CN107648948A - 一种催化裂化烟气除尘脱硫回收亚硫酸钠工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种催化裂化烟气除尘脱硫回收亚硫酸钠工艺。包括除尘系统、脱硫系统、亚硫酸钠回收系统；除尘系统是袋式除尘器1；脱硫系统是脱硫塔3，脱硫塔3包括喷淋层4，喷淋层4上方设有除雾器5、烟囱6；袋式除尘器1通过升压风机2与脱硫塔3连接；亚硫酸钠回收系统包括结晶器7、稠厚器8、离心机10，离心机10之前设置稠厚器8，结晶器7、稠厚器8、离心机10依次通过管道连接；离心机10之后依次连接流化床干燥机11、旋风分离器12；稠厚器8还连接溢流缓冲罐9，溢流缓冲罐9还连接脱硫塔3。本工艺在满足当前环保新标准的同时，对亚硫酸钠的回收率高，所得产品纯度高，同时几乎无废水排放，具有运行成本低，经济及环境效益明显等特点。

Description

一种催化裂化烟气除尘脱硫回收亚硫酸钠工艺
技术领域
本发明属于石油炼制行业催化再生烟气污染防治技术领域，具体涉及一种催化裂化烟气除尘脱硫回收亚硫酸钠系统及方法。
背景技术
催化裂化是石油炼化工业中重油轻质化的主要手段，在石油炼化行业有着非常重要的地位，但其也同时是炼油工业中粉尘、硫化物等污染物的主要排放源。随着我国经济的迅速发展，对轻质油的需求量日益加大，使得我国炼油行业石油加工量日益加大。与此同时，由于高含硫量、重质原油的使用比例逐渐增大，催化裂化生产排放的硫氧化物、粉尘量也逐年增加，从而引起来越来越严重的环境污染问题。
2015年4月16日，国家环境保护部发布了《石油炼制工业污染物排放标准》（GB31570-2015,），与原有标准相比，此标准将SO2排放限值由原来的550mg/m3降低为100mg/m3，并将颗粒物排放限值由原来的120 mg/ m3降低为50 mg/ m3。因此，催化裂化和催化裂解工艺的再生烟气脱硫除尘工作显得尤为重要，开发更加行之有效的除尘脱硫工艺与技术迫在眉睫。
当前，由于石化行业对NaOH的适应性，钠法脱硫如美国杜邦-贝尔格公司的EDV、艾克森美孚公司的WGS和德国的GEA等工艺有着广泛的应用。这些都属于脱硫除尘一体化工艺，浆液中粉尘含量高，需要增设废水处理系统，导致整套工艺较为复杂，运行成本高，且存在高盐废水排放问题待解决，除了环境及社会效益外，没有其他的经济效益。考虑钠法脱硫最终产物—硫酸钠的回收工艺较为复杂，且回收运行成本大于硫酸钠的经济效益，现很多研究与开发都集中在脱硫的直接产物—亚硫酸钠的回收上，主要有如下技术和专利文献公开。
中国专利公开号CN103861426A的专利文献公开了一种烟气脱硫除尘并回收亚硫酸钠的方法，以亚硫酸钠/亚硫酸氢钠混合溶液作为吸收液吸收烟气中的粉尘与SO2，吸收后的浆液在中和罐中中和除去亚硫酸氢钠，使得产品亚硫酸钠纯度较高。但此工艺由于吸收液为亚硫酸钠/亚硫酸氢钠混合溶液，呈酸性，在吸收SO2时的传质推动力小于传统的碱液吸收剂工艺，排放尾气中硫氧化物含量不易达到新的排放标准。
中国专利公开号CN103961995A的专利文献公开了一种燃煤烟气碱法脱硫生产高纯亚硫酸钠和硫酸钠的方法，此工艺采用两级脱硫工艺，硫酸盐留在第一级脱硫液中并得到纯度较高硫酸钠产品。大部分二氧化硫进入第二级脱硫，得到纯度较高的亚硫酸钠产品，并使排放烟气达到排放标准。此工艺由于采用两段脱硫，建设成本较高、碱液消耗量大，投资与运行成本都较高。
中国专利公开号CN104016382A的专利文献公开了一种双碱法，使用氢氧化钠作为吸收剂吸收烟气中的二氧化硫，吸收后的浆液经脱色釜脱色并吸附固体杂质。向吸附后的浆液中加入强还原剂硫代硫酸钠将浆液中的硫酸钠还原为产品亚硫酸钠。此法能得到纯度较高的亚硫酸钠产品，但还原剂硫代硫酸钠的使用大大增加了运行成本。
发明内容
本发明针对目前催化裂化再生烟气除尘脱硫治理工艺运行成本高、脱硫废水处理后直接排放导致资源利用率低及废水处理的经济性等问题，提出一种催化裂化烟气除尘脱硫回收亚硫酸钠系统及方法，实现废水零排放的同时，也增加系统的经济效益。
为实现本发明的目的，本发明的一个方面，提供一种催化裂化烟气除尘脱硫回收亚硫酸钠系统，包括除尘系统、脱硫系统、亚硫酸钠回收系统；除尘系统是袋式除尘器；脱硫系统是脱硫塔，脱硫塔包括喷淋层，喷淋层上方设有除雾器、烟囱；袋式除尘器通过升压风机与脱硫塔连接；亚硫酸钠回收系统包括结晶器、稠厚器、离心机，离心机之前设置稠厚器，结晶器、稠厚器、离心机依次通过管道连接；离心机之后依次连接流化床干燥机、旋风分离器；稠厚器还连接溢流缓冲罐，溢流缓冲罐还连接脱硫塔3。
本发明的另一个方面，提供一种催化裂化烟气除尘脱硫回收亚硫酸钠方法，具体工艺流程步骤如下：
S1：经余热锅炉利用后的催化裂化再生烟气，进入袋式除尘器，除去烟气中的粉尘后进入脱硫系统；附着在滤袋上的粉尘经脉冲清灰装置清除后落入灰斗，收集后与催化裂化装置区的废催化剂一并处理；
S2：除尘后的烟气经升压风机进入脱硫塔，与从喷淋层雾化成液滴的浆液逆向接触，脱去烟气中的SO2，然后经除雾器除雾后由烟囱排放；
S3：脱硫浆液通过泵打入亚硫酸钠回收系统中的结晶器中进行蒸发结晶，待析出亚硫酸钠晶体后自流至稠厚器中进行液固预分离；
S4： 稠厚器中分离后的上清液进入溢流缓冲罐，同时在溢流缓冲罐中加入微量抗氧化剂，随后浆液分两路，一路回脱硫塔中，一路回稠厚器中；
S5：稠厚器下层浓浆进入离心机中分离固液两相，固相输送至流化床干燥机，在冷热空气下进行干燥处理，得到亚硫酸钠晶体，然后包装成品出售。
根据本发明实施例，所述步骤S2，脱硫塔中脱硫剂为NaOH溶液，由脱硫塔（3）底部经泵打入。
根据本发明实施例，所述步骤S3，根据结晶器中pH值，加入适量NaOH溶液中和浆液中的亚硫酸氢钠。
根据本发明实施例，所述步骤S3，蒸发结晶是搅拌蒸发结晶。
根据本发明实施例，所述步骤S4，抗氧化剂是对苯二酚。
采用本工艺，袋式除尘器出口烟气中粉尘浓度小于或等于20mg/m3；稠厚器下层浓浆的固含量约为30%；经离心机脱水后的亚硫酸钠，其含水量约为3%-10%，一般是5%。
所述离心机之前设置了稠厚器，作为液固的预分离过程。
所述从稠厚器出来的上清液，进入浆液缓冲罐中与抗氧化剂混合，并分别进入脱硫系统和后续回收系统，同时，根据两系统中的浆液量来控制两路的流量，以提高抗氧化剂的利用率。
所述抗氧化剂对苯二酚及其与氧气反应生成的对苯醌均为易挥发物质，在流化床干燥机热风作用下可挥发。
本发明的有益效果是：（1）本工艺的除尘、脱硫效率高，能满足2015年新环保标准中50mg/m3的颗粒物排放值和100mg/m3的硫氧化物排放值要求；（2）采用干法除尘+钠法脱硫+亚硫酸钠回收等组合工艺，回收的亚硫酸钠产品具有一定的经济效益，同时基本实现废水的零排放，且工艺简单，运行成本低；（3）通过干法袋式除尘器，将进入脱硫系统的烟气粉尘含量控制在20mg/Nm3以内，大大降低了亚硫酸钠回收浆液中的粉尘含量，有效提高了亚硫酸钠的纯度；（4）抗氧化剂的加入，有效抑制了亚硫酸钠的氧化反应，提高了亚硫酸钠产品的纯度和回收率；（5）选用有机物对二苯酚作为氧化剂，在流化床干燥机中热空气的作用下，对二苯酚和氧化生成的对苯醌很容易挥发，避免了引入杂质的问题。
附图说明
图1为一种催化裂化烟气除尘脱硫回收亚硫酸钠工艺流程图。
图中：1—袋式除尘器；2—升压风机；3—脱硫塔；4—喷淋层；5—除雾器；6—烟囱；7—结晶器；8—稠厚器；9—溢流缓冲罐；10—离心机；11—流化床干燥机；12—旋风分离器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
如图1所示，一种催化裂化烟气除尘脱硫回收亚硫酸钠系统，包括除尘系统、脱硫系统、亚硫酸钠回收系统；除尘系统是袋式除尘器1；脱硫系统是脱硫塔3，脱硫塔3包括喷淋层4，喷淋层4上方设有除雾器5、烟囱6；袋式除尘器1通过升压风机2与脱硫塔3连接；亚硫酸钠回收系统包括结晶器7、稠厚器8、离心机10，离心机10之前设置稠厚器8，结晶器7、稠厚器8、离心机10依次通过管道连接；离心机10之后依次连接流化床干燥机11、旋风分离器12；稠厚器8还连接溢流缓冲罐9，溢流缓冲罐9还连接脱硫塔3。
一种催化裂化烟气除尘脱硫回收亚硫酸钠方法，具体工艺流程如下。
S1：经余热锅炉利用后的催化裂化再生烟气，烟温约为150-180°C，进入袋式除尘器1，除去烟气中的粉尘后进入脱硫系统。附着在滤袋上的粉尘经脉冲清灰装置清除后落入灰斗， 收集后与催化裂化装置区的废催化剂一并处理。
S2：除尘后的烟气经升压风机2进入脱硫塔3，与从喷淋层4雾化成液滴的浆液逆向接触，脱去烟气中的SO2，然后经除雾器5除雾后由烟囱6排放；脱硫剂为NaOH溶液，由塔底经泵打入。
S3：脱硫浆液通过泵打入亚硫酸钠回收系统中的结晶器7中进行蒸发结晶，同时根据结晶器中pH值，加入适量的NaOH溶液中和浆液中的亚硫酸氢钠，待析出亚硫酸钠晶体后自流至稠厚器8中进行液固预分离。
S4：稠厚器8中分离后的上清液进入溢流缓冲罐9，同时在罐中加入微量抗氧化剂，随后浆液分两路，一路回脱硫塔3中，一路回稠厚器8中。
S5：稠厚器8下层浓浆进入离心机10中分离固液两相，固相输送至流化床干燥机11，在冷热空气下进行干燥处理，得到亚硫酸钠晶体，然后包装成品出售。
本发明所涉及的系统，在满足当前环保新标准的同时，对亚硫酸钠的回收率高，所得产品纯度高，经济效益显著，同时几乎无废水排放，工艺简单，具有运行成本低，经济及环境效益明显等特点。
以上结合附图描述的实施方案仅为本发明的优选方案，本发明不限于上述方案中的具体细节，任何在本发明的思想和原则下所作的任何修改、替换，均在本发明的保护范围内。该发明同样适用于催化裂解再生烟气烟气净化，该发明也适用于甲醇制烯烃（MTO）工艺催化再生烟气净化。

Claims (6)

1.一种催化裂化烟气除尘脱硫回收亚硫酸钠系统，其特征在于包括除尘系统、脱硫系统、亚硫酸钠回收系统；除尘系统是袋式除尘器（1）；脱硫系统是脱硫塔（3），脱硫塔（3）包括喷淋层（4），喷淋层（4）上方设有除雾器（5）、烟囱（6）；袋式除尘器（1）通过升压风机（2）与脱硫塔（3）连接；亚硫酸钠回收系统包括结晶器（7）、稠厚器（8）、离心机（10），离心机（10）之前设置稠厚器（8），结晶器（7）、稠厚器（8）、离心机（10）依次通过管道连接；离心机（10）之后依次连接流化床干燥机（11）、旋风分离器（12）；稠厚器（8）还连接溢流缓冲罐（9），溢流缓冲罐（9）还连接脱硫塔（3）。
2.采用权利要1所述系统的一种催化裂化烟气除尘脱硫回收亚硫酸钠方法，其特征在于具体工艺流程步骤如下：
S1：经余热锅炉利用后的催化裂化再生烟气，进入袋式除尘器（1），除去烟气中的粉尘后进入脱硫系统；附着在滤袋上的粉尘经脉冲清灰装置清除后落入灰斗，收集后与催化裂化装置区的废催化剂一并处理；
S2：除尘后的烟气经升压风机（2）进入脱硫塔（3），与从喷淋层（4）雾化成液滴的浆液逆向接触，脱去烟气中的SO2，然后经除雾器（5）除雾后由烟囱（6）排放；
S3：脱硫浆液通过泵打入亚硫酸钠回收系统中的结晶器（7）中进行蒸发结晶，待析出亚硫酸钠晶体后自流至稠厚器（8）中进行液固预分离；
S4： 稠厚器（8）中分离后的上清液进入溢流缓冲罐（9），同时在溢流缓冲罐（9）中加入微量抗氧化剂，随后浆液分两路，一路回脱硫塔（3）中，一路回稠厚器（8）中；
S5：稠厚器（8）下层浓浆进入离心机（10）中分离固液两相，固相输送至流化床干燥机（11），在冷热空气下进行干燥处理，得到亚硫酸钠晶体，然后包装成品出售。
3.根据权利要求2所述的一种催化裂化烟气除尘脱硫回收亚硫酸钠方法，其特征在于所述步骤S2，脱硫塔（3）中脱硫剂为NaOH溶液，由脱硫塔（3）底部经泵打入。
4.根据权利要求2所述的一种催化裂化烟气除尘脱硫回收亚硫酸钠方法，其特征在于所述步骤S3，根据结晶器（7）中pH值，加入适量NaOH溶液中和浆液中的亚硫酸氢钠。
5.根据权利要求2所述的一种催化裂化烟气除尘脱硫回收亚硫酸钠方法，其特征在于所述步骤S3，蒸发结晶是搅拌蒸发结晶。
6.根据权利要求2所述的一种催化裂化烟气除尘脱硫回收亚硫酸钠方法，其特征在于所述步骤S4，抗氧化剂是对苯二酚。
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