。
主要(yao)工藝反應(ying)方程：
H2S +3/2O2→SO2 + H2O?? （1）
2H2S +SO2→3/2S2 + 2H2O （2）
2NH3 + 3/2O2→ 3H2O + N2 （3）
硫磺(huang)回收酸性(xing)氣反應燃(ran)燒爐的工(gong)藝流程如(ru)圖1所示。

2　多(duo)孔平衡流(liu)量計原理(li)及技術特(te)點
　　多孔平(ping)衡流量計(ji)采用了國(guo)際先進的(de)對稱多孔(kong)結構設計(ji),是目前先(xian)進的差壓(ya)式流量計(ji)。多孔平衡(heng)流量計除(chu)具有标準(zhun)節流裝置(zhi)簡單、可靠(kao)、安全、适用(yong)面廣等優(you)點之外,還(hai)具有精度(du)高🏃🏻‍♂️、直管段(duan)要求低、量(liang)程比寬、永(yong)久壓損小(xiao)等優點；同(tong)時❌還克服(fu)了标準節(jie)流裝置的(de)雜物滞留(liu)、堵塞和✏️邊(bian)緣易磨損(sun)、維護和檢(jian)定成本高(gao)等缺點。
2.1 多(duo)孔平衡流(liu)量計基本(ben)原理
　　多孔(kong)平衡流量(liang)計和其它(ta)差壓式流(liu)量計都是(shi)基于能🐪量(liang)轉換的基(ji)本工作原(yuan)理,也就是(shi)多孔平衡(heng)流量計是(shi)在标準孔(kong)闆流量計(ji)的技術基(ji)礎上發展(zhan)演變而來(lai)的一項新(xin)型節流式(shi)流量計。像(xiang)标準傳統(tong)孔闆流量(liang)計一樣,多(duo)孔平衡流(liu)量計遵循(xun)流體力學(xue)定律和伯(bo)努利方🔞程(cheng),即在理想(xiang)🈲工作狀态(tai)下⁉️,流體在(zai)管道中的(de)流量和👣差(cha)壓的平方(fang)根呈線性(xing)關系,然後(hou)👉根據🔱伯努(nu)利方程結(jie)合測得的(de)♈前後差壓(ya)值就可以(yi)得到流體(ti)在管道中(zhong)的流🚶‍♀️量。通(tong)常而言,傳(chuan)統标♋準的(de)孔闆流量(liang)計采用單(dan)孔設計的(de)節流模式(shi),這樣經過(guo)孔闆🐕節流(liu)後的流體(ti)流場難以(yi)達到理想(xiang)的平衡狀(zhuang)态[3]。然💁而,多(duo)孔平衡流(liu)量計結合(he)🙇🏻了🌈多孔整(zheng)流器和标(biao)準孔闆的(de)測量原理(li),多孔整流(liu)器在節☁️流(liu)闆中心一(yi)個圓⭐孔的(de)基礎上,對(dui)稱分布數(shu)量不等的(de)圓孔,這些(xie)圓孔的分(fen)布和尺寸(cun)🚩是根據測(ce)試數據而(er)特殊設計(ji)的🍓,當介質(zhi)流過圓孔(kong)時,流體被(bei)平衡調整(zheng),渦流被最(zui)小化,形成(cheng)近似理想(xiang)流體,從而(er)将傳統的(de)差壓♍式流(liu)量計的優(you)勢發揮到(dao)極緻狀态(tai)♈,并通過取(qu)壓裝置和(he)變送器,可(ke)獲得穩定(ding)的差壓信(xin)号,然後根(gen)據伯努利(li)方程計算(suan)出流體流(liu)過管道的(de)體積流量(liang)或質🏃‍♀️量流(liu)量。而MBF系列(lie)多孔平衡(heng)流量💞計的(de)流出系數(shu)、傳感器多(duo)☀️孔孔徑位(wei)置、形狀設(she)計和開孔(kong)數量通過(guo)獨特的研(yan)發數據演(yan)算,并對各(ge)種工況進(jin)行優化,使(shi)測量精度(du)、重複性、量(liang)程比、永久(jiu)壓損等綜(zong)合指标達(da)到最佳,成(cheng)爲目前先(xian)進的差壓(ya)式流量計(ji)。
2.2 多孔平衡(heng)流量計技(ji)術特點
　　測(ce)量範圍寬(kuan)：多孔平衡(heng)流量計采(cai)取對稱多(duo)孔設計的(de)技🏃‍♀️術♊,突☎️破(po)标準節流(liu)裝置的測(ce)量局限,可(ke)以根據🔴流(liu)體介質的(de)特性進行(hang)靈活多變(bian)的結構設(she)計。一般來(lai)說,多孔平(ping)衡流量計(ji)💜的量程比(bi)達到10:1,最高(gao)可達30:1的量(liang)程比,雷㊙️諾(nuo)數拓寬爲(wei)200～10000000,用在高流(liu)速度段📱節(jie)流特性更(geng)佳。
　　短的直(zhi)管段要求(qiu)：由于能将(jiang)流場快速(su)整流成近(jin)似🍓理想體(ti),所以🛀多孔(kong)平衡流量(liang)計對管道(dao)的前後直(zhi)管段的要(yao)求也大大(da)降低。同✊其(qi)它傳統差(cha)壓流量計(ji)相比,多孔(kong)👌平衡流量(liang)計的前直(zhi)管📐段要求(qiu)爲0.5D～2D,後直管(guan)段要求爲(wei)0.5D～1D（見♉圖2）,從而(er)使得現場(chang)安裝位置(zhi)的選定更(geng)加💋容易。因(yin)此,多👨‍❤️‍👨孔平(ping)衡流量計(ji)簡化了現(xian)場配管的(de)難度,特别(bie)适合大口(kou)徑管道的(de)介質流體(ti)流量的測(ce)量使用。

　　高精(jing)度的測量(liang)性能：由于(yu)多孔平衡(heng)流量計采(cai)取對稱多(duo)孔設計的(de)技術,使通(tong)過圓孔後(hou)的流體的(de)流場達到(dao)平衡,降低(di)了孔闆流(liu)🐉量計的渦(wo)流、振動和(he)信号噪聲(sheng)的缺點,從(cong)而能基本(ben)消除單孔(kong)節流原件(jian)帶來的死(si)區效應,降(jiang)低了💋取壓(ya)區域渦流(liu),也提高了(le)取壓點的(de)差壓信号(hao)信噪比,從(cong)🔞而也大大(da)提高了流(liu)場穩定性(xing),傳感器🏒檢(jian)測精度也(ye)提高♈了數(shu)倍；多孔平(ping)衡流量計(ji)的線🏃🏻‍♂️性度(du)達到傳統(tong)🍓孔闆流量(liang)計的10倍以(yi)上,多孔平(ping)衡流量計(ji)經實際流(liu)量标定,儀(yi)表的測量(liang)精度可達(da)到0.3%～0.5%精🈲度等(deng)級,完全滿(man)足煉🤟油裝(zhuang)置苛刻生(sheng)産工❤️況的(de)介質流量(liang)測量需求(qiu)。
　　永久性壓(ya)損少：多孔(kong)平衡流量(liang)計采取對(dui)稱多孔設(she)計的技術(shu),結構設計(ji)無死區效(xiao)應,這種設(she)計減少了(le)紊流剪切(qie)力和渦流(liu)的形成,在(zai)相同的差(cha)壓值情況(kuang)下,多孔平(ping)衡流💛量計(ji)能将标準(zhun)✌️孔闆流量(liang)計因死區(qu)渦流帶來(lai)永久壓損(sun)降低2～3倍,可(ke)以大量節(jie)省裝置運(yun)🔴行過程中(zhong)的流體輸(shu)送能源（見(jian)圖3）。

　　雙(shuang)向流量檢(jian)測功能：多(duo)孔平衡流(liu)量計結構(gou)上采用🔞雙(shuang)向直💃🏻孔🎯的(de)設計技術(shu),左右完全(quan)對稱結構(gou),可方便🤞測(ce)量雙向流(liu)（見圖4）。并且(qie)節流件厚(hou)度突破了(le)标準孔♻️闆(pan)的限制,比(bi)标準孔闆(pan)結構更❌安(an)全,使用壽(shou)命更長,還(hai)可以進行(hang)氣液兩🤞相(xiang)、漿料、含少(shao)量固體顆(ke)粒介質的(de)測量。

　　高(gao)穩定性能(neng)：多孔平衡(heng)流量計采(cai)取對稱多(duo)孔設計的(de)技術,使通(tong)過圓孔後(hou)的流體的(de)流場達到(dao)平衡,平衡(heng)後的流場(chang)大✊幅度降(jiang)低了流體(ti)介質與節(jie)流原件的(de)直接摩擦(ca)。因此,流體(ti)介質在通(tong)過圓孔節(jie)流後下遊(you)形成的💛渦(wo)流小,從而(er)信号穩😄定(ding)性好。相比(bi)于多孔💋平(ping)衡流量計(ji),其它類型(xing)的标準差(cha)壓式💁節流(liu)儀表在💋節(jie)流件後形(xing)成的渦流(liu)較長,容易(yi)産生高幅(fu)和低頻波(bo)動信号幹(gan)擾,這些幹(gan)擾🈚信号會(hui)對節流原(yuan)件的差壓(ya)變送器的(de)測量值造(zao)成幹擾。
　　自(zi)清潔、耐髒(zang)污介質：多(duo)孔平衡流(liu)量計采取(qu)對稱多孔(kong)🌐設計的技(ji)術原理,這(zhe)種平衡設(she)計減少了(le)紊流剪切(qie)力和渦流(liu)的形成,從(cong)而大大降(jiang)低了滞留(liu)死區的現(xian)象,保證髒(zang)污介質可(ke)以順利通(tong)過多個孔(kong),減小了流(liu)體孔被堵(du)塞的機會(hui)。因此,多孔(kong)平衡流量(liang)計基本🔱上(shang)無需任何(he)維護,就可(ke)以保持高(gao)精度🙇‍♀️的測(ce)量效果,而(er)傳統标準(zhun)孔闆流量(liang)計則需要(yao)定期維護(hu)清洗的繁(fan)重工作量(liang)。
　　經濟節能(neng)：多孔平衡(heng)流量計由(you)于具有較(jiao)高的測量(liang)精度,所以(yi)可作爲貿(mao)易計量結(jie)算使用,從(cong)而節約了(le)因計量不(bu)準确而造(zao)成的貿易(yi)結算損失(shi)；多孔平衡(heng)流量計的(de)永久性壓(ya)損小。因此(ci),就節約了(le)流體介質(zhi)在輸送過(guo)程中的能(neng)量損失,從(cong)而也就降(jiang)低了成本(ben)；前後管道(dao)的直管段(duan)長度要求(qiu)比較短,也(ye)就節省了(le)工藝管道(dao)材料和施(shi)工費用；長(zhang)👄期穩定性(xing)運行💔,無邊(bian)緣磨損,延(yan)㊙️長了檢定(ding)周期,節約(yue)了檢定費(fei)用。
3　多孔平(ping)衡流量計(ji)在酸性氣(qi)測量中的(de)應用
　　酸性(xing)氣流量測(ce)量的準确(que)性對硫磺(huang)回收裝置(zhi)至關重要(yao)😄,它😘直接關(guan)系到整個(ge)裝置硫磺(huang)的轉化效(xiao)率以及後(hou)路尾氣達(da)标排放。但(dan)🈲是,在實際(ji)應用中,對(dui)酸性氣（特(te)别是含氨(an)酸性氣）的(de)流量🐉測量(liang)始終是硫(liu)磺裝🌍置的(de)難點問題(ti)。由于含氨(an)酸性氣的(de)工藝組分(fen)的特💃🏻殊性(xing),H2S組分僅🏃占(zhan)到總量的(de)三分之一(yi)不⛷️到,剩下(xia)的三分之(zhi)二主要是(shi)水汽、氨氣(qi)以及少量(liang)的氫烴類(lei)物質組分(fen),并且NH3在接(jie)近85℃有水分(fen)存在的情(qing)況下,極容(rong)易形成铵(an)鹽結晶。常(chang)規标準孔(kong)闆流量計(ji)對含氨酸(suan)性氣進行(hang)測量時,孔(kong)闆節流孔(kong)對含🌂氨酸(suan)性氣進行(hang)阻攔,極易(yi)在孔闆節(jie)流孔中心(xin)産生铵鹽(yan)集結現象(xiang)；并且,含氨(an)酸性氣在(zai)管道壁由(you)于受到管(guan)道阻力的(de)影響,流體(ti)介質在靠(kao)近管壁附(fu)近流速減(jian)慢,這樣也(ye)極易形成(cheng)铵鹽集結(jie)現象,從而(er),孔闆流量(liang)計的正取(qu)壓口附近(jin)産生的铵(an)鹽就會對(dui)取壓信号(hao)形成幹擾(rao),含氨🌍酸性(xing)氣流過節(jie)流孔後,産(chan)生的渦流(liu)也向管壁(bi)作波動性(xing)發散,也會(hui)對孔闆流(liu)量計的負(fu)取壓口信(xin)号産生幹(gan)擾。因此🏃‍♂️,孔(kong)闆流量計(ji)的測量精(jing)度也就🌐會(hui)大打折扣(kou)。而多孔平(ping)衡流量計(ji)采用多孔(kong)對稱設計(ji)技術,使得(de)含氨酸性(xing)氣能夠順(shun)利通過節(jie)流孔流過(guo),從而避免(mian)了铵鹽集(ji)結的可能(neng)性,铵鹽無(wu)法集結也(ye)就對㊙️多孔(kong)平衡流量(liang)計取壓信(xin)号的幹擾(rao)大大降低(di),也提高了(le)酸性氣流(liu)量測量的(de)精度。

　　含氨酸(suan)性氣測量(liang)所采用多(duo)孔平衡流(liu)量計的正(zheng)負取壓口(kou)都是DN25的法(fa)蘭連接形(xing)式,一旦引(yin)壓管線出(chu)現故障,可(ke)以直接和(he)測❌量本體(ti)部分隔離(li)開來,并且(qie)上端的引(yin)壓管線也(ye)采用特定(ding)傾斜自流(liu)角度設計(ji)理念,即使(shi)含氨酸性(xing)氣存在氣(qi)液兩相情(qing)況下也不(bu)會聚集,再(zai)加上多孔(kong)平衡流🚶量(liang)計測量部(bu)分本體以(yi)及引壓管(guan)線都用蒸(zheng)汽伴熱形(xing)式,從而保(bao)證含氨酸(suan)性氣一直(zhi)保持在氣(qi)相狀态,含(han)氨酸性氣(qi)也就無法(fa)形成铵鹽(yan)結晶的可(ke)能🔱性。另外(wai),爲了便于(yu)日後維護(hu)方便和人(ren)員🏃‍♀️的安全(quan)性出發,在(zai)多孔平衡(heng)流量計🙇🏻的(de)正🈲負引壓(ya)管線上設(she)置有三通(tong),一路爲引(yin)壓管線,一(yi)路🈲爲日常(chang)吹掃維護(hu)管線,這樣(yang)設計既有(you)利于儀表(biao)日常維護(hu),也不影響(xiang)裝置日✨常(chang)正常生産(chan)。最後,也是(shi)最關鍵的(de)一📱個決定(ding)性因素,就(jiu)是含氨酸(suan)性氣流量(liang)測量的流(liu)量計的前(qian)後直管段(duan)受現場場(chang)地的限制(zhi),原🈲設計的(de)前後直管(guan)段相當短(duan)（前5D,後2D）,再加(jia)上當初含(han)氨酸性氣(qi)流量測量(liang)選用的是(shi) V 錐流量計(ji) ,而由于V錐(zhui)流量計先(xian)天設計缺(que)陷,測量本(ben)體的錐體(ti)容💛易脫落(luo),存📱在很大(da)的安全風(feng)險。因此,對(dui)含氨酸性(xing)🌈氣流量測(ce)量的V錐流(liu)♻️量計進行(hang)更新,就必(bi)須考慮前(qian)後直管段(duan)限制和流(liu)量計測量(liang)本體的安(an)全性,經過(guo)🌍綜合性技(ji)術分析和(he)安全評估(gu),更新含氨(an)酸性氣流(liu)量測量的(de)V錐流量計(ji)進行重新(xin)選型,最💛終(zhong)決定選用(yong)多孔平衡(heng)流🌏量計,多(duo)孔平衡流(liu)量計的技(ji)術特🤟點既(ji)滿足流量(liang)🚶‍♀️計前後直(zhi)管段限制(zhi),又能确保(bao)流量計測(ce)量本體的(de)安全性,還(hai)能滿足新(xin)的環保🎯排(pai)放标準對(dui)硫磺裝置(zhi)含氨酸性(xing)氣流量測(ce)量的可靠(kao)性、穩定性(xing)和測量精(jing)度的苛刻(ke)性能要求(qiu)。
4 結束語
　　酸(suan)性氣流量(liang)測量的準(zhun)确性,特别(bie)是含氨酸(suan)性氣的流(liu)🔅量準确測(ce)量對硫磺(huang)回收裝置(zhi)至關重要(yao),它直接關(guan)系😍到整個(ge)裝置硫磺(huang)的轉化效(xiao)率以及後(hou)路尾氣達(da)标排放。正(zheng)是基于含(han)氨酸性🤩氣(qi)的工藝特(te)性以及現(xian)場對儀表(biao)設備的特(te)殊要求☎️,采(cai)用了多🐪孔(kong)平衡流量(liang)計,徹底解(jie)決了硫磺(huang)裝置含氨(an)酸性氣流(liu)量難以準(zhun)确測量的(de)🛀🏻難點。通過(guo)一年多的(de)實踐證明(ming),硫磺回收(shou)裝置反應(ying)燃燒爐在(zai)采用合理(li)成熟的工(gong)藝流程,并(bing)結合含氨(an)酸性氣⛹🏻‍♀️流(liu)量的穩定(ding)準确性測(ce)量數值作(zuo)保障,裝置(zhi)硫磺的轉(zhuan)化效率得(de)到了大大(da)地提升,同(tong)時裝置尾(wei)氣也能夠(gou)長期保持(chi)穩定的達(da)标排放。

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