CN101732968B - 催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中微旋流脱固方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中微旋流脱固方法与装置，提供了一种催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中微旋流脱固方法，该方法包括：对催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中的全部或部分急冷液进行微旋流分离，以除去其中夹带的细微固体颗粒，得到净化的急冷液和富含固体微粒的急冷液；对所述净化的急冷液进行循环利用；对所述富含固体微粒的急冷液用碱液进行中和；对催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中的全部或部分吸收液进行微旋流分离，以除去其中夹带的细微固体颗粒，得到净化的吸收液和富含固体微粒的吸收液；以及对所述净化的吸收液进行循环利用；对所述富含固体微粒的吸收液进行过滤分离。本发明还提供了一种催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中微旋流脱固装置。

Description

催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中微旋流脱固方法与装置

技术领域

本发明属于化工环保领域，涉及一种采用微旋流分离器去除催化裂化烟气洗涤脱硫工艺过程中急冷液(洗涤液)、吸收液中存在的细微固体颗粒的方法，适于处理包括催化裂化烟气洗涤脱硫工艺急冷液(洗涤液)、吸收液在内的固-液非均相分离过程。具体地说，本发明提供了催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中急冷液(洗涤液)、吸收液微旋流脱固方法与装置。

背景技术

在炼油工业中，催化裂化(FCC)装置再生烟气由于含有大量的颗粒物、SO_x、NO_x和CO等污染物，严重影响了空气清洁，已经成为重要的空气污染源。一般而言，炼油厂产生的SO_x占大气中SO_x排放总量的6-7％，其中5％来自硫化催化裂化装置。在典型的催化裂化反应条件和转化深度下，催化裂化进料中的硫经裂化反应后45-55％转化为H₂S，35-45％以硫化物的形式进入液体产品，5-10％以焦炭的形式沉积在催化剂上，沉积在催化剂上的硫在再生器中生成SO_x(90％SO₂和10％SO₃)随烟气排入大气。随着炼厂空气质量法规日益严格，同时炼厂趋于加工重油和含硫原油且催化裂化进料重渣油和重质油参炼比例提高，催化裂化再生烟气中SO_x的排放量相应增加，不仅加剧了环境污染，而且设备腐蚀问题亦日益突出，影响装置的安全长周期运转，使得FCC装置烟气排放控制不断受到关注。对许多炼厂来说，FCC装置是最大的空气排放源，必须采取措施对其进行有效的控制。

脱除催化裂化(没有加氢预处理)烟气SO_x的方法通常有烟气洗涤脱硫技术和使用硫转移催化剂技术。其中洗涤法脱SO_x烟气洗涤脱硫工艺简单可靠，配套技术少，效果明显，但如果按照原料油处理量来计算，操作费用很高；按脱硫量计算，操作费用有可能低于硫转移催化剂。通过对脱除每吨硫的操作费用分析，Belco公司建议，原料油含硫量在0.12-0.5％范围内，采用硫转移催化剂脱硫；含硫量0.25-1.5％，采用烟气洗涤脱硫技术。湿法烟气脱硫技术既可脱除氧化硫又可脱除颗粒物，而同时脱除氧化硫和颗粒物所增加的费用很低，对于未来可能的装置能力变化、进料变化或是更加严格的降低排放的限制，湿法洗涤系统具有更大的灵活性，是被美国环保局认可的最为可行的技术，预计将会进一步推广应用，特别是在发展中国家。现在应用和研究的FCC烟气洗涤脱硫工艺有镁法、钠法、氨法、海水洗涤法和有机胺法等。

但是，在已投运的催化烟气脱硫装置中，由于催化反应器后的三级旋风分离器分离效果的局限性而导致进入洗涤脱硫系统中的催化烟气中夹带催化剂颗粒微粉。这些催化烟气中夹带催化剂颗粒微粉进入洗涤吸收塔后，会导致急冷液(洗涤液)和吸收液中夹带部分催化剂微粉。这些催化剂微粉在洗涤吸收液循环利用的过程中不断累积会堵塞后续设备(换热设备、再生塔)，也会影响洗涤吸收液的循环利用次数。

在催化三旋分离装置正常运转过程中，急冷液(洗涤液)中含固体颗粒平均粒径一般小于8μm，在操作工况不稳的情况下，催化烟气会将大于8μm的催化剂颗粒带入急冷液(洗涤液)。现阶段，有的装置采用过滤器对急冷液(洗涤液)进行净化处理，有的装置采用定量外排急冷液(洗涤液)的方式使循环急冷液(洗涤液)中的固含量保持在一个合理范围内。但由于高精密过滤器存在造价高，维护成本高，易发生堵塞，堵塞后压降过大等原因，现场使用效果并不理想。采用定量外排急冷液(洗涤液)的方式造成资源浪费，也带来了二次处理的问题。目前，Belco公司的EDV技术就采用过滤器对急冷液(洗涤液)中的固体微粉进行分离。

因此，针对FCC烟气脱硫过程中急冷液(洗涤液)含细微固体颗粒的物性和操作条件(即，固体颗粒粒径小、处理量大)，本领域迫切需要开发出一种能在正常工况下去除细微固体颗粒的FCC烟气洗涤脱硫工艺的固液分离方法。

发明内容

本发明提供了一种新的催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中微旋流脱固方法与装置，克服了现有技术存在的缺陷。

一方面，本发明提供了一种催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中微旋流脱固方法，该方法包括：

对催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中的全部或部分急冷液进行微旋流分离，以除去其中夹带的细微固体颗粒，得到净化的急冷液和富含固体微粒的急冷液；

对所述净化的急冷液进行循环利用；对所述富含固体微粒的急冷液用碱液进行中和；

对催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中的全部或部分吸收液进行微旋流分离，以除去其中夹带的细微固体颗粒，得到净化的吸收液和富含固体微粒的吸收液；以及

对所述净化的吸收液进行循环利用；对所述富含固体微粒的吸收液进行过滤分离。

在一个优选的实施方式中，所述急冷液中的固体颗粒含量为50-5000mg/L，固体粒径为1-20微米，细微固体的湿水密度为1200-2400kg/m³。

在另一个优选的实施方式中，所述吸收液中的固体颗粒含量为10-500mg/L，固体粒径为1-10微米，细微固体的湿水密度为1200-2400kg/m³。

在另一个优选的实施方式中，对部分所述急冷液进行微旋流分离，固体颗粒的去除率不低于90％；和/或对全部所述急冷液进行微旋流分离，固体颗粒的去除率不低于80％。

在另一个优选的实施方式中，对全部所述吸收液进行微旋流分离，固体颗粒的去除率不低于80％；和/或经所述微旋流分离或过滤分离后的吸收液的重复使用率不低于99％。

另一方面，本发明提供了一种专用于上述催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中微旋流脱固方法的装置，该装置包括：

用于对催化裂化废烟气进行洗涤降温吸收的洗涤/吸收塔；

与所述洗涤/吸收塔的洗涤段连接的微旋流分离器，用于对催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中的全部或部分急冷液进行微旋流分离，以除去其中夹带的细微固体颗粒，得到净化的急冷液和富含固体微粒的急冷液；

与所述微旋流分离器连接的混合器，用于对所述富含固体微粒的急冷液用碱液进行中和；

与所述洗涤/吸收塔的吸收段连接的微旋流分离器，用于对催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中的全部或部分吸收液进行微旋流分离，以除去其中夹带的细微固体颗粒，得到净化的吸收液和富含固体微粒的吸收液；以及

与所述微旋流分离器连接的过滤器，用于对所述富含固体微粒的吸收液进行过滤分离。

在一个优选的实施方式中，所述微旋流分离器是由一个或多个微旋流芯管并联组成的；和/或所述微旋流分离器的材料为耐酸碱腐蚀和抗磨损材料。

在另一个优选的实施方式中，所述微旋流分离器以单级或多级串联组合的方式使用；和/或所述微旋流分离器的安装方式为立式或倾斜式安装。

在另一个优选的实施方式中，所述微旋流分离器的入口速度为3-10米/秒、压力损失为0.05-0.3MPa、进水表压为0.3-1.6MPa。

在另一个优选的实施方式中，所述混合器的材料为耐酸碱腐蚀材料；和/或所述过滤器的分离精度为1-3微米，压力损失为0.1-0.3MPa，安装方式为一开一备。

附图说明

图1是根据本发明一个实施方式的催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中细微固体颗粒微旋流分离流程的示意图。

图2是根据本发明另一个实施方式的催化裂化烟气洗涤脱硫工艺细微固体颗粒微旋流分离流程的示意图。

图3是根据本发明另一个实施方式的催化裂化烟气洗涤脱硫工艺细微固体颗粒微旋流分离流程的示意图。

图4是根据本发明另一个实施方式的催化裂化烟气洗涤脱硫工艺细微固体颗粒微旋流分离流程的示意图。

具体实施方式

本发明的发明人经过广泛而深入的研究后发现，对于催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中急冷液(洗涤液)/吸收液这种操作通量大，固体颗粒粒径小(1-20μm)，大多颗粒粒径小于5μm的固液体系，最有效、价廉的方法是采用旋流分离器，但是由于常规的旋流、旋液分离器的分割粒径大于5微米，在正常工况下很难去除5微米以下的固体颗粒，而分离精度为1-2μm的高精密反冲洗过滤器又存在造价高，占地面积大，易堵塞等问题，在该工况下使用效果不理想，因此，发明了采用微旋流分离技术来去除催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中急冷液(洗涤液)/吸收液中的细微固体颗粒，因为微旋流分离器具有适用性广泛、结构简单、适应性强、易维护、可靠性高等优点，而且和普通的旋流分离装置相比，分离效率要高很多(d₇₅小于3微米)，和高速离心分离器、精密反冲洗过滤器相比有投资成本低，易维护，操作成本低等优势；并且，本发明对催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中的全部或部分急冷液(洗涤液)进行微旋流分离以除去其中夹带的细微固体颗粒，提高了急冷液的循环使用率和吸收液的重复利用率，保证了整个装置的连续运转周期，对吸收塔出来的吸收液采用微旋流与过滤组合分离的脱固方法，利用分步浓缩分离的思想，减少了投资和维护成本并降低了能耗。基于上述发现，本发明得以完成。

催化裂化烟气脱硫可分为湿法、半干法和干法三类，其中湿法烟气脱硫技术既可脱除氧化硫又可脱除颗粒物，是被美国环保局认可的最为可行的技术。湿法烟气脱硫同时脱除氧化硫和颗粒物所增加的费用很低，对于未来可能的装置能力变化、进料变化或是更加严格的降低排放的限制，湿法洗涤系统具有更大的灵活性，预计将会进一步推广应用，特别是在发展中国家。洗涤法一般分为碱洗和非碱洗两种工艺，现在应用和研究的FCC烟气洗涤脱硫工艺有镁法、钠法、氨法、海水洗涤法和有机胺法等。碱洗工艺多用氢氧化钠(NaOH)吸收氧化硫并以可溶解硫酸钠形式排放，但在氧化硫含量很高情况下，需要使用大量化学药剂，造成进一步提高处理和填埋费用的很高。在这种情况下，可用替代药剂和再生使最后剩余物的处理和操作最优化的工艺。非碱洗一般采用胺吸收。通常，碱洗工艺投资费用较低，但处理和操作费用较高。非碱洗工艺由于开发较晚，目前应用不广，用于催化裂化装置多在早期设计阶段。

催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中急冷液(洗涤液)和吸收液中含有细微固体颗粒，颗粒较小(约1-10微米)，其中，在正常工作状态下，急冷液(洗涤液)中含固体颗粒的粒径一般小于10微米，吸收液中含固体颗粒的粒径一般小于5微米。为了减少冷却装置的清洗次数，提高急冷水的循环使用率，延长整套装置的运转周期，有必要对急冷液(洗涤液)和吸收液进行净化处理。微旋流分离器由若干个旋流芯管组成，其分离效率远高于常规的旋流器，同时微旋流分离器的操作压降小，能耗低。微旋流分离器可以两级或更多级串联组合使用以实现分离净化、浓缩、颗粒分级的技术要求。

在本发明的第一方面，提供了一种催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中洗涤塔(急冷塔)出来的急冷液(洗涤液)和吸收塔出来的吸收液微旋流固液分离净化、增稠方法，该方法包括：

急冷液(洗涤液)全部由洗涤塔(急冷塔)底部排出，全部急冷液(洗涤液)都经过微旋流分离器分离后，微旋流分离器顶部出来的净化液去急冷塔循环使用，底部出来的含固体颗粒浆液与碱液混合后去沉降罐中和，中和后的清液去污水处理厂，固体污泥定期处理，该方法也可采用一级旋流澄清二级旋流浓缩的两级旋流分离工艺处理急冷液(洗涤液)，即，采用微旋流分离器对全部的急冷液(洗涤液)进行净化处理；或者

一部分急冷液(洗涤液)由洗涤塔(急冷塔)底部排出，这部分急冷液(洗涤液)经过微旋流分离器分离后，微旋流分离器顶部出来的净化液去急冷塔循环使用，底部出来的含固体颗粒浆液与碱液混合后去沉降罐中和，中和后的清液去污水处理厂，固体污泥定期处理，即，采用微旋流分离器对部分的急冷液(洗涤液)进行净化处理；以及

吸收液全部或部分由吸收塔底部排出，全部或部分吸收液都经过微旋流分离器分离后，微旋流分离器顶部出来的净化液去后续装置，如再生、制产品等装置使用；底部出来的含固体颗粒浆液经过滤器分离，经过滤后的澄清液去后续装置，固体污泥定期处理；即，采用旋流分离与过滤分离组合的方式对吸收液进行净化处理。

本发明采用微旋流分离器对催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中急冷液(洗涤液)进行微旋流分离，以去除急冷液(洗涤液)中的细微固体颗粒(即，烟气夹带的固体颗粒，其含量约为50-5000mg/L，固体粒径为1-20微米，细微固体的湿水密度为1200-2400kg/m³)，并采用微旋流分离与过滤分离组合的方式对吸收液进行净化处理，以去除吸收液中的细微固体颗粒(即，从吸收塔出来的含固体微粒的吸收液，固体颗粒含量为10-500mg/L，固体粒径为1-10微米，细微固体的湿水密度为1200-2400kg/m³)。

较佳地，所述烟气洗涤脱硫急冷液(洗涤液)的部分进行了微旋流分离后，所述烟气洗涤脱硫急冷液中固体颗粒的去除率不低于90％。

较佳地，所述烟气洗涤脱硫急冷液(洗涤液)的全部进行了微旋流分离后，所述烟气洗涤脱硫急冷液中固体颗粒的去除率不低于80％。

较佳地，所述烟气洗涤脱硫吸收液经微旋流与过滤组合分离后，吸收液的循环使用率不低于99％。

较佳地，所述微旋流分离可以由一级或多级微旋流分离器组成，完成含固溶液的净化、浓缩或者固体颗粒分级的作业。

较佳地，对所述烟气洗涤脱硫进行洗涤吸收后的全部吸收液进行了微旋流分离，固体颗粒的去除率不低于80％，分离后的净化吸收液去再生装置或者循环使用，分离后富含微固体颗粒的吸收液去精密过滤器分离，分离后的吸收液去再生装置或者循环使用，固体颗粒定期清理。

在本发明的第二方面，提供了一种催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中急冷液(洗涤液)和吸收液微旋流脱固的装置，该装置包括：

用于对废烟气进行洗涤降温吸收的洗涤塔(急冷塔)和吸收塔，也可将洗涤吸收塔置为一体，烟气在洗涤段洗涤除固降温，烟气中夹带的固体颗粒进入急冷液(洗涤液)中；

与急冷塔连接的，用于对急冷液(洗涤液)进行微旋流分离，以除去其中夹带的固体微粉颗粒的微旋流分离器；

与所述微旋流分离器连接的，用于对微旋流分离器底流出来的富含固体颗粒的浓缩液与碱液进行混合的混合器；

与混合器连接的，以实现酸碱中和过程的中和罐；以及

与吸收塔连接的，用于对吸收液进行微旋流分离，以除去其中夹带的固体微粉颗粒的微旋流分离器；

与所述微旋流分离器连接的，用于对微旋流分离器底流出来的富含固体颗粒的浓缩液过滤分离的过滤器；

与过滤器连接的，用于存放固体颗粒污泥的污泥罐。

较佳地，所述微旋流分离器是由单个、两个或更多个微旋流芯管并联组成的。

较佳地，所述微旋流分离器的材料为耐酸碱腐蚀和抗磨损材料，可为聚氨酯、Cr₁₇Ni₁₄Mo₂(316L不锈钢)或复合材料等。

较佳地，所述微旋流分离器可以两级或多级串联组合使用以实现分离、浓缩的技术要求。

较佳地，所述微旋流分离器的安装方式为立式或者倾斜式安装。

较佳地，所述微旋流分离器的入口速度为3-10米/秒、压力损失为0.05-0.3MPa、进水表压为0.3-1.6MPa。

较佳地，所述微旋流分离器的入口速度为5-15米/秒、压力损失为0.1-0.3MPa、进水表压为0.3-1.6MPa。

较佳地，所述混合器的材料为耐酸碱腐蚀材料。

较佳地，所述过滤器的分离精度为1-3μm，压力损失为0.1-0.3MPa，安装方式为一开一备。

本发明的方法和装置还可以应用于有机胺法、镁法、钠法、氨法和海水洗涤法的等固液分离过程。

以下参看附图。

图1是根据本发明一个实施方式的催化裂化烟气洗涤脱硫工艺微旋流分离流程的示意图，该洗涤脱硫的急冷(洗涤)液与吸收液不同，分两段完成急冷洗涤和吸收的过程。

如图1所示，含SO₂的废烟气由洗涤/吸收塔1底部进入，急冷液(洗涤液)一般为水，从洗涤/吸收塔1的急冷(洗涤)段顶自上而下多层喷淋与自下而上的烟气逆向接触，在该段完成对烟气降温和洗涤去除烟气中固体小颗粒的过程；急冷液(洗涤液)从洗涤/吸收塔1的急冷(洗涤)段底部抽出由泵2-1打入微旋流分离器3-1，经微旋流分离器3-1分离净化后的急冷液(洗涤液)直接返回洗涤/吸收塔1的急冷(洗涤)段回用；经微旋流分离器3-1分离浓缩后含固体颗粒的急冷液进入微旋流分离器3-3进一步浓缩，微旋流分离器3-3顶部出来的净化液(洗涤液)返回洗涤/吸收塔1的急冷(洗涤)段，浓缩后的含固急冷液经混合器4与碱液混合后去沉降罐5中和；中和后的含盐污水由沉降罐顶抽出去污水处理厂，罐底沉积污泥定期处理；

经洗涤/吸收塔1的急冷(洗涤)段洗涤净化后的废烟气由洗涤/吸收塔1的吸收段底进入与吸收段顶进入的吸收液进行逆流接触，在该段完成对废烟气中的SO₂吸收过程，由于烟气经急冷段洗涤后还会夹带部分更细微固体颗粒到吸收段，因此在洗涤吸收过程中固体微粉会进入吸收液；含固体微粉的吸收液从吸收段底抽出由泵2-2打入微旋流分离器3-2，经微旋流分离器3-2分离净化后的吸收液去后续装置完成再生或者其它工段后返回吸收段顶回用，底流浓缩后富含固体微粒的吸收液去过滤器6分离，净化液去后续装置，固体污泥清理或者去污泥池。

图2是根据本发明另一个实施方式的催化裂化烟气洗涤脱硫工艺微旋流分离流程的示意图。该流程与图1所示的流程不同之处在于，只需部分对急冷液(洗涤液)进行固液微旋流分离，一部分急冷水从洗涤段底部抽出后直接循环使用。

如图2所示，含SO₂的废烟气由洗涤/吸收塔1底部进入，急冷液(洗涤液)一般为水，从洗涤/吸收塔1的急冷段(洗涤段)顶自上而下多层喷淋与自下而上的烟气逆向接触，在该段完成对烟气降温和洗涤去除烟气中固体小颗粒的过程；急冷液(洗涤液)从急冷段底部抽出由泵2-1一部分直接打回急冷段顶循环使用，一部分打入微旋流分离器3-1，经微旋流分离器3-1分离净化后的急冷液(洗涤液)直接返回洗涤段回用，经旋流分离器3-1分离浓缩后含固体颗粒的急冷液经混合器4与碱液混合后去沉降罐5中和；中和后的含盐污水由沉降罐顶抽出去污水处理厂，罐底沉积污泥定期处理；

经急冷段洗涤净化后的废烟气由吸收段底进入与吸收段顶进入的吸收液进行逆流接触，在该段完成对废烟气中的SO₂吸收过程，由于烟气经急冷段洗涤后还会夹带部分更细微固体颗粒到吸收段，因此在洗涤吸收过程中固体微粉会进入吸收液；含固体微粉的吸收液从吸收段底抽出由泵2-2打入微旋流分离器3-2，经微旋流分离器3-2分离净化后的吸收液去后续装置完成再生或者其它工段后返回吸收段顶回用，底流浓缩后富含固体微粒的吸收液去过滤器6分离，净化液去后续装置，固体污泥清理或者去污泥池。

由于洗涤/吸收塔内溶液部分进行微旋流分离后，始终有部分固体颗粒会排出装置，整个装置循环急冷液(洗涤液)含固量会保持在一个平衡浓度，只要满足循环使用的要求即可。这样可以减少急冷液(洗涤液)微旋流分离器的处理量，降低了分离的能耗。

图3是根据本发明另一个实施方式的催化裂化烟气洗涤脱硫工艺微旋流分离流程的示意图，该洗涤脱硫的急冷(洗涤)液与吸收液相同，在同一塔中完成急冷洗涤和吸收的过程。该流程与图1、图2所示的流程相似，不同的是由于急冷吸收采用同一液体，因此只需对急冷吸收液进行一次处理，取消掉了单独对吸收液进行分离的过程。采用该方法只是针对不同的催化烟气洗涤脱硫工艺就含固溶液分离段的流程做的调整，就分离过程来说没有特别的不同。

如图3所示，含SO₂的废气烟气由洗涤/吸收塔1底部进入，急冷吸收液从塔顶分多层喷淋与自下而上的烟气逆向接触，自下而上完成洗涤换热吸收等过程；急冷吸收液从洗涤/吸收塔1塔底抽出，由泵2-1打入微旋流分离器3-1，经微旋流分离器3-1分离净化后的急冷液(洗涤液)直接返回洗涤/吸收塔回用，经微旋流分离器3-1分离浓缩后含固体颗粒的急冷液进入旋流分离器3-3进一步浓缩，旋流分离器3-3顶部出来的净化液返回洗涤/吸收塔，浓缩后的含固洗涤液(泥浆)外排。

图4是根据本发明另一个实施方式的催化裂化烟气洗涤脱硫工艺微旋流分离流程的示意图，该洗涤脱硫的急冷(洗涤)液与吸收液相同，在同一塔中完成急冷洗涤和吸收的过程。该流程与图3所示的流程相似，只需部分对洗涤液进行固液微旋流分离。一部分洗涤液从塔底部抽出后直接循环使用。

如图4所示，含SO₂的废气烟气由洗涤/吸收塔1底部进入，急冷吸收液从塔顶分多层喷淋与自下而上的烟气逆向接触，自下而上完成洗涤换热吸收等过程；急冷吸收液从洗涤/吸收塔1塔底由泵2-1抽出，一部分洗涤液直接返回塔循环使用，一部分洗涤液打入微旋流分离器3-1，经微旋流分离器3-1分离净化后的急冷液(洗涤液)返回塔回用，经旋流分离器3-1分离浓缩后含固体颗粒的急冷液外排。

由于洗涤段内溶液部分进行旋流分离外排后，始终有部分固体颗粒会排出装置，整个装置循环洗涤液含固量会保持在一个平衡浓度，只要满足循环使用的要求即可。这样可以减少洗涤液微微旋流分离器的处理量，降低了分离的能耗。

在本发明中，在急冷液和吸收液相同的催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中，由于急冷液一般为水，采用喷淋洗涤降温，所以采取对部分急冷液进行旋流分离分离既可以保证循环洗涤液的固含量保持在一个合理的平衡浓度，又可以减少分离能耗和减少占地面积。因此，对该种烟气脱硫工艺来说图2为最优流程。

微旋流分离器的压力损失是性能评价的一个重要参数，直接关系到系统的能量消耗。急冷液(洗涤液)微旋流分离器和吸收液微旋流分离器从进口流道、溢流口结构和底流口结构三方面做了优化，以提高分离效率和降低能耗，即压力损失，且针对急冷液和吸收液不同的物性参数对微旋流分离芯管的结构参数做了调整，保证较高分离效率。

在本发明中，在急冷液和吸收液不同的催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中，急冷液(洗涤液)中固体颗粒含量约为50-5000mg/L，固体粒径为1-20微米，固体颗粒的湿水密度为1200-2400kg/m³；吸收液中固体颗粒含量为10-500mg/L，固体颗粒粒径为1-10微米，固体颗粒的湿水密度为1200-2400kg/m³。含固体颗粒的急冷液(洗涤液)(操作压力约为0.3-1.6MPa)以3-10米/秒的速度进入微旋流分离器，在离心力场中进行液固分离，调节急冷液(洗涤液)微旋流分离器的压力损失(入口和净化急冷液(洗涤液)出口之间的压差)约为0.1-0.3MPa。由于急冷液(洗涤液)和固体颗粒之间的密度相对密度较大，因此可以得到非常好的分离效果。其中，固体颗粒的脱除率可以达到约90％以上；含固体颗粒的吸收液(操作压力约为0.3-1.6MPa)以5-15米/秒的速度进入微旋流分离器，在离心力场中进行液固分离，调节吸收液微旋流分离器的压力损失(入口和净化急吸收液出口之间的压差)约为0.1-0.3MPa，由于吸收液中固体颗粒粒径比急冷液中颗粒粒径小且体系黏度相对较大，所以吸收液中固体颗粒的去除率比急冷液中固体颗粒去除率稍小，约为80％以上。

在急冷液和吸收液相同的催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中，急冷液(洗涤液)中固体颗粒含量约为50-5000mg/L，固体粒径为1-20微米，固体颗粒的湿水密度为1200-2400kg/m³。含固体颗粒的急冷液(洗涤液)(操作压力约为0.3-1.6MPa)以3-10米/秒的速度进入微旋流分离器，在离心力场中进行液固分离，调节急冷液(洗涤液)微旋流分离器的压力损失(入口和净化急冷液(洗涤液)出口之间的压差)约为0.1-0.3MPa。由于急冷液(洗涤液)和固体颗粒之间的密度相对密度较大，因此可以得到非常好的分离效果。其中，固体颗粒的脱除率可以达到约80％以上。

本发明的方法和装置还可以用于使含其它细微固体颗粒液体澄清净化或者浓缩的过程。

本发明的方法和装置的主要优点在于：

本发明一方面对催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中冷液(洗涤液)、吸收液夹带的细微固体颗粒进行了有效脱除，分离效率高，净化了急冷液(洗涤液)、吸收液，提高了急冷液循环使用率和吸收液的重复利用率，延长了装置的使用周期，并提高了脱硫效率；另一方面采用微旋流分离和过滤分离组合的分离思想，采用分步分离，减少了投资和维护成本并降低了能耗。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中微旋流脱固方法，该方法包括：

对催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中的全部或部分急冷液进行微旋流分离，以除去其中夹带的细微固体颗粒，得到净化的急冷液和富含固体微粒的急冷液；

对所述净化的急冷液进行循环利用；对所述富含固体微粒的急冷液用碱液进行中和；

对催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中的全部或部分吸收液进行微旋流分离，以除去其中夹带的细微固体颗粒，得到净化的吸收液和富含固体微粒的吸收液；以及

对所述净化的吸收液进行循环利用；对所述富含固体微粒的吸收液进行过滤分离。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述急冷液中的固体颗粒含量为50-5000mg/L，固体粒径为1-20微米，细微固体的湿水密度为1200-2400kg/m³。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述吸收液中的固体颗粒含量为10-500mg/L，固体粒径为1-10微米，细微固体的湿水密度为1200-2400kg/m³。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对部分所述急冷液进行微旋流分离，固体颗粒的去除率不低于90％；和/或对全部所述急冷液进行微旋流分离，固体颗粒的去除率不低于80％。

5.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，对全部所述吸收液进行微旋流分离，固体颗粒的去除率不低于80％；和/或经所述微旋流分离或过滤分离后的吸收液的重复使用率不低于99％。

6.一种催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中微旋流脱固装置，该装置包括：

用于对催化裂化废烟气进行洗涤降温吸收的洗涤/吸收塔(1)；

与所述洗涤/吸收塔(1)的洗涤段连接的微旋流分离器(3-1)，用于对催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中的全部或部分急冷液进行微旋流分离，以除去其中夹带的细微固体颗粒，得到净化的急冷液和富含固体微粒的急冷液；

与所述微旋流分离器(3-1)连接的混合器(4)，用于对所述富含固体微粒的急冷液用碱液进行中和；

与所述洗涤/吸收塔(1)的吸收段连接的微旋流分离器(3-2)，用于对催化裂化烟气洗涤脱硫工艺中的全部或部分吸收液进行微旋流分离，以除去其中夹带的细微固体颗粒，得到净化的吸收液和富含固体微粒的吸收液；以及

与所述微旋流分离器(3-2)连接的过滤器(6)，用于对所述富含固体微粒的吸收液进行过滤分离。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述微旋流分离器是由一个或多个微旋流芯管并联组成的；和/或所述微旋流分离器的材料为耐酸碱腐蚀和抗磨损材料。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述微旋流分离器以单级或多级串联组合的方式使用；和/或所述微旋流分离器的安装方式为立式或倾斜式安装。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述微旋流分离器的入口速度为3-10米/秒、压力损失为0.05-0.3MPa、进水表压为0.3-1.6MPa。

10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述混合器的材料为耐酸碱腐蚀材料；和/或所述过滤器的分离精度为1-3微米，压力损失为0.1-0.3MPa，安装方式为一开一备。

Images