CN110339657A - 一种催化裂化再生烟气干法净化工艺及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于活性焦移动床干法烟气净化领域，具体涉及一种催化裂化再生烟气干法净化工艺及装置。该工艺包括：待净化再生烟气通过电除尘器除尘后，经过调质降温，然后进入活性焦吸附塔进行处理，处理后的烟气经布袋除尘器除尘，得到净烟气。采用本发明的工艺和装置可同时对催化裂化再生烟气进行脱硫、脱硝、除尘及脱除VOCs等多种污染物，净化后烟气中的SO2含量不高于20mg/Nm3，NOx含量不高于20mg/Nm3，粉尘含量不高于5mg/Nm3，SO3含量不高于1mg/Nm3，净化效果很好。

Description

一种催化裂化再生烟气干法净化工艺及装置
技术领域
本发明属于活性焦移动床干法烟气净化领域，具体涉及一种催化裂化再生烟气干法净化工艺及装置。
背景技术
催化裂化装置再生烟气净化主要包括脱硝、脱硫、除尘等方面。目前，烟气脱硝以还原法为主，其脱硝效率高，不存在二次污染，是脱硝的主要工艺。催化裂化装置再生烟气脱硫以湿法工艺为主，其中主要为钠法，其SO2脱除效率可达99％以上，且脱硫剂的利用率高，但由于再生烟气中SO3含量较高，SO3在湿法工艺下脱除率仅20％～30％，所以湿法工艺容易带来腐蚀严重、脱硫外排废水量大且处理难度大、烟羽拖尾等问题，且湿法工艺对烟气中多污染物协同治理、同时去除能力较差。随着环保要求的不断提高及烟气净化技术的持续进步，多污染物同时去除、硫资源的可回收利用、低水耗、低二次污染物等环境友好的技术将备受关注。
活性焦干法净化技术于20世纪80年代开始工业应用，随着环保要求的日益提高，该技术由于具有脱硫效率高、多污染物同时脱除、反应不耗水、无废水废渣排放、系统设备无腐蚀问题等突出优势，引起越来越多的重视。活性焦干法净化工艺主要依托于吸附塔和再生塔。在吸附塔内，烟气通过活性焦床层时其中的SO2被活性焦吸附捕集，同时在活性焦表面官能团的催化作用下转化为H2SO4并被储存在活性焦的空隙结构内，以实现脱硫。同时，活性焦还具有催化脱硝的能力，通过在吸附塔入口或塔内喷氨，烟气中的NOx和NH3在活性焦的催化作用下反应生成N2和H2O，以实现脱硝。当活性焦上吸附的SO2达到一定量时，需要将活性焦送至再生塔进行再生。在再生塔内的高温氮气环境下(400～450℃)，活性焦孔隙内的H2SO4被活性焦还原为SO2并随再生尾气排出。经过再生后的活性焦冷却至合适温度后可重新送回至吸附塔使用。
目前活性焦干法净化技术应用日益广泛，在钢铁、有色、电站锅炉上均有成功应用，据文献报道1987年在日本催化裂化装置再生烟气净化上有一套应用报道，但并未具体报道其工艺方案及流程。
专利文献CN104941423A公开了一种催化裂化再生烟气氨法脱硫脱硝除尘方法及装置，将再生烟气依次通过脱硝装置和脱硫除尘装置，采用分步依次脱硝和脱硫，装置复杂，处理流程较长。
针对催化裂化装置的再生烟气，亟需提供一种活性焦干法净化工艺，可以更有效的脱除烟气中的SO2、SO3、NOx，以及颗粒物和VOCs。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种催化裂化再生烟气干法净化工艺及装置。该工艺能够同时实现催化裂化再生烟气的脱硫、脱硝、除尘及VOCs等多种污染物的脱除。
本发明的第一方面提供了一种催化裂化再生烟气干法净化工艺，包括：待净化再生烟气通过电除尘器除尘后，经过调质降温，然后进入活性焦吸附塔进行处理，处理后的烟气经布袋除尘器除尘，得到净烟气。
本发明的第二方面提供了一种催化裂化再生烟气干法净化装置，包括：沿烟气流动方向依次设置的电除尘器、调质设施、活性焦吸附塔和布袋除尘器。
本发明通过设置烟气调质设施，并结合活性焦吸附塔和除尘装置，能够更好的实现再生烟气中含硫氧化物、NOx和VOCs等多种污染物的同时脱除，净化后烟气中的SO2含量不高于20mg/Nm3，NOx含量不高于20mg/Nm3，粉尘含量不高于5mg/Nm3，SO3含量不高于1mg/Nm3，净化效果很好，且整个系统无腐蚀、不产生二次污染物，更不存在现有湿法工艺中普遍存在的问题，具有很好的应用前景。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1为实施例1的催化裂化再生烟气干法净化工艺的流程图。
附图标记说明：
设备：A-水封罐；B-电除尘器；C-活性焦吸附塔；D-布袋除尘器；E-引风机；F-吸附塔顶旋转给料器；G-吸附塔底旋转给料器；
物流：1-再生烟气；2-净烟气；3-再生焦；4-待生焦；5-氨气；6-水；7-冷空气。
具体实施方式
为使本发明更加容易理解，下面将结合实施例来详细说明本发明，这些实施例仅起说明性作用，并不用于限制本发明。
根据本发明的第一方面，本发明提供了一种催化裂化再生烟气干法净化工艺，包括：待净化再生烟气通过电除尘器除尘后，经过调质降温，然后进入活性焦吸附塔进行处理，处理后的烟气经布袋除尘器除尘，得到净烟气。
本发明中，调质所采用的方法为注水和/或混入冷空气。注水量和/或混入冷空气的量根据所处理再生烟气的具体组成而确定。
优选情况下，调质后再生烟气中的H2O体积含量为10～13％，O2体积含量为3～6％。
本发明中，调质后再生烟气的温度需降至活性焦脱硫脱硝所要求的温度，优选地，调质后再生烟气的温度为120～145℃。
根据本发明，待净化再生烟气中的SO2含量可为200～5000mg/Nm3，优选为200～2000mg/Nm3。当活性焦吸附塔入口烟气中的SO2不大于5000mg/Nm3时，经过活性焦吸附塔活性焦床层脱硫后，烟气中的SO2含量可降低至20mg/Nm3(干基)以下。
根据本发明，待净化再生烟气中的SO3含量不大于500mg/Nm3时，经过活性焦吸附塔活性焦床层脱硫后，烟气中的SO3含量可降低至1mg/Nm3(干基)以下。
本发明中，待净化再生烟气中的NOx的含量不大于100mg/Nm3，经过活性焦吸附塔活性焦床层脱硝后，烟气中的NOx含量可降低至20mg/Nm3(干基)以下。
根据本发明，所述活性焦吸附塔的压力可为微正压和微负压，优选为微负压，压力范围为-1kPa～4kPa。当活性焦吸附塔的压力为微负压时，净烟气排放时需要设置引风机。
本发明中，电除尘器除尘后，烟气中的颗粒物含量低于50mg/Nm3；布袋除尘器除尘后，净烟气中的颗粒物含量低于5mg/Nm3。
本发明的第二方面提供了一种催化裂化再生烟气干法净化装置，包括：沿烟气流动方向依次设置的电除尘器、烟气调质设施、活性焦吸附塔和布袋除尘器。
本发明中，通过设置电除尘器，当上游余热锅炉吹灰、再生器跑剂时烟气中颗粒物含量循环增加，此时能将大部分催化剂收集下来，以防止过多催化剂被带入吸附塔，避免吸附塔所排碎活性焦及活性焦细粉中混入较多的催化剂细粉，影响碎活性焦及活性焦细粉的二次利用。正常操作中可以将烟气中颗粒物含量降低至50mg/Nm3以下，以降低带入吸附塔的颗粒物，防止吸附塔床层压降的快速升高。另外，当上游余热锅炉换热管破裂而导致烟气带有较多明水时，电除尘器可以将明水拦截下来，防止明水被直接带至吸附塔而损坏活性焦床层。
本发明中，通过在活性焦吸附塔之前设置烟气调质设施，将再生烟气中的O2及H2O含量调整至活性焦脱硫和脱硝所需要的范围，同时可将再生烟气的温度降至活性焦脱硫脱硝所要求的温度范围。烟气调质设施可包括喷水设备和/或冷空气添加设备。
本发明中，所述活性焦吸附塔为活性焦移动床吸附塔，其主要用于脱硫，可以根据再生烟气中的SO2含量相应调整吸附塔的结构设计。
根据本发明，活性焦吸附塔可同时用于脱硝，可根据烟气净化要求来考虑配置吸附塔的脱硝功能。当活性焦吸附塔内设置喷氨设施时，吸附塔内活性焦脱硝效率可以达到60～80％；当吸附塔内不设置喷氨设施时，吸附塔内活性焦脱硝效率20～30％。优选地，活性焦吸附塔内设置有喷氨设施。
另外，活性焦吸附塔还可同时脱除再生烟气中的VOCs，其也具有协同除尘效果，当活性焦吸附塔入口再生烟气中颗粒物含量在50mg/Nm3以下时，活性焦吸附塔出口再生烟气中颗粒物含量可降低至20～30mg/Nm3。
根据本发明，当烟气净化要求其中的颗粒物含量小于5mg/Nm3(干基)时，需要设置二次除尘设施，所述二次除尘设施优选为布袋除尘器，其能够脱除1微米以上的固体颗粒物。
本发明中，布袋除尘器出口可根据需要设置引风机，主要用于克服烟气净化系统的阻力，将处理得到的净烟气经引风机增压后送至烟囱排放。
本发明中，所述电除尘器的上游可设置一台水封罐，用于将电除尘器及下游的吸附系统进行整体隔离。
按照本发明的一种优选实施方式，再生烟气自上游余热锅炉出来后，首先进入电除尘器，将颗粒物含量降低至50mg/Nm3以下，然后通过烟气调质设施将再生烟气中的H2O含量调节为10v％～13v％，O2含量调节为3v％～6v％，并使再生烟气的温度降至活性焦脱硫脱硝所要求的温度范围(120～145℃)；经调质降温后的烟气进入活性焦吸附塔，在活性焦床层的作用下进行脱硫、脱硝、除尘及脱除VOCs等多种污染物；从活性焦吸附塔出来的烟气再进入布袋除尘器，进一步将烟气中颗粒物含量降低至5mg/Nm3以下；从布袋除尘器出来的净烟气进入引风机，经引风机增压后送至烟囱排放。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
本实施例用于说明本发明的催化裂化再生烟气干法净化工艺及装置。
如图1所示，再生烟气1从上游余热锅炉出来后，经水封罐A首先进入电除尘器B，将颗粒物含量降低至50mg/Nm3以下，然后依次通过喷水6和/或混入冷空气7对再生烟气进行调质，使再生烟气中的O2及H2O含量调整至活性焦脱硫和脱硝所需要的范围(H2O体积含量为10～13％，O2体积含量为3～6％)，同时将再生烟气温度降至活性焦脱硫脱硝所要求的温度范围(120～145℃)，经调质降温后的烟气进入活性焦吸附塔C，在活性焦床层的作用下进行首先脱硫、除尘及VOCs等污染物的同时脱除，将SO2降低至较低水平后从吸附塔注入氨气5进行脱硝，以脱除烟气中的NOx。经过净化后的烟气从活性焦吸附塔C出来，再进入布袋除尘器D，进一步将烟气中颗粒物含量降低至5mg/Nm3以下。经过再生后的再生焦3经吸附塔顶旋转给料器F送至活性焦吸附塔C顶，在重力作用下经过活性焦吸附塔C，最后经吸附塔底旋转给料器G送出后将待生焦4送至再生部分。烟气从布袋除尘器出来后进入引风机E，经引风机E增压后净烟气2被送至烟囱排放。
以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种催化裂化再生烟气干法净化工艺，其特征在于，包括：待净化再生烟气通过电除尘器除尘后，经过调质降温，然后进入活性焦吸附塔进行处理，处理后的烟气经布袋除尘器除尘，得到净烟气。
2.根据权利要求1所述的催化裂化再生烟气干法净化工艺，其中，调质所采用的方法为注水和/或混入冷空气。
3.根据权利要求1所述的催化裂化再生烟气干法净化工艺，其中，调质后再生烟气中的H2O体积含量为10～13％，O2体积含量为3～6％。
4.根据权利要求1所述的催化裂化再生烟气干法净化工艺，其中，调质后再生烟气的温度为120～145℃。
5.根据权利要求1所述的催化裂化再生烟气干法净化工艺，其中，所述待净化再生烟气中的SO2含量为200～5000mg/Nm3，NOx的含量不大于100mg/Nm3。
6.根据权利要求1所述的催化裂化再生烟气干法净化工艺，其中，所述活性焦吸附塔的压力为-1kPa～4kPa。
7.根据权利要求1所述的催化裂化再生烟气干法净化工艺，其中，电除尘器除尘后，烟气中的颗粒物含量低于50mg/Nm3；布袋除尘器除尘后，净烟气中的颗粒物含量低于5mg/Nm3。
8.一种催化裂化再生烟气干法净化装置，其特征在于，包括：沿烟气流动方向依次设置的电除尘器、烟气调质设施、活性焦吸附塔和布袋除尘器。
9.根据权利要求8所述的催化裂化再生烟气干法净化装置，其中，所述电除尘器的上游设置有水封罐。
10.根据权利要求8所述的催化裂化再生烟气干法净化装置，其中，所述活性焦吸附塔为活性焦移动床吸附塔，其内设置有喷氨设施。
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