CN215352914U - Fcc烟气净化喷射装置及应用该装置的净化系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种FCC烟气净化喷射装置及应用该装置的净化系统，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，其接收来自经脱硫子系统产生的废水清液，作为SO3吸收剂进口，且该第一进口与内管连通；第二进口，其为空气进口，空气作为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，其接收氨气和空气的混合气且与外管连通，混合气中的氨气作为脱硝还原剂，混合气同时用于吹扫喷嘴处堵塞的烟气粉尘。本实用新型不仅可以减少新鲜SO3吸收剂的用量，还可以强化烟气与SO3吸收剂的混合效果，同时有效节省安装空间。
Description
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FCC烟气净化喷射装置及应用该装置的净化系统。
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的脱除系统需要消耗的SO3吸收剂量大，且并不适合改造空间有限的催化裂化装置。
因此，亟需一种FCC烟气净化喷射装置，既可以减少新鲜SO3吸收剂的用量，又可以强化烟气与SO3吸收剂的混合效果，同时可有效节省安装空间。
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FCC烟气净化喷射装置以及应用该喷射装置的净化系统，不仅可以减少新鲜SO3吸收剂的用量，还可以强化烟气与SO3吸收剂的混合效果，同时有效节省安装空间。
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FCC烟气净化喷射装置，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，其接收来自经脱硫子系统产生的废水清液，作为SO3吸收剂进口，且该第一进口与内管连通；第二进口，其为空气进口，空气作为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，其接收氨气和空气的混合气且与外管连通，混合气中的氨气作为脱硝还原剂，混合气同时用于吹扫喷嘴处堵塞的烟气粉尘。
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烟气净化系统的烟道内，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第一缝隙局部连通。
进一步，上述技术方案中，外管可在喷嘴端部位置处设有第二缝隙，外管通过该第二缝隙与烟道连通。
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。
进一步，上述技术方案中，第一进口流入的废水清液为脱硫废水经沉降分离单元处理后的清液。
进一步，上述技术方案中，第三进口可与氨空混合器连接。
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烟气净化系统，包括脱硝子系统和脱硫子系统，该脱硝子系统中的烟道相应位置处设置前述的喷射装置。
进一步，上述技术方案中，脱硝子系统还可包括：混合元件，其设置在喷射装置的烟气下游位置，用于将来自喷射装置的氨气和雾化后的SO3吸收剂与烟道中的烟气进行混合；SCR脱硝反应器，其接收来自混合元件中的混合气并进行脱硝反应。
进一步，上述技术方案中，脱硫子系统可包括：脱硫塔，其使用NaOH作为碱性脱硫剂对经脱硝后的烟气进行脱硫，并在塔底形成脱硫废水；沉降分离单元，其将脱硫废水中的一部分进行沉降分离，用于将降低总悬浮固体量后的清液输送至所述喷射装置作为SO3吸收剂。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
1）本实用新型的喷射装置以及应用该喷射装置的FCC烟气净化系统，经过脱硫塔、沉降分离单元处理后的清液作为SO3吸收剂，减少了新鲜SO3吸收剂的使用量，可有效节约SO3吸收剂成本；
2）本实用新型一方面可以有效脱除原烟气中的SO3，另一方面还可以有效降低脱硫废水中的COD；
3）本实用新型可将脱硝还原剂氨空混合气作为脱SO3喷枪反吹风，一方面强化了原烟气与SO3吸收剂的混合效果，另一方面还可以有效节省安装空间。
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FCC烟气净化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FCC烟气净化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FCC烟气净化喷射装置的布置示意图。
图4是本实用新型FCC烟气净化系统的连接示意图。
图5是图4的局部放大图。
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-第一缝隙，105-第二缝隙，11-第一进口，12-第二进口，13-第三进口，2-烟道，3-氨空混合器，4-混合元件，5- SCR脱硝反应器，6-换热设备，7-脱硫塔，71-脱硫单元，8-浆液循环泵。
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FCC烟气净化喷射装置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、图5，喷枪装置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用于接收来自经脱硫子系统产生的废水清液，作为SO3吸收剂进口，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用于接收氨气和空气的混合气且与喷枪本体10的外管103连通，经第三进口13进入的混合气中的氨气作为脱硝还原剂，混合气同时可用于吹扫喷嘴100处堵塞的烟气粉尘。
进一步如图1、5所示，喷枪本体10带有喷嘴100的部分设置于FCC烟气净化系统的烟道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4、5所示，第一进口11连接脱硫子系统的沉降分离单元，可实现脱硫产生的废水经沉降过滤形成清液（主要成分为Na2SO3、NaHSO3、NaOH等盐）的再利用，作为脱硝子系统中的SO3吸收剂，从而减少新鲜SO3吸收剂的补给量。
进一步如图4、5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处通过第一缝隙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，主要反应如下：
2NaOH+SO3→Na2SO4+H2O
SO3+2NaHSO3→Na2SO4+H2O+2SO2
Na2SO3+SO3→Na2SO4+SO2
进一步如图4、5所示，第三进口13与氨空混合器3连接，通入氨气和空气的混合气。连接第三进口13的外管103与内管101、中管102均处于隔离状态。外管103在喷嘴端部位置处设有第二缝隙105，外管103可通过该第二缝隙105与烟道2连通（参考图2）。一方面，氨空混合气中的氨气作为脱硝还原剂可以通过第二缝隙105直接进入烟道2与上升的烟气形成逆向接触，另一方面，氨空混合气在第二缝隙105处的气流速度瞬间提高，可对喷嘴100形成“反吹风”，由于烟道2内上升的烟气本身是带有一定颗粒物的，颗粒物会沉降并堵塞在喷嘴上，反吹风可以将其吹掉，防止沉积。“反吹风”的反向指的是与颗粒物的沉降方向相反。
现有的方案均使用两层独立的喷枪，一层喷SO3吸收剂，另一层喷SCR脱硝还原剂（即氨气），本实用新型将现有的两种喷枪合二为一，利用喷枪本体10外管103与喷嘴之间的第二缝隙105，不仅将现有的两种喷枪合二为一节省安装空间，还能对喷嘴处的沉积物进行反吹风。
进一步如图3所示，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、图5所示，本实用新型的FCC烟气净化系统，包括脱硝子系统和脱硫子系统，该脱硝子系统中的烟道相应位置处设置实施例1的喷射装置1。其中，脱硝子系统包括依次连接的氨空混合器3、喷射装置1、混合元件4、SCR脱硝反应器5以及换热设备6。烟道2中的烟气依次经过喷射装置1、混合元件4以及SCR脱硝反应器5。混合元件4设置在喷射装置1的烟气下游位置，用于将来自喷射装置1的氨气和雾化后的SO3吸收剂与烟道中的烟气进行混合。SCR脱硝反应器5用于接收来自混合元件中的混合气并进行脱硝反应。
进一步如图4所示，脱硫子系统主要包括脱硫塔7、沉降分离单元以及氧化处理单元。经脱硝后的烟气进入脱硫塔7，脱硫塔7中设有脱硫单元71，脱硫塔7使用NaOH作为碱性脱硫剂对经脱硝后的所述烟气进行脱硫，并在塔底形成脱硫废水。脱硫子系统中主要发生如下反应：
2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O
Na2SO3+H2O+SO2→2NaHSO3
NaHSO3+NaOH→Na2SO3+H2O
脱硫塔7中的塔底浆液（即脱硫废水）主要含有Na2SO3、NaHSO3、NaOH等盐。脱硫塔底浆液可通过浆液循环泵8可将一部分浆液循环回脱硫塔内作为脱硫吸收剂循环使用，另一部分浆液送往后续的沉降分离单元（用于降低总悬浮固体量TSS）和氧化处理单元（用于降低化学需氧量COD）进行处理。浆液经过沉降分离单元分离后，一部分清液作为SO3吸收剂送回脱硝子系统并进入喷射装置1的第一进口11，另一部分清液送入氧化处理单元。
本实用新型的喷射装置以及应用该喷射装置的FCC烟气净化系统，经过脱硫塔、沉降分离单元处理后的清液作为SO3吸收剂，减少了新鲜SO3吸收剂的使用量，可有效节约SO3吸收剂成本；一方面可以有效脱除原烟气中的SO3，另一方面还可以有效降低脱硫废水中的COD （清液中的Na2SO3、NaHSO3可与SO3反应，这里的SO3相当于起到了氧化剂的作用）；本实用新型可将脱硝还原剂氨空混合气作为脱SO3喷枪反吹风，一方面强化了原烟气与SO3吸收剂的混合效果，另一方面还可以有效节省安装空间。
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 (10)
1.一种FCC烟气净化喷射装置，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，其接收来自经脱硫子系统产生的废水清液，作为SO3吸收剂进口，且该第一进口与所述内管连通；
第二进口，其为空气进口，所述空气作为所述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，其接收氨气和空气的混合气且与所述外管连通，所述混合气中的氨气作为脱硝还原剂，所述混合气同时用于吹扫喷嘴处堵塞的烟气粉尘。
2.根据权利要求1所述的FCC烟气净化喷射装置，其特征在于，所述喷枪本体带有喷嘴的部分设置于FCC烟气净化系统的烟道内，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。
3.根据权利要求1所述的FCC烟气净化喷射装置，其特征在于，所述内管与中管在所述喷嘴处通过第一缝隙局部连通。
4.根据权利要求2所述的FCC烟气净化喷射装置，其特征在于，所述外管在所述喷嘴端部位置处设有第二缝隙，所述外管通过该第二缝隙与所述烟道连通。
5.根据权利要求2所述的FCC烟气净化喷射装置，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。
6.根据权利要求1所述的FCC烟气净化喷射装置，其特征在于，所述第一进口流入的所述废水清液为脱硫废水经沉降分离单元处理后的清液。
7.根据权利要求1所述的FCC烟气净化喷射装置，其特征在于，所述第三进口与氨空混合器连接。
8.一种FCC烟气净化系统，其特征在于，包括脱硝子系统和脱硫子系统，该脱硝子系统中的烟道相应位置处设置如权利要求1至7中任意一项所述的喷射装置。
9.根据权利要求8所述的FCC烟气净化系统，其特征在于，所述脱硝子系统还包括：
混合元件，其设置在所述喷射装置的烟气下游位置，用于将来自所述喷射装置的氨气和雾化后的SO3吸收剂与所述烟道中的烟气进行混合；
SCR脱硝反应器，其接收来自所述混合元件中的混合气并进行脱硝反应。
10.根据权利要求9所述的FCC烟气净化系统，其特征在于，所述脱硫子系统包括：
脱硫塔，其使用NaOH作为碱性脱硫剂对经脱硝后的所述烟气进行脱硫，并在塔底形成脱硫废水；
沉降分离单元，其将所述脱硫废水中的一部分进行沉降分离，用于将降低总悬浮固体量后的清液输送至所述喷射装置作为SO3吸收剂。
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2021
- 2021-05-31 CN CN202121194652.5U patent/CN215352914U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114956239A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-08-30 | 国家电投集团重庆合川发电有限公司 | 脱硫废水处理装置 |
| CN114956239B (zh) * | 2022-06-21 | 2024-01-26 | 国家电投集团重庆合川发电有限公司 | 脱硫废水处理装置 |
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