催化煙氣脫硫脫硝技術進展

張文革，石岱，曹立柱

摘 要：煉油廠催化裝置煙氣存在SO2、NOx超標現象，因此研究催化煙氣脫硫脫硝技術顯出重要意義。本文介紹了3種常用催化煙氣脫硫技術和2種常用催化煙氣脫硝技術。

關鍵詞：催化；煙氣；脫硫脫硝；濕法洗滌工藝

隨著環境問題在全球范圍內越來越突出，世界各國紛紛加大了環境治理的力度。我國也陸續制定并出臺了一系列法律法規、規劃、技術政策，為了實現"十二五"規劃的污染減排目標，近期即將實施《石油煉制工業污染物排放標準》。研究催化煙氣脫硫脫硝技術在此背景下便顯出一定的社會效益和環境效益。

1 煙氣脫硫脫硝的必要性

擬實施新標準中，SO2最高允許排放濃度為200mg/Nm3，NOx最高允許排放濃度為300mg/Nm3，而現有煉油廠催化裝置SO2、NOx實際排放濃度與指標相差較大，因此，合理利用催化煙氣脫硫脫硝技術，保證催化煙氣排放指標達標是勢在必行。

2 煙氣脫硫的技術方法

目前，國內外常用催化煙氣脫硫除塵技術有很多，按照脫硫方式和產物的處理形式不同，可劃分為濕法、干法、半干三大類。目前，處理催化裂化再生器煙氣的技術主要以濕法為主。另外，濕法工藝又可分為可再生濕法和非可再生濕法兩種。以WGS濕法洗滌工藝、海水洗滌工藝和EDV濕法洗滌工藝為代表的非可再生濕法洗滌工藝和labsorb、cansolv可再生濕法洗滌工藝最具代表性。

（1）WGS濕法洗滌工藝

該工藝主要包括兩部分：濕法氣體洗滌裝置（WGSR）和凈化處理裝置（PTU）。WGSR主要包括JEV型文丘里洗滌器、分離塔、煙囪、循環泵等，脫除二氧化硫及固體顆粒物，生成亞硫酸鈉及硫酸鈉，SOx脫除率可達94%以上。PTU與BELCO洗滌液處理裝置流程基本相同。排出的洗滌液在澄清器中沉降，固體物運出廠外填埋，澄清池分離的澄清液約含5%的可溶解鹽，排到后處理設施，經過pH值調節混合器、氧化塔，用空氣氧化法降低其COD，氧化處理后排液進入污水處理場進一步生化處理。該技術成熟可靠，在國外已有25套應用。

（2）ALSTOM公司填料吸收塔海水脫硫技術

ALSTOM公司填料吸收塔海水脫硫技術，利用海水的弱堿性，來洗滌煙氣中的二氧化硫，達到煙氣凈化的目的。海水采用一次通過的方式吸收煙氣中的SO2，煙氣中的SO2首先在吸收塔中被海水吸收，吸收塔排出的酸性海水依靠重力流入海水處理場。在海水處理場的曝氣池中鼓入大量的空氣，使海水中的pH值得以處理。ALSTOM公司的海水脫硫技術大多應用于電廠煙氣脫硫，在煉油廠催化裝置業績較少。

（3）EDVR濕法洗滌工藝

EDVR濕法洗滌技術是先進的控制煙氣中的顆粒物、SO2和NOX的技術，由美國貝爾格（BELCO）技術公司開發，包括煙氣洗滌系統和排液處理系統兩部分。煙氣進入洗滌塔后，除去氣體中較大的顆粒、SO2，清潔氣體通過上部的煙囪排入大氣，為防止催化劑積累，裝置運行中將排出部分洗滌液進入排出液處理系統。排液處理系統的特點在于減少了排液化學需氧量（COD）和固體懸浮顆粒在排液中的含量，同時也除去所收集的固體懸浮顆粒物的水分。該技術成熟可靠，在國內外應用最廣，包含在建裝置國內已有12套應用，國外應用80多套。

3 煙氣脫硝的技術方法

煙氣脫硝主要有兩種方式：一種在燃料基本燃燒完畢后通過還原劑把煙氣中的NOX還原成N2的一種技術，另外一種是用氧化劑將NOX氧化成可用水吸收成酸類物質，再用堿中和的方法。在催化裂化煙氣脫硝中，還原法應用較多的是SCR法脫硝技術；氧化法最具有代表性的是臭氧氧化技術（LoTOxTM）。

（1）SCR法脫硝技術

選擇性催化還原法（SCR）是指在催化劑的作用下，利用還原劑（如NH3或尿素）"有選擇性"地與煙氣中的NOX反應并生成無毒無污染的N2和H2O。選擇性催化還原系統中，一般由氨的儲存系統、氨和空氣的混和系統、氨噴入系統、反應器系統及監測控制系統等組成，高溫SCR反應器大多安裝在余熱鍋爐鍋爐蒸發段與省煤器之間，因為此區間的煙溫剛好適合SCR脫硝還原反應（350℃），氨則噴射于蒸發段與SCR反應器之間煙道內的適當位置，使其與煙氣混合后在反應器內與NOX反應。

（2）LoTOxTM臭氧氧化技術

臭氧氧化法就是在煙氣進入煙氣洗滌塔前，煙氣中注入臭氧把不可溶的NOX氧化成易溶于水的N2O5，在脫硫塔里N2O5溶于水形成硝酸，并與脫硫塔內循環漿液中的堿性物質反應生成鹽類，從而達到脫硝的目的。采用臭氧氧化技術可得到較高的NOX脫除率，一般為70%～90%，并且可在不同的NOX濃度和NO、NO2的比例下保持高NOX脫除率，臭氧可以在現場由臭氧發生器直接生成。因為羅塔斯技術（LoTOxTM）是低溫處理技術，故在流程中不需像SCR一樣需要合適的溫度。這個流程不使用氨，因此避免了在下游熱轉換階段出現硫酸銨/重硫酸銨的沉淀，但消耗堿產生了硝酸鹽。

4 結束語

在現階段催化裝置脫硫脫硝設計施工過程中，應綜合考慮多方面指標，經過方案比選和經濟評價優選出適合的脫硫脫硝方案，這樣既能達到國家要求的催化煙氣排放標準，還能帶來一定的經濟效益。目前，我國近期即將實施《石油煉制工業污染物排放標準》，應加深對催化裝置脫硫脫硝技術的引進與開發，加快相關技術的發展。

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