CN114768481A - 一种催化裂化烟气余热利用耦合脱硫湿烟雨消除技术 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种催化裂化烟气余热利用耦合脱硫湿烟雨消除工艺，该工艺既能使烟气余热得到有效利用，又能降低催化裂化湿烟雨消除过程中的能耗。主要体现为：本发明烟气的冷凝不需要额外冷源，降低了系统消耗；采用吸收式热泵，充分利用了烟气及脱硫循环液中的低温热量，降低了系统能耗；利用吸收式热泵，将脱硫循环液中的低温热量转化为热媒水中的中高温热量，提高了热量的品质，进一步增强了热量的可利用率；烟气冷凝的设置大幅降低了系统补充水的消耗。
Description
技术领域
本发明涉及到催化裂化烟气净化领域，具体指一种催化裂化烟气余热利用耦合脱硫湿烟雨消除技术。
背景技术
近年来，随着环境问题的益严重，国家对环保问题也越发重视，并不断提高大气污染区排放标准，促使环境保护技术不断提高和进步。
石油炼制工业排放的烟气在大气污染物排放中占据大量的比例，其中催化裂化装置再生器排放的烟气又是炼厂最大的空气污染源，其烟气中包括颗粒物、硫氧化物、氮氧化物和一氧化碳等。催化裂化再生烟气是这样产生的：催化裂化及催化裂解反应过程中催化剂表面会产生积炭，需进入再生器再生烧去催化剂上的积炭，使催化剂的活性得以恢复。使用空气通过再生器烧去积碳，再生烟气经旋风分离器分离出夹带的催化剂后，经烟机及余热锅炉回收能量后排空，在此过程中产生了催化裂化再生烟气。催化裂化再生烟气具有硫含量波动范围广、颗粒物粒径范围大，亚微米级以下颗粒物含量多等特点。
现有技术中针对催化裂化再生烟气净化处理，普遍采用湿法脱除工艺，再生烟气经过大量循环吸收液洗涤，脱除其中的颗粒物、硫化物后排放大气。由于采用湿法脱除工艺，排空烟气均为饱和烟气并夹带一定水汽，在排放过程中湿烟气与环境空气接触降温，形成明显的白烟甚至落雨，影响周边环境。
与此同时催化裂化再生烟气净化过程中，烟气余热除通过自身排放大气外，循环吸收液也吸收了烟气的余热，目前针对湿烟气及循环浆液余热，普遍为未利用或利用不充分，如申请号为CN201721593098.1的实用新型专利所公开的《一种湿烟雨烟道换热消白烟与冷凝水回收装置》，其烟气消白烟采用先冷凝再加热的方式，烟气冷凝采用循环水，烟气再热采用蒸汽加热，虽能实现湿烟雨的消除，但能耗高，运行费用昂贵，限制了技术的应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种提高催化裂化烟气余热利用效率并耦合脱硫湿烟雨消除工艺，该工艺既能使烟气余热得到有效利用，又能降低催化裂化湿烟雨消除过程中的能耗。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种催化裂化烟气余热利用耦合脱硫湿烟雨消除工艺，包括下述步骤：
由界区送来的催化裂化再生烟气温度130℃～300℃，压力0.002～0.01Mpag，经主吸收塔一段洗涤吸收、综合塔二段洗涤吸收脱除烟气中硫化物、颗粒物后，送至除雾器脱除烟气中游离水，烟气温度降至50℃～80℃，送至综合塔冷凝段；
所述综合塔冷凝段设有循环泵、循环液冷却器，综合塔冷凝段循环液经由循环泵加压至0.3～1.0Mpag，送至循环冷却器冷却至35～55℃，然后送至综合塔冷凝段与烟气直接喷淋接触，将烟气冷却至37～62℃，烟气经二级除雾器脱除冷凝产生凝结水后，由烟气加热器加热至60～85℃排放大气，湿烟雨中水汽含量由饱和态提升为非饱和态，避免了烟气排放中水汽的冷凝凝结，实现了湿烟雨的治理排放，喷淋后的循环液经收集后送至循环泵连续利用，同时来自界区补充水送至综合塔冷凝段，用于维持系统水平衡。
优选地，所述循环液冷却器所需冷量由吸收式热泵提供，吸收式热泵产生冷却水温度10～30℃，经循环液冷却器换热至20～40℃，并经冷却水加压泵加压至0.1～1.0MPag后返回吸收式热泵循环赋冷。
优选地，所述烟气加热器所需热量由吸收式热泵提供，吸收式热泵产生的热媒水温度70～95℃，经烟气加热器换热至55～75℃后返回吸收式热泵循环赋热。
优选地，来自界区的低压蒸汽温度130～200℃，压力0.3～1.0Mpag送入所述吸收式热泵作为驱动热，产生的凝液送出界区；吸收式热泵利用低压蒸汽作为驱动源，将冷凝段循环吸收液中的低温热能转移到热媒水中，产生热媒水温度70～95℃，压力0.1～1.0Mpag，产生的热媒水分为两股，一股送至烟气加热器用于加热冷凝后烟气，一股送出界区利用，两股热媒水质量流量之比为1:9～1:2。
吸收式热泵利用少量的高温蒸汽为驱动热源，将循环吸收液中的低温热能转移至热媒水中，从而产生大量的中温有用热能，即利用少量高温热能驱动,把大量低温热源的热能提高到中温，从而提高了热能的利用效率，热能利用率提高了40％～70％。
优选地，本发明也可采用90℃以上热水作为吸收式热泵驱动热源。
优选地，所述吸收式热泵产生的热媒水所增加热量与循环冷却器移出的循环吸收液热量之比为1.5:1～2.5:1。
与现有技术相比，本发明具有下述优点：
1、烟气的冷凝不需要额外冷源，降低了系统消耗。
2、采用吸收式热泵，充分利用了烟气及脱硫循环液中的低温热量，降低了系统能耗。
3、利用吸收式热泵，将脱硫循环液中的低温热量转化为热媒水中的中高温热量，提高了热量的品质，进一步增强了热量的可利用率。
4、烟气冷凝的设置大幅降低了系统补充水的消耗。
附图说明
图1为本发明实施例1工艺流程图；
图2为本发明实施例2工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
如图1所示，本实施例的催化裂化烟气余热利用耦合脱硫湿烟雨消除工艺包括以下步骤：
由界区送来的催化裂化再生烟气温度170℃，压力0.006Mpag，经主吸收塔(2)一段洗涤吸收、综合塔洗涤段(12)二段洗涤吸收脱除烟气中硫化物、颗粒物后，送至除雾器(13)脱除烟气中游离水，烟气温度降至55℃，送至综合塔冷凝段(14)。
所述综合塔冷凝段(14)设有循环泵(5)、循环液冷却器(6)，综合塔冷凝段循环液经由循环泵(5)加压至0.6Mpag，送至循环冷却器(6)冷却至40℃，然后送至综合塔冷凝段(14)与烟气直接喷淋接触，将烟气冷却至45℃，烟气经二级除雾器(15)脱除冷凝产生凝结水后，由烟气加热器(8)加热至70℃排放大气，实现了湿烟雨的治理排放，喷淋后的循环液经收集后送至循环泵(5)连续利用，同时来自界区补充水送至综合塔冷凝段，用于维持系统水平衡。
所述循环液冷却器(6)所需冷量由吸收式热泵(7)提供，吸收式热泵(7)产生冷却水温度30℃，经循环液冷却器(6)换热至40℃，经冷却水加压泵(9)加压至1.0Mpag后，返回吸收式热泵(7)循环赋冷。
所述烟气加热器(8)所需热量由吸收式热泵(7)提供，吸收式热泵(7)产生的热媒水温度90℃，经烟气加热器(8)换热至60℃，并经热媒水加压泵(10)加压至0.4Mpag后返回吸收式热泵(7)循环赋热。
来自界区的低压蒸汽温度180℃，压力0.6Mpag送入所述吸收式热泵(7)作为驱动热，产生的凝液送出界区；吸收式热泵(7)利用低压蒸汽作为驱动源，将冷凝段(14)循环吸收液中的低温热能转移到热媒水中，产生热媒水温度90℃，压力0.4Mpag，产生的热媒水分为两股，一股送至烟气加热器(8)用于加热冷凝后烟气，一股送出界区利用，两股热媒水质量流量之比为1:5。
所述吸收式热泵(7)产生的热媒水所增加热量与循环冷却器移出的循环吸收液热量之比为2.5:1。
吸收式热泵7利用少量的高温蒸汽为驱动热源，将循环吸收液中的低温热能转移至热媒水中，从而产生大量的中温有用热能。即利用少量高温热能驱动，把大量低温热源的热能提高到中温，从而提高了热能的利用效率，低压蒸汽消耗量降低了40％，同时，烟气冷凝用循环冷却器6采用了吸收式热泵7产生的冷却水，避免了额外冷源消耗。
实施例2：
如图2所示，本实施例的催化裂化烟气余热利用耦合脱硫湿烟雨消除工艺包括以下步骤：
由界区送来的催化裂化再生烟气温度260℃，压力0.006Mpag，经综合塔(1)洗涤段吸收脱除烟气中硫化物、颗粒物后，送至综合塔除雾器(13)脱除烟气中游离水，烟气温度降至63℃，送至综合塔冷凝段(14)。
所述综合塔冷凝段(14)设有循环泵(5)、循环液冷却器(6)，综合塔冷凝段循环液经由循环泵(5)加压至0.4Mpag，送至循环冷却器(6)冷却至53℃，然后送至综合塔冷凝段(14)与烟气直接喷淋接触，将烟气冷却至50℃，烟气经二级除雾器(15)脱除冷凝产生凝结水后，由烟气加热器(8)加热至75℃排放大气，实现了湿烟雨的治理排放，喷淋后的循环液经收集后送至循环泵(5)连续利用，同时来自界区补充水送至综合塔冷凝段，用于维持系统水平衡。
所述循环液冷却器(6)所需冷量由吸收式热泵(7)提供，吸收式热泵(7)产生冷却水温度30℃，经循环液冷却器(6)换热至40℃后，由冷却水加压泵(9)加压至0.4Mpag后返回吸收式热泵(7)循环赋冷。
所述烟气加热器(8)所需热量由吸收式热泵(7)提供，吸收式热泵(7)产生的热媒水温度95℃，经烟气加热器(8)换热至65℃，并经热媒水加压泵(10)加压至0.4Mpag后返回吸收式热泵(7)循环赋热。
来自界区的驱动热水温度130℃，压力1.0Mpag送入所述吸收式热泵(7)作为驱动热，出吸收式热泵(7)的驱动热回水温度80℃送出界区；吸收式热泵(7)利用热水作为驱动源，将冷凝段(14)循环吸收液中的低温热能转移到热媒水中，产生热媒水温度95℃，压力0.4Mpag，产生的热媒水分为两股，一股送至烟气加热器(8)用于加热冷凝后烟气，一股送出界区利用，两股热媒水质量流量之比为1:7。
所述吸收式热泵(7)产生的热媒水所增加热量与循环冷却器移出的循环吸收液热量之比为1.5:1。
吸收式热泵7利用少量的高温蒸汽为驱动热源，将循环吸收液中的低温热能转移至热媒水中，从而产生大量的中温有用热能。即利用少量高温热能驱动，把大量低温热源的热能提高到中温，从而提高了热能的利用效率，低压蒸汽消耗量降低了67％，同时，烟气冷凝用循环冷却器6采用了吸收式热泵7产生的冷却水，避免了额外冷源消耗。
Claims (7)
1.一种催化裂化烟气余热利用耦合脱硫湿烟雨消除工艺，其特质在于包括以下步骤：
由界区送来的催化裂化再生烟气温度130℃～300℃，压力0.002～0.01Mpag，经主吸收塔(2)一段洗涤吸收、综合塔洗涤段(12)二段洗涤吸收脱除烟气中硫化物、颗粒物后，送至除雾器(13)脱除烟气中游离水，烟气温度降至50℃～80℃，送至综合塔冷凝段(14)；
所述综合塔冷凝段(14)设有循环泵(5)、循环液冷却器(6)，综合塔冷凝段循环液经由循环泵(5)加压至0.3～1.0Mpag，送至循环冷却器(6)冷却至35～55℃，然后送至综合塔冷凝段(14)与烟气直接喷淋接触，将烟气冷却至37～62℃，烟气经二级除雾器(15)脱除冷凝产生凝结水后，由烟气加热器(8)加热至60～85℃排放大气，实现了湿烟雨的治理排放，喷淋后的循环液经收集后送至循环泵(5)连续利用，同时来自界区补充水送至综合塔冷凝段，用于维持系统水平衡。
2.根据权利要求1所述的催化裂化烟气余热利用耦合脱硫湿烟雨消除工艺，其特征在于：所述循环液冷却器(6)所需冷量由吸收式热泵(7)提供，吸收式热泵(7)产生冷却水温度10～30℃，经循环液冷却器(6)换热至20～40℃，经冷却水加压泵(9)加压至0.1～1.0MPag后，返回吸收式热泵(7)循环赋冷。
3.根据权利要求1所述的催化裂化烟气余热利用耦合脱硫湿烟雨消除工艺，其特征在于：所述烟气加热器(8)所需热量由吸收式热泵(7)提供，吸收式热泵(7)产生的热媒水温度70～95℃，经烟气加热器(8)换热至55～75℃，并经热媒水加压泵(10)加压至0.1～1.0Mpag后返回吸收式热泵(7)循环赋热。
4.根据权利要求1所述的催化裂化烟气余热利用耦合脱硫湿烟雨消除工艺，其特征在于：来自界区的低压蒸汽温度130～200℃，压力0.3～1.0Mpag送入所述吸收式热泵(7)作为驱动热，产生的凝液送出界区。
5.根据权利要求4所述的催化裂化烟气余热利用耦合脱硫湿烟雨消除工艺，其特征在于：所述吸收式热泵(7)利用低压蒸汽作为驱动源，将冷凝段(14)循环吸收液中的低温热能转移到热媒水中，产生热媒水温度70～95℃，压力0.1～1.0Mpag，产生的热媒水分为两股，第一股送至烟气加热器(8)用于加热冷凝后烟气，第二股送出界区利用。
6.根据权利要求5所述的催化裂化烟气余热利用耦合脱硫湿烟雨消除工艺，其特征在于：第一股热媒水与第二股热媒水的质量流量之比为1:9～1:2。
7.根据权利要求1所述的催化裂化烟气余热利用耦合脱硫湿烟雨消除工艺，其特征在于：所述吸收式热泵(7)产生的热媒水所增加热量与循环冷却器移出的循环吸收液热量之比为1.5:1～2.5:1。
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