CN110841379A - 催化裂化或裂解装置再生烟气高效布袋除尘及氨法脱硫组合系统及工艺 - Google Patents

催化裂化或裂解装置再生烟气高效布袋除尘及氨法脱硫组合系统及工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于催化裂化或裂解烟气处理技术领域，涉及催化裂化或裂解烟气布袋除尘及氨法脱硫组合系统及工艺。包括烟气系统、布袋除尘系统、吸收循环系统、氧化空气系统、脱硫剂供应系统、蒸发结晶系统、硫铵后处理系统。催化裂化或裂解烟气布袋除尘+氨法脱硫装置，是根据现有除尘及脱硫技术的基础上组合而成的一套完整的除尘+脱硫工艺，在设计工况下保证脱硫效率不低于99%，脱硫后烟气中SO2不高于50 mg/Nm3。符合安全、环保、工业卫生要求。整套工艺具有投资低、能耗低、无污染等特点。布袋除尘收集下来废催化剂，达到危废回收完全处理，跟随催化裂化产生的废催化剂一同处理。氨法脱硫产出硫酸铵颗粒，形成公司产品销售，不产生二次污染。

Description

催化裂化或裂解装置再生烟气高效布袋除尘及氨法脱硫组合 系统及工艺
技术领域
本发明属于催化裂化或裂解装置再生烟气处理技术领域，涉及催化裂化或裂解装置烟气高效布袋除尘+氨法脱硫组合系统及工艺。
背景技术
目前国内外催化裂化或裂解装置再生烟气处理大多采用水洗除尘+碱法脱硫工艺，但明显存在以下两个方面的缺陷，一是产生大量高盐废水，形成二次污染，不符合环保理念。二是分离出的废催化剂成为浆糊状，需晾晒或烘干压滤，劳动强度大，后期危废处理成为新难点。
发明内容
本发明针对传统催化裂化或裂解再生烟气处理存在的问题提出一种新型的再生烟气除尘脱硫工艺：高效布袋除尘+氨法脱硫组合系统及工艺。
这种组合系统工艺包括：烟气系统、高效布袋除尘系统、吸收循环系统、氧化空气系统、脱硫剂供应系统、蒸发结晶系统、硫铵后处理系统。
为了达到上述目的，本发明是采用下述的技术方案实现的：
氨法脱硫技术以水溶液中的NH3和烟气中的SO2反应为基础，在多功能烟气脱硫塔的吸收段，氨将装置再生烟气中的SO2吸收，得到脱硫中间产物亚硫酸铵或亚硫酸氢铵的水溶液，见反应方程式（1）；在循环槽内鼓入压缩空气进行亚硫铵的氧化反应，将亚硫铵氧化成硫铵溶液，见反应方程式（2）。
SO2+H2O+xNH3=（NH4）xH2-xSO3 (1)
（NH4）xH2-xSO3＋1/2O2+（2-x）NH3=（NH4）2SO4 (2)
在脱硫塔的浓缩段，利用高温烟气的热量将硫铵溶液浓缩，得到比重较高的的硫铵浆液，浆液经蒸发结晶系统进行蒸发结晶、旋流器旋流分离、离心机分离，得到硫铵产品。整套工艺具有投资低、能耗低、无污染等特点。
所述高效布袋除尘系统，包括带有箱体、专用滤袋和灰斗的除尘器，除尘器连接有喷吹压气系统、仓式泵气力输灰系统、电气及自控系统，除尘器外部设置有保温及外护；
烟气系统，包括除雾器和设置于脱硫塔出口处的净烟气烟囱；
吸收循环系统，包括脱硫塔及循环槽：脱硫塔作为反应的设备；循环槽用于盛放烟气与吸收液在脱硫塔内混合发生吸收反应后的吸收液；
氧化空气系统，包括氧化风机：用于将空气送进循环槽内对吸收液进行强制氧化；
脱硫剂供应系统，包括将氨水运输至氨罐区域的槽车、将氨水装至氨水槽内的氨水卸车泵以及将氨水输送至脱硫区用氨点的氨水泵；
蒸发结晶系统，包括加热器及蒸发分离室，所述蒸发分离室通过管路连接有蒸发补液泵和蒸发循环泵以及真空泵；加热器用于浆液加热。
硫铵后处理系统，包括依次连接的旋流器、离心机、烘干机、包装机。
作为本发明的进一步优选方案，所述高效布袋除尘系统中的喷吹压气系统由喷吹用储气罐、气力输灰用储气罐、喷吹压气管路和输灰管路及管路控制阀门组成。
催化裂化或裂解再生烟气高效布袋除尘+氨法脱硫组合工艺，包括如下步骤：再生烟气经过高效布袋除尘系统滤除粉尘后进入氨法脱硫系统，用20%液氨水作脱硫剂吸收烟气中的SO2，生成亚硫酸铵或亚硫酸氢铵，进行强制氧化；稀硫酸铵溶液利用原烟气热量蒸发浓缩，经过输送泵到达蒸发结晶系统进行蒸发结晶，产生固含量5-15％的硫酸铵浆液，硫酸铵浆液输送至硫铵后处理系统，进行硫铵的分离、干燥、包装；经过除尘、脱硫后的净烟气经烟囱直接排放。经过高效布袋除尘系统滤除的粉尘送至装置原有废催化剂罐内。
作为本发明的进一步优选方案，包括如下处理步骤：
(1)催化裂化或裂解再生烟气经过高效布袋除尘系统处理
含尘烟气由进口喇叭，经气流分布装置分配到滤袋区域，使气流均匀分布通过滤袋；含尘气体通过滤袋后，粉尘被阻流在滤袋外表面；经过净化的气体经出风口排出，当滤袋表面的粉尘不断增加，使设备、阻力达到设定值时，除尘器开始清灰；清灰采用定时、定压差两种方式；定时清灰按设定的时间周期 T控制清灰程序工作；
（2）烟气处理
由催化裂化或裂解装置送出来的再生烟气经高效布袋除尘器除尘后进入脱硫塔浓缩段，蒸发浓缩硫酸铵溶液，烟气温度降至60℃，再进入吸收段，与吸收液反应，其中的SO2被预脱除，烟气温度降至50-55℃，吸收后的净烟气经除雾器除雾，由脱硫塔出口净烟气烟囱排放；
（3）吸收循环
烟气与吸收液在脱硫塔内混合发生吸收反应，吸收后的吸收液流入循环槽，用氧化风机送空气进循环槽内对吸收液进行强制氧化，氧化后的吸收液大部分补氨后继续参加吸收反应；部分经过一级循环泵补充进入脱硫塔浓缩段，经二级循环泵在脱硫塔浓缩段进行循环蒸发浓缩，形成高比重的硫铵浆液，经硫铵泵部分排出送入硫铵后处理系统；反应后的净烟气经除雾器除去烟气中携带的液沫和雾滴，由脱硫塔烟囱直接排放；
（4）氧化空气
室温空气经过滤后由氧化风机升压，送入循环槽，经过循环槽后的氧化空气排放进入脱硫塔浓缩段；
（5）脱硫剂供应
氨水由槽车运输至氨罐区域，由氨水卸车泵灌装至氨水槽内；氨水泵将氨水槽中的氨水输送至脱硫区用氨点；
（6）蒸发结晶
塔内高比重的硫酸铵浆液，输送至料液槽，进入蒸发结晶系统结晶；料液槽内的浆液，经过蒸发补液泵进入蒸发分离室，蒸发分离室里的浆液通过蒸发循环泵循环，循环时经加热器进行加热升温，并通过真空泵产生不低于80的真空度，经蒸发水分后，产生10%以上固含量的硫铵浆液，经过旋流器给料泵进行硫铵后处理系统；蒸发分离室蒸发的水分经过冷凝器冷凝，产生的热水进入热水槽，热水槽内的热水经过热水泵，输送至循环水槽及各个冲洗水点；
（7）硫铵后处理
从蒸发结晶系统产生的浆液经过旋流器给料泵进入旋流器进行旋流分离，进入离心机进行固液分离，离心机产生的不高于5%水含量的硫酸铵产品，再经过硫铵烘干机进行烘干，形成水份低于1%的硫酸铵晶体，进行包装。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
1.催化裂化或裂解再生烟气高效布袋除尘+氨法脱硫装置，是根据现有除尘及脱硫技术的基础上组合而成的一套完整的除尘+脱硫工艺，在设计工况下保证脱硫效率不低于99%，脱硫后烟气中SO2不高于50 mg/Nm3。
2.整个装置符合安全、环保、工业卫生要求。
3.整套工艺具有投资低、能耗低、劳动强度小，无污染等特点。
4. 高效布袋除尘收集下来的废催化剂，通过输送设备输送到催化裂化或裂解装置原有废催化剂罐内，达到危废回收完全处理，跟随催化裂化或裂解装置产生的废催化剂一同处理。氨法脱硫产出的硫酸铵颗粒，形成公司产品销售，回收部分费用，不产生二次污染。
附图说明
图1为本发明催化裂化或裂解装置再生烟气高效布袋除尘+氨法脱硫组合系统的流程示意图。
各附图标记为：1高效布袋除尘器，2压缩风罐，3分流器，4输送系统，5脱硫塔，6氧化罐，7 20%氨水罐，8氧化风机，9料液罐，10加热器，11蒸发分离罐，12旋流器，13离心机，14硫铵烘干机，15硫铵包装线。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
实施例1，本实施例提供具体的催化裂化或裂解装置再生烟气高效布袋除尘+氨法脱硫组合系统及工艺。
1.高效布袋除尘系统及工艺
高效袋式除尘器1是一种干式滤尘装置。含尘气体由进口喇叭，经气流分布装置（分流器3）分配到滤袋区域，使气流均匀分布通过滤袋。含尘气体通过滤袋后，粉尘被阻流在滤袋外表面。经过净化的气体经出风口排出，当滤袋表面的粉尘不断增加，使设备、阻力达到设定值( 1200Pa )时，除尘器开始清灰。清灰采用定时、定压差两种方式。定时清灰按设定的时间周期 T(可调)控制清灰程序工作。
除尘器的组成主要包括：除尘器（箱体、灰斗，滤袋）、喷吹压气系统、卸输灰系统（仓式泵气力输灰系统）、电气及自控系统和设备保温及外护等。
高效袋式除尘器采用长袋低压脉冲袋式除尘技术。
除尘系统工艺流程：催化裂化或裂解装置再生烟气从现有烟气余热锅炉出口的烟气管道接入，进入高效袋式除尘器，除尘后的烟气再经脱硫系统脱硫后去烟囱排放。除尘系统配套的压气系统主要由喷吹用储气罐、气力输灰用储气罐、喷吹压气管路和输灰管路及管路控制阀门组成。
2.烟气系统及工艺
由催化裂化或裂解装置送出来的再生烟气经高效布袋除尘器进入脱硫塔浓缩段，蒸发浓缩硫酸铵溶液，烟气温度降至60℃左右，再进入吸收段，与吸收液反应，其中的SO2绝大部分被脱除，烟气温度降至50-55℃左右，吸收后的净烟气经除雾器除去烟气中携带的液沫和雾滴，由脱硫塔烟囱直接排放
3.吸收循环系统及工艺
烟气与吸收液在脱硫塔内混合发生吸收反应，吸收后的吸收液流入循环槽，用氧化风机送空气进循环槽对吸收液进行强制氧化，氧化后的吸收液大部分补氨后继续参加吸收反应；部分经过一级循环泵补充进入脱硫塔浓缩段，经二级循环泵在脱硫塔浓缩段进行循环蒸发浓缩，形成高比重的硫铵浆液，经硫铵泵部分排出送入硫铵后续蒸发结晶处理系统。
4.氧化空气系统及工艺
室温空气经过滤后由氧化风机升压，送入循环槽，经过循环槽后的氧化空气进入脱硫塔浓缩段，经由脱硫塔与烟气一并排放。
5.脱硫剂供应系统及工艺
本工程设置一套氨水（20%）存储及供应系统，氨水由槽车运输至氨罐区域，由氨水卸车泵灌装至氨水槽内。氨水泵将氨水槽中的氨水输送至脱硫区用氨点。
6.工艺水系统及工艺
工艺水系统的作用是：接收工艺补充水，按工艺需求量进行补水，以维持系统内的水平衡。
工艺水的消耗途径：随烟气蒸发、副产物带走水分。
工艺水主要用户为：
a.脱硫塔工艺补水。
b.所有浆液输送设备、管路的冲洗水。
c.脱硫塔烟气入口处的冲洗水。
d.脱硫塔内件冲洗水。
7.蒸发结晶系统及工艺
塔内高比重的硫酸铵浆液，输送至料液槽，进入蒸发结晶系统结晶。料液槽内浆液经过蒸发补液泵进入蒸发分离室，蒸发分离室里的浆液通过蒸发循环泵循环，循环时经加热器进行加热升温，并通过真空泵产生不低于80的真空度，蒸发水分，产生10%以上固含量的硫铵浆液，经过旋流器给料泵进入硫铵后处理系统。蒸发分离室蒸发的水分经过冷凝器冷却，产生的热水进入热水槽，热水槽内的热水经过热水泵，输送至循环水槽及各个冲洗水点。
8.硫铵后处理系统及工艺
从蒸发结晶系统产生的一定固含量的浆液，经过旋流器给料泵进入旋流器进行旋流分离，然后进入离心机进行固液分离，离心机产生的≯5%水含量的硫酸铵产品，再经过硫铵烘干机进行烘干，形成水份＜1%的硫酸铵晶体，进行包装。
硫铵后处理系统主要设备有：旋流器12、离心机13、硫铵烘干机14、包装机。
结合附图1所示,由催化裂化或裂解装置再生器过来的再生烟气进入高效布袋除尘器1,空气经压缩后进入压缩风罐2内储存，经减压阀门控制并经过分流器3分流后进入到高效布袋除尘器1，除尘后的废催化剂通过输送系统4送至废催化剂罐。布袋除尘后的烟气进入脱硫系统,通过烟气管道进入脱硫塔5，烟气入口处设置有烟气入口CEMS检测点，烟气出口处设置烟气出口CEMS检测点。氧化风机8出口连接过滤器，过滤器出口通过管路连接氧化罐6，氧化罐6出口连接脱硫塔5， 20%氨水罐7通过注氨泵将其注入氧化罐6内，室温空气经过滤后由氧化风机8升压，送入循环槽，经过循环槽后的氧化空气排放进入脱硫塔浓缩段。脱硫塔5下部出口通过管路连接料液罐9，料液罐9通过补料泵、料液循环泵连接加热器10，加热器10通过蒸汽进行加热。加热器10出口连接蒸发分离罐11，蒸发分离罐11出口通过管路、旋流器给料泵连接旋流器12，旋流器12出口依次连接离心机13、硫铵烘干机14，硫铵烘干机14出口与硫铵包装线15连接。
工艺条件参数如表1所示：
表1布袋除尘及氨法脱硫装置主要工艺参数指标
Figure 682472DEST_PATH_IMAGE001
工艺优点及能达到的效果主要有几下几点：
1.高效布袋除尘器收集下来的废催化剂，通过输送设备输送到催化裂化或裂解装置原有废催化剂罐内，达到危废回收完全处理，跟随催化裂化或裂解装置产生的废催化剂一同处理。
2.氨法脱硫产出硫酸铵颗粒，形成公司产品销售，回收部分费用。
3.不产生二次污染，工人劳动强度小，符合环保理念。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于催化裂化或裂解装置再生烟气的除尘脱硫。但是凡是未脱离本发明技术路线方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变更与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种催化裂化或裂解装置再生烟气高效布袋除尘及氨法脱硫组合系统，其特征在于：
包括烟气系统、布袋除尘系统、吸收循环系统、氧化空气系统、脱硫剂供应系统、蒸发结晶系统、硫铵后处理系统。
2.根据权利要求1所述催化裂化或裂解装置再生烟气高效布袋除尘及氨法脱硫组合系统，其特征在于：
所述布袋除尘系统包括，带有箱体、滤袋和灰斗的布袋除尘器，布袋除尘器连接有喷吹压气系统、仓式泵气力输灰系统，电气及自控系统，布袋除尘器外部设置有保温及外护；
烟气系统，包括除雾器和设置于脱硫塔出口处的净烟气烟囱；
吸收循环系统包括循环槽：用于盛放烟气与吸收液在脱硫塔内混合发生吸收反应后的吸收液；
氧化空气系统，包括氧化风机：用于将空气送进循环槽内对吸收液进行强制氧化；
脱硫剂供应系统包括运输氨水的槽车、氨水卸车泵以及将氨水输送至脱硫区用氨点的氨水泵；
蒸发结晶系统，包括加热器及蒸发分离室，所述蒸发分离室通过管路连接有蒸发补液泵和蒸发循环泵以及真空泵；
硫铵后处理系统，包括依次连接的旋流器、离心机、烘干机、包装机。
3.根据权利要求2所述催化裂化或裂解装置再生烟气布袋除尘及氨法脱硫组合系统，其特征在于：所述布袋除尘系统中的喷吹压气系统由喷吹用储气罐、气力输灰用储气罐、喷吹压气管路和输灰管路及管路控制阀门组成。
4.根据权利要求1-3任意一项所述催化裂化或裂解装置再生烟气高效布袋除尘及氨法脱硫组合系统，其特征在于：布袋除尘器连接由再生器经余热锅炉输出的催化裂化或裂解装置再生烟气管道入口；空气经压缩后进行存储的压缩风罐，压缩风罐出口经减压阀和分流器连接布袋除尘器；布袋除尘器下部通过输送系统连接废催化剂罐；布袋除尘后的烟气出口通过管路连接脱硫系统的脱硫塔，烟气入口处设置有烟气入口CEMS检测点，烟气出口处设置烟气出口CEMS检测点；氧化风机出口经过滤器通过管路连接氧化罐，氧化罐出口连接脱硫塔；20%氨水罐通过注氨泵连接氧化罐，空气经过滤器连接用于升压的氧化风机，通过循环槽，连接脱硫塔浓缩段；脱硫塔下部浆液通过管路连接料液罐，料液罐通过补料泵、料液循环泵连接加热器，浆液由加热器加热后连接蒸发分离罐，蒸发分离罐浓缩浆液通过管路经旋流器给料泵连接旋流器，旋流器出口依次连接离心机、硫铵烘干机，硫铵烘干机出口与硫铵包装线连接。
5.催化裂化或裂解装置再生烟气高效布袋除尘及氨法脱硫组合工艺，其特征在于：包括如下步骤：催化裂化或裂解装置再生烟气经过布袋除尘系统处理后的烟气进入氨法脱硫系统，用20%氨水作脱硫剂吸收烟气中的SO2，生成亚硫酸铵或亚硫酸氢铵，进行强制氧化；稀硫酸铵溶液在脱硫塔内蒸发浓缩后，经泵输送到蒸发结晶系统进行蒸发结晶，产生固含量5-15％的硫酸铵浆液，硫酸铵浆液输送至硫铵后处理系统，进行硫铵的分离、干燥、包装；经过除尘、脱硫后的净烟气经烟囱直接排放。
6.根据权利要求5所述催化裂化或裂解装置再生烟气高效布袋除尘及氨法脱硫组合工艺，其特征在于：包括如下处理步骤，
(1)烟气经过高效布袋除尘系统处理
含尘烟气由进口喇叭，经气流分布装置分配到滤袋区域，使气流均匀分布通过滤袋；含尘气体通过滤袋后，粉尘被阻流在滤袋外表面，经过净化的气体经出烟口排出，当滤袋表面的粉尘不断增加，使设备、阻力达到设定值时，除尘器开始清灰；清灰采用定时、定压差两种方式；定时清灰按设定的时间周期 T控制清灰程序工作；
（2）烟气脱硫系统处理
经高效布袋除尘器除尘后的烟气进入脱硫塔浓缩段，蒸发浓缩硫酸铵溶液，烟气温度降至58-70℃，再进入吸收段，与吸收液反应，其中的SO2被预脱除，烟气温度降至50-55℃，吸收后的净烟气经除雾器除雾，由脱硫塔出口经烟气烟囱排放；
（3）吸收循环
烟气与吸收液在脱硫塔内逆向接触发生反应，吸收后的吸收液流入循环槽，用氧化风机送空气进循环槽对吸收液进行强制氧化，氧化后的吸收液大部分补氨后继续参加吸收反应；部分经过一级循环泵补充进入脱硫塔浓缩段，经二级循环泵在脱硫塔浓缩段进行循环蒸发浓缩，形成高比重的硫铵浆液，经硫铵泵部分排出送入硫铵后处理系统；反应后的净烟气经除雾器除去烟气中携带的液沫和雾滴，由脱硫塔烟囱直接排放；
（4）氧化空气
室温空气经过滤后由氧化风机升压，送入循环槽，经过循环槽后的氧化空气排放进入脱硫塔浓缩段；
（5）脱硫剂供应
氨水由槽车运输至氨罐区域，由氨水卸车泵卸至氨水槽内；氨水泵将氨水槽中的氨水根据生产用量经计量输送至脱硫区用氨点；
（6）蒸发结晶
塔内高比重的硫酸铵浆液，输送至料液槽，进入蒸发结晶系统结晶；料液槽内浆液，经过蒸发补液泵进入蒸发分离室，蒸发分离室里的浆液通过蒸发循环泵通过加热器进行加热循环，并通过真空泵产生不低于80的真空度，蒸发水分，产生10%以上固含量的硫铵浆液，经过旋流器给料泵进入硫铵后处理系统；蒸发分离室蒸发的水分经过冷凝器冷凝，产生的热水进入热水槽，热水槽内的热水经过热水泵，输送至循环水槽及各个冲洗水点；
（7）硫铵后处理
从蒸发结晶系统产生的浆液，经过旋流器给料泵进入旋流器进行旋流分离，进入离心机进行固液分离，离心机产生的不高于5%水含量的硫酸铵产品，再经过硫铵烘干机进行烘干，形成水份低于1%的硫酸铵晶体，进行包装。
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