JP2018009781A - アンモニアベース法によるｆｃｃテールガスの脱硝および脱硫ならびにｆｃｃテールガスからの除塵のための方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アンモニアベース法によるＦＣＣテールガスの脱硝および脱硫ならびにＦＣＣテールガスからの除塵のための装置および方法を提供する。
【解決手段】装置は、第１段階廃熱回復システム１と、脱硝システム２と、除塵および脱硫システム４と、テールガス排気システム５と、硫酸アンモニウム後処理システム６とを備える。除塵および脱硫システムは、分離して配置される脱塵塔４１および吸収塔４２を備える。吸収塔は、下から上に、順に、酸化セクションと、吸収セクションと、微粒子制御セクションとを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、環境保護技術分野に関し、とくに、アンモニアベース法によるＦＣＣテールガスの脱硝および脱硫ならびにＦＣＣテールガスからの除塵のための方法および装置に関する。

ＳＯ_２、ＮＯ_ｘおよび粉塵は大気中の主な汚染物質であり、スモッグの実質的な原因である。産業公害全体の負荷の増大と、限定された環境的受容性とに関して、排出される汚染物質の濃度を低下させるために、排出基準をさらに改善する必要がある。ＦＣＣテールガスは、大きい微粒子レベル（０〜１０μｍのサイズの微粒子が５０％以上を占める）および高いＳＯ_２濃度（３００〜４５００ｍｇ／ｍ^３）により特徴づけられる。さらに、粉塵レベルは大きく変動する。とくに、高温エコノマイザの事故状態においておよび通常のスートブローイングプロセスの間に再生器において触媒損失が発生した時に、粉塵レベルは劇的に上昇する。シリコン、アルミニウムおよび他の金属元素に加え、粉塵は、ニッケル、バナジウムおよび他の重金属元素を含み、したがって副生成物の質に影響を与え、硫黄の資源化（resourcelization）に影響を与える。これらのファクターはすべて、接触分解ユニットの触媒再生の間に発生する煙道ガス汚染の効率的な管理における困難性を増大させている。

電力、製鉄およびその他の産業について、より厳しい環境保護基準および政策が近年集中的に形成され、中華人民共和国の環境保護部(Ministry of Environment Protection)は「石油精製産業のための汚染物質排出基準」（ＧＢ３１５７０−２０１５）を２０１５年４月１６日に発行した。これは、ＦＣＣ再生煙道ガス（ＦＣＣテールガス）中の主な汚染物質の排出により厳しい要件を課すものであり、ＮＯ_ｘ、ＳＯ_２および微粒子物質に対する具体的な排出制限が１００ｍｇ／ｍ^３、５０ｍｇ／ｍ^３および３０ｍｇ／ｍ^３である。したがって、ＦＣＣ再生煙道ガスの脱硫、脱硫および除塵は非常に困難なタスクであり、このより厳しい環境保護要件に適合するために、硫黄の資源化を伴うより効率的な深い脱硝、脱硫および除塵プロセスおよび技術を進歩させることが肝要である。

現在では、中国におけるＦＣＣ再生煙道ガスの除塵および脱硫は、主にウェット・ウォッシング（wet washing）技術の利用に依存する。しかしながら、投資、運用および維持のコストが高く、システムの構築期間は長い。さらに、これらの技術的方法には、洗剤(lye)の大量消費、大容量の廃水、その他の問題もある。既存のポピュラーなナトリウムプロセスは、脱硫と除塵の作業を分離しなくてよいディスポーザブルなプロセスである。しかしながら、高塩廃水を扱う必要があり、二次汚染が発生し、大量の触媒が触媒損失の動作条件下で洗浄液に入る。これは、廃棄固体の処理負担を増大させるだけでなく、触媒の浪費を発生させ、システムの長期安定運用に影響を及ぼす。これに鑑み、中国では、近年、ＦＣＣ再生煙道ガス汚染を扱うための技術もまた研究され発達している。中国特許出願第ＣＮ１０４９４１４２３Ａ号は、２０１５年９月３０日に、アンモニアベース法によるＦＣＣ再生煙道ガスの脱硝および脱硫ならびにＦＣＣ再生煙道ガスからの除塵のための方法および装置を開示した。この方法は、接触分解ユニットの触媒再生中に生成された触媒粉塵を含む高温煙道ガスを廃熱回収ボイラＩに入れるステップ（煙道ガスの温度が２８０〜４３０℃に低下し、煙道ガスの熱は出力のための蒸気を生成するために廃熱回収ボイラＩによって利用される）と、２８０〜４３０℃の煙道ガスを脱硝のために脱硝システムに入れるステップと、脱硝反応炉中の脱硝触媒の表面における適切な反応の後に、煙道ガスベントを介して煙道ガスを廃熱回収ボイラＩＩに入れるステップと、煙道ガス中の二酸化硫黄および窒素酸化物をアンモニアと反応させることにより除去するステップ（副生成物として硫酸アンモニウムが生産される）と、基準に従って吐出される浄化されたガスを得るために、同時に煙道ガス中の触媒粉塵を除去するステップとを含む。

この方法では、アンモニアベース法による統合された脱硫および除塵技術が採用されている。このプロセスはシンプルであり、動作中の障害が比較的少なく、装置によって専有される空間が小さく、投資および運用のコストが節約されるが、出願人は、長期の運用および実践の間に、触媒粉塵の粒子サイズが小さいため、除塵および脱硫に同じ吸収液が用いられる場合には硫酸アンモニウムを含む吸収液を粉塵から分離するのが困難であるということを見出した。硫酸アンモニウム生成物の質を保証するために、分離プロセスを強化する必要があり、分離プロセスの投資および運用のコストが増大する結果となる。この方法では、引入口における煙道ガス中の粉塵レベルが３０〜８００ｍｇ／Ｎｍ^３である必要がある。除塵と脱硫とが同時に実行され、相互の干渉があり、このため装置の長期安定運用に影響を及ぼす。とくに、引入口における煙道ガス中の粉塵レベルが５００ｍｇ／Ｎｍ^３であり、事故状態において総量が２トンを超える時には、循環する吸収液に入る成分が吸収液と脱硫および除塵の効率とに影響を及ぼし、吸収液が粉塵から効率的に分離できず、生成物の硫酸アンモニウムの質に影響を及ぼす。

先行技術に存在する欠点を解消するために、回収タイプの深い脱硝、脱硫および除塵技術が緊急に必要である。

［発明のサマリー］
アンモニアベース法によるＦＣＣテールガスの脱硝および脱硫ならびにＦＣＣテールガスからの除塵の既存プロセスによって、粉塵レベルが３０〜８００ｍｇ／Ｎｍ^３の生煙道ガスしか処理できずプロセスの応用可能範囲が狭まること、副生成物の硫酸アンモニウムの質が保証しにくく、分離プロセスが強化されると投資および運用のコストが増大すること、除塵および脱硫が同時に実行され、装置が長期間安定に動作するのが困難であり、大量の触媒が触媒損失の動作条件下で洗浄液に入り、廃棄固体の処理負担および触媒の浪費が増大すること、という先行技術における技術的問題を解決するために、本発明はアンモニアベース法によるＦＣＣテールガスの脱硝および脱硫ならびにＦＣＣテールガスからの除塵のための装置および方法を提供する。本発明によるアンモニアベース法によるＦＣＣテールガスの脱硝および脱硫ならびにＦＣＣテールガスからの除塵のための装置は、長期間安定に動作可能である。本発明による、アンモニアベース法によるＦＣＣテールガスの脱硝および脱硫ならびにＦＣＣテールガスからの除塵のための方法から得られる副生成物の硫酸アンモニウムは、質が高く、脱硫率が高く、脱硝率が高く、除塵率が高く、浄化された煙道ガスはＧＢ３１５７０−２０１５「石油精製産業のための汚染物質排出基準」によって指定された要件に適合する。

本発明では、上述の技術的問題を解決するために、以下の技術的解決策が採用される。

本発明の技術的解決策は、アンモニアベース法によるＦＣＣテールガスの脱硝および脱硫ならびにＦＣＣテールガスからの除塵のための装置を提供することである。装置は、第１段階廃熱回復システムと、脱硝システムと、除塵および脱硫システムと、テールガス排気システムと、硫酸アンモニウム後処理システムとを含む。脱硝システムは、そこに設けられた脱硝還元剤のための供給ポートを有する。除塵および脱硫システムは、分離して配置される脱塵塔および吸収塔を含む。吸収塔の頂部および底部は、それぞれテールガス排気システムおよび硫酸アンモニウム後処理システムに接続される。脱塵塔には少なくとも２層の洗浄液スプレーヤが設けられ、脱塵塔において洗浄液スプレーヤの上方には少なくとも１層の除霜器が設けられる。脱塵塔は底部から頂部に向かう順に、酸化セクション、吸収セクション、微粒子制御セクション、を含み、吸収セクションには吸収セクションにおいて少なくとも２層のスプレーヤが設けられ、微粒子制御セクションには希釈硫酸アンモニウム溶液を伴う１〜４個の循環的洗浄層（cyclically washing layer）が設けられる。

本発明では、第１段階廃熱回復システム、脱硝システム、脱塵塔および吸収塔が、本技術分野において慣用的な関係で接続される。好ましくは、第１段階廃熱回復システム、脱硝システム、脱塵塔および吸収塔は、順に接続される。

好ましくは、本発明によるアンモニアベース法によるＦＣＣテールガスの脱硝および脱硫ならびにＦＣＣテールガスからの除塵のための装置は、さらに第２段階廃熱回収システムを含み、第１段階廃熱回復システム、脱硝システム、第２段階廃熱回収システム、脱塵塔および吸収塔は順に接続される。

本発明では、脱硝システムは、本技術分野において慣用的に用いられるアンモニアベース法によるＦＣＣテールガスのための脱硝システムである。好ましくは、脱硝システムは選択的触媒還元（ＳＣＲ）反応炉であり、ＳＣＲ反応炉の上部に精留器が設けられ、ＳＣＲ反応炉のＦＣＣテールガスのための引入口にはアンモニア注入格子が設けられる。

吸収塔における酸化セクション、吸収セクションおよび微粒子制御セクションの機能は、本出願人らによって出願された、「Apparatus and method for controlling fine particulates in flue gas for desulfurization」と題される中国発明特許出願第ＣＮ１０３３０１７０５Ｂ号および「Ultra-low discharge method for integrated ultrasonic desulfurization and dust removal」と題するＣＮ１０４５２４９４８Ｂ号に記載されるものに類似している。

本発明は、水による洗浄による脱塵およびアンモニアベース法による脱硫が、分離された２つの塔において実行されるという点で有利である。８０％以上の粉塵が脱塵塔において除去され、これによって、生成物の質と最終粉塵排出指標が保証される。これに対応して、吸収塔では冷却およびセクションを設ける必要がない。

本発明では、好ましくは２〜５層の洗浄液スプレーヤが脱塵塔内に設けられ、各洗浄液スプレーヤの各層間の液ガス比は１．１Ｌ／ｍ^３以上であり、スプレーカバレッジ率（spray coverage rate）は１２０％以上であり、脱塵塔の全スプレーカバレッジ率は２００％以上である。脱塵塔は、好ましくは１〜５層の除霜器を備える。

脱塵塔の除霜器は、本技術分野において慣用的に用いられる除霜器であり、好ましくは、バッフル除霜器、ルーフタイプ除霜器およびワイヤメッシュ除霜器のうち１以上である。

本発明では、脱塵塔の底部は好ましくはさらに、フィルタリングシステムに接続された洗浄循環ポンプに接続される。フィルタリングシステムは、脱塵塔および吸収塔の頂部にそれぞれ接続される。脱塵塔へのプロセス用水のための引入口は、脱塵塔の上部に設けられる。

新鮮なプロセス用水または蒸留凝縮水が、脱塵塔へのプロセス用水のための引入口を介して脱塵塔に加えられ、循環する洗浄液に入る。循環する洗浄液の一部は、フィルタリングシステムを通過して吸収塔に入る。

本発明では、吸収スプレー液は酸化セクションにおいて収集され、空気で酸化される。スラリーの大部分はリサイクルされ、スラリーの一部は硫酸アンモニウム後処理システムに入り、そこで生成物の硫酸アンモニウムが得られる。リサイクルのためのスラリーと、蒸発および再結晶化のために硫酸アンモニウム後処理システムに入るスラリーとは、酸化セクションの、それぞれ異なる位置から抽出される。好ましくは、酸化セクションには３〜８層の気液分散促進器が設けられる。

本発明では、吸収塔は好ましくは吸収セクションにおいて２〜４層のスプレーヤを備え、吸収セクションにおけるスプレーヤの各層間の液ガス比は１．１Ｌ／ｍ^３以上であり、スプレーカバレッジ率は１２０％以上であり、吸収セクションの全スプレーカバレッジ率は３００％以上である。

本発明では、吸収セクションのスプレーヤの上方に２層以上の除霜器が設けられることが好ましい。さらに好ましくは、吸収セクションは１〜５層の除霜器を備える。

吸収セクションの除霜器は、本技術分野において慣用的に用いられる除霜器であり、好ましくは、バッフル除霜器、ルーフタイプ除霜器およびワイヤメッシュ除霜器のうち１以上である。

本発明では、希釈硫酸アンモニウム溶液を伴う循環的洗浄層は本技術分野において慣用されている。好ましくは、希釈硫酸アンモニウム溶液を伴う循環的洗浄層には、洗浄層内に２層以上のスプレーヤが設けられ、洗浄層のスプレーヤの上方には２層以上の除霜器が設けられ、そこでは洗浄層内のスプレーヤの各層間の液ガス比は１．１Ｌ／ｍ^３以上であり、スプレーカバレッジ率（spray coverage rate）は１２０％以上であり、微粒子制御セクションの全スプレーカバレッジ率は３００％以上である。さらに好ましくは、洗浄層は１〜４層のスプレーヤと、１〜５層の除霜器とを備える。

洗浄層の除霜器は、本技術分野において慣用的に用いられる除霜器であり、好ましくは、バッフル除霜器、ルーフタイプ除霜器およびワイヤメッシュ除霜器のうち１以上である。

本発明において、吸収塔の底部はさらに少なくとも１つの吸収循環ポンプに接続され、吸収塔の吸収セクションには、吸収スプレー液のための引入口が設けられる。好ましくは、２つの吸収循環ポンプが存在しており、これらの吸収循環ポンプの一方から延びるいくつかの分岐が、それぞれ硫酸アンモニウム後処理システムおよび吸収塔の吸収スプレー液のための引入口に接続され、吸収循環ポンプの他方は吸収塔の吸収スプレー液のための引入口に直接的に接続される。吸収塔へのプロセス用水のための引入口が、吸収塔の上部に設けられ、アンモニア含有吸収剤のための引入口と、酸化体としての空気のための引入口とが、吸収塔の下部に設けられる。

新鮮なプロセス用水または蒸留凝縮水は、吸収塔へのプロセス用水のための引入口を介して吸収塔に加えられる。

二酸化硫黄が吸収セクションにおいて吸収された後、ＦＣＣテールガスは微粒子制御セクションに入り、微粒子（逃げたアンモニア、エアロゾル、およびＦＣＣテールガス中に飛沫同伴する粉塵中の微粒子を含む。微粒子のサイズは１μｍ以下である）を吸収するために、希釈硫酸アンモニウム溶液で循環的に洗浄される。

本発明では、テールガス排気システムは本技術分野において慣用されるものであり、脱硫ユニットの横方にまたはその上に配置される。テールガス排気システムは、脱硫ユニットの上に配置される場合には、好ましくはテールガス排気煙突である。

本発明において、硫酸アンモニウム後処理システムは本技術分野において慣用されるものである。好ましくは、硫酸アンモニウム後処理システムは、順に接続される蒸発および結晶化装置と、サイクロンと、遠心機と、乾燥機と、包装マシンとを含み、蒸発および結晶化装置は吸収塔に接続される。

本発明では、脱塵塔と、吸収塔と、蒸発および結晶化装置との、シェル、内部構造およびパイプは、すべて耐腐食性材料から製造され、好ましくは、グレード０２２Ｃｒ１７Ｎｉ１２Ｍｏ２のステンレス鋼材料、グレード００Ｃｒ２２Ｎｉ５Ｍｏ３Ｎの二相鋼（dual-phase steel）材料、グレード００Ｃｒ２５Ｎｉ６Ｍｏ２Ｎの二相鋼材料、チタンベースの材料、または、エポキシガラスフレークでライニングされたＱ２３５Ｂ鋼から製造される。

上述の装置の接続関係が、以下においてさらに説明される。

第１段階廃熱回復システムおよび脱硝システムは、本技術分野において慣用的な関係で接続される。一般的に、第１段階廃熱回収ボイラは、脱硝システムのガス引入口に接続され、脱硝システムの引出口は、第２段階廃熱回収システムに接続される。

本発明の、別の技術的解決策は、アンモニアベース法によるＦＣＣテールガスの脱硝および脱硫ならびにＦＣＣテールガスからの除塵のための装置を用いて、アンモニアベース法によるＦＣＣテールガスの脱硝および脱硫ならびにＦＣＣテールガスからの除塵のための方法を提供することである。この方法は次の各ステップを備える。
（１）ＦＣＣテールガスを順次、第１段階廃熱回復システムおよび脱硝システムに、それぞれ冷却および脱硝のために入れる。そこではテールガスの温度は２５０〜３５０℃に低下する。
（２）脱硝システム内での処理の後、吐出されたＦＣＣテールガスを、第２段階廃熱回収システムを通過した後に、それぞれ脱塵塔内での除塵および吸収塔内での脱硫のために、除塵および脱硫システムに入れる。
（３）脱硫後に、浄化されたテールガスを、テールガス排気システムを介して吐出し、副生成物の硫酸アンモニウムを硫酸アンモニウム後処理システム内で収集する。

本発明では、第１段階廃熱回復システムに入るＦＣＣテールガスの温度は５８０〜９５０℃であり、ＮＯ_ｘ濃度は１００〜１２００ｍｇ／Ｎｍ_３であり、ＳＯ_２濃度は２００〜３００００ｍｇ／Ｎｍ^３であり、全粉塵レベルは５０〜１００００ｍｇ／Ｎｍ^３である。好ましくは、第１段階廃熱回復システムに入るＦＣＣテールガスの温度は６００〜６７０℃であり、ＮＯ_ｘ濃度は２５０〜８００ｍｇ／Ｎｍ^３であり、ＳＯ_２濃度は５００〜５０００ｍｇ／Ｎｍ^３であり、全粉塵レベルは１００〜３００ｍｇ／Ｎｍ^３である。

本発明では、ステップ（１）における脱硝は、本技術分野の慣用的な脱硝プロセスに従って実行され、好ましくは、選択的触媒還元（ＳＣＲ）プロセスまたは選択的非触媒還元（ＳＮＣＲ）プロセスに従って実行される。脱硝中に用いられる還元剤は本技術分野において慣用されるものであり、好ましくはアンモニアおよび／または尿素である。

本発明では、ステップ（１）において第２段階廃熱回収システム中でさらに冷却された後のＦＣＣテールガスの温度は、好ましくは１４０〜２２０℃である。

ＦＣＣテールガスをさらに冷却するために第２段階廃熱回収システムが採用され、第２段階廃熱回収システムにおける処理の後に吐出されたＦＣＣテールガスは、除塵および脱硫システムに供給され、そこでＦＣＣテールガスは、第２段階廃熱回収システムによって、０．３〜０．８ＭＰａの低圧蒸気および予熱された軟水が副生成物として生成されるのが好ましいという、本技術分野において慣用的な方法でさらに冷却される。

本発明では、ステップ（２）における脱硫は、本技術分野の慣用的な脱硫プロセスに従って実行される。ステップ（２）における脱硫プロセスの間に、底部の吸収液は吸収塔の底部において収集され、その一部は硫酸アンモニウム後処理システムに供給され、その残部は酸素含有ガスによって酸化され、アンモニア含有吸収剤を補充され、その後、吸収塔の吸収セクションへとリサイクルされる。

好ましくは、酸素含有ガスは好ましくは空気である。

好ましくは、アンモニア含有吸収剤は、好ましくは１０〜２５重量％のアンモニア水および／または液体アンモニアである。

好ましくは、吸収セクションにリサイクルされる底部の吸収液は、底部の吸収液全体の７５〜９８重量％を占める。

本発明によるアンモニアベース法によるＦＣＣテールガスの脱硝および脱硫ならびにＦＣＣテールガスからの除塵のための方法によって得られる浄化された煙道ガスにおいて、ＮＯ_ｘ濃度は≦１００ｍｇ／Ｎｍ^３であり、ＳＯ_２濃度は≦５０ｍｇ／Ｎｍ^３であり、全粉塵レベルは≦２０ｍｇ／Ｎｍ^３であり、除塵効率は８０％以上である。

本発明によるアンモニアベース法によるＦＣＣテールガスの脱硝および脱硫ならびにＦＣＣテールガスからの除塵のための方法から得られる副生成物の硫酸アンモニウムの質は、ＧＢ５３５−１９９５によって指定される要件を満たす。

上述の好ましい条件は、本技術分野における技術常識に基づいて、本発明の好ましい例を得るために任意に組み合わせてもよい。

本発明において用いられる試薬および出発物質は、商業的に入手可能である。

本発明は、次のような肯定的効果を有する。本発明のプロセスは、廃水の排出も二次汚染もなく、最終生成物の硫酸アンモニウムを得るための資源化によって様々な汚染物質のシナジー的制御と二酸化硫黄の回収とを可能にし、投資および運用コストを低減でき、長期間安定に運用可能である。

例１のプロセスフローチャートである。 例１において提供されるアンモニアベース法によるＦＣＣテールガスの脱硝および脱硫ならびにＦＣＣテールガスからの除塵のための装置の概略構造図である。

［詳細な説明］
以下、例を用いて本発明がさらに例示される。しかしながら、本発明はこれに限定されない。以下において具体的な条件が与えられない各例の実験方法は、慣用的な方法および条件に従って実施され、または、生成物の仕様に従って選択される。

ＧＢ５３５−１９９５では、第１グレードの硫酸アンモニウムに対して要求されるパラメータは、Ｎ含有量≧２１％、水分含有量≦０．３％、および遊離酸含有量≦０．０５％である。

以下の例１では、プロセスフローは次の通りである。アンモニア７の作用下での脱硝のために、ＦＣＣテールガス８が脱硝および廃水回収システム１２３に入る。脱硝後のＦＣＣテールガスは脱塵システム４４に入り、その後、アンモニア７の作用下でのさらなる脱硫のために脱硫システム４５に入る。脱硫後の浄化されたテールガス１０は、テールガス処理システムを介して吐出され、残りの循環液は硫酸アンモニウム後処理システム６に入り、そこで硫酸アンモニウム９が得られる。具体的なプロセスは図１に示される。

［例１］
この例は、アンモニアベース法によるＦＣＣテールガスの脱硝および脱硫ならびにＦＣＣテールガスからの除塵のための装置を提供し、その処理容量は１００，００００トン／年である。装置は、第１段階廃熱回復システム１と、脱硝システム２と、第２段階廃熱回収システム３と、除塵および脱硫システム４と、テールガス排気システム５と、硫酸アンモニウム後処理システム６とを含む。第１段階廃熱回復システム１には、ＦＣＣテールガスの引入口１１が設けられる。脱硝システム２は第１段階廃熱回復システム１に接続され、脱硝還元剤の供給ポート２１を有する。第２段階廃熱回収システム３は脱硝システム２に接続される。除塵および脱硫システム４は、分離して配置される脱塵ユニットおよび脱硫ユニットを含む。この例では、脱塵ユニットは第２段階廃熱回収システム３に接続された脱塵塔４１であり、脱硫ユニットは、脱塵塔４１と、さらにテールガス排気システム５および硫酸アンモニウム後処理システム６とにも接続された吸収塔４２である。吸収塔４２には、図２に具体的に図示されるように、アンモニア含有吸収剤のための引入口４２１と、酸化剤としての空気のための引入口４２２とが設けられる。

この例では、脱塵塔には３層の洗浄液スプレーヤが設けられ、そこでは洗浄液スプレーヤの各層間の液ガス比は１．５Ｌ／ｍ^３であり、各層のスプレーカバレッジ率は１４０％であり、脱塵塔の全スプレーカバレッジ率は４００％以上である。脱塵塔には、脱塵塔の上部に２層の除霜器が設けられ、これらはバッフルおよびルーフタイプの除霜器である。脱塵塔の除塵効率は８０％以上である。脱塵塔において得られる固体含有洗浄液は、固体除去のためにフィルタリングシステムに供給され、固体が除去された洗浄液は、ＦＣＣテールガスを洗浄するためにリサイクルされる。

この例では、酸化タンクは吸収塔４２の底部に設けられ、吸収セクション内の煙道ガスのための引入口の上方には３層の吸収液スプレーヤが設けられ、そこでは洗浄液スプレーヤの各層間の液ガス比は１．２５Ｌ／ｍ^３であり、各層のスプレーカバレッジ率は１３０％であり、脱塵塔の全スプレーカバレッジ率は３２０％である。様々な酸化率の吸収液が、吸収塔の底部の酸化タンクの異なる２箇所から引き出され、一方は吸収循環ポンプによって吸収のためにリサイクルされ、他方は蒸発および結晶化システムに供給される。吸収セクションの上方には微粒子制御セクションが設けられ、微粒子制御セクションは、洗浄層内のスプレーヤ層の上方に設けられた２層の除霜器を含み、洗浄層内の除霜器はルーフタイプおよびワイヤメッシュ除霜器である。

この例では、硫酸アンモニウム後処理システム６は、順に接続される，蒸発および結晶化装置６１と、サイクロン６２と、遠心機６３と、乾燥機６４と、包装マシン６５とを含む。

この例では、脱塵塔、吸収塔、ならびに、蒸発および結晶化装置の、シェル、内部構造およびパイプは、すべてグレード０２２Ｃｒ１７Ｎｉ１２Ｍｏ２のステンレス鋼材料から製造される。

この例は、さらに、アンモニアベース法によるＦＣＣテールガスの脱硝および脱硫ならびにＦＣＣテールガスからの除塵のための装置を用いる、アンモニアベース法によるＦＣＣテールガスの脱硝および脱硫ならびにＦＣＣテールガスからの除塵のための方法を提供する。この方法は、
（１）ＦＣＣテールガスを第１段階廃熱回復システムに入れるステップであって、流量は２６２０００Ｎｍ^３／ｈであり、ＦＣＣテールガスの温度は６００〜６５０℃であり、煙道ガスにおける粉塵レベルは通常の場合に２００ｍｇ／Ｎｍ^３であり、ＳＯ_２濃度は３５５０ｍｇ／Ｎｍ^３であり、ＮＯ_ｘ濃度は３５０ｍｇ／Ｎｍ^３であり、粉塵レベルは触媒損失動作条件下で７５００ｍｇ／Ｎｍ^３であり、触媒損失の継続時間は２．５時間であり、損失する触媒は４．９１ｔであり、ＦＣＣテールガスの温度は３３５℃に低下し、テールガスの熱は、第１段階廃熱回復システムによって、出力のために１１．６ｔ／ｈのレートで４ＭＰａの蒸気を生成するために利用される、ステップと、
（２）３３５℃の煙道ガスを脱硝システムに入れ、５〜１５％アンモニア水で脱硝するステップであって、脱硝反応炉の脱硝触媒の表面上での適切な反応後に、窒素酸化物含有量が３５ｍｇ／Ｎｍ^３に減少し、脱硝率は９０％である、ステップと、
（３）脱硝システムにおける処理の後、煙道ガスベントを介して煙道ガスを第２段階廃熱回収システムに入れるステップであって、副生成物として３．３ｔ／ｈで０．６ＭＰａの蒸気が生成され、第２段階廃熱回収システム内で煙道ガスの温度が１６６℃まで低下する、ステップと、
（４）第２段階廃熱回収システムにおける処理の後、吐出されたＦＣＣテールガスを除塵のために脱塵塔に入れ脱硫のために吸収塔に入れるステップであって、脱塵塔内で得られた固体含有洗浄液が固体除去のためにフィルタリングシステムに供給され、固体が除去された洗浄液がＦＣＣテールガスを洗浄するためにリサイクルされ、吸収塔に入るＦＣＣテールガスは５〜１５％アンモニア水で脱硫される、ステップと、
（５）脱硫の後に、浄化された煙道ガスをテールガス排気システムを介して吐出するステップであって、ＮＯ_ｘ含有量は３５ｍｇ／Ｎｍ^３であり、ＳＯ_２含有量は３８ｍｇ／Ｎｍ^３であり、粉塵レベルは、通常の場合に１１．５ｍｇ／Ｎｍ^３であり、触媒損失動作条件下で２１ｍｇ／Ｎｍ^３であり、副生成物として約４．７ｔ／ｈで生成される４０％硫酸アンモニウム溶液は、最終生成物の硫酸アンモニウムを１．８９ｔ／ｈで得るために、蒸留され再結晶化され、渦巻きにされ(vortexed)、遠心機によって分離され、乾燥され、包装され、その質（窒素含有量：２１．０５％、水分含有量：０．２％、および遊離酸含有量：０．０３％）は、ＧＢ５３５−１９９５によって指定される第１グレードの硫酸アンモニウムに対する要件を満たす、ステップと、
を備える。

この例における様々な指標を検出するための方法および主な器具のリストは表１に示される。主な原料および生成物のパラメータは表２に示される。

この例の脱硫効率は９８．９％であり、脱硝率は９０％である。

［比較例１］
ＣＮ１０４９４１４２３Ａが比較例として取り上げられ、そこでは、接触分解ユニットの触媒再生成の間に生成される１００，００００トン／年の煙道ガスが処理され、煙道ガスの流量は１３５０００Ｎｍ^３／ｈであり、温度は９５０℃であり、湿気含有量は１２％であり、二酸化窒素濃度は３６０ｍｇ／Ｎｍ^３であり、二酸化硫黄濃度は２３００ｍｇ／Ｎｍ^３であり、粉塵レベルは１５０ｍｇ／Ｎｍ^３であり、脱硫剤（desulphurizing agent）は９９．６％液体アンモニアである。通常の場合には、脱硝効率は≧８８．９％であり、脱硫効率は９８．５％であり、浄化された煙道ガス内のＮＯ_ｘ濃度は３８ｍｇ／Ｎｍ^３であり、ＳＯ_２濃度は３２ｍｇ／Ｎｍ^３であり、粉塵レベルは１５ｍｇ／Ｎｍ^３未満であり、副生成物の硫酸アンモニウム中の窒素含有量は２０．８％である。

しかしながら、触媒損失の動作条件は考慮されない。この場合には、煙道ガスは、中国特許第ＣＮ１０４９４１４２３Ａ号による装置で処理されれば、最終的には以下の効果が得られる。

大量の粉塵が吸収液に入り、吸収液中の不溶性固体の含有量が３％以上に上昇する。これにより、生成物の硫酸アンモニウムは再結晶化および吐出されなくなる。仮に生成物の硫酸アンモニウムが吐出されたとしても、生成物中のＮ含有量は１８％以下に減少し、したがって生成物は販売できない。さらに、吸収循環ポンプが詰まり、摩耗し、吸収塔内に蓄積された固体を清掃するために装置を停止する必要がある。

本発明の効果は次の通りである。脱硝効率は≧９０％であり、脱硫効率は９８．９％であり、浄化された煙道ガス中のＮＯ_ｘ濃度は３５ｍｇ／Ｎｍ^３であり、ＳＯ_２濃度は３８ｍｇ／Ｎｍ^３であり、粉塵レベルは１１．５ｍｇ／Ｎｍ^３であり、副生成物の硫酸アンモニウム中の窒素含有量は２１．０６％である。本発明の装置は、触媒損失の動作条件下で通常に動作可能であり、引出口における２１ｍｇ／Ｎｍ^３という粉塵レベルによって示されるように、比較例に対して明白に有利である。

図１：６ 硫酸アンモニウム後処理システム、７ アンモニア、８ ＦＣＣテールガス、９ 硫酸アンモニウム、１０ 浄化されたテールガス、１２３ 脱硝および廃熱回収システム、４４ 脱塵システム、４５ 脱硫システム。
図２：１ 第１段階廃熱回復システム、２ 脱硝システム、３ 第２段階廃熱回収システム、４ 除塵および脱硫システム、５ テールガス排気システム、６ 硫酸アンモニウム後処理システム、１１ ＦＣＣテールガスのための引入口、２１ 脱硝還元剤のための供給ポート、４１ 脱塵塔、４２ 吸収塔、４２１ アンモニア含有吸収剤のための引入口、４２２ 酸化剤としての空気のための引入口、６１ 蒸発および結晶化装置、６２ サイクロン、６３ 遠心機、６４ 乾燥機、６５ 包装マシン。

Claims (10)

1. アンモニアベース法によるＦＣＣテールガスの脱硝および脱硫ならびにＦＣＣテールガスからの除塵のための装置であって、
   第１段階廃熱回復システムと、脱硝システムと、除塵および脱硫システムと、テールガス排気システムと、硫酸アンモニウム後処理システムとを備え、
   前記除塵および脱硫システムは、分離して配置される脱塵塔および吸収塔を備え、
   前記吸収塔の頂部および底部は、それぞれ前記テールガス排気システムおよび前記硫酸アンモニウム後処理システムに接続され、
   前記脱塵塔には、少なくとも２層の洗浄液スプレーヤが設けられ、
   前記脱塵塔内の前記洗浄液スプレーヤの上方には、少なくとも１層の除霜器が設けられ、
   前記吸収塔は、下から上に、順に、酸化セクションと、吸収セクションと、微粒子制御セクションとを備え、
   前記吸収セクションには、前記吸収セクション内に少なくとも２層のスプレーヤが設けられ、
   前記微粒子制御セクションには、希釈硫酸アンモニウム溶液を伴う１〜４個の循環的洗浄層が設けられる、
   装置。
2. 前記第１段階廃熱回復システム、前記脱硝システム、前記脱塵塔および前記吸収塔は、順に接続される、請求項１に記載のアンモニアベース法によるＦＣＣテールガスの脱硝および脱硫ならびにＦＣＣテールガスからの除塵のための装置。
3. さらに第２段階廃熱回収システムを備え、
   前記第１段階廃熱回復システム、前記脱硝システム、前記第２段階廃熱回収システム、前記脱塵塔、および前記吸収塔は、順に接続される、
   請求項１または２に記載のアンモニアベース法によるＦＣＣテールガスの脱硝および脱硫ならびにＦＣＣテールガスからの除塵のための装置。
4. 前記脱硝システムは選択的触媒還元反応炉であり、精留器が前記選択的触媒還元反応炉の上部に設けられ、前記選択的触媒還元反応炉の前記ＦＣＣテールガスのための引入口にはアンモニア注入格子が設けられる、および／または、前記テールガス排気システムはテールガス排気煙突である、請求項１に記載のアンモニアベース法によるＦＣＣテールガスの脱硝および脱硫ならびにＦＣＣテールガスからの除塵のための装置。
5. 前記脱塵塔内に２〜５層の洗浄液スプレーヤが設けられ、そこにおいて、前記洗浄液スプレーヤの各層間の液ガス比は１．１Ｌ／ｍ^３以上であり、スプレーカバレッジ率は１２０％以上であり、前記脱塵塔の全スプレーカバレッジ率は２００％以上であり、前記脱塵塔は１〜５層の除霜器を備え、
   および／または、前記脱塵塔の前記除霜器は、バッフル除霜器、ルーフタイプ除霜器、およびワイヤメッシュ除霜器のうち１つ以上であり、
   および／または、前記酸化セクションは、３〜８層の気液分散促進器が設けられ、
   および／または、前記吸収セクションは２〜４層のスプレーヤを備え、そこにおいて、前記吸収セクションの前記スプレーヤの各層間の液ガス比は１．１Ｌ／ｍ^３以上であり、スプレーカバレッジ率は１２０％以上であり、前記吸収セクションの全スプレーカバレッジ率は３００％以上であり、
   および／または、希釈硫酸アンモニウム溶液を伴う前記循環的洗浄層には、前記洗浄層内に２層以上のスプレーヤが設けられ、前記洗浄層内の前記スプレーヤの上方には２層以上の除霜器が設けられ、そこにおいて、前記洗浄層の前記スプレーヤの各層間の液ガス比は１．１Ｌ／ｍ^３以上であり、スプレーカバレッジ率は１２０％以上であり、前記微粒子制御セクションの全スプレーカバレッジ率は３００％以上であり、好ましくは、前記洗浄層は１〜４層のスプレーヤと１〜５層の除霜器とを備える、
   請求項１に記載のアンモニアベース法によるＦＣＣテールガスの脱硝および脱硫ならびにＦＣＣテールガスからの除塵のための装置。
6. 前記硫酸アンモニウム後処理システムは、順に接続される、蒸発および結晶化装置と、サイクロンと、遠心機と、乾燥機と、包装マシンとを備え、
   前記蒸発および結晶化装置は前記吸収塔に接続される、
   請求項１に記載のアンモニアベース法によるＦＣＣテールガスの脱硝および脱硫ならびにＦＣＣテールガスからの除塵のための装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のアンモニアベース法によるＦＣＣテールガスの脱硝および脱硫ならびにＦＣＣテールガスからの除塵のための装置を用いる、アンモニアベース法によるＦＣＣテールガスの脱硝および脱硫ならびにＦＣＣテールガスからの除塵のための方法であって、
   前記方法は、
   （１）前記ＦＣＣテールガスを、順次、前記第１段階廃熱回復システムおよび前記脱硝システムに、それぞれ冷却および脱硝のために入れるステップであって、前記テールガスの温度は２５０〜３５０℃に低下する、ステップと、
   （２）前記脱硝システムにおける処理の後に、吐出されたＦＣＣテールガスを、除塵および脱硫システムに、脱塵塔における除塵のためおよび吸収塔における脱硫のためにそれぞれ、入れるステップであって、好ましくは、前記脱硝システムにおける処理の後に、吐出されたＦＣＣテールガスから第２段階廃熱回収システムにおいてさらに熱を回収し、その後、吐出されたＦＣＣテールガスを、前記除塵および脱硫システムに入れる、ステップと、
   （３）浄化されたテールガスを、脱硫の後に前記テールガス排気システムを介して吐出し、前記硫酸アンモニウム後処理システム内の副生成物の硫酸アンモニウムを収集するステップと
   を備える、方法。
8. 前記第１段階廃熱回復システムに入る前記ＦＣＣテールガスの温度は５８０〜９５０℃であり、
   ＮＯ_ｘ濃度は１００〜１２００ｍｇ／Ｎｍ^３であり、
   ＳＯ_２濃度は２００〜３００００ｍｇ／Ｎｍ^３であり、
   全粉塵レベルは５０〜１００００ｍｇ／Ｎｍ^３であり、
   好ましくは、
   前記第１段階廃熱回復システムに入る前記ＦＣＣテールガスの温度は６００〜６７０℃であり、
   前記ＮＯ_ｘ濃度は２５０〜８００ｍｇ／Ｎｍ^３であり、
   前記ＳＯ_２濃度は５００〜５０００ｍｇ／Ｎｍ^３であり、
   前記全粉塵レベルは１００〜３００ｍｇ／Ｎｍ^３である、
   請求項７に記載のアンモニアベース法によるＦＣＣテールガスの脱硝および脱硫ならびにＦＣＣテールガスからの除塵のための方法。
9. ステップ（２）において前記第２段階廃熱回収システム内でさらに冷却された後の前記ＦＣＣテールガスの温度は１４０〜２２０℃であり、
   前記ＦＣＣテールガスをさらに冷却するために前記第２段階廃熱回収システムが採用される場合に、前記第２段階廃熱回収システムにおける処理の後に吐出された前記ＦＣＣテールガスが前記除塵および脱硫システムに供給され、
   前記ＦＣＣテールガスは、前記第２段階廃熱回収システムによって、０．３〜０．８ＭＰａの低圧蒸気および予熱された軟水が副生成物として生成される態様でさらに冷却される、請求項７に記載のアンモニアベース法によるＦＣＣテールガスの脱硝および脱硫ならびにＦＣＣテールガスからの除塵のための方法。
10. ステップ（２）における脱硫プロセスの間、前記吸収塔の底部において底部の吸収液が収集され、その一部が前記硫酸アンモニウム後処理システムに供給され、その残部は、酸素含有ガスによって酸化され、アンモニア含有吸収液を補給され、その後、前記吸収塔の前記吸収セクションへとリサイクルされ、
    前記酸素含有ガスは、好ましくは空気であり、
    前記アンモニア含有吸収液は、好ましくは１０〜２５重量％のアンモニア水および／または液体アンモニアであり、
    前記吸収セクションへとリサイクルされる前記底部の吸収液は、好ましくは、底部の吸収液全体の７５〜９８重量％を占める、
    請求項７に記載のアンモニアベース法によるＦＣＣテールガスの脱硝および脱硫ならびにＦＣＣテールガスからの除塵のための方法。

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