CN105126607B - 一种催化裂化再生烟气的脱硝方法及装置 - Google Patents

一种催化裂化再生烟气的脱硝方法及装置 Download PDF

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本发明公开一种利用炭材料净化石油催化裂化再生烟气的脱硝方法及装置。本发明添加浸润了锰酸盐的含碳物质作为脱硝剂，脱硝剂既是氮氧化物的还原剂也是催化烟气中一氧化碳还原氮氧化物的催化剂。反应器组由两个以上反应器并联，反应器的侧面设置烟气进口，炭加料口和卸灰口分别在反应器的顶部和底部。本发明充分利用了催化裂化再生烟气温度高、含氧量低、一氧化碳浓度高的特点，也适应气量大的特征，脱硝效果好、运行成本低，不受烟气杂质影响，无二次污染，属于环境保护领域。

Description

一种催化裂化再生烟气的脱硝方法及装置
技术领域
本发明涉及一种催化裂化再生烟气脱硝的新方法及装置，属于环境保护领域。
背景技术
催化裂化是重要的石油加工过程，催化裂化催化剂在反应器和再生器之间循环，催化剂离开反应器时通常会粘附3%~10%的焦炭，须在再生器内氧化烧去以恢复催化活性。沉积在催化剂上的焦炭中往往会含有硫和氮，烧焦过程会释放成分负复杂的废气，通常含1%~10%CO、300~6000mg/Nm3SOx、50~500 mg/Nm3NOx、 150~300 mg/Nm3粉尘，O2通常低于1%，此外还可能含有少量焦油等挥发性有机物。再生烟气温度通常在600℃~700℃，烟气热能通常经过烟气轮机发电后再进入余热锅炉发生蒸汽回收热能。
由于催化裂化再生烟气成分复杂且成分随催化的油品成分变化很大，烟气脱硝难度不小，缺乏技术、经济性能都好的脱硝方法。目前用于催化裂化再生烟气前端脱硝的方法如改变再生器结构、调控再生条件、添加脱硝剂等等，脱硝效果均不够理想，更多的关注仍在于再生后的烟气脱硝。关注最多的是氨选择性催化还原法（简称SCR），该法用氨或者尿素做氮氧化物还原剂，在组分为V、W、Ti的催化剂作用下，350~400℃将氮氧化物转化为N2，该法脱硝效果很好，但存在投资大，占地大等问题，而且该工艺需要加入氨，在烟气中通常都有充足的氧，最终的产品是水和氮，当然有部分氨会残留在烟气中。烟气中的SO2会被SCR催化剂转化为SO3，并能与氨反应，生成硫酸铵和硫酸氢铵，这有可能会引起下游装置的堵塞，并且会产生颗粒物。SCR的另一个缺点是采用了结构性催化剂载体，这类载体对烟气中的颗粒物和焦油等非常敏感。还有个常用的方法为选择性非催化还原，简称SNCR，该法也是用氨或尿素做还原剂，将氨或尿素溶液喷射到锅炉炉膛上部850~950℃的温度区间，将氮氧化物还原为N2，该法投资不大，但脱硝效率很低，通常在50%~60%之间，该法最大的问题在于反应的有效温度窗口很窄，通常在50~100℃，温度低于850℃时，脱硝效率很低，高于950℃后，喷入的氨或尿素又会氧化生成氮氧化物。SNCR法脱硝显然不适宜催化裂化再生烟气脱硝。另外一类关注较多的氧化后再还原的湿式脱硝法，脱硝效果良好，但氧化剂臭氧、次氯酸钠、高锰酸钾等的消耗很高，大多无法承受。开发投资小、效果好的脱硝新方法，对催化裂化再生烟气脱硝意义重大。
发明内容
本发明提供了一种催化裂化再生烟气的脱硝方法及装置。
本发明的技术方案为：
一种催化裂化再生烟气的脱硝方法，其特征在于，烟气在移动床反应器进行脱硝，所述移动床反应器中添加浸润了质量分数为0.01%~5%的锰酸盐的炭材料作为脱硝剂，该脱硝剂既是氮氧化物的还原剂也是催化烟气中一氧化碳还原氮氧化物的催化剂。
进一步，所述的炭材料为焦炭、活性焦或木屑。
进一步，所述的锰酸盐指锰酸的碱金属盐、碱土金属盐或铁盐。
进一步，所述的移动床反应器由两个以上反应器并联，反应器的侧面设置烟气进口，炭加料口和卸灰口分别在反应器的顶部和底部。
进一步，所述的移动床反应器，烟气流经的反应床层厚度0.8到2.0米，断面气速0.01米/秒到1.2米/秒。
本发明的装置，包括移动床反应器，移动床反应器由两个以上的反应器并联组成，移动床反应器的顶部设置炭加料斗，移动床反应器的底部设置卸灰斗，移动床反应器前方设置烟气出口，移动床反应器侧面设置烟气进口。
进一步，所述移动床反应器的后方也设置烟气出口。
本发明的有益效果在于：
本发明的脱硝方法和装置充分利用了催化裂化再生烟气温度高、含氧量低、一氧化碳浓度高的特点，也适应气量大的特征，脱硝效果好、运行成本低，不受烟气杂质影响，无二次污染。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图：两个反应器并联时。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对于本发明作进一步说明，但本发明并不限于此。
如图1所示，本发明的装置，包括移动床反应器1，移动床反应器1由两个反应器并联组成，移动床反应器1的顶部设置炭加料斗2，移动床反应器1的底部设置卸灰斗3，移动床反应器1侧面设置第一烟气进口4和第二烟气进口5，移动床反应器1前方设置第一烟气出口6，移动床反应器1后方设置第二烟气出口7。
实施例1
模拟烟气温度600℃，NO浓度500mg/Nm3，CO浓度2%，O2浓度1%，烟气量100Nm3/h，将模拟烟气通过第一烟气进口4和第二烟气进口5进入移动床反应器1，移动床反应器1中以浸渍了质量分数为0.01%锰酸钾的焦炭作为脱硝剂，炭层厚度0.8米，断面气速0.2米/秒，脱硝处理后的烟气从第一烟气出口6和第二烟气出口7流出，经计算得到脱硝效率88.4%。
实施例2
模拟烟气温度600℃，NO浓度400mg/Nm3，CO浓度3%，O2浓度1%，烟气量100Nm3/h，将模拟烟气通过第一烟气进口4和第二烟气进口5进入移动床反应器1，移动床反应器1中以浸渍了质量分数为0.02%锰酸镁的焦炭作为脱硝剂，炭层厚度1.0米，断面气速0.4米/秒，脱硝处理后的烟气从第一烟气出口6和第二烟气出口7流出，经计算得到脱硝效率90.4%。
实施例3
模拟烟气温度700℃，NO浓度500mg/Nm3，CO浓度2%，O2浓度1%，烟气量100Nm3/h，将模拟烟气通过第一烟气进口4和第二烟气进口5进入移动床反应器1，移动床反应器1中以浸渍了0.05%锰酸钾的活性焦作为脱硝剂，炭层厚度1.0米，断面气速0.4米/秒，脱硝处理后的烟气从第一烟气出口7和第二烟气出口6流出，经计算得到脱硝效率90.8%。
实施例4
模拟烟气温度700℃，NO浓度400mg/Nm3，CO浓度2%，O2浓度1%，烟气量100Nm3/h，将模拟烟气通过第一烟气进口4和第二烟气进口5进入移动床反应器1，移动床反应器1中以浸渍了0.1%锰酸铁的木屑作为脱硝剂，炭层厚度0.8米，断面气速0.3米/秒，脱硝处理后的烟气从第一烟气出口6和第二烟气出口7流出，经计算得到脱硝效率92.8%。

Claims (4)

1.一种催化裂化再生烟气的脱硝方法，其特征在于：烟气在移动床反应器进行脱硝，烟气温度为600~700℃，所述移动床反应器中添加浸润了质量分数为0.01%~5%的锰酸钾、锰酸镁或锰酸铁的炭材料或木屑作为脱硝剂。
2.根据权利要求1所述的催化裂化再生烟气的脱硝方法，其特征在于：所述的炭材料为焦炭或活性焦。
3.根据权利要求1或2所述的催化裂化再生烟气的脱硝方法，其特征在于：所述的移动床反应器由两个以上反应器并联，反应器的侧面设置烟气进口，反应器的顶部和底部分别设置炭加料斗和卸灰斗。
4.根据权利要求1或2所述的催化裂化再生烟气的脱硝方法，其特征在于：所述的移动床反应器，烟气流经的反应床层厚度0.8到2.0米，断面气速0.01米/秒到1.2米/秒。
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