4324533315fccu 烟气脱硫塔设备技术进展.ppt
《4324533315fccu 烟气脱硫塔设备技术进展.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《4324533315fccu 烟气脱硫塔设备技术进展.ppt(71页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、Advances in FCC flue gas desulfurization tower technology,催化裂化烟气脱硫技术进展,孙国刚中国石油大学(北京)过程装备实验室Tel:18600837961,email:2014.12.5,2,内容提要,1、催化裂化装置的主要大气污染物2、催化再生烟气的特点3、催化再生烟气治理装置的基本要求4、国家相关的排放标准5、催化装置大气污染物排放控制技术6、国内催化烟气脱硫应用情况7、中国石油大学的相关研究 文氏棒喷淋塔 文氏棒液柱塔8、结语及展望,3,1、催化装置及其大气污染物,Catalytic cracking unit:催化裂化是重质油在
2、酸性催化剂存在下,在约500、100300KPa下发生裂解,生成轻质油、气体和焦炭的过程。催化裂化是现代炼油厂用来改质重质瓦斯油和渣油的核心技术,是炼厂获取经济效益的重要手段。,4,1、催化装置及其大气污染物,因此,石油催化裂化装置在石油加工过程中,不但生产了汽、柴油等目标产品,同时也制造了许多污染物,其中大气污染物主要有CO、S02、NOx、C02以及催化剂粉尘等。而且,掺渣越多,污染排放越多。重油催化装置的污染排放量显著高于蜡油催化。这些有害气体主要来源于再生器烧焦时产生的再生烟气,另外一部分来自加热炉的燃料燃烧烟气。,催化裂化原料油主要是重质馏分油和重油(常压渣油、减压渣油)等;催化裂化
3、的产品主要为汽油、柴油及液化气等轻质产品;原料油主要成分为碳、氢元素,但还含有硫、氮、氧等非烃元素和镍、钒、铁、钙、钠等金属元素。非烃元素和金属元素在生产过程中,一部分转移到产品、催化剂和工艺废水中,一部分通过烟气和催化剂粉尘排放到大气环境中。,2、催化再生烟气的特点,再生烟气中催化剂粒径典型分布,10 m(落尘),10 m(漂尘),0.55 m(可吸入颗粒)10 m粒子沉降到地面需49h,1 m则需1998d。,催化裂化装置余热锅炉排出的烟气是含尘含 SO2及 SO3、NOX的烟气,其特点:1)烟气温度高、温度波动大(正常温度 180240,最高可达 500)。2)再生烟气流量不大,总的SO
4、2、NOX含量不高;3)烟气含尘浓度较高,波动大;按工艺要求,催化裂化装置余热锅炉要定期“吹灰”(每周吹一次,一次约二 个小时左右);三旋故障工况时烟气中会含大量的催化剂;4)烟气中烟尘粒径分布较小(经过三旋或四旋风除尘后,05m 粒径占 55%)5)烟气中催化剂硬度高(硅铝氧化物催化剂)、磨损性强,会对系统设备造成严重磨蚀;,一套1.2Mt/a的RFCCU每年向大气中排放粉尘360t/a,这些粉尘大部分10m,05 m的占约60%,危害性很大。,表2 我国部分催化裂化装置的工艺参数和SO2的排放量,2、催化再生烟气的特点,From:刘忠生,林大泉.催化裂化装置排放的二氧化硫问题及对策J.石油
5、炼制与化工,1999,(3):4448,加工高硫油,SO2浓度可高达40005000mg/m3,2、催化再生烟气的特点,From:杨德凤,刘凯,张金锐,等.从催化裂化烟气分析结果探讨再生设备的腐蚀开裂J.石油炼制与化工,2001,32(3):49-53,据测试,一般催化再生烟气中的NOX含量为40500mg/kg,对CO2/CO=1的常规再生,为50100mg/kg;使用CO助燃剂时,一般要升高1030 mg/kg;使用某些硫转移催化剂时,一般要增加到500mg/kg。,3、催化再生烟气污染治理系统的基本要求,再生烟气治理系统的压力损失对烟气能量回收系统、余锅炉膛、二器差压控制等均有重大影响,
6、压力损失越低,对催化的影响越小。高可靠性:要求脱硫除尘装置有非常高的运行可靠性,且脱硫除尘装置的开停工,不能影响催化裂化装置的正常运行,要与催化装置有很高的同步运转率。低运行成本:低的系统压损失采用回用水或处理达标废水低的电力消耗尽可能除尘脱硫脱销多污染协同治理:不产生二次污染:,4、国家对催化装置空气污染物排放的限制,NSPS新污染源执行标准(美国),NOx:目前不控制,欧洲的烟气排放标准为新建催化裂化装置烟气二氧化硫排放浓度为20150mg/m3,颗粒含量为1030mgm3。,4、国家对催化装置空气污染物排放的限制,中国催化裂化再生烟气污染物排放控制标准及排放限制,4、国家对催化装置大气污
7、染物排放的限制,石油炼制工业污染物排放标准(征求意见稿)规定:(20 10 年11月,国家环境保护部)自20 14 年7 月1 日起,新建项目、现有企业催化裂化装置再生烟气二氧化硫、氮氧化物和颗粒物分别不大于400mg/m3、200m mg/m3和50 mg/m3。特别限制值为:400mg/m3、200 mg/m3和50 mg/m3。虽然该标准还未正式颁布,但是全面开展催化裂化装置污染物达标治理已成为摆在炼油企业面前的现实问题。,烟气排放标准如同油品质量升级标准一样,将最终走向超低硫水平,5、催化装置大气污染物的防治技术,5.1.粉尘的防治催化裂化装置的粉尘,主要来自再生烟气未能捕集的催化剂细
8、粉以及催化剂的装卸和工艺操作损失。尤其是由分离器跑损到大气中的细催化剂多属飘尘。一套1.2Mt/a的RFCCU每年向大气中排放粉尘360t/a,这些粉尘大部分10m,05 m的占约60%,危害性很大。处理方法:国内目前主要是采用高效第三级旋风分离器(还有的增加第四级旋风分离器)。一般从再生器出来的烟气中,催化剂粉尘量约为0.81.58g/m3。经三旋后烟气中催化剂浓度一般可降到200mg/m3以下,有些可降到100mg/m3以下。国外也有采用电除尘处理再生烟气。采用尾气湿法烟气脱硫的装置则可在脱硫同时治理了粉尘。,按照新的环保标准,目前催化烟气的粉尘排放超标!,13,5、催化装置大气污染物的防
9、治技术,美国的新能源质量标准(NSPS)指定了四种减少FCC装置氧化硫排放的方法和每一种方法的适用范围 1.加工低硫原油(含硫量小于0.3%)2.原料加氢处理脱硫(HDS)3.使用硫转移催化剂(DESOx剂)4.烟气洗涤脱硫(FGS),5.2.SOx污染的防治,14,5、催化装置大气污染物的防治技术,烟气洗涤脱硫(FGS)再生烟气湿法洗涤(FGS)是烟气与一种吸咐剂反应消除其中的SOx及颗粒物的技术。属于末端治理,脱除率高,可达到更严格的排放要求,能适用高硫原油;但需建设脱硫装置。常见的烟气脱硫方法有湿法、干法、半干法等,在FCC装置中已工业应用的基本上都是湿法。FCC烟气洗涤脱硫工艺有多种,
10、按洗涤吸收剂区分有钠碱洗涤法、石灰石洗涤法、海水洗涤法等。按工艺分有Belco公司的EDV技术、Exxon公司的WGS技术、UOP公司的THIOPAQ生物法技术。另外还有Belco公司Labsorb可再生法、洛阳石化工程公司RASOC可再生胺法、Engelhand公司ESR吸附-再生干法等。,5.2).SOx污染的防治,FCCU SOx control,5.3)催化裂化烟气湿法脱硫的主要技术,钠碱法最贵,石灰石最便宜。,16,Wet Gas Scrubber Belco公司的EDV技术,EDV系统由洗涤系统和洗涤液处理系统组成。洗涤系统由喷淋塔、过滤器和液滴分离器组成。再生器出来的烟气进入喷林
11、塔,立即被急冷至饱和温度,而后与含有脱硫剂的喷射液滴接触,脱除颗粒物和SOX。饱和气体离开喷林塔后直接进入过滤器,通过饱和、浓缩和过滤除去细颗粒。为保证烟气中没有液滴,烟气进入液滴分离器。,图4 EDV湿式洗涤器洗涤系统基本流程图,5.3)催化裂化烟气湿法脱硫的主要技术,17,Wet Gas Scrubber Belco公司的EDV技术,从洗涤系统排出的洗涤液包括悬浮的细小颗粒及溶解的亚硫酸钠和硫酸钠。洗涤液处理系统可以将固体悬浮物分离,并且将亚硫酸钠氧化为硫酸钠降低COD值,从而可以进入炼厂水处理系统或直接排放。系统包括一个澄清池脱除悬浮固体,以及一个过滤器。氧化系统为一个塔,空气出入塔内,
12、将亚硫酸钠氧化为硫酸钠。,图4 EDV湿式洗涤器洗涤系统基本流程图,5.3)催化裂化烟气湿法脱硫的主要技术,Wet Gas Scrubber Belco公司的EDV技术,5.3)催化裂化烟气湿法脱硫的主要技术,Wet Gas Scrubber ExxonMobil的WGS技术,Exxon公司是最早从事装置烟气排放技术研究的的公司,典型的工艺为WGS工艺。1974年建成第一套湿式气体洗涤系统,到1999年已建成15套。烟气量处理最大的为1290dam3/h,脱硫率可达到94%97%。,该工艺由两个主要部分组成 湿式气体洗涤器(WGS)净化处理单元(PTU)烟气首先进入WGS洗涤器,并在其中脱除颗
13、粒和SOX。WGS主要包括一个文丘里管和一个分离塔。,洗涤液在分离塔中初步净化,以保持系统中固体和溶解盐的浓度平衡,而后循环使用,其中部分进入PTU进一步处理,将化学需氧量和悬浮物降到合理的水平。,5.3)催化裂化烟气湿法脱硫的主要技术,20,WETGASSCRUBBER,CLEANGAS,FLUE GAS,WATER,ALKALI,EXISTINGREFINERYWASTE WATERTREATMENT UNIT,PURGE TREATMENT UNIT,ALKALI,SOLIDS,TWO PURGE TREATMENT OPTIONS,TREATED WATER,THE COMPLETES
14、CRUBBING PROCESS,Wet Gas ScrubberExxonMobil的WGS技术,(a)、Simplified Total WGS System,5.3)催化裂化烟气湿法脱硫的主要技术,ExxonMobil的WGS技术(b)、Two Types Of Scrubbers,HEV(High Energy Venturi)Higher gas side delta P-30”w.c.Small,low head pumpsGas shear makes drops,JEV(Jet Ejector Venturi)Low gas side delta P-3”w.c.or less
15、Large,high head pumpsMechanical atomization,LIQUID DROPLETS,SOx,2,SOx,2,SOx,2,SCRUBBED FLUE GAS&LIQUID DROPLETS P,2,2,P,1,SO,SO,2,SO,2,SOx,2,1,5.3)催化裂化烟气湿法脱硫的主要技术,JEV洗涤系统,JEV中采用的全锥形衬里喷嘴,JEV中采用的全锥形衬里喷嘴-照片,Wet Gas ScrubberUOP、Monsanto。,UOP公司开发的THIOPAQ生物法可同时用于脱硫和硫磺回收,洗涤液再生后可循环使用,是一种安全、可靠、高效率、低成本的处理含硫废液
16、的工艺技术。该法SO2吸收率可达99%,颗粒物脱除率大于85%。现在世界上已有20套THIOPAQ装置在造纸、化工、采矿及炼油业中运转。,5.3)催化裂化烟气湿法脱硫的主要技术,Monsanto 动力波(Dyna-wave)洗涤技术 它是使气体通过一个强烈湍动的液膜泡沫区,利用泡沫区液体表面积大而且迅速更新的特点,强化了气液传质、传热过程。它能同时完成烟道气急冷、酸性气体脱出及固体粉尘脱出三个功能。已用于多个工业领域,如冶金工业的炉窑、电厂、水泥厂、工业废弃物焚烧、钛白粉厂、炼焦厂、炼油厂、锅炉等。,海水洗涤烟气脱硫技术1989年在挪威Mongstad炼油厂工业化,24,5、催化装置的大气污染
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 4324533315fccu 烟气脱硫塔设备技术进展 4324533315 fccu 烟气 脱硫 设备 技术 进展

链接地址:https://www.31ppt.com/p-2346430.html