催化裂化煙氣脫硫技術分析

李永杰 李永文

摘 要：催化裂化煙氣脫硫技術是現階段主要的污染物控制措施，我國催化裂化裝置（FCC裝置）在運行過程中可經過內部結構與煙氣內二氧化硫的一系列反應，結合配套污水處理單元及外排污水管網，保證煙氣的有效脫硫，同時可減少外環境負擔。本文從可再生循環技術、拋棄法、干法煙氣脫硫等方面對催化裂化煙氣脫硫技術進行了分析。

關鍵詞：催化裂化煙氣脫硫；可再生循環技術；拋棄法；干法煙氣脫硫

中圖分類號：O643 文獻標志碼：A

社會經濟的發展促使石油需求量不斷增加，進而加速了石化行業的發展。石化行業運行過程中催化裂化脫硫技術非常重要，可降低石油中硫化合物的含量，進而降低石油應用時對環境及人體的危害。煙氣脫硫工藝主要通過催化裂化煙氣脫硫技術的合理選擇，為石油硫含量的有效控制提供依據。

1 可再生循環技術

可再生循環技術主要有亞硫酸鈉循環、磷酸法和檸檬酸法等方法，現階段應用范圍較大的是Labsorb技術。Labsorb可再生循環技術在發展過程中已出現了RASOC可再生濕法脫硫技術，主要通過吸收劑在蒸汽的實現下促使煙氣再生，常用的吸收劑為磷酸鈉鹽、LAS等。其中LAS可利用自身獨特的雙胺官能團對煙氣中三氧化硫進行有效吸收，且最大程度降低蒸汽損耗量。利用RASOC可再生濕法脫硫技術在FCC裝置中的應用可得到純度較高的二氧化硫氣體，從而便于后續產物的有效處理。

S-Zorb是一種新型的可再生循環脫硫技術，主要利用氣相汽油分子與吸附試劑的大面積接觸將煙氣中的含硫化合物進行吸附，然后利用吸附劑烴類部分與含硫化合物之間的作用，促使其與煙氣脫離。S-Zorb煙氣脫硫技術在實際應用中可吸收98%以上的含硫化合物，且無其他額外產物。由于S-Zorb煙氣脫硫過程無硫化氫等物質，可完全避免硫醇產物增加硫含量。

2 拋棄法

2.1 氨法煙氣脫硫

氨法煙氣脫硫主要通過對氨水濃度的控制進行硫吸收，且吸收后所產生的硫酸銨可作為農業施肥。氨法煙氣脫硫主要在我國東北部石化公司得到有效應用，在實際應用中極易出現氨逃逸、重金屬污染等問題，氨逃逸主要是由于FCC裝置中三氧化硫含量遠高于電廠氨氣，從而導致實際氨氣吸硫過程中會發生氨霧、氣溶膠擴散問題，再加上FCC裝置內部催化劑含有較高濃度的鎳、釩等重金屬離子，從而影響后續產物質量，因此氨法煙氣脫硫技術應用范圍較小。

2.2 WGS脫硫

WGS脫硫技術是應用較早的脫離技術，主要在我國南部及北美洲國家FCC裝置內進行應用。WGS脫硫技術可將含硫煙氣進行分離，即利用文丘里管噴水裝置進行煙氣除塵措施，然后在除塵煙氣進入塔內后利用絲網除霧、循環液注氫氧化鈉等措施，促使塔內煙氣與硫離子有效分離并維持適宜的液體PH。在實際應用中根據文丘里管內部結構的區別WGS技術具有不同的氣壓等級，如JEV、HEV等，煙氣壓力均在4.8kPa以下。WGS技術在實際應用中具有較高的性價比及運行穩定性，同時可通過內部技術優化進行煙氣脫硝處理，但由于后期含鹽污水成分過高，對后期維護帶來較大的難題。

2.3 EDV脫硫

EDV脫硫技術主要來自美國BELCO公司，目前已在我國四川石化分公司、燕山分公司、金陵分公司等的FCC裝置中得到有效應用。在實際應用中FCC再生煙氣裝置可將含硫氣體吸入吸收塔，利用內部冷卻裝置進行煙氣冷卻，在煙氣冷卻后可脫離硫離子，然后綜合采用液滴、酸霧、氫氧化鈉注入等措施促使煙氣中硫離子轉化為硫酸鹽和水，同時利用氫氧化鈉進行液體pH調制，待生成氧化物沉淀后可利用排液處理技術進行廢液排除。廢液處理裝置主要由汽提塔、澄清器等幾個部分構成，為了進一步降低廢液排除物含硫量，可利用吸收裝置間液體抽出措施，通過液體抽出后在外部氧化系統中的反應降低殘余污染物質。EDV技術由于資金損耗低、壓力低和穩定性高等優良特點得到了廣泛應用，可在整體煙氣脫硫過程中將空氣壓力維持在4.8kPa以下，從而避免煙氣壓力過高影響鍋爐正常運轉。在冷卻裝置中通過停電連鎖等最差工況維護功能的設置，可將冷卻裝置內部各項無動設備進行有效整合，提高設備運行穩定性。EDV技術在實際應用中由于排放廢液內鹽類成分過高，增加了周邊水體生態的運載負荷，若采取含鹽污水結晶處理，則會增加整體結構成本，甚至影響能源有效利用。

3 干法煙氣脫硫

干法煙氣脫硫技術主要是在脫硫過程中不需要水分參與的基礎上，利用顆粒吸收劑、干粉狀吸收劑等進行煙氣內二氧化硫的吸收，然后在內部催化劑的作用下，將二氧化硫氣體轉化為硫化物或脫硫渣回收。在干法煙氣脫硫技術應用過程中，由于煙氣吸收、反應過程中沒有水分子參與，可完全避免污水廢液的產生，從而降低對周邊水體環境的負擔，再加上干法煙氣脫硫裝置運行能源損耗量低、操作便捷等獨特優點，可在氣候較干旱地區的石化行業得到良好的應用，但由于干法煙氣脫硫技術工作效率遠低于濕法煙氣脫硫技術，在其他地區并沒得到廣泛應用。活性炭脫硫技術為主要的干法煙氣脫硫措施，可以在溫度較低的環境中將二氧化硫氧化成三氧化硫，然后利用相關裝置將三氧化硫轉化為硫酸進行吸附處理。活性炭內部結構空隙較多，具有優良的二氧化硫吸附能力及催化氧化能力，在含硫煙氣通過活性炭時可在其催化作用下與氧氣、水分子逐次反應，生成最終產物的硫酸。活性炭技術在催化裂化裝置中的應用可得到良好的煙氣脫硝效果，通過自身催化作用促使煙氣中三氧化氮與氨氣進行反應，產生氮氣、水，最后利用活性炭吸附層對其進行吸附處理。活性炭吸附技術資金損耗較低，且工藝操作較便捷，活性炭自身的可再生能力提高了應用效益，現階段活性炭干法煙氣脫硫技術已在四川、湖北等地催化裂化裝置中得到良好的應用。

Lurgi循環流化床煙氣脫硫、回流式循環流化床煙氣脫硫技術等為新型干法脫硫技術，回流式循環流化床煙氣脫硫技術主要是在循環流化床的基礎上利用二氧化硫吸收系統石灰與煙氣中二氧化硫之間的反應產生硫酸鹽產物，然后由靜電除塵系統等的連續作用對硫酸鹽產物進行處理。這種措施操作較便捷，且能源損耗量較低，在西方國家得到了有效應用。

半干法煙氣脫硫技術是介于濕法煙氣脫硫、干法煙氣脫硫之間的一種脫硫方法，在實際應用中可利用脫硫試劑進行煙氣二氧化硫吸附，然后在內部吸附設備的作用下產生干態物質。常用的半干法煙氣脫硫技術主要有粉膜顆粒噴動法、噴霧干燥法和半干半濕法等。半干法煙氣脫硫技術在實際應用中可產生穩定的干態物質，對周邊生態環境具有一定的維護作用，但半干法煙氣脫硫技術工作效率較低，且后續混合物質較多，會影響最終吸附產物的處理效率。

結語

為了促使催化裂化裝置發揮最良好的效用，須結合經濟成本及煙氣排放情況選擇合理的催化裂化裝置，然后再根據煙氣內二氧化硫濃度選擇合理的煙氣脫硫技術。拋棄法可應用于煙氣硫含量較低的情況，而可再生循環法可在煙氣硫含量較高時發揮良好的效用。通過合理的煙氣脫硫技術選擇可有效控制硫氧化物的排放量，促進石化企業的可持續發展。

參考文獻

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