CN208356505U - 一种用于催化裂化装置烟气的半干法脱硫除尘系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及石油化工装置领域，具体的说是一种用于催化裂化装置烟气的半干法脱硫除尘系统。包括催化剂吸附除尘器、脱硫塔、水箱、吸收剂仓、脱硫灰吸附除尘器以及烟囱；脱硫灰吸附除尘器的进风口与脱硫塔的顶部连接，脱硫灰吸附除尘器的排尘口位置设有船型灰斗，船型灰斗的进口与脱硫灰吸附除尘器的排尘口连接，船型灰斗的一路出口与脱硫灰仓连接，另一路出口与空气斜槽的一端相连，空气斜槽的另一端连接在文丘里管渐扩段上并位于雾化喷枪的下方；在烟囱上设有烟气在线监测仪。本实用新型具有脱硫效率高、颗粒物达标、跑损催化剂能够回收利用、脱硫副产物易于处理的优点。

Description

一种用于催化裂化装置烟气的半干法脱硫除尘系统

技术领域

本实用新型涉及石油化工装置领域，具体的说是一种用于催化裂化装置烟气的半干法脱硫除尘系统。

背景技术

催化裂化装置在石油炼制中占据重要地位，催化裂化原料为原油中的重质油品，原料中的硫、氮的化合物随催化剂循环进入再生器中，在催化裂化再生器中，硫、氮的化合物与空气接触燃烧后产生大量的SO₂和少量SO₃，这些污染物随烟气排入大气会造成严重的污染。催化裂化再生烟气中SO₂浓度一般700~3000mg/Nm³，SO₃浓度~200mg/Nm³，颗粒物为100~200mg/Nm³；其中颗粒物大部分为催化剂，粒径分布较小，正常工况下，粒径分布为0~5μm的约占75%，5~10μm的约占6~17%，＞10微米的占3~5%左右；CO余热锅炉定期吹灰时的最大浓度可达到3000~4000mg/Nm³，而在事故工况大量跑剂时，短时间会有几十~上百吨催化剂被烟气带出，破损的催化剂中含有重金属镍和钒等，如随烟气排入大气，空气中的浮游粒子和飘尘一般具有很强的吸附能力，可把这些有害物质带入人体肺的深部，造成呼吸道疾病，因此对这些催化剂颗粒回收再利用。

《石油炼制工业污染物排放标准》GB31570-2015规定，从2017年7月1日起，特殊地区执行大气污染物特别排放限值：催化裂化催化剂再生烟气中SO₂≤50mg/Nm³，颗粒物≤30mg/Nm³。

目前国内外烟气脱硫主要采用湿法脱硫工艺，设备腐蚀严重，有废水产生。为防止设备腐蚀，设备的主材质采用不锈钢和合金钢，造成投资和运行费用增加。采用湿法脱硫技术可实现净化烟气颗粒物浓度小于30mg/Nm³，但湿催化剂颗粒处理起来难度较大，仅靠脱硫塔上部的滤清模块脱除细微颗粒物和SO₃气溶胶，很难实现洁净排放；；另外湿法脱硫对SO₃脱除效率只有30%左右，脱除效率较低。

专利ZL201410590103.8提供了一种催化裂化烟气脱硫和除尘工艺及其装置，采用钠碱法脱除烟气中的SO₂，工艺流程复杂，有脱硫废液产生，废液中COD易超标，大多需要进一步处理。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种脱硫效率高、颗粒物达标、跑损催化剂能够回收利用、脱硫副产物易于处理的用于催化裂化装置烟气的半干法脱硫除尘系统。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种用于催化裂化装置烟气的半干法脱硫除尘系统，包括催化剂吸附除尘器、脱硫塔、水箱、吸收剂仓、脱硫灰吸附除尘器以及烟囱；所述催化剂吸附除尘器的进风口通过水封罐与催化裂化装置的烟气排放管线相连，催化剂吸附除尘器的排尘口与催化剂回收仓相连；所述脱硫塔的底部连接有竖直设置的文丘里管，文丘里管的窄段与催化剂吸附除尘器的排风口相连，文丘里管的渐扩段内设有雾化喷枪，雾化喷枪与所述水箱的出水口连接，文丘里管的渐扩段位于雾化喷枪的下方与溜槽的一端相连，溜槽的另一端与所述吸收剂仓的出料口相连；所述脱硫灰吸附除尘器的进风口与脱硫塔的顶部连接，脱硫灰吸附除尘器的排尘口位置设有船型灰斗，船型灰斗的进口与脱硫灰吸附除尘器的排尘口连接，船型灰斗的一路出口与脱硫灰仓连接，另一路出口与空气斜槽的一端相连，空气斜槽的另一端连接在文丘里管渐扩段上并位于雾化喷枪的下方；所述烟囱的底部与引风机的排风口相连，引风机的进风口与脱硫灰吸附除尘器的排风口相连，在烟囱的中下部位置设有烟气在线监测仪。

优选的，在引风机的排风口与催化剂吸附除尘器的排风口之间设有循环烟道，在循环烟道上设有气动挡板。

优选的，在所述文丘里管的窄段设有供从催化剂吸附除尘器排风口排出的烟气均匀进入文丘里管内的导流板。

优选的，所述溜槽与吸收剂仓连接的一端设有供吸收剂仓内的吸收剂进入溜槽中的变频给料器，吸收剂通过气力输送管线提供的流化风由溜槽进入文丘里管。

优选的，所述吸收剂仓内盛放的吸收剂为300-400目且纯度≥90%的消石灰。

优选的，在所述吸收剂仓的顶部设有仓顶除尘器。

优选的，在水箱和雾化喷枪之间的连接管线上设有高压水泵。

优选的，所述脱硫灰吸附除尘器为布袋除尘器。

优选的，在所述脱硫灰吸附除尘器的排尘口与脱硫灰仓之间设有缓冲仓，在缓冲仓和脱硫灰仓之间设有气力输送装置。

优选的，在所述脱硫灰仓的排灰口设有双轴加湿器。

有益效果

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

（1）本实用新型首次将跑损催化剂的回收设施与半干法烟气脱硫相结合，既进一步回收了催化剂，降低高价值催化剂损耗带来的经济损失，又极大的降低了烟气中细微颗粒物排放，解决了环境污染问题。

（2）本实用新型脱硫剂主要原料为成品袋装或散装消石灰，资源丰富，价格低廉，运行成本低。

（3）本实用新型工艺流程简单、脱硫过程中无废水产生，产生的一般固体废物无害，可作为建筑材料、矿井填埋等，利用价值大、处理渠道广。

（4）本实用新型所用的半干法脱硫系统在高于烟气露点温度30℃左右运行，且SO₂、SO₃基本完全脱除，不存在腐蚀问题，系统无须防腐；排烟温度80~90℃，无白雾现象。

（5）本实用新型对脱硫灰仓中脱硫灰的出灰方式做了优化改进，可设置成干、湿灰两种出灰方式，使脱硫灰适应不同的处理途径，增加了用户的选择空间。

（6）本实用新型中参与脱硫反应的吸收剂经过脱硫灰吸附除尘器的吸附后可重复返回到脱硫塔内反复利用，以提高利用效率。设置在烟囱上的烟气在线监测仪可对脱硫灰吸附除尘器排风口排出的脱硫后烟气进行实时监控，一旦监控到SO₂达到排放标准的预警值，则可立即将脱硫灰吸附除尘器排尘口通过船型灰斗接入脱硫灰仓内，同时将新鲜的吸收剂由吸收剂仓通过溜槽进入脱硫塔内，大大提高了吸收剂的利用效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中标记：1、脱硫灰仓，2、空气斜槽，3、气动挡板，4、文丘里管，5、催化剂回收仓，6、水封罐，7、催化剂吸附除尘器，8、溜槽，9、吸收剂仓，10、水箱，11、高压水泵，12、脱硫塔，13、脱硫灰吸附除尘器，14、船型灰斗，15、引风机，16、烟气在线监测仪，17、烟囱，18、缓冲仓。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的一种用于催化裂化装置烟气的半干法脱硫除尘系统，包括催化剂吸附除尘器7、脱硫塔12、水箱10、吸收剂仓9、脱硫灰吸附除尘器13以及烟囱17。

催化剂吸附除尘器7的进风口通过水封罐6与催化裂化装置的烟气排放管线相连，催化剂吸附除尘器7的排尘口与催化剂回收仓5相连，通过催化剂吸附除尘器7将烟气中0~10μm的难以被滤除和易逃离的催化剂细微颗粒进行回收，并收集在催化剂回收仓5内，避免了催化剂污染的同时，提高了催化剂的利用效率。

脱硫塔12的底部连接有竖直设置的文丘里管4，文丘里管4的窄段与催化剂吸附除尘器7的排风口相连，文丘里管4的渐扩段内设有雾化喷枪，雾化喷枪与水箱10的出水口连接，文丘里管4的渐扩段位于雾化喷枪的下方与溜槽8的一端相连，溜槽8的另一端与吸收剂仓9的出料口相连。去除过催化剂后的烟气进入脱硫塔12底部的文丘里管4中，在文丘里管4的窄段设有导流板，可使得烟气均匀进入。吸收剂仓9中的吸收剂通过设置在溜槽8一端的变频给料器、溜槽8本体，在气力输送作用下进入到文丘里管4的渐扩段。水通过设置在雾化喷枪和水箱10之间的高压水泵11通过雾化喷枪喷入塔内，使烟气、吸收剂和雾化水接触，充分混合，进而脱除烟气中的SO₂、SO₃。雾化水的加入，一方面降低塔内烟气温度，另一方面使得SO₂、SO₃与消石灰的反应转化为离子反应，提高反应效率。

本实施例中的吸收剂仓9的顶部设有仓顶除尘器，用于在进料或仓底流化时吸收剂仓9的仓顶排气除尘。吸收剂仓9内盛放的吸收剂为300-400目且纯度≥90%的消石灰。

脱硫灰吸附除尘器13的进风口与脱硫塔12的顶部连接，脱硫灰吸附除尘器13的排尘口位置设有船型灰斗14，船型灰斗14的进口与脱硫灰吸附除尘器13的排尘口连接，船型灰斗14的一路出口与脱硫灰仓1连接，另一路出口与空气斜槽2的一端相连，空气斜槽2的另一端连接在文丘里管4渐扩段上并位于雾化喷枪的下方。烟囱17的底部与引风机15的排风口相连，引风机15的进风口与脱硫灰吸附除尘器13的排风口相连，在烟囱17的中下部位置设有烟气在线监测仪16。

脱硫后的烟气从脱硫塔12顶部在引风机15的动力作用下进入脱硫灰吸附除尘器13进行除尘，经脱硫灰吸附除尘器13过滤下来的物料为固体颗粒，由于反应深度不够，物料中仍含有部分未参加反应的吸收剂，因此物料需循环使用，本实用新型将此部分吸收剂重新通过船型灰斗14和空气斜槽2接入脱硫塔12底部的文丘里管4内，使该部分物料继续发挥作用。而当烟气在线监测仪16检测出SO₂达到排放标准的预警值时，则可立即将脱硫灰吸附除尘器13排尘口通过船型灰斗14接入脱硫灰仓1内，同时将新鲜的吸收剂由吸收剂仓9通过溜槽8排入脱硫塔12内，大大提高了吸收剂的利用效率。

脱硫灰吸附除尘器13为布袋除尘器，其布袋采用PPS材料。布袋除尘器出口设有引风机15，引风机15使整个系统处于微负压状态，避免粉尘的泄漏、扬尘。在脱硫灰吸附除尘器13的排尘口与脱硫灰仓1之间设有缓冲仓18，在缓冲仓18和脱硫灰仓1之间设有气力输送装置。定期排灰或停车检修期间，脱硫灰通过气力输送装置先收集至缓冲仓18，然后通过气力输送装置送至脱硫灰仓1。脱硫灰主要成分为CaSO₃・1/2H₂O、CaSO₄・1/2H₂O、CaCO₃及未反应的Ca(OH)₂ 。主要用途为废矿井填埋、填堤、土地回填、高速公路路基、建筑行业的混凝土砖切块、免烧砖、蒸压砖、水泥掺合料等。针对不同的处理渠道，设计成干、湿两种出灰方式。优先出干灰：装卸干灰时，设置防干灰飞扬的装车措施；出湿灰：设置将干灰调湿的双轴加湿机。

在引风机15的排风口与催化剂吸附除尘器7的排风口之间设有循环烟道，在循环烟道上设有气动挡板3。当催化裂化装置烟气负荷较低时，为了维持脱硫塔12内的气流相对稳定，保证脱硫的最佳运行状态，利用脱硫塔12进口烟道的静压低于引风机15出口静压，不需要另外安装抽气风机，通过循环烟道将引风机15下游的部分净化烟气循环到脱硫塔12入口，根据脱硫灰吸附除尘器13出口烟道烟气量，调节循环烟道上的气动挡板3来调节循环清洁烟气的流量，使文丘里管4的流速保持相对稳定。在设计运行中，一般脱硫塔12的运行烟气量为70％～110％的设计流量，来保证脱硫塔12在低负荷运行时最佳的传热、传质状态。一旦脱硫塔12入口流量低于70%负荷，可打开气动挡板3补充所需的清洁烟气，使烟气量达到70%负荷以上。

Claims (10)

1.一种用于催化裂化装置烟气的半干法脱硫除尘系统，其特征在于：包括催化剂吸附除尘器（7）、脱硫塔（12）、水箱（10）、吸收剂仓（9）、脱硫灰吸附除尘器（13）以及烟囱（17）；所述催化剂吸附除尘器（7）的进风口通过水封罐（6）与催化裂化装置的烟气排放管线相连，催化剂吸附除尘器（7）的排尘口与催化剂回收仓（5）相连；所述脱硫塔（12）的底部连接有竖直设置的文丘里管（4），文丘里管（4）的窄段与催化剂吸附除尘器（7）的排风口相连，文丘里管（4）的渐扩段内设有雾化喷枪，雾化喷枪与所述水箱（10）的出水口连接，文丘里管（4）的渐扩段位于雾化喷枪的下方与溜槽（8）的一端相连，溜槽（8）的另一端与所述吸收剂仓（9）的出料口相连；所述脱硫灰吸附除尘器（13）的进风口与脱硫塔（12）的顶部连接，脱硫灰吸附除尘器（13）的排尘口位置设有船型灰斗（14），船型灰斗（14）的进口与脱硫灰吸附除尘器（13）的排尘口连接，船型灰斗（14）的一路出口与脱硫灰仓（1）连接，另一路出口与空气斜槽（2）的一端相连，空气斜槽（2）的另一端连接在文丘里管（4）渐扩段上并位于雾化喷枪的下方；所述烟囱（17）的底部与引风机（15）的排风口相连，引风机（15）的进风口与脱硫灰吸附除尘器（13）的排风口相连，在烟囱（17）的中下部位置设有烟气在线监测仪（16）。

2.根据权利要求1所述的一种用于催化裂化装置烟气的半干法脱硫除尘系统，其特征在于：在引风机（15）的排风口与催化剂吸附除尘器（7）的排风口之间设有循环烟道，在循环烟道上设有气动挡板（3）。

3.根据权利要求1所述的一种用于催化裂化装置烟气的半干法脱硫除尘系统，其特征在于：在所述文丘里管（4）的窄段设有供从催化剂吸附除尘器（7）排风口排出的烟气均匀进入文丘里管（4）内的导流板。

4.根据权利要求1所述的一种用于催化裂化装置烟气的半干法脱硫除尘系统，其特征在于：所述溜槽（8）与吸收剂仓（9）连接的一端设有供吸收剂仓（9）内的吸收剂进入溜槽（8）中的变频给料器，吸收剂通过气力输送管线提供的流化风由溜槽（8）进入文丘里管（4）。

5.根据权利要求1所述的一种用于催化裂化装置烟气的半干法脱硫除尘系统，其特征在于：所述吸收剂仓（9）内盛放的吸收剂为300-400目且纯度≥90%的消石灰。

6.根据权利要求1所述的一种用于催化裂化装置烟气的半干法脱硫除尘系统，其特征在于：在所述吸收剂仓（9）的顶部设有仓顶除尘器。

7.根据权利要求1所述的一种用于催化裂化装置烟气的半干法脱硫除尘系统，其特征在于：在水箱（10）和雾化喷枪之间的连接管线上设有高压水泵（11）。

8.根据权利要求1所述的一种用于催化裂化装置烟气的半干法脱硫除尘系统，其特征在于：所述脱硫灰吸附除尘器（13）为布袋除尘器。

9.根据权利要求1所述的一种用于催化裂化装置烟气的半干法脱硫除尘系统，其特征在于：在所述脱硫灰吸附除尘器（13）的排尘口与脱硫灰仓（1）之间设有缓冲仓（18），在缓冲仓（18）和脱硫灰仓（1）之间设有气力输送装置。

10.根据权利要求1所述的一种用于催化裂化装置烟气的半干法脱硫除尘系统，其特征在于：在所述脱硫灰仓（1）的排灰口设有双轴加湿器。