CN113648804A - 一种新型炉内脱硫、抑氮的技术方法 - Google Patents

一种新型炉内脱硫、抑氮的技术方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型炉内脱硫、抑氮的技术方法，属于重油生产领域，一种新型炉内脱硫、抑氮的技术方法，包括以下步骤：步骤一：将重油裂化反应产生的烟气导入氧化反应区，臭氧发生器产生的臭氧进入氧化反应区内与烟气中的NOx发生氧化反应生成N2O5；步骤二：将烟气导入脱硫塔内。本发明，通过碱液能够有效的脱除烟气中的SO2、NO、及颗粒物，满足净化烟气排放标准，且能适应上游催化装置负荷变化，具有良好的操作弹性，使用纯水来减少碱液中的钙含量，避免在对烟气进行过滤吸收的过程中产生碳酸钙形成结垢，防止影响循环系统中循环管道的内径，防止堵塞，确保循环碱液的流通顺畅，减少维护成本。

Description

一种新型炉内脱硫、抑氮的技术方法
技术领域
本发明涉及重油生产领域，更具体地说，涉及一种新型炉内脱硫、抑氮的技术方法。
背景技术
催化裂化装置原料油中通常含有硫醇、硫醚、噻吩等含硫化合物,在催化裂化反应过程中会转化为硫化氢H2S)和噻吩等存在于油气产品和焦炭中，含硫焦炭在再生器中发生氧化反应,所生成的烟气如果直接排放将会污染大气，催化裂化烟气中的氮氧化物主要来自催化原料中的含氮化合物，催化裂化烟气中的SO,、NO,以及颗粒物的有效脱除已成为炼油行业重要的环境保护课题。
现有的烟气处理工艺在使用时，对与烟气的脱硫脱氮效率低下，且在使用时常常造成管道堵塞，影响烟气处理的脱硫脱氮效果，造成烟气排放二氧化硫等有害物质超标，故而提出了一种一种新型炉内脱硫、抑氮的技术方法来解决上述问题。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种新型炉内脱硫、抑氮的技术方法，具备脱硫脱氮效率高，管道堵塞故障率低的优点，解决了烟气的脱硫脱氮效率低下，且在使用时常常造成管道堵塞，影响烟气处理的脱硫脱氮效果，造成烟气排放二氧化硫等有害物质超标的问题。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种新型炉内脱硫、抑氮的技术方法，包括以下步骤：
步骤一：将重油裂化反应产生的烟气导入氧化反应区，臭氧发生器产生的臭氧进入氧化反应区内与烟气中的NOx发生氧化反应生成N2O5；
步骤二：将烟气导入脱硫塔内，将碱液作为脱硫剂和工艺水通过激冷喷头向脱硫塔内喷入形成高密度水幕，烟气上升与水幕进行接触发生化学反应，对烟气内含有的硫与氮进行吸收；
步骤三：经过吸收后的烟气进行过脱硫塔顶部的除雾填料进行过滤水蒸气与细小颗粒；
步骤四：然后将反应后的溶液通过洗涤塔循环泵导入澄清池内，然后通过絮凝剂固化杂质；
步骤五：将沉淀在澄清池底部的杂质排除处理，清液部分一部分进入脱硫塔继续反应，另一部分导入氧化罐氧化达标后向外排放。
优选的，步骤二中的所述碱液由烧碱与水进行混合制成。
优选的，所述水为蒸馏水。
优选的，步骤二中的所述脱硫塔上设置有碱粉补充口与补水口。
优选的，步骤二中的所述脱硫塔上固定安装有文丘里管，所述氧化反应区通过文丘里管与脱硫塔相通。
优选的，步骤二中的所述脱硫塔内设备有蜂窝通气管，所述蜂窝通气管的顶部设置有喷淋管。
优选的，步骤一中的所述NOx与臭氧的反应方程式为：
NO+O3→NO2+O2；
2NO2+O3→N5O2+H2O。
优选的，步骤二中的所述烟气与碱液的主要反应方程式为：
SO2+H2O→H2SO3；
H2SO3+NaOH→Na2SO3+H2O；
NaSO3+H2SO3→NaHSO3；
NaHSO3+NaOH→2Na2SO3+2H2O；
Na2SO3+1/2O2→Na2SO4；
N5O2+H2O→2HNO3；
HNO3+NaOH→NaNO3+H2O。
优选的，步骤一中的所述烟气进入温度在110度到150度，所述烟气从脱硫塔排出的温度在35度到45度之间。
优选的，步骤二中的所述激冷喷头分层放置，所述激冷喷头层的数量至少为三层。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案利用湿法烟气脱硫技术既可脱硫又可脱除颗粒物,利用洗涤液处理系统可以消除吸收剂二次污染的弊端，通过碱液能够有效的脱除烟气中的SO2、NO、及颗粒物，满足净化烟气排放标准，且能适应上游催化装置负荷变化，具有良好的操作弹性。
(2)使用纯水来减少碱液中的钙含量，避免在对烟气进行过滤吸收的过程中产生碳酸钙形成结垢，防止影响循环系统中循环管道的内径，防止堵塞，确保循环碱液的流通顺畅，减少维护成本。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1，一种新型炉内脱硫、抑氮的技术方法，包括以下步骤：
步骤一：将重油裂化反应产生的烟气导入氧化反应区，臭氧发生器产生的臭氧进入氧化反应区内与烟气中的NOx发生氧化反应生成N2O5，将烟气中含有的NOx进行氧化，使其变为N2O5以便导入脱硫塔内进行二次反应；
步骤二：将烟气导入脱硫塔内，将碱液作为脱硫剂和工艺水通过激冷喷头向脱硫塔内喷入形成高密度水幕，烟气上升与水幕进行接触发生化学反应，对烟气内含有的硫与氮进行吸收，对烟气进行脱硫、抑氮，将烟气进行净化处理，避免排除的烟气对环境造成污染；
步骤三：经过吸收后的烟气进行过脱硫塔顶部的除雾填料进行过滤水蒸气与细小颗粒，避免携带微量的硫化物与氮化物的水蒸气以及粉尘跟随烟气直接排除，使的净化效果更好；
步骤四：然后将反应后的溶液通过洗涤塔循环泵导入澄清池内，然后通过絮凝剂固化杂质，将反应溶液进行固液分离，以便反应溶液的循环使用；
步骤五：将沉淀在澄清池底部的杂质排除处理，清液部分一部分进入脱硫塔继续反应，另一部分导入氧化罐氧化达标后向外排放，将废渣废液无害化处理，避免对环境造成影响，同时方便工作人员进行分类收集处理。
进一步的，步骤二中的碱液由烧碱与水进行混合制成，来源广泛，制作成本低廉。
进一步的，水为蒸馏水，检查发现通常的洗涤塔内壁部分结垢，管线内壁结垢，对垢样进行分析，这些结垢有些是携带的催化剂结块，但塔内壁和管线内结垢主要是CaC03，烟气脱硫洗涤塔补充水是使用的是非纯水，水中含有Ca2+离子，洗涤塔循环液在碱性条件下，吸收烟气中的C02，进而生成CaC03结垢减少CaC03结垢生成，避免管线堵塞，管径变细，影响脱硫塔循环量和洗涤效果，故而通过使用纯水减少Ca2+离子的含量，防止生成CaC03。
进一步的，步骤二中的脱硫塔上设置有碱粉补充口与补水口，在循环碱液使用的过程中会存在损耗，通过碱粉补充口与补水口方便补充碱液。
进一步的，步骤二中的脱硫塔上固定安装有文丘里管，氧化反应区通过文丘里管与脱硫塔相通，文丘里管的使用范围宽，一般气体、烟气、含杂质较多的烟气等，长期使用不发生堵塞现象。
进一步的，步骤二中的脱硫塔内设备有蜂窝通气管，蜂窝通气管的顶部设置有喷淋管，烟气上升时，经过蜂窝通气管，然后通过喷淋管喷洒碱液进行二次反应吸收脱除烟气中的SO2与NO。
进一步的，步骤一中的NOx与臭氧的反应方程式为：
NO+O3→NO2+O2；
2NO2+O3→N5O2+H2O。
10.进一步的，步骤二中的烟气与碱液的主要反应方程式为：
SO2+H2O→H2SO3；
H2SO3+NaOH→Na2SO3+H2O；
NaSO3+H2SO3→NaHSO3；
NaHSO3+NaOH→2Na2SO3+2H2O；
Na2SO3+1/2O2→Na2SO4；
N5O2+H2O→2HNO3；
HNO3+NaOH→NaNO3+H2O。
进一步的，步骤一中的烟气进入温度在110度到150度，确保烟气进入温度能够适合反应温度并提升反应速率，烟气从脱硫塔排出的温度在35度到45度之间。
进一步的，步骤二中的激冷喷头分层放置，激冷喷头层的数量至少为三层。通过多层的激冷喷头能够提升烟气与碱液的反应时长，提高烟气中的SO2与NO中的脱除率。
臭氧发生器为现有技术领域人员所熟知，属于公知技术再此不再过多赘述。
利用湿法烟气脱硫技术既可脱硫又可脱除颗粒物,利用洗涤液处理系统可以消除吸收剂二次污染的弊端，通过碱液能够有效的脱除烟气中的SO2、NO、及颗粒物，满足净化烟气排放标准，且能适应上游催化装置负荷变化，具有良好的操作弹性，通过使用纯水来减少碱液中的钙含量，避免在对烟气进行过滤吸收的过程中产生碳酸钙形成结垢，防止影响循环系统中循环管道的内径，防止堵塞，确保循环碱液的流通顺畅，减少维护成本，更具经济性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种新型炉内脱硫、抑氮的技术方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：将重油裂化反应产生的烟气导入氧化反应区，臭氧发生器产生的臭氧进入氧化反应区内与烟气中的NOx发生氧化反应生成N2O5；
步骤二：将烟气导入脱硫塔内，将碱液作为脱硫剂和工艺水通过激冷喷头向脱硫塔内喷入形成高密度水幕，烟气上升与水幕进行接触发生化学反应，对烟气内含有的硫与氮进行吸收；
步骤三：经过吸收后的烟气进行过脱硫塔顶部的除雾填料进行过滤水蒸气与细小颗粒，然后向大气层排放；
步骤四：然后将反应后的溶液通过洗涤塔循环泵导入澄清池内，然后通过絮凝剂固化杂质；
步骤五：将沉淀在澄清池底部的杂质排除处理，清液部分一部分进入脱硫塔继续反应，另一部分导入氧化罐氧化达标后向外排放。
2.根据权利要求1所述的一种新型炉内脱硫、抑氮的技术方法，其特征在于：步骤二中的所述碱液由烧碱与水进行混合制成。
3.根据权利要求2所述的一种新型炉内脱硫、抑氮的技术方法，其特征在于：所述水为蒸馏水。
4.根据权利要求1所述的一种新型炉内脱硫、抑氮的技术方法，其特征在于：步骤二中的所述脱硫塔上设置有碱粉补充口与补水口。
5.根据权利要求1所述的一种新型炉内脱硫、抑氮的技术方法，其特征在于：步骤二中的所述脱硫塔上固定安装有文丘里管，所述氧化反应区通过文丘里管与脱硫塔相通。
6.根据权利要求1所述的一种新型炉内脱硫、抑氮的技术方法，其特征在于：步骤二中的所述脱硫塔内设备有蜂窝通气管，所述蜂窝通气管的顶部设置有喷淋管。
7.根据权利要求1所述的一种新型炉内脱硫、抑氮的技术方法，其特征在于：步骤一中的所述NOx与臭氧的反应方程式为：
NO+O3→NO2+O2；
2NO2+O3→N5O2+H2O。
8.根据权利要求1所述的一种新型炉内脱硫、抑氮的技术方法，其特征在于：步骤二中的所述烟气与碱液的主要反应方程式为：
SO2+H2O→H2SO3；
H2SO3+NaOH→Na2SO3+H2O；
NaSO3+H2SO3→NaHSO3；
NaHSO3+NaOH→2Na2SO3+2H2O；
Na2SO3+1/2O2→Na2SO4；
N5O2+H2O→2HNO3；
HNO3+NaOH→NaNO3+H2O。
9.根据权利要求1所述的一种新型炉内脱硫、抑氮的技术方法，其特征在于：步骤一中的所述烟气进入温度在110度到150度之间，步骤三中的所述烟气从脱硫塔排出的温度在35度到45度之间。
10.根据权利要求1所述的一种新型炉内脱硫、抑氮的技术方法，其特征在于：步骤二中的所述激冷喷头分层放置，所述激冷喷头层的数量至少为三层。
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