CN102641652B

CN102641652B - 油页岩炼油加热炉烟气净化处理工艺

Info

Publication number: CN102641652B
Application number: CN201210136549.4A
Authority: CN
Inventors: 郭锋; 卜云江; 韩帮明
Original assignee: RIZHAO HONGYE ENVIRONMENTAL PROTECTION ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: RIZHAO HONGYE ENVIRONMENTAL PROTECTION ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2012-05-06
Filing date: 2012-05-06
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2032-05-06
Also published as: CN102641652A

Abstract

本发明涉及工业废气净化处理技术领域，特别是属于一种对油页岩炼油加热炉所产生烟气进行综合净化处理的工艺方法。对油页岩加热炉所生成的烟气进行脱硫、脱水、除尘、油烟净化等处理工艺，不仅可有效去除其中的二氧化硫，而且能够去除其中所含有的硫化氢、瓦斯、粉尘、油滴及水分，大大提高了工业废气的净化程度，具有投资省、效率高、净化处理彻底等积极效果。

Description

油页岩炼油加热炉烟气净化处理工艺

技术领域

本发明涉及工业废气净化处理技术领域，特别是属于一种对油页岩炼油加热炉所产生烟气进行综合净化处理的工艺方法。

背景技术

近年来我国SO₂的年排放量已使我国近三分之一国土面积出现酸雨，成为世界三大酸雨区之一，给我国造成的损失每年在百亿元以上。重点来自燃煤锅炉、冶炼、烧结等行业。按照国家环保要求，必须严格控制烟尘和二氧化硫污染物排放量，所有新建锅炉的烟气治理工程必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产。在中颗粒油页岩炼油项目中，加热炉排放的干馏煤气燃烧烟气中二氧化硫含量很高，无论从烟气单元含硫量还是从二氧化硫排放总量来说，都远远超过了国家及地方环保要求，成了严重的环境污染，已成为重大的社会公害；另一方面，含有硫化物的原料气在生产过程中对金属管道和设备具有很强的腐蚀作用，并且还会使催化剂中毒，此外，硫本身作为一种重要的资源，也应当予以回收。且油页岩烟气中含硫化氢、瓦斯和少量油，因此必须进行烟气脱硫及综合性处理。

目前的脱硫工艺技术种类很多，其中常用的而且现在有较多工程运行业绩的烟气脱硫的技术有30多种，烟气脱硫工艺方式根据脱硫剂使用时的实际情况大致可分为干法、半干法、湿法三种，其中干法和半干法烟气技术稳定性较差，脱硫效率低，对焦炉负荷的适应性较差，一般脱硫效率在80%以下，而且脱硫剂利用率低下，一般干法、半干法脱硫剂利用率不到50%，而湿法脱硫技术脱硫效率可达到95%以上，脱硫剂利用率高，一般能达到98%以上。

根据中颗粒油页岩加热炉所产生的干馏煤气燃烧的基本情况，结合国家环保的烟气排放速率的要求及排放总量的要求，如果采用干法或半干法烟气脱硫工艺来完成脱硫净化，将完全不能满足脱硫环保要求，而且随着社会的发展，环保要求将会越来越严格，因此面临越来越严格的环保形势，干法和半干法从工艺上来说仅从脱硫效率本身来说是绝对不能满足要求的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油页岩炼油加热炉烟气净化处理工艺，针对油页岩炼油加热炉所产生烟气的特点，进行有针对性的净化处理，达到净化效果好、效率高、成本低的目的。

本发明所提供的油页岩炼油加热炉烟气净化处理工艺，其特征在于，包括烟气脱硫、烟气脱水、烟气除尘、油烟净化等步骤，其中，

第1步：烟气脱硫：

采用氧化镁法脱硫工艺，包括氧化镁浆液制备工艺和脱硫工艺；氧化镁粉由氧化镁粉仓进入熟化池，充入蒸汽和水，经搅拌、熟化形成浓度为15～25%的新鲜氢氧化镁浆液，通过地沟或管道输送至氢氧化镁浆液池，加入复合烟气脱硫添加剂，将氢氧化镁浆液浓度配置为20%，成为氢氧化镁复合脱硫剂，通过浆液泵送入脱硫吸收塔；脱硫工艺在脱硫吸收塔内进行，脱硫吸收塔包括浆液喷淋层、新鲜浆液添加层，在塔内形成经过雾化的氢氧化镁脱硫剂小液滴；烟气进入脱硫吸收塔后，在惯性作用下螺旋上升，与上述的氢氧化镁脱硫剂小液滴充分接触，在浴式、旋切以及碰撞作用下，烟气中的二氧化硫被吸收；

雾化的氢氧化镁脱硫剂小液滴中包含：氢氧化镁复合脱硫剂；

氢氧化镁复合脱硫剂中包含：氢氧化镁5－30重量份、复合烟气脱硫添加剂1－10重量份、其余是水25－200重量份；。液气比为1.0－16.0L/m³。

复合烟气脱硫添加剂是由50－200重量份有机酸、5－20重量份铵盐、10－50重量份表面活性剂、10－50重量份氧化镁活化剂、和/或、1－10重量份湿润剂而组成的。

有机酸包括：乙二酸、苯二酸、甲酸、乙酸、丙酸、柠檬酸、苯甲酸、己二酸、腐殖酸、乙酸或糠醛生产中排放的含醋酸废水，乳酸或柠檬酸生产中产生的废液中的至少一种；

表面活性剂为环氧丙烷共聚物、环氧乙烷共聚物、环氧丙烷环氧乙烷嵌段共聚物、十二烷基苯磺酸钠，2-辛基十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基磺基甜菜碱、十四烷基磺基甜菜碱、椰油酰丙基磺基甜菜碱、十二烷基羟磺基丙基甜菜碱、十二烷二甲基羧基甜菜碱、十六烷基三甲基溴化铵、磺基琥珀酸酯，二烷基磺基琥珀酸酯，单烷基磺基琥珀酸酯，Span80，吐温中的至少一种；

氧化镁活化剂是Na₂CO₃、Na₂SO₄、K₂CO₃、K₂SO₄、水玻璃、硅酸钾、聚磷酸钠、海水中的至少一种；

铵盐包括氯化铵、磷酸铵、碳酸铵中的至少一种；

湿润剂包括二甘醇、三甘醇、单、双和三丙二醇及甘油、乙二醇中的至少一种；

和/或；

烟气脱硫添加剂中还包含地沟油、生物柴油、柴油、汽油中的至少一种的其他添加剂。

以上所述添加剂的湿法脱硫方法之一，可以包括以下步骤：

(a)将有机酸、铵盐、表面活性剂、氧化镁活化剂和/或湿润剂、和/或其他添加剂组成的复合烟气脱硫添加剂和水加入氢氧化镁浆液池中，然后搅拌混匀；

(b)将含有复合烟气脱硫添加剂的氢氧化镁浆液喷入吸收塔内，喷淋而下的浆液与逆流而上的含二氧化硫的烟气直接接触，进行吸收反应，反应后的浆液被氧化风机鼓入的空气氧化，待浆液密度合格后排出；

复合脱硫剂能提高脱硫浆液pH缓冲值，有效提高离子浓度，提高脱硫率，提高氢氧化镁的利用率，降低脱硫成本。

第2-3步：烟气脱水、烟气除尘：

烟气从油页岩加热炉尾部排出，经电除尘器进行初步除尘，由引风机送入脱硫吸收塔内；初步除尘后的烟气在脱硫塔内部慢速上升并快速旋转，与上述雾化的氢氧化镁脱硫剂（包含烟气除尘添加剂）形成切向与纵向的交换，烟气中尚未去除的干燥烟尘吸入水份，重量增加，在旋流的作用下被甩向塔壁，被水膜捕捉流至塔底，从而完成除尘；

上述雾化的氢氧化镁脱硫剂包含烟气除尘添加剂，具体包含氢氧化镁60-100重量份，烟气除尘添加剂3-10重量份；液气比为1.0－26.0L/m³。

烟气除尘添加剂的组成是1-30重量份的羧甲基纤维素、45-70重量份的二氧化硅微粉和3-20重量份的聚丙烯酸组成，其余是水。其中二氧化硅微粉的粒度为5－100μm。

羧甲基纤维素可以用羟丙基甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、纤维素取代。

二氧化硅在实际生产中的具体形式包括而不限制于：海砂、河砂、石英砂、玻璃等

聚丙烯酸可以用聚丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸钠、聚２－丙烯酰胺取代。

由此可见按照本发明技术方案的组分和比例制得的烟气除尘添加剂能够有效提高SO₂脱除率。烟气除尘添加剂增加了比表面积，也使得原有的解离裂隙进一步扩大，从而降低了与SO₂反应的表面活性能，加快与SO₂反应的速度，缩短了除尘反应时间。除尘添加剂可提高石灰石SO₂脱除反应活性，缩短反应时间。

第4步：油烟净化：

烟气从油页岩加热炉尾部排出，经过油烟净化器吸附去除烟气中含有的页岩油；所述的油烟净化器采用抽屉式油烟分离除油器，即由壳体和壳体内放置的丝网构成；所述的丝网是利用 φ0.10毫米～φ0.28毫米不锈钢丝编织成而成，并经冲压形成波纹；烟气中的细小油滴经过丝网时，油滴被粘附或吸附下来，附聚、聚结后沿着丝网的交叉点向下运动，同时继续吸附烟气中夹带的油滴，最终流到壳体的底部，被收集后排除。

本发明所公开的油页岩炼油加热炉烟气净化处理工艺，对油页岩加热炉所生成的烟气进行脱硫、脱水、除尘、油烟净化等处理工艺，不仅可有效去除其中的二氧化硫，而且能够去除其中所含有的硫化氢、瓦斯、粉尘、油滴及水分，大大提高了工业废气的净化程度，具有投资省、效率高、净化处理彻底等积极效果。

烟气系统：干馏尾气→除油器→引风机→脱硫塔→烟筒

浆液制备：粉仓→熟化池→氢氧化镁转移泵→新鲜浆液池→新鲜浆液泵→脱硫塔

浆液循环:脱硫塔未完全反应完的浆液→地沟→平油隔流池→循环池→循环泵→脱硫塔

工艺水系统：工艺水池→工艺水泵→脱硫塔（为脱硫塔冲洗、降温）

氧化系统：氧化风机→循环池（将亚硫化物氧化为硫化物）

烟气系统、浆液制备、浆液循环、工艺水系统、氧化系统可以按照本领域的常规技术实施，不限于本发明的具体实施方式。

附图说明

附图部分公开了本发明的具体实施例，其中，

附图1，本发明工艺系统流程示意图；

附图2，脱硫吸收塔结构示意图

附图标记

1. 塔体、2. 进烟口、3. 浆液喷淋层、4. 新鲜浆液添加层、5. 除雾器、6. 渣浆排出口、7烟气出口.。

具体实施方式

如附图1所示，本发明所提供的油页岩炼油加热炉烟气净化处理工艺，其核心部分为脱硫吸收塔，与之配套的有氧化镁浆液制备系统、烟气预处理系统和排放装置。

本发明的脱硫剂的主要成分是氧化镁粉。

本发明的脱硫剂的主要成分优选是采用纯度为90%，细度为250目过筛的氧化镁粉。所述的氧化镁浆液制备系统是由氧化镁粉仓、熟化池、氢氧化镁浆液池构成。根据上述工艺需要，还应该有蒸汽源和浆液泵，这是显而易见的，故不作过多说明。

所述的烟气预处理系统，包括油烟净化器、电除尘器、引风机，自油页岩加热炉至脱硫吸收塔的路径上依次串联布置。

所述的排放装置是指排放净化后烟气的烟囱，以及排放脱硫吸收塔内残余物混合而成的渣浆的渣浆泵。

如附图2所示，脱硫吸收塔包括圆筒状塔体（1），塔体中下部设进烟口（2），中上部设两层浆液喷淋层（3）和一层新鲜浆液添加层（4），塔体上部为除雾器（5），顶端为烟气出口（7），下部为渣浆排出口（6），与渣浆泵连接。

在上述的实施例中，经实验测定，本发明的技术指标如下：

（1）二氧化硫脱除率：

烟气脱硫系统最低脱硫率保证值不低于90%。

（2）烟气除尘率：烟尘排放浓度≤50mg/Nm³。

（3）在正常运行工况下，出口烟气雾滴含量≤75mg/Nm³。

第1步：烟气脱硫，具体实施例1－4

具体实施例1

烟气脱硫：采用氧化镁法脱硫工艺，包括氧化镁浆液制备工艺和脱硫工艺；氧化镁粉由氧化镁粉仓进入熟化池，充入蒸汽和水，经搅拌、熟化形成浓度为20%的新鲜氢氧化镁浆液，通过地沟或管道输送至氢氧化镁浆液池，加入复合烟气脱硫添加剂，将氢氧化镁浆液浓度配置为20%，成为氢氧化镁复合脱硫剂，通过浆液泵送入脱硫吸收塔；脱硫工艺在脱硫吸收塔内进行，脱硫吸收塔包括浆液喷淋层、新鲜浆液添加层，在塔内形成经过雾化的氢氧化镁脱硫剂小液滴；烟气进入脱硫吸收塔后，在惯性作用下螺旋上升，与上述的氢氧化镁脱硫剂小液滴充分接触，在浴式、旋切以及碰撞作用下，烟气中的二氧化硫被吸收；

雾化的氢氧化镁脱硫剂小液滴中包含：氢氧化镁15重量份、复合烟气脱硫添加剂5重量份、其余是水70重量份。液气比为8.0L/m³

复合烟气脱硫添加剂是由乙二酸100重量份、磷酸铵10重量份、十二烷基磺酸钠20重量份、硅酸钾10重量份、二甘醇5重量份组成的。

按照具体实施例1所述的工艺过程进行180t/h油页岩炼油加热炉配套烟气脱硫，脱硫吸收塔入口SO₂浓度为2600mg/Nm³，温度为148℃，进塔pH为5.8，烟气进入脱硫吸收塔后，脱硫率为94.8％。

具体实施例2

雾化的氢氧化镁脱硫剂小液滴中包含：氢氧化镁25重量份、复合烟气脱硫添加剂8重量份、其余是水107重量份。液气比为12.0L/m³

复合烟气脱硫添加剂是由腐殖酸150重量份、碳酸铵10重量份、十二烷基磺酸钠20重量份、硅酸钾10重量份、二甘醇5重量份组成的。

按照具体实施例1所述的工艺过程进行180t/h油页岩炼油加热炉配套烟气脱硫，脱硫吸收塔入口SO₂浓度为2400mg/Nm³，温度为152℃，进塔pH为5.9，烟气进入脱硫吸收塔后，脱硫率为95.2％。

其余步骤同具体实施例1。

具体实施例3

雾化的氢氧化镁脱硫剂小液滴中包含：氢氧化镁22重量份、复合烟气脱硫添加剂9重量份、其余是水101重量份。液气比为10.0L/m³

复合烟气脱硫添加剂是由柠檬酸生产中产生的废液200重量份、磷酸铵2重量份、十四烷基磺基甜菜碱5重量份、碳酸钠10重量份、地沟油100重量份组成的。

按照具体实施例1所述的工艺过程进行180t/h油页岩炼油加热炉配套烟气脱硫，脱硫吸收塔入口SO₂浓度为2450mg/Nm³，温度为153℃，进塔pH为5.7，烟气进入脱硫吸收塔后，脱硫率为93.2％。

其余步骤同具体实施例1。

具体实施例4

雾化的氢氧化镁脱硫剂小液滴中包含：氢氧化镁23重量份、复合烟气脱硫添加剂10重量份、其余是水105重量份。液气比为11.0L/m³

复合烟气脱硫添加剂是由乙酸生产中排放的含醋酸废水150重量份、磷酸铵2重量份、十六烷基三甲基溴化铵6重量份、水玻璃20重量份、生物柴油80重量份组成的。

按照具体实施例1所述的工艺过程进行190t/h油页岩炼油加热炉配套烟气脱硫，脱硫吸收塔入口SO₂浓度为2480mg/Nm³，温度为147℃，进塔pH为5.6，烟气进入脱硫吸收塔后，脱硫率为92.8％。

其余步骤同具体实施例1。

第2-3步：烟气脱水、烟气除尘具体实施例5－6

具体实施例5

烟气除尘：烟气从油页岩加热炉尾部排出，经电除尘器进行初步除尘，由引风机送入脱硫吸收塔内；初步除尘后的烟气在脱硫塔内部慢速上升并快速旋转，与上述雾化的氢氧化镁脱硫剂（包含烟气除尘添加剂）形成切向与纵向的交换，烟气中尚未去除的干燥烟尘吸入水份，重量增加，在旋流的作用下被甩向塔壁，被水膜捕捉流至塔底，从而完成除尘；

上述雾化的氢氧化镁脱硫剂包含烟气除尘添加剂，具体包含氢氧化镁100重量份，烟气除尘添加剂10重量份；液气比为16.0L/m³。

烟气除尘添加剂的组成是20重量份的羧甲基纤维素、60重量份的石英砂微粉和10重量份的聚丙烯酸组成，其余是水。其中二氧化硅微粉的粒度为10μm。

检测粉尘排放为12mg/m³ ，检测SO₂浓度排放为55mg/m³

具体实施例6

烟气除尘添加剂的组成是20重量份的羟丙基甲基纤维素、60重量份的海砂微粉和10重量份的聚丙烯酸钠组成，其余是水。其中海砂微粉的粒度为5μm。

检测粉尘排放为15mg/m3 , 检测SO2浓度排放为62mg/m3

其余步骤同具体实施例6。

第4步：油烟净化，具体实施例7－8

具体实施例7

油烟净化：烟气从油页岩加热炉尾部排出，经过油烟净化器吸附去除烟气中含有的页岩油；所述的油烟净化器采用抽屉式油烟分离除油器，即由壳体和壳体内放置的丝网构成；所述的丝网是利用 φ0.10毫米不锈钢丝编织成而成，并经冲压形成波纹；烟气中的细小油滴经过丝网时，油滴被粘附或吸附下来，附聚、聚结后沿着丝网的交叉点向下运动，同时继续吸附烟气中夹带的油滴，最终流到壳体的底部，被收集后排除。

油烟净化结果

粉尘 19 mg/m³

一氧化碳 60 mg/m³

氮氧化物 130 mg/m³

二氧化硫 40 mg/m³

氯化氢 10 mg/m³

汞 0.02 mg/m³

镉 0.01 mg/m³

铅 0.016 mg/m³

二恶英类 0.01 mg/m³

具体实施例8

油烟净化：烟气从油页岩加热炉尾部排出，经过油烟净化器吸附去除烟气中含有的页岩油；所述的油烟净化器采用抽屉式油烟分离除油器，即由壳体和壳体内放置的丝网构成；所述的丝网是利用 φ0.20毫米不锈钢丝编织成而成，并经冲压形成波纹；烟气中的细小油滴经过丝网时，油滴被粘附或吸附下来，附聚、聚结后沿着丝网的交叉点向下运动，同时继续吸附烟气中夹带的油滴，最终流到壳体的底部，被收集后排除。

油烟净化结果

粉尘 23 mg/m³

一氧化碳 80 mg/m³

氮氧化物 150 mg/m³

二氧化硫 30 mg/m³

氯化氢 15 mg/m³

汞 0.01 mg/m³

镉 0.02 mg/m³

铅 0.012 mg/m³

二恶英类 0.008 mg/m³

Claims

1.一种油页岩炼油加热炉烟气净化处理工艺，其特征在于，包括依次进行油烟净化、烟气除尘、烟气脱硫、烟气脱水；

油烟净化：烟气从油页岩加热炉尾部排出，经过油烟净化器吸附去除烟气中含有的页岩油；所述的油烟净化器采用抽屉式油烟分离除油器，即由壳体和壳体内放置的丝网构成；所述的丝网是利用 φ0.10毫米～φ0.28毫米不锈钢丝编织成而成，并经冲压形成波纹；烟气中的细小油滴经过丝网时，油滴被粘附或吸附下来，附聚、聚结后沿着丝网的交叉点向下运动，同时继续吸附烟气中夹带的油滴，最终流到壳体的底部，被收集后排除；

烟气脱硫：采用氧化镁法脱硫工艺，包括氧化镁浆液制备工艺和脱硫工艺；氧化镁粉由氧化镁粉仓进入熟化池，充入蒸汽和水，经搅拌、熟化形成浓度为15～25%的新鲜氢氧化镁浆液，通过地沟或管道输送至氢氧化镁浆液池，加入复合烟气脱硫添加剂，将氢氧化镁浆液浓度配置为20%，成为氢氧化镁复合脱硫剂，通过浆液泵送入脱硫吸收塔；脱硫工艺在脱硫吸收塔内进行，脱硫吸收塔包括浆液喷淋层、新鲜浆液添加层，在塔内形成经过雾化的氢氧化镁脱硫剂小液滴；烟气进入脱硫吸收塔后，在惯性作用下螺旋上升，与上述的氢氧化镁脱硫剂小液滴充分接触，在浴式、旋切以及碰撞作用下，烟气中的二氧化硫被吸收；

氢氧化镁复合脱硫剂中包含：氢氧化镁5－30重量份、复合烟气脱硫添加剂1－10重量份、其余是水25－200重量份；

复合烟气脱硫添加剂是由50－200重量份有机酸、5－20重量份铵盐、10－50重量份表面活性剂、10－50重量份氧化镁活化剂、和1－10重量份湿润剂而组成的。