CN101108301A

CN101108301A - 一种烟气脱硫方法及装置

Info

Publication number: CN101108301A
Application number: CNA2006100472794A
Authority: CN
Inventors: 任龙; 齐慧敏
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Priority date: 2006-07-21
Filing date: 2006-07-21
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2026-07-21
Also published as: CN100558450C

Abstract

本发明涉及一种烟气脱硫方法及装置，特别是催化裂化再生烟气脱硫方法及装置。本发明烟气脱硫方法是将原有装置烟气排放管道改造成喷淋装置，使烟气在排放的过程中发生脱硫反应，达到脱硫除尘的目的。其优点是该技术的装置既可实现脱硫除尘，又是烟气排放的通道，是一种占地少，低投资，效率高的脱硫方法。本发明方法及装置可以适用于各种烟气脱硫过程。

Description

一种烟气脱硫方法及装置

技术领域

本发明涉及一种烟气脱硫方法及装置，特别是催化裂化烟气脱硫的技术及装置。

背景技术

烟气脱硫主要用于各种产生含硫废气的工业过程，如燃煤锅炉等。炼油行业催化裂化装置的原料仍以直馏蜡油(VGO)为主，掺炼部分常压渣油(AR)、减压渣油(VR)、焦化蜡油(CGO)、溶剂脱沥青油(DAO)以及它们的混合原料油。随着原油硫含量的增加，以及环保法规的日益严格，催化裂化装置普遍存在SO₂排放浓度超标或同时存在着SO₂排放速率超标问题。催化裂化装置原料中所含硫的5％～10％沉积在待生催化剂的焦炭中。在催化裂化再生器中，焦炭上的硫约有90％氧化成SO₂，其余氧化成SO₃，为了控制其对大气的污染，必须进行治理。

催化裂化烟气脱硫技术采用的设备主要包括喷淋塔、填料塔、文丘里洗涤器等，这些设备需占用较大的空间，设备成本和操作成本较高。

Exxon公司采用湿式烟气洗涤法，该装置的关键设备是文丘里洗涤器，气液两相在此混合接触、传质，然后进入分离罐进行两相分离，达到脱硫、除尘的目的。气相从罐顶排出，液相返回罐底储液罐槽循环使用。该技术的缺点是脱硫剂费用较高，占地面积较大，投资和操作费用较高。

海水洗涤烟气脱硫是基于海水含碳酸氢钠，具有天然碱性和缓冲能力；烟气中的SO₂被海水吸收后，可转化为硫酸盐离子，是海水的一种天然组分。来自催化裂化的烟气首先进入静电除尘器，脱除催化剂粉尘，然后在填料塔中与海水逆流接触脱硫，海水一次通过，SO₂去除率高达98.8％。该工艺简单，由于不消耗试剂，操作费用低廉。但是受地域因素影响较大。不适合大规模推广应用。

发明内容

针对现有技术的不足和缺陷，本发明提供一种新的高效的催化裂化烟气脱硫方法和装置，本发明方法及装置占地面积小，投资较低。

本发明烟气脱硫方法包括以下内容，烟气从发生装置排出后，进入烟气脱硫系统，脱硫后的烟气排入大气。其中烟气脱硫系统主要包括吸收剂制备及输送系统，烟气净化系统和除雾器。所述烟气净化系统包括一个管道式净化器，管道式净化器内设置分级喷淋结构，烟气进口处为第一级，每一级的喷淋液来自于上一级喷淋净化后的收集液(即：第一级的喷淋液来自于第二级喷淋净化后的收集液，第二级的喷淋液来自于第三级喷淋净化的收集液，依次类推)，最后一级的喷淋液来自于补充吸收液或补充吸收液与部分第一级喷淋液的混合液。具体可以设置2～10级喷淋结构，管道式净化器可以为水平设置，也可以垂直设置，或者是水平设置与垂直设置相结合。其中在水平管道位置气液错流吸附方式，垂直管道位置为气液逆流或顺流吸附方式。

上述管道式净化器为筒式结构，其截面可以是各种适宜形状，如方形、圆形、椭圆形、多边形等。净化器内顶部设置喷淋结构，净化器内底部设置相互隔离的敞口集液槽，集液槽与喷淋结构位置对应，构成净化器的每一级吸收室。每一级的喷淋结构和集液槽与输送系统相联。集液槽内可以设置搅拌装置。垂直设置的净化器及水平设置的净化器的气相物流及液相物流管道等可以根据本领域一般知识设计。

本发明烟气脱硫工艺采用结构简单的烟气净化设备，将主要脱硫设备设计为管道式结构，脱硫设备同时也是烟气排放的通道，可以有效减少装置规模，占地面积小，特别适用于现有装置的改造。本发明烟气脱硫工艺通过多级喷淋，通过喷淋液的分级使用，不但可以提高脱硫吸收液的利用率，还可以大大提高脱硫效率。本发明烟气脱硫工艺可以适用于各种烟气脱硫过程，特别适用于催化裂化烟气脱硫过程。

附图说明

图1为本发明的一种具体工艺流程示意图。

具体实施方式

本发明烟气脱硫工艺利用原有烟气排放的管道的位置，不另外占地，可能需要向上或向下调整空间，脱硫过程分为2～10级，烟气进口处为第一级，随着烟气在装置内的推进，级别逐渐增高，这样就可以达到排放烟气的同时达到脱硫除尘的目的。

烟气脱硫系统主要包括吸收剂制备及输送系统，烟气净化系统和除雾器。所述的吸收剂制备及输送系统主要由碱液池、送浆泵和循环泵组成。

本发明可以根据烟气的流量和浓度来确定脱硫的级数，采用上述脱硫系统五级的脱硫方法是将催化裂化装置中排放的再生烟气从烟气净化系统的入口进入一级吸收，碱液池中的脱硫剂浆液通过浆液输送泵送入第五级吸收室进行喷淋。第五级吸收室下部集液槽的物料通过循环泵打入第四级吸收室上部进行喷淋。第四级吸收室下部集液槽的物料通过循环泵打入第三级吸收室上部进行喷淋。第三级吸收室下部集液槽的物料通过循环泵打入第二级吸收室上部进行喷淋。第二级吸收室下部集液槽的物料通过循环泵打入第一级吸收室上部进行喷淋，脱硫剂浆液从上向下喷淋，烟气水平通过脱硫剂浆液水幕，形成气液高度混合、传质、传热的脱硫反应区，经过一级顺流、三级错流脱硫和一级逆流吸附后的净化烟气通过烟气出口排至烟囱。脱硫反应的浆液与脱除的灰尘细颗粒一道向下流动落入喷淋装置的下部水槽，生成的亚硫酸盐一部分作为吸收液循环使用，一部分经空气氧化后作为无害的水溶液排放。本装置气液接触面积大，气体的吸收反应良好，压力损失小，并且适用于大容量烟气处理。

在每级吸收室加装一个酸碱调节装置，该调节装置室由酸碱度监测装置和流量调节装置所组成，各级反应区的酸碱度科根据实际负荷的变化进行调节，其调节方法是通过输送的脱硫剂浆液的供给量来进行自动调节。

烟气脱硫工艺中脱硫剂的选择，以及具体工艺条件的选择，可以根据烟气的硫含量以及排放标准，由本领域一般知识确定。脱硫剂可以使用溶液，也可以使用浆液。

本发明与现有技术相比具有以下优点：该系统是在将原有烟气排放管道改造为烟气净化装置，不另外占地，结构紧凑，多级脱硫吸附系统能有效延长SO₂与脱硫剂浆液的反应时间大大提高了脱硫效率，脱硫效果可达95％以上；同时该系统可根据实际工矿调节脱硫剂浆液的pH，使得SO₂始终处于最佳的脱硫环境中，有利于烟气的脱硫。

下面结合附图(本图为五级脱硫吸附系统)，具体说明本发明的原理、工艺过程及最佳实施方式。

该技术主要由吸收剂制备及输送系统，烟气净化系统组成，所述的吸附剂制备及输送系统由碱液池11、送浆泵12和四台循环泵13组成，所述的烟气净化系统包括吸收室、喷淋系统、酸碱度调节装置、烟气入口、烟气出口和除雾器组成。

上述系统的脱硫方法及具体工艺如下：催化裂化再生器8的烟气从净化系统入口进入脱硫净化系统的第一级吸附室7，烟气在排放过程中经过5级不同pH值的吸附室，通过与脱硫剂发生反应，将SO₂高效脱除，生成亚硫酸盐和部分硫酸盐。脱硫剂分别由输送泵12和循环泵组13打入各级吸收室，从上向下喷淋，在净化系统内与烟气形成顺流、错流和逆流状态，形成气液高度混合、传质、传热的高效脱硫反应区。烟气在排放的过程中还可以洗去部分灰尘细颗粒。脱硫后的烟气从烟气出口排除进入除雾器2，可同时除去水分和细灰。脱硫反应后的浆液经过氧化后生成硫酸盐水溶液达标排放。

其具体做法是：将一定粒度的脱硫剂9和水10送入碱液池11中，搅拌后由输送泵12输送至第五级吸附室3，通过喷淋装置向下喷淋，本吸附室下部的浆液通过循环泵组13入第四级吸附室4，通过喷淋装置向下喷淋，本吸附室下部的浆液通过循环泵组13入第三级吸附室5，通过喷淋装置向下喷淋，本吸附室下部的浆液通过循环泵组13入第二级吸附室6，通过喷淋装置向下喷淋，本吸附室下部的浆液通过循环泵组13入第一级吸附室7，通过喷淋装置向下喷淋。五级吸附室的喷淋浆液与通过的烟气接触发生脱硫反应，当烟气量和烟气中的SO₂浓度发生变化时，可以通过酸碱监测装置控制脱硫浆液的输入量，达到最佳的脱硫环境。净化后的清洁烟气通过除雾器2脱水后排放至烟囱1。第一级脱硫后的浆液一部分由循环泵14打回碱液池11循环使用，其余部分通过氧化池15处理后直接排放。

实施例1

某催化裂化再生烟气，SO₂含量为2400mg/Nm³。采用本发明脱硫工艺及装置。吸收剂为轻烧镁浆液(固体含量为10wt％)，氧化镁浓度4％，采用五级喷淋设备，每级内的喷淋液气比为5L/M³。第一级排放的吸收液进入氧化槽处理，氧化后的吸收液一部分循环使用，一部分去固液分离系统。烟气在净化设备内的总停留时间为7秒。烟气脱硫率达到96.7％。

实施例2

某催化裂化再生烟气，SO₂含量为1900mg/Nm³。采用本发明脱硫工艺及装置。吸收剂为氢氧化钠溶液，固体含量8％，游离碱2％，采用三级喷淋设备，每级内的喷淋液气比为6L/M³。第一级吸收液部分循环使用，一部分进入氧化槽氧化后排放。烟气在净化设备内的总停留时间为5秒。烟气脱硫率达到89％。

实施例3

某燃煤锅炉烟气，SO₂含量为2000mg/Nm³。采用本发明脱硫工艺及装置。吸收剂为轻烧镁浆液(固体含量为7wt％)，氧化镁浓度2％，采用五级喷淋设备，每级内的喷淋液气比为10L/M³。第一级排放的吸收液进入氧化槽处理，氧化后的吸收液一部分循环使用，一部分去固液分离系统。烟气在净化设备内的总停留时间为5秒。烟气脱硫率达到95％。

Claims

1.一种烟气脱硫方法，包括以下内容，烟气从发生装置排出后，进入烟气脱硫系统，脱硫后的烟气排入大气；其中烟气脱硫系统包括吸收剂制备及输送系统，烟气净化系统和除雾器；其特征在于所述烟气净化系统包括一个管道式净化器，管道式净化器内设置分级喷淋结构，烟气进口处为第一级，每一级的喷淋液来自于上一级喷淋净化后的收集液，最后一级的喷淋液来自于补充吸收液或补充吸收液与部分第一级喷淋液的混合液。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的分级喷淋结构设置为2～10级。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的烟气为催化裂化装置的再生烟气。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的除雾器采用旋流板除雾器。

5.一种管道式净化器，为筒式结构，其特征在于净化器内顶部设置喷淋结构，净化器内底部设置相互隔离的敞口集液槽，集液槽与喷淋结构位置对应，构成净化器的每一级吸收室。

6.按照权利要求5所述的净化器，其特征在于所述的筒式结构的截面形状为方形、圆形、椭圆形或多边形。

7.按照权利要求5所述的净化器，其特征在于所述每一级的喷淋结构和集液槽与输送系统相联。

8.按照权利要求5所述的净化器，其特征在于所述的集液槽内设置搅拌装置。