CN108261870A - 一种炼油高温烟气的脱硫装置及其脱硫方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种炼油高温烟气的脱硫装置，主要包括降温洗涤装置、吸收装置和循环泵，所述降温洗涤装置安装在吸收装置的入口处，所述吸收装置从上至下依次设有除雾区、吸收区、氧化区，所述循环泵的进液管道接入到氧化区内，所述循环泵的出液管道接入到吸收区内，所述吸收装置顶端设有排烟口。本发明的炼油高温烟气的脱硫装置适用180‑300℃，在烟道上加了洗涤降温装置，可以瞬间降温，保护了后段吸收装置正常运行，液碱(NaOH)脱硫，可以避免氨法脱硫在温度稍高时出现的气溶胶现象，也避免在此温度区间钙法脱硫运行时出现的石膏雨现象，没有二次污染。

Description

一种炼油高温烟气的脱硫装置及其脱硫方法
技术领域
本发明属于烟气脱硫技术领域，具体涉及一种炼油高温烟气的脱硫装置及其脱硫方法。
背景技术
随着环保行业的发展，环保要求的提高，继电力行业及工业自备电厂锅炉脱硫后，其它工业废气也要求净化，尤其是炼油厂的催化裂化装置高温烟气，气量小，温度高，含水量大，粉尘高(催化剂粉尘)。且很多是已建成多年的生产线，预留场地比较小，一般的湿法脱硫不适用(石灰石和氨法)。
据统计，催化裂化装置烟气量小，50000-100000Nm3/h，烟气温度高180℃-300℃，含水量高10-15％，催化剂粉尘高200-500mg/Nm3。常规烟气参数：烟气量200000-600000Nm3/h，烟气温度：120-150℃，粉尘含量：10-30mg/Nm3，含水份5-7％。一般常规的吸收装置脱硫塔无法承受高温烟气，且因为粉尘高，脱硫后粉尘进入脱硫系统，钙法脱硫会造成系统堵塞，因为温度高，脱硫后温度65℃左右，氨法脱硫还有氨逃逸问题。
发明内容
本发明的目的正是为了解决上述问题，而提出的一种炼油高温烟气的脱硫装置及其脱硫方法，炼油高温烟气的脱硫装置适用180-300℃，在烟道上加了洗涤降温装置，可以瞬间降温，保护了后段吸收装置正常运行，液碱(NaOH)脱硫，可以避免氨法脱硫在温度稍高时出现的气溶胶现象，也避免在此温度区间钙法脱硫运行时出现的石膏雨现象，没有二次污染。
本发明提供了一种炼油高温烟气的脱硫装置，主要包括降温洗涤装置、吸收装置和循环泵，所述降温洗涤装置安装在吸收装置的入口处，所述吸收装置从上至下依次设有除雾区、吸收区、氧化区，所述循环泵的进液管道接入到氧化区内，所述循环泵的出液管道接入到吸收区内，所述吸收装置顶端设有排烟口。
作为优选手段，所述降温洗涤装置包括前扩大管段、直管段和后扩大管段，所述直管段设置在前扩大管段和后扩大管段之间，所述前扩大管段、直管段和后扩大管段之间连接为可拆卸连接，所述直管段内设有喷水降温喷嘴。前扩大管与直管段相接的一端的管径是逐渐变小的，而后扩大管段与直管段相接部分向后的管径是逐渐变大，前扩大管实际作用是收缩管，长度小于后扩大管，烟气从烟道进入前扩大管就瞬间加速，然后高速烟气在直管段遇到工艺水，两者瞬间撞击变为水雾进行高效的传质传热，实现烟气的降温除尘，而后扩大管段长点，烟道阻力会相对小，流进吸收装置内的速度变慢。
作为进一步地优选手段，所述喷水降温喷嘴设置1-2层，所述喷水降温喷嘴包括环状管道以及设置在环状管道上一周布置的喷嘴。
作为进一步地优选手段，所述吸收区设置三层喷淋吸收层，所述喷淋吸收层上设有若干向下喷出的喷淋口。
作为进一步地优选手段，所述出液管道上设有液碱加入口。
作为进一步地优选手段，所述吸收区设置三层喷淋吸收层，所述喷淋吸收层上设有一排向下喷出的喷淋口。
作为进一步地优选手段，所述出液管道上设有液碱加入口，所述氧化区内设有排气管道，所述排气管道部分留置在吸收装置外，排气管道留置在吸收装置内的部分上设有一排向上喷气的直排烟囱。
一种炼油高温烟气的脱硫方法，具体步骤如下：
1)烟气的降温洗涤：将炼油高温烟气依次通入前扩大管段、直管段、后扩大管段，所述直管段内设有喷水降温喷嘴，将工艺水通过喷水降温喷嘴喷入到直管段内，喷出的工艺水与炼油高温烟气混合，炼油高温烟气被工艺水降温洗涤后流入到吸收装置内，洗涤降温后的烟气为饱和烟气；
2)二氧化硫的吸收：饱和烟气从吸收装置中下部流进，饱和烟气向上流动经过吸收区，循环泵将脱硫剂泵入到吸收区内并向下喷淋，脱硫剂与二氧化硫反应生成物流入到吸收装置内的氧化区，饱和烟气经过脱硫和除去烟尘后再经过吸收装置上层的除雾层除雾后形成净烟气排出吸收装置；
3)脱硫剂与二氧化硫反应的生成物氧化：往氧化区内的液体内通入空气，空气内的氧气氧化生成物，氧化后的生成物浓度达到5-6％时排出吸收装置。
作为优选手段，所述的脱硫剂为液碱，质量浓度为10-30％，生成物为亚硫酸钠，氧化后的生成物为硫酸钠。
本发明的有益效果：1、炼油高温烟气的脱硫装置适用180-300℃，在烟道上加了洗涤降温装置，可以瞬间降温，保护了后段吸收装置正常运行；2、降温洗涤装置可在脱硫之前先除去大部分的尘，防止运行中吸收装置堵塞，确保吸收装置运行正常，同时也能确保烟气经过吸收装置二次除尘后达标排放；3、液碱脱硫，可以避免氨法脱硫在温度稍高时(塔内运行温度55-65℃)出现的气溶胶现象，也避免在此温度区间钙法脱硫运行时出现的石膏雨现象，没有二次污染；4、净化后排出的烟气含尘浓度18mg/Nm3，二氧化硫浓度50mg/Nm3，而标准值要求：烟尘浓度≤20mg/Nm3，二氧化硫浓度≤100mg/Nm3，排出的烟气明显达到标准，且脱硫效果比标准要求的效果好。
附图说明
图1为本发明提出的一种炼油高温烟气的脱硫装置的结构示意图。
图2为本发明提出的喷水降温喷嘴的结构示意图。
图中：1、降温洗涤装置；2、前扩大管段；3、喷水降温喷嘴；31、环状管道；32、喷嘴；4、直管段；5、后扩大管段；6、吸收装置；7、氧化区；8、循环泵；9、吸收区；10、除雾区；11、烟气；12、工艺水；13、空气；14、液碱；15、净烟气。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
本发明的一种炼油高温烟气的脱硫装置，主要包括降温洗涤装置1、吸收装置6和循环泵8，所述降温洗涤装置1安装在吸收装置6的入口处，所述吸收装置6从上至下依次设有除雾区10、吸收区9、氧化区7，所述循环泵8的进液管道接入到氧化区7内，所述循环泵8的出液管道接入到吸收区9内，所述吸收装置6顶端设有排烟口。除雾区10为平板式除雾器或屋脊式除雾器。
所述降温洗涤装置1包括前扩大管段2、直管段4和后扩大管段5，所述直管段4设置在前扩大管段2和后扩大管段5之间，所述前扩大管段2、直管段4和后扩大管段5之间连接为可拆卸连接，所述直管段4内设有喷水降温喷嘴3。前扩大管2与直管段4相接的一端的管径是逐渐变小的，前扩大管2的A端(图1)的倾斜角度与前扩大管2中线成30度角，而后扩大管段2与直管段4相接部分向后的管径是逐渐变大，后扩大管段5的B端(图1)与后扩大管段5中线成20度角，后扩大管段5是前扩大管段2直径的1.5-2倍，前扩大管段2实际作用是收缩管，长度小于后扩大管，烟气从烟道进入前扩大管段2就瞬间加速，然后高速烟气在直管段4遇到工艺水(工业生产用水)，两者瞬间撞击变为水雾进行高效的传质传热，实现烟气的降温除尘，而后扩大管段5长点，烟道阻力会相对小，流进吸收装置6内的速度变慢。
所述喷水降温喷嘴3设置2层，所述喷水降温喷嘴3包括环状管道以及设置在环状管道31上一周布置的喷嘴32。
所述吸收区9设置三层喷淋吸收层，所述喷淋吸收层上设有一排向下喷出的喷淋口。所述出液管道上设有液碱加入口14。
所述氧化区7内设有排气管道，所述排气管道部分留置在吸收装置6外，排气管道留置在吸收装置6内的部分上设有一排向上喷气的直排烟囱。
一种炼油高温烟气的脱硫方法，具体步骤如下：
1)烟气的降温洗涤：将炼油高温烟气依次通入前扩大管段、直管段、后扩大管段，所述直管段内设有喷水降温喷嘴，将工艺水通过喷水降温喷嘴喷入到直管段内，喷出的工艺水与炼油高温烟气混合，炼油高温烟气被工艺水降温洗涤后流入到吸收装置内，洗涤降温后的烟气为饱和烟气；
2)二氧化硫的吸收：饱和烟气从吸收装置中下部流进，饱和烟气向上流动经过吸收区，循环泵将液碱泵入到吸收区内并向下喷淋，液碱与二氧化硫反应生成亚硫酸钠流入到吸收装置内的氧化区，饱和烟气经过脱硫和除去烟尘后再经过吸收装置上层的除雾层除雾后形成净烟气排出吸收装置；
3)亚硫酸钠的氧化：往氧化区内的液体内通入空气，空气内的氧气氧化亚硫酸钠，氧化后的亚硫酸钠浓度达到5-6％时排出吸收装置。
洗涤降温装置1作用：把300℃左右的烟气降到150℃以下，同时大量粉尘在此洗涤除去，烟气粉尘除尘率达到90％，能降到50mg/Nm3以下，进入脱硫吸收装置6。
吸收装置6作用：在此装置内完成二氧化硫的吸收。经过洗涤降温后的烟气为饱和烟气，因为场地限制，钙法、氨法的原料储存单元及后面的脱硫副产物处理单元，占地面积均比较大，在老装置现场面积受限的情况下，采用液碱为脱硫剂，占地面积小，且吸收效率高，没有副反应及可逆反应等。吸收产物为稀硫酸钠溶液，溶于水，无新的沉淀生成，可以直接排放至业主水处理系统。
吸收装置6为空塔结构，自上而下分为三个部分：由除雾区10、吸收喷淋区9、氧化区7组成，原烟气11从中下部进入，进入吸收喷淋区9与上部喷入的碱液逆流接触反应，吸收二氧化硫后，继续向上进入除雾区10，除去雾滴后成为净烟气15达标排放，吸收液14NaOH从塔上部与循环液一起加入，在塔内循环反应，循环由循环泵8完成，落到塔底的氧化区7进行氧化，由亚硫酸钠氧化为硫酸钠排出系统外。
实施例
炼油高温烟气11(烟气量68000Nm3/h，温度：250℃，含尘：500mg/Nm3，二氧化硫2000mg/Nm3，含水15％)用此装置进行脱硫，脱硫剂为液碱，质量浓度为30％，高温烟气11沿箭头方向经过降温洗涤装置1，在直管段4内布置二层喷嘴3，通过喷嘴3喷入工艺水12，烟气温度降到140℃，含尘降到50mg/Nm3，然后从吸收装置脱硫塔6中部进入，在塔内经过含有液碱的吸收剂的循环吸收，根据二氧化硫的浓度在塔内布置3层喷淋吸收层(9a、9b、9c)，液气比取4l/m3，烟气从下往上走，与吸收液从上往下形成逆流接触，吸收了二氧化硫及剩余的部分粉尘后，再经过塔上层的除雾层10，除去雾滴后，变成净烟气15达标排放；而液碱14(NaOH)从上部由循环泵8打入，经过喷淋层吸收了二氧化硫后成为亚硫酸钠(Na2SO3)，进入塔底部的氧化区7，通入空气13进行氧化，氧化后成为硫酸钠(Na2SO4)，吸收液循环喷淋，硫酸钠(Na2SO4)浓度控制在5-6％排出系统。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
本发明不限于以上对实施例的描述，本领域技术人员根据本发明揭示的内容，在本发明基础上不必经过创造性劳动所进行的改进和修改，都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种炼油高温烟气的脱硫装置，其特征在于：主要包括降温洗涤装置(1)、吸收装置(6)和循环泵(8)，所述降温洗涤装置(1)安装在吸收装置(6)的入口处，所述吸收装置(6)从上至下依次设有除雾区(10)、吸收区(9)、氧化区(7)，所述循环泵(8)的进液管道接入到氧化区(7)内，所述循环泵(8)的出液管道接入到吸收区(9)内，所述吸收装置(6)顶端设有排烟口。
2.根据权利要求1所述的一种炼油高温烟气的脱硫装置，其特征在于：所述降温洗涤装置(1)包括前扩大管段(2)、直管段(4)和后扩大管段(5)，所述直管段(4)设置在前扩大管段(2)和后扩大管段(5)之间，所述前扩大管段(2)、直管段(4)和后扩大管段(5)之间连接为可拆卸连接，所述直管段(4)内设有喷水降温喷嘴(3)。
3.根据权利要求2所述的一种炼油高温烟气的脱硫装置，其特征在于：所述喷水降温喷嘴(3)设置1-2层，所述喷水降温喷嘴(3)包括环状管道以及设置在环状管道(31)上一周布置的喷嘴(32)。
4.根据权利要求1所述的一种炼油高温烟气的脱硫装置，其特征在于：所述吸收区(9)设置三层喷淋吸收层，所述喷淋吸收层上设有若干向下喷出的喷淋口。
5.根据权利要求1所述的一种炼油高温烟气的脱硫装置，其特征在于：所述出液管道上设有液碱加入口(14)。
6.根据权利要求1所述的一种炼油高温烟气的脱硫装置，其特征在于：所述氧化区(7)内设有排气管道，所述排气管道部分留置在吸收装置(6)外，排气管道留置在吸收装置(6)内的部分上设有一排向上喷气的直排烟囱。
7.一种炼油高温烟气的脱硫方法，其特征在于：具体步骤如下：
1)烟气的降温洗涤：将炼油高温烟气(11)依次通入前扩大管段(2)、直管段(4)、后扩大管段(5)，所述直管段(4)内设有喷水降温喷嘴(3)，将工艺水(12)通过喷水降温喷嘴(3)喷入到直管段(4)内，喷出的工艺水(12)与炼油高温烟气(11)混合，炼油高温烟气(11)被工艺水(12)降温洗涤后流入到吸收装置(6)内，洗涤降温后的烟气为饱和烟气；
2)二氧化硫的吸收：饱和烟气从吸收装置(6)中下部流进，饱和烟气向上流动经过吸收区(9)，循环泵(8)将脱硫剂泵入到吸收区(9)内并向下喷淋，脱硫剂与二氧化硫反应生成物流入到吸收装置(6)内的氧化区(7)，饱和烟气经过脱硫和除去烟尘后再经过吸收装置(6)上层的除雾层(10)除雾后形成净烟气(15)排出吸收装置(6)；
3)脱硫剂与二氧化硫反应的生成物氧化：往氧化区(7)内的液体内通入空气(13)，空气(13)内的氧气氧化生成物，氧化后的生成物浓度达到5-6％时排出吸收装置(6)。
8.根据权利要求7所述的一种炼油高温烟气的脱硫方法，其特征在于：所述的脱硫剂为液碱，质量浓度为10-30％，生成物为亚硫酸钠，氧化后的生成物为硫酸钠。
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