CN215352913U - So3吸收剂喷射装置以及应用该装置的fcc烟气脱硝系统 - Google Patents

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贠莹
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Abstract

本实用新型公开了一种SO3吸收剂喷射装置以及应用该装置的FCC烟气脱硝系统,该喷射装置包括:喷枪本体,其从外向内依次套接设置外管、中管以及内管;第一进口,其用于接收SO3吸收剂,且该第一进口与内管连通;第二进口,其用于接收SO3吸收剂的雾化风,且该第二进口与中管连通;第三进口,其接收用于冷却烟气的冷却风,且该第三进口与外管连通;外管末端连接位于烟道内的冷却风管,该冷却风管将与烟气换热升温后的冷却风作为脱硝还原剂的稀释风。本实用新型既无需使用独立的冷却设备,又能在不安装混合元件的基础上满足脱硝还原剂、SO3吸收剂与烟气的充分混合,有效节省安装空间。

Description

SO3吸收剂喷射装置以及应用该装置的FCC烟气脱硝系统
技术领域
本实用新型涉及废气脱硝技术领域,特别涉及一种SO3吸收剂喷射装置以及应用该装置的FCC烟气脱硝系统。
背景技术
催化裂化(FCC)装置是炼油企业主要的粉尘、SOx和 NOx排放源。
选择性催化还原法(SCR)是目前工业应用中最主要的一种干法烟气脱硝技术。SCR脱硝技术是在固体催化剂的作用下,在适宜的温度范围内利用还原性气体NH3与烟气中的NOx反应,生成氮气和水的过程。SCR脱硝技术因为运行方便、实施简单、可靠性高且脱硝效率高等优势被广泛使用。
Na法脱硫工艺因为具有NaOH对SO2吸收能力强、脱硫效率高、生成物不易结垢和堵塞等优点,广泛应用于催化裂化烟气脱硫。
FCC再生催化剂在再生过程中会产生SO2和SO3,其比例大约为8~12:1,经过SCR脱硝后,还会有约0.5%~2%的SO2被氧化成SO3。SO3的存在加剧了下游设备的腐蚀和结垢的可能性,SO3和脱硝还原剂NH3在低温环境下会反应生成NH4HSO4(ABS),ABS(低温下具有粘附性)的存在容易导致催化剂孔道堵塞,ABS还会附着在设备表面引起积灰、结垢和腐蚀。当烟气中的SO3浓度达到10ppm以上时,烟囱周围就会出现“蓝烟”现象。
现有的FCC再生烟气中NOx、SOx的脱除系统中烟道中的烟气需要进行冷却,冷却则可能需要单独的冷却设备,而在烟道中一般需要安装混合元件,在混合元件处脱硝还原剂、SO3吸收剂与烟气进行充分混合,这些设备和元件都会占用较多的安装空间。
因此,亟需一种SO3吸收剂喷射装置以及应用该装置的FCC烟气脱硝系统,既无需使用独立的冷却设备,又能在不安装混合元件的基础上满足脱硝还原剂、SO3吸收剂与烟气的充分混合,有效节省安装空间。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种SO3吸收剂喷射装置以及应用该装置的FCC烟气脱硝系统,既无需使用独立的冷却设备,又能在不安装混合元件的基础上满足脱硝还原剂、SO3吸收剂与烟气的充分混合,有效节省安装空间。
为实现上述目的,根据本实用新型的第一方面,本实用新型提供了一种SO3吸收剂喷射装置,包括:喷枪本体,其从外向内依次套接设置外管、中管以及内管;第一进口,其用于接收SO3吸收剂,且该第一进口与内管连通;第二进口,其用于接收SO3吸收剂的雾化风,且该第二进口与中管连通;第三进口,其接收用于冷却烟气的冷却风,且该第三进口与外管连通;外管末端连接位于烟道内的冷却风管,该冷却风管将与烟气换热升温后的冷却风作为脱硝还原剂的稀释风。
进一步,上述技术方案中,冷却风管可布置在所述喷枪本体的上方或下方。
进一步,上述技术方案中,冷却风管可在垂直方向上折弯并延伸,该冷却风管末端与氨空混合器连通。
进一步,上述技术方案中,喷枪本体带有喷嘴的部分设置于FCC烟气脱硝系统的烟道内,第一进口、第二进口以及第三进口设于烟道外的喷枪本体部分上。
进一步,上述技术方案中,内管与中管可在喷嘴处通过缝隙局部连通。
进一步,上述技术方案中,喷枪本体可以为多个,且均匀间隔布置在烟道内;喷嘴可以为多个,且均匀间隔布置在喷枪本体上。
为实现上述目的,根据本实用新型的第二方面,本实用新型提供了一种FCC烟气脱硝系统,该FCC烟气脱硝系统的烟道相应位置处设置前述的SO3吸收剂喷射装置,该喷射装置连接冷却风管,冷却风管可同时作为脱硝还原剂、SO3吸收剂与烟气的混合元件。
进一步,上述技术方案中,FCC烟气脱硝系统还可包括:喷氨格栅,其设置在SO3吸收剂喷射装置的烟气上游位置,用于向烟道内喷射作为脱硝还原剂的氨空混合气;SCR脱硝反应器,其设置在SO3吸收剂喷射装置的烟气下游位置并进行脱硝反应。
进一步,上述技术方案中,氨空混合气中的空气可以为来自冷却风管的冷却风。
与现有技术相比,本实用新型具有如下有益效果:
1)本实用新型的FCC烟气在SCR脱硝的同时可协同脱除SO3
2)在SO3吸收剂喷射装置末端设置冷却风管,并用经烟气换热升温后的冷却风作为脱硝还原剂氨气的稀释风,一方面可以防止SO3吸收剂喷射装置中的SO3吸收剂在喷枪内因温度升高结晶堵塞喷嘴,另一方面升温后的稀释风与氨气混合后还可以防止喷氨格栅的喷嘴附近由于低温而导致ABS(硫酸氢铵)的生成;
3)本实用新型利用现有的喷氨格栅下游的混合元件安装空间,通过冷却风管的合理布置,将冷却风管作为脱硝还原剂、SO3吸收剂与烟气的混合元件,在不增加安装空间、不增加烟气阻力的情况下,实现对烟气中SO3的脱除。
上述说明仅为本实用新型技术方案的概述,为了能够更清楚地了解本实用新型的技术手段并可依据说明书的内容予以实施,同时为了使本实用新型的上述和其他目的、技术特征以及优点更加易懂,以下列举一个或多个优选实施例,并配合附图详细说明如下。
附图说明
图1是本实用新型SO3吸收剂喷射装置的结构示意图(示出喷枪第一进口、第二进口、第三进口以及喷嘴)。
图2是本实用新型SO3吸收剂喷射装置的剖视示意图(示出喷枪本体内部的外管、中管以及内管)。
图3是本实用新型SO3吸收剂喷射装置外管末端连接的冷却风管布置示意图。
图4是本实用新型FCC烟气脱硝系统的结构示意图。
主要附图标记说明:
1-喷射装置,10-喷枪本体,100-喷嘴,101-内管,102-中管,103-外管,104-缝隙,105-冷却风管,106-支腿,11-第一进口,12-第二进口,13-第三进口,2-烟道,21-烟道壁,3-氨空混合器,4-喷氨格栅,5- SCR脱硝反应器。
具体实施方式
下面结合附图,对本实用新型的具体实施方式进行详细描述,但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其他明确表示,否则在整个说明书和权利要求书中,术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分,而并未排除其他元件或其他组成部分。
在本文中,为了描述的方便,可以使用空间相对术语,诸如“下面”、“下方”、“下”、“上面”、“上方”、“上”等,来描述一个元件或特征与另一元件或特征在附图中的关系。应理解的是,空间相对术语旨在包含除了在图中所绘的方向之外物件在使用或操作中的不同方向。例如,如果在图中的物件被翻转,则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下”的元件将取向在所述元件或特征的“上方”。因此,示范性术语“下方”可以包含下方和上方两个方向。物件也可以有其他取向(旋转90度或其他取向)且应对本文使用的空间相对术语作出相应的解释。
在本文中,术语“第一”、“第二”等是用以区别两个不同的元件或部位,并不是用以限定特定的位置或相对关系。换言之,在一些实施例中,术语“第一”、“第二”等也可以彼此互换。
实施例1
如图1所示,本实用新型的SO3吸收剂喷射装置1包括喷枪本体10,喷枪本体10底部设有喷嘴100。进一步如图2所示,喷枪本体10从外向内依次套接设置外管103、中管102以及内管101。参考图4,喷射装置1外露于烟道2的部分设有第一进口11、第二进口12以及第三进口13。其中,第一进口11用于接收SO3吸收剂,SO3吸收剂可以采用质量浓度15%~30%的Na2CO3溶液、NaOH溶液、NaHCO3溶液等碱性溶液或混合溶液,且第一进口11与喷枪本体10的内管101连通;第二进口12为空气进口,经第二进口12进入的空气作为SO3吸收剂的雾化风,第二进口12与喷枪本体10的中管102连通;第三进口13接收用于冷却烟气的冷却风且与喷枪本体10的外管103连通,参考图4,外管103末端连接位于烟道2内的冷却风管105,该冷却风管105将与烟气换热升温后的冷却风作为脱硝还原剂(即氨气)的稀释风。
优选而非限制性地,冷却风管105在烟道2内可根据需要布置在喷枪本体10的上方或下方,本实施例布置在喷枪本体10的上方(参见图4)。冷却风管105在烟道2内可以根据换热需求进行折弯并延伸,即在垂直方向弯曲一次以上后送出烟道2。为了将冷却风管105在烟道2内固定牢固,在冷却风管105的水平方向上两侧安装有支腿106,参见图3。
进一步如图1、4所示,喷枪本体10带有喷嘴100的部分设置于FCC烟气脱硝系统的烟道2内,第一进口11、第二进口12以及第三进口13设于烟道2外的喷枪本体10部分上(即三个进口位于烟道2的外部)。
进一步如图1、4所示,第二进口12通入空气,进入的空气作为SO3吸收剂的雾化风。从第二进口12进入的空气流入喷枪本体10的中管102,中管102与通入SO3吸收剂的内管101相对独立,但在喷嘴100处通过缝隙104连通(参考图2),这样空气可对SO3吸收剂进行雾化,雾化后的SO3吸收剂从喷嘴100喷入烟道2与待脱硝的烟气形成逆向接触。SO3吸收剂经喷射装置1喷入烟道2内与烟气中的SO3发生反应,可在脱硝系统中同时有效脱除烟气中的SO3
进一步如图4所示,第三进口13通入冷却风(即冷空气),冷却风进而进入喷射装置1的外管103,外管103与内管101、中管102均处于隔离状态(参考图2),且由于外管103在喷射装置1的最外侧,可对烟道2中上升的烟气进行初步冷却,另外外管103的末端连接冷却风管105,使得上升的烟气在折弯并延伸的冷却风管处进一步冷却,冷却效果更佳。由于冷却风管105的折弯并呈盘状延伸,使得脱硝还原剂(即氨气)、SO3吸收剂与烟道中的烟气可以在此充分混合(参考图3),可代替现有技术方案使用的混合元件,在不增加安装空间、不增加烟气阻力的情况下,可实现对烟气中SO3的脱除。
进一步地,喷枪本体10可以设置为多个,且均匀间隔布置在烟道2内;喷嘴100也可以设置为多个,喷嘴100均匀间隔布置在喷枪本体10上。
实施例2
如图4所示,本实施例的一种FCC烟气脱硝系统中,在该系统的烟道相应位置处设置实施例1的SO3吸收剂喷射装置,该喷射装置1连接冷却风管105,冷却风管105可同时作为脱硝还原剂、SO3吸收剂与烟气的混合元件。
进一步如图4所示,本实施例的FCC烟气脱硝系统还包括:氨空混合器3、喷氨格栅4以及SCR脱硝反应器5。喷氨格栅4与氨空混合器3直接连接,且喷氨格栅4设置在SO3吸收剂喷射装置1的烟气上游位置,用于向烟道内喷射作为脱硝还原剂的氨气(空气作为稀释风,也即来自冷却风管105的冷却风)。SCR脱硝反应器5设置在SO3吸收剂喷射装置1的烟气下游位置并在此进行脱硝反应。
本实用新型的FCC烟气在SCR脱硝的同时可协同脱除SO3。在SO3吸收剂喷射装置末端设置冷却风管,并用经烟气换热升温后的冷却风作为脱硝还原剂氨气的稀释风,一方面可以防止SO3吸收剂喷射装置中的SO3吸收剂在喷枪内因温度升高结晶堵塞喷嘴,另一方面升温后的稀释风与氨气混合后还可以防止喷氨格栅的喷嘴附近由于低温而导致ABS(硫酸氢铵)的生成。本实用新型利用现有的喷氨格栅下游的混合元件安装空间(即将冷却风管代替现有的混合元件),通过冷却风管的合理布置,将冷却风管作为脱硝还原剂、SO3吸收剂与烟气的混合元件,在不增加安装空间、不增加烟气阻力的情况下,实现对烟气中SO3的脱除。
前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式,并且很显然,根据上述教导,可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用,从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。针对上述示例性实施方案所做的任何简单修改、等同变化与修饰,都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种SO3吸收剂喷射装置,其特征在于,包括:
喷枪本体,其从外向内依次套接设置外管、中管以及内管;
第一进口,其用于接收SO3吸收剂,且该第一进口与所述内管连通;
第二进口,其用于接收SO3吸收剂的雾化风,且该第二进口与所述中管连通;
第三进口,其接收用于冷却烟气的冷却风,且该第三进口与所述外管连通;所述外管末端连接位于烟道内的冷却风管,该冷却风管将与烟气换热升温后的冷却风作为脱硝还原剂的稀释风。
2.根据权利要求1所述的SO3吸收剂喷射装置,其特征在于,所述冷却风管布置在所述喷枪本体的上方或下方。
3.根据权利要求2所述的SO3吸收剂喷射装置,其特征在于,所述冷却风管在垂直方向上折弯并延伸,该冷却风管末端与氨空混合器连通。
4.根据权利要求1所述的SO3吸收剂喷射装置,其特征在于,所述喷枪本体带有喷嘴的部分设置于FCC烟气脱硝系统的烟道内,所述第一进口、第二进口以及第三进口设于所述烟道外的所述喷枪本体部分上。
5.根据权利要求4所述的SO3吸收剂喷射装置,其特征在于,所述内管与中管在所述喷嘴处通过缝隙局部连通。
6.根据权利要求4所述的SO3吸收剂喷射装置,其特征在于,所述喷枪本体为多个,且均匀间隔布置在所述烟道内;所述喷嘴为多个,且均匀间隔布置在所述喷枪本体上。
7.一种FCC烟气脱硝系统,其特征在于,该FCC烟气脱硝系统的烟道相应位置处设置如权利要求1至6中任意一项所述的SO3吸收剂喷射装置,该喷射装置连接冷却风管,所述冷却风管同时作为脱硝还原剂、SO3吸收剂与烟气的混合元件。
8.根据权利要求7所述的FCC烟气脱硝系统,其特征在于,所述FCC烟气脱硝系统还包括:
喷氨格栅,其设置在所述SO3吸收剂喷射装置的烟气上游位置,用于向烟道内喷射作为脱硝还原剂的氨空混合气;
SCR脱硝反应器,其设置在所述SO3吸收剂喷射装置的烟气下游位置并进行脱硝反应。
9.根据权利要求8所述的FCC烟气脱硝系统,其特征在于,所述氨空混合气中的空气为来自所述冷却风管的冷却风。
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