催化裂化裝置煙氣脫硫脫硝改造及優(yōu)化運行措施

中圖分類號：TQ599 文獻標志碼：A 文章編號：1004-0935（2025）06-0948-04

催化裂化裝置再生煙氣中主要污染物包括 SOx NOx ，以及粉塵（顆粒物），其主要來源于催化裂化裝置再生器燒焦時產(chǎn)生的煙氣[-3]。各級政府環(huán)保監(jiān)管部門對 SOx 、 NOx ，以及顆粒物的排放標準越來越嚴格[45]。中國石化煉化公司 1.2Mt 年催化裂化裝置于2014年增設了煙氣脫硝、除塵、脫硫項目，并于2017年進行相關技術改造，大幅減少煙氣中SO₂ 、 NO_X 、顆粒物的排放量，滿足了未來重點控制區(qū)域的環(huán)保要求。

1 工藝技術及概述

中國石化煉化公司催化裂化裝置煙氣脫硫單元為堿法脫硫，采用美國杜邦貝爾格（BELCO）公司的 EDV@5000 濕法洗滌技術，吸收劑為NaOH溶液；脫硝單元采用中國石化寧波工程公司與中石化（大連）石油化工研究院有限公司聯(lián)合開發(fā)的SCR技術，吸收劑為液氨；脫硫廢水處理單元采用中國石化寧波技術研究院開發(fā)的催化裂化脫硫廢水處理工藝。煙氣脫硫脫硝工藝主要包括煙氣脫硫、煙氣脫硝、脫硫廢水處理、靜電除塵4個主單元6-7]。煙機煙氣進人CO焚燒鍋爐，完成煙氣余熱回收及脫硝。煙氣從CO焚燒爐出來，通過可調(diào)節(jié)擋板門

BAF002對煙氣流量進行調(diào)節(jié)，達到煙氣合理分配，進入洗滌塔（C-301）和綜合塔（C-303），完成煙氣除塵脫硫。

煙氣脫硫采用堿法，其基本原理是煙氣中的二氧化硫和水反應生成亞硫酸溶液，亞硫酸溶液再和質(zhì)量分數(shù) 30% 左右的 ΔNaOH 溶液發(fā)生酸堿中和反應，生產(chǎn)亞硫酸鈉，其總反應式如下9-]：

煙氣脫硝單元采用SCR工藝，使用 NH₃ 作為還原劑，將液氨經(jīng)液氨蒸發(fā)器變?yōu)榘睔夂髧娙牒械趸锏拇呋療煔庵校诜涓C狀催化的作用下，氨氣與氮氧化物發(fā)生催化還原反應，生成氮氣和水。

主要反應式如下：

4NH₃+4NO+O₂?4N₂+6H₂O

8NH₃+6NO₂?7N₂+12H₂O

2014年4月30日動工，煙氣脫硫及廢水處理單元于12月30日投用，煙氣脫硝單元于2015年4月23日投入運行，2017年3月公司進行煉油結構調(diào)整提質(zhì)升級改造項目，該項目對催化裂化裝置煙氣脫硫、脫硝系統(tǒng)進行系統(tǒng)升級改造，脫硝反應器完全更新，新建一座綜合脫硫塔，新舊煙氣脫硫塔，煙氣匯合后共用1套濕式靜電除塵系統(tǒng)進一步除塵新增1臺脹鼓式過濾器。改造后催化煙氣中 NOx 含量為 61.19mg^?m^-3 、 SO₂ 含量為 3.97mg^?m^-3 、粉塵含量為 6.06mg^?m^-3 ，均較改造前有大幅下降，各項煙氣環(huán)保指標 100% 達標排放，能夠適應新的、更加嚴格的國家、行業(yè)和地方環(huán)保法規(guī)。

2 相關技術改造措施

2.1增設主風出口至氧化罐流程，停用氧化風機

原氧化罐氧化風由兩臺揚程 68.6kPa ，流量4998.5m³?h^-1 ，功率 185kW 的氧化風機提供。運行部考慮主風風壓可達 250kPa 以上，可滿足作為氧化風的要求，因此從主風至CO焚燒爐及脫硫脫硝單元主線上引出一條支線至廢水處理單元氧化罐氧化風線，利用主風作為氧化罐氧化風，同時停用氧化風機。經(jīng)過此流程改造，每小時可節(jié)約用電185kW?h ，年節(jié)電 1620600kW?h ，同時含鹽廢水COD保持在 50mg^.L^-1 以下，主風作為氧化風的氧化效果良好。

2.2增設主風機出口主風至密封風跨線流程，停運密封風機

煙氣進入洗滌塔后，煙氣至水泥煙肉雙擋板蝶閥全關。為防止來自鍋爐煙氣向煙肉泄漏及引起低溫露點腐蝕，按原設計設置了兩臺功率為 22.5kW 的密封風機；同時利用汽包連排污水對密封風加熱密封風機及加熱流程投用后，由于汽包連排污水擴容器后排污線由原來DN80縮小到DN50并經(jīng)密封風加熱盤管后壓降增加，影響到汽包的正常排污，造成煙氣脫硫單元開工后鍋爐飽和蒸汽中活性硅含量呈現(xiàn)較大幅度的上升趨勢。經(jīng)過分析研究，由主風機出口主風管線引出一條（DN100）跨線接至密封風機出口，停止密封風機運行后用主風機進行了替代。通過密封風機的停運每小時可節(jié)約用電22.5kW?h ，年節(jié)約用電 197 100kW?h □

2.3 脫水機增加主風烘干流程

隨著國家及地方環(huán)保要求的進一步提高，對于脫水機濾餅含水量的要求大大降低。運行部一是根據(jù)催化劑細粉粒度的變化選擇合適的濾布；二是清理真空泵籠骨結垢，提高水環(huán)真空泵真空度。創(chuàng)新性地在脫水機濾布后端引入一路主風，利用主風溫度，對脫水機濾餅進行烘干，極大地降低了濾餅含水量。改造前后脫水機濾餅含水量的對比見圖1和圖2。

2.4對脹鼓支撐籠骨排料孔徑擴大

在保證支撐籠骨強度的情況下，第1周運行中分別將3臺脹鼓式過濾器支撐籠骨的排料孔徑由6mm 擴大至 8mm ，加強脹鼓過濾器的反沖洗效果。排料孔擴徑至 8mm 后，脹鼓式過濾器更換濾膜后脹鼓式過濾器壓降一直保持在平穩(wěn)水平運行，如圖3和圖4所示。

2.5新增罐區(qū)氣氨直供流程

為了降低現(xiàn)場勞動強度及作業(yè)風險，降低液氨儲罐高液位運行風險，新增SCR脫硝模塊氣氨直供流程，并保留原流程作為應急備用。液氨罐V-203保持液位 20%～30% ，一旦氣氨直供中斷或管網(wǎng)壓力不能滿足氨氣供應，如短期內(nèi)無法恢復管網(wǎng)壓力或PICS-202過低，可以將氣氨直供變更為液氨流程，保證SCR脫硝模塊的正常供氨，確保外排煙氣氮氧化物指標達標。

2.6對濕式靜電除塵器進行相關改造

裝置在新上濕式靜電除塵器兩年后，濕式靜電除塵器A2、A1區(qū)二次電壓先后回零，經(jīng)開人孔檢查發(fā)現(xiàn)設備內(nèi)部陰極線斷裂造成短路，進而導致電除塵器電壓回零無法正常工作。由于材質(zhì)選擇問題2021年大檢修在陰極大小梁上的鉛板升級為C276哈氏合金板，并在陰極線與固定板之間增加保護填充物，避免因陰極線的擺動帶來的與固定板之間的磨蝕。降低陰極線斷裂的概率。

3 工藝優(yōu)化調(diào)整措施

3.1提高綜合塔及脫硫塔補水量

將綜合塔、脫硫塔凝結水補水量適當提高，以此來加大塔底循環(huán)漿液的置換力度，使?jié){液系統(tǒng)顆粒物含量由之前的 2100mg^-L^-1 降低到 1 000mg?L^-1 以下，使脹鼓式過濾器的運行處于正常負荷，保證對綜合塔、脫硫塔塔底漿液顆粒物的置換力度，加強了塔底循環(huán)漿液對煙氣粉塵的洗滌效果。

3.2 更換絮凝劑

針對原單一成分的聚丙烯酰胺絮凝劑不能適應反再系統(tǒng)催化劑性質(zhì)改變的現(xiàn)象，及時研究討論，并通過現(xiàn)場實驗，最終確定了用最有效的復合型絮凝劑來代替單一成分的聚丙烯酰胺，以保證脹鼓式過濾器對廢液的處理量及過濾效果。更換絮凝劑后綜合塔回用水懸浮物含量平均 23.9mg?L^-1 （均小于控制指標 60mg?L^-1 ）

3.3控制絮凝劑的加入量

運行部根據(jù)復合型絮凝劑安全技術使用說明書的要求以及現(xiàn)場的實驗情況，探索復合型絮凝劑的加入量。2021年1—7月，絮凝劑加注量平均值為 205mg^?L^-1 ，嚴格控制好絮凝劑的加入量，來滿足其工藝技術要求，絮凝劑加注量控制不得低于160mg?L^-1 。

3.4嚴格控制煙氣脫硫綜合塔和脫硫塔塔底pH值

嚴格控制煙氣脫硫綜合塔和脫硫塔的塔底 pH O塔底 pH 計在線分析和現(xiàn)場采樣分析比對，判斷塔底 ΔpH 值是否正常。在保證煙氣脫硫綜合塔和脫硫塔塔底在線pH分析儀表數(shù)據(jù)正常的情況下，嚴格控制綜合塔及脫硫塔塔底 pH 值保持在6.5＼～7.5。一方面保證絮凝劑的活性；另一方面保證設備管線不結垢。

3.5渣漿緩沖罐運行程序的設定

渣漿緩沖罐運行設計初始為手動調(diào)節(jié)，由室內(nèi)根據(jù)脹鼓式過濾器排料情況手動調(diào)整渣漿緩沖罐溢流閥的開關，不能保證下料后的沉降時間。為增強煙氣脫硫單元自控率，車間提出增加了渣漿緩沖罐自動“收料-沉降-排上層液-等待收料”程序。通過該程序的設定，可實現(xiàn)渣漿緩沖罐從收料、沉降、排清液再到等待收料的自動化，不僅增加了漿液的沉降時間，也為室內(nèi)操作提供了便利，降低了勞動強度。綜合以上優(yōu)化措施的實施，年節(jié)約用水約 61320m³ ；年節(jié)約用電約 162 060+65 700+1 620 600+197100=2045460kW?h

3.6優(yōu)化再生器操作，降低再生器跑劑

調(diào)整反再系統(tǒng)操作，做到勤調(diào)微調(diào)，優(yōu)化控制再生器適宜的線速和壓降，控制好一再的藏量及一再的稀相密度，減少再生器催化劑耗損量。在異常工況下，適當增加新鮮水補水量，降低系統(tǒng)顆粒物含量，保證脹鼓式過濾器降低煙氣脫硫綜合塔顆粒物的作用，增加煙氣脫硫綜合塔塔底循環(huán)漿液對煙氣粉塵的洗滌效果。

3.7調(diào)整氣動管夾閥密封風風壓，對氣動管夾閥 進行外壁保溫

氣溫降低，氣動管夾閥氣囊硬度變大，密封效果下降。對氣動管夾閥外壁進行保溫，可以有效提高氣動管夾閥的密封效果，降低系統(tǒng)的二次污染，保證脹鼓式過濾器的處理量。

3.8適當加大電除塵水沖洗頻次

根據(jù)電除塵運行具體情況來調(diào)整電除塵水沖洗的頻次。在裝置運行的初期，電除塵水沖洗可2＼～3d進行1次。隨著運行周期的增長，可1d沖洗1次。在裝置運行的末期，煙氣顆粒物明顯升高后，由原來的每天A/B區(qū)沖洗1次，改為每天沖洗A/B區(qū)2次。提高沖洗頻次粉塵由原來的 8mg?m^-3 ，降至 6.5mg?m^-3 。

3.9提高綜合塔底漿液循環(huán)量和消泡器循環(huán)量

根據(jù)現(xiàn)場漿液循環(huán)泵PY.305的運轉情況，在保證安全電流的情況下，提高漿液循環(huán)量，由原來的1000m³?h^-1 提高到 1 100m³?h^-1 ，盡可能地將粉塵洗滌至綜合塔塔底。對消泡器P306返塔入口進行拆檢，發(fā)現(xiàn)小鐵片1塊，回裝后返塔量有所提升，更加有利于洗滌催化劑細分粉塵。

4改造優(yōu)化運行效果

經(jīng)過優(yōu)化調(diào)整之后，外排含鹽廢水實現(xiàn)穩(wěn)定達標排放，含鹽廢水 pH 平均值為8.53，COD平均值為 25.73mg?L^-1 ，懸浮物 29.48mg^.L^-1 ；催化煙氣中NOx 含量為 61.19mgm^-3 、 SO₂ 含量為 3.97mg^?m^-3 、粉塵含量為 6.06mg^?m^-3 ，均較改造前有大幅下降，各項煙氣環(huán)保指標 100% 達標排放（催化煙氣排放標準： NOx 含量不大于 100mg?m^-3 、 SO₂ 含量不大于50mg?m^-3 、粉塵含量不大于 10mgm^-3 ），并能夠適應未來更加嚴格的國家、行業(yè)和地方環(huán)保法規(guī)。

5結論

針對催化裂化裝置再生煙氣中主要污染物不滿足排放標準的問題，中國石化煉化公司采取多項改造措施，并優(yōu)化運行操作。改造及優(yōu)化后，外排含鹽廢水實現(xiàn)穩(wěn)定達標排放，含鹽廢水 ΔpH 平均值為8.53，COD平均值為 25.73mg?L^-1 ，懸浮物29.48mg^-L^-1 ;催化煙氣中 NOx 含量為 61.19mgm^-3 、SO₂ 含量為 3.97mg?m^-3 、粉塵含量為 6.06mg^?m^-3 ，均較改造前有大幅下降，各項煙氣環(huán)保指標 100% 達標排放，含鹽廢水穩(wěn)定達標排放，并能夠適應新的更加嚴格的國家、行業(yè)和地方環(huán)保法規(guī)。

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Catalytic Cracking Unit Flue Gas Desulfurization and Denitrification

Transformation and Optimization Measures for Operation

LIN Chunyang

（Sinopec Jinan Refiningamp;Chemical Company， Jinan Shandong 25oio1， China）

Abstract： The main pollutants emitted by the catalytic cracking unit are SO₂ NO_x ，and particulate matter present in the regenerated flu gas.In2O17，SinocJinanRefiningandChemicalCompanycaredoutfuegasdesulfurizationanddentrificationtransfoation. Thefluegas scrubbingandabsorptionunit adopts theEDVwetscrubbing fluegas desulfurizationprocesstechnologyprovided by DuPontBellamp;Co.（BELCO）inthe UnitedStates，aswellas Sinopec'sdual cycle turbulent flow Venturi dustremovaland desulfurization technologywithindependentintelectualpropertyrights;Thedesulfurization wastewatertreatmentunitadoptsthe relevantprocesstechnologyprovidedbyinopec NingboTechnologyResearch Institute，andthedenitrficationpartadopttheSCR technology jointlydevelopedbySinopec NingboEnginering CompanyandSinopec （Dalian）PetrochemicalResearch InstituteCo， Ltd.After transformation and optimization， the NOx content， SO₂ content，and dust content in the catalytic flue gas were 61.19， 3.97， and 6.06mg?m^-3 ，respectively.Allofwhich were significantlyreducedcompared to before the transformation.Thecompliancerateof various flue gas environmental indicators was 100% ，and the saline wastewater can stably meet the emission standards，which can adaptto newand stricter national， industry，and local environmental regulations.

KeyWords： Catalytic cracking; Smoke;Desulphurization; Denitrification;Reform; Optimization