催化煙氣脫硫脫硝的節能減排分析

孫劍　程誠　武利春

摘 要：中國石油天然氣股份有限公司呼和浩特石化分公司2.8Mt/a催化裂化裝置，在2015年新建了配套的再生煙氣脫硫裝置，同時對余熱鍋爐進行改造，并增設了脫硝設施，裝置投用后，催化裝置外排煙氣污染物質量濃度大幅度下降，減排效果良好，達到了國家排放標準。同時余鍋改造后，取熱能力增加，排煙溫度下降，起到了節能效果。

關鍵詞：催化裂化煙氣;脫硫脫硝;節能;減排

0 前言

催化裂化是實現重質油輕質化的重要工藝過程之一，催化裂化裝置是石油煉制企業的主要生產裝置，催化裂化再生器排放的煙氣中含有大量的硫氧化物（SOx）、氮氧化物（NOx）、顆粒物等，已經成為重要的大氣污染源。隨著我國經濟的高速發展，對能源的需求愈來愈旺盛，煉油企業加工高硫重質原油等品質較差原油的比例不斷增加，SOx和NOx的排放量越來越大;另一方面，隨著環境保護法的日趨嚴格，對包括催化裂化裝置在內的各種裝置的SOx和NOx排放量的限制也日趨嚴格，因此催化裂化再生煙氣的脫硫脫硝顯得尤為緊迫。

為了保護環境，滿足人們對環境空氣質量的要求，中國石油天然氣股份有限公司呼和浩特石化分公司對2.8Mt/a催化裂化（MIP）裝置的再生煙氣系統進行了脫硫脫硝改造。

1 技術原理及特點

1.1 工藝原理

脫硫單元主要分為兩部分：脫硫洗滌塔和PTU。

洗滌塔系統包括文丘里洗滌器、分離塔、煙囪、循環泵等，通過洗滌塔循環泵向文丘里管內噴入循環液，在文丘里管內完成對煙氣的抽吸、洗滌過程，在脫硫彎頭處脫除固體顆粒和二氧化硫，然后凈化煙氣經過煙囪塔盤、格里其規整填料分離出游離水后直排大氣，凈化煙氣中固體顆粒和二氧化硫含量遠遠低于排放濃度限值，操作過程中需要連續補充水和堿，并排出少量廢液進入排液處理系統（PTU）。煙氣中二氧化硫等酸性氣體是在洗滌塔內與循環液接觸時發生中和反應，酸性的氣體被偏堿性的吸收液所吸收，并通過調節氫氧化鈉的加入量來調節循環液的pH值。

1.2 工藝技術特點

煙氣脫硫設計特點;煙氣脫硫設施采用噴射文丘里（JEV）型濕氣洗滌技術（以下簡稱WGS），PTU單元采用絮凝沉降原理脫除污水顆粒物，采用氧化曝氣工藝脫除污水中亞硫酸鹽帶來的COD。

①極低的系統壓降，正常開工狀態，可實現煙氣零壓降;

②在停循環泵的情況下，最高壓降不高于1.5kPa;

③極高的可靠性、極強的適應性、實現長周期運行;

④該系統流程簡單實用，故障率極低，可適應催化裂化超溫、跑劑的各種工況;

⑤結構緊湊、占地面積小;

⑥工程投資相對較低：與國內外同類技術相比，投資降低30%左右。

2 設計參數

產品指標：

催化煙氣脫硝單元的產品為脫除氮氧化物后的煙氣。煙氣經脫硝處理后，進入下游煙氣脫硫系統，流量為43.3×104Nm3/h-wet。脫硫單元產品主要為凈化煙氣和含鹽污水、催化劑泥漿。其中凈化煙氣排放指標控制SO2≤100mg/Nm3（dry）;粉塵≤50mg/Nm3（dry）。煙氣經本系統凈化處理后，經煙囪直接排放。

3 運行狀況及分析

脫硫裝置投產后，排放煙氣中二氧化硫基本控制在20mg/Nm3以下，顆粒物由110 mg/Nm3降到30mg/Nm3，特別是2017年3月開始摻煉西部油開始，脫硫入口二氧化硫濃度由230mg/Nm3漲至最高650mg/Nm3，出口二氧化硫排放指標并未變大，只是脫硫耗堿量增加一倍左右，由此可知脫硫系統操作彈性較大，能承受原料性質變化所帶來的沖擊。

節能：

①脫硫運行中補充水選用中水，節約了大量新鮮水，約32t/h;

②對余鍋省煤器進行擴能改造后，同時對激波吹灰進行改造，增加了蒸汽和聲波兩種吹灰設施，排煙溫度由改造前的210℃降低至160℃，降低了50℃，多回收熱量折算成中壓蒸汽，約7t/h;

③對吹灰系統加強維護，隨時跟蹤吹灰效果，保持低的排煙溫度。即提高了余鍋取熱效率，又降低了脫硫入口煙氣溫度，節約了脫硫洗滌用水，為裝置的節能工作做出貢獻。

4 結束語

2.8Mt/a催化裂化裝置再生煙氣脫硫脫硝改造，有效地降低了外排煙氣中污染物的排放，SO2質量濃度從650mg/m3下降到20mg/m3，粉塵質量濃度110mg/m3下降到30mg/m3，煙氣污染物排放低于國家排放標準，具有很好的環保效益。由于余鍋省煤器取熱能力增大，脫硝模塊壓降低，洗滌系統壓降低，對前部系統影響小，同時余熱鍋爐三套除灰系統的應用，降低余熱鍋爐排煙溫度，減少煙氣壓降，增加了裝置能量回收，保證煙機工況，操作簡便，設備可靠，節能效果顯著。

參考文獻：

[1]黃富，王清和，宋春峰，耿溪，陳東巖.煙氣脫硫脫硝技術在催化裂化裝置中的應用[J].石油煉制與化工，2017 （10）.

作者簡介：

孫劍，工程師，2006年畢業于內蒙古大學材料化學專業，現為呼和浩特石化分公司第一聯合技術員，從事熱工單元及脫硫脫硝設施生產技術的管理工作。