CN205659552U - 一种净化催化烟气的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种净化催化烟气的装置，包括烟气脱硝单元、烟气脱硫除尘单元和废水处理单元，所述烟气脱硝单元主要由余热锅炉、省煤器、氨水喷射器和脱硝反应器组成；所述烟气脱硫除尘单元主要由脱硫除尘塔、喷头和烟囱组成；所述的废水处理***主要有污水收集罐、多效蒸发结晶器、离心机和冷凝水回收罐组成。本实用新型结构合理，处理能力大，***结构布局紧凑，能节约水源，并能降低Nox、SO₂和粉尘的排放量，能实现规定标准排放。

Description

一种净化催化烟气的装置

技术领域

本实用新型涉及石化行业中催化烟气净化技术领域，具体涉及一种净化催化烟气的装置。

背景技术

目前，按《石油炼制工业污染物排放标准》中催化裂化装置SO₂最高允许排放浓度限值为400mg/Nm³，重点地区浓度限值为200mg/Nm³、允许烟尘排放浓度限值为50mg/Nm³、NO_X最高允许排放浓度限值为200mg/ Nm³。目前100万吨/年催化裂化装置余热锅炉外排烟气二氧化硫浓度达2500mg/ Nm³（干基）；SO₃浓度达到110mg/ Nm³（干基）；氮氧化物浓度884mg/Nm³ 左右（干基）；粉尘浓度500mg/Nm³（干基），最大值为1000mg/Nm³（干基）左右，明显超出执行要求。而且随着加工高硫原油比例的增加，原油劣质化日趋严重，催化装置SO₂及NO_x排放浓度及排放量还将呈上升趋势，污染物排放总量控制任务越发艰巨。氮氧化物排放的快速增长加剧了区域酸雨的恶化趋势，部分抵消了我国在二氧化硫减排方面所付出的巨大努力。鉴于氮氧化物对大气环境的不利影响以及目前氮氧化物排放控制的严峻形势，烟气脱硝是非常必要的。现在催化裂化装置余热锅炉外排烟气经过现有的处理方法，并不能达到国家规定的外排标准，现在还没有专门用于脱硝脱硫及废水处理回用的一整套设备。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种结构合理，处理能力大，***结构布局紧凑，能节约水源，并能降低Nox、SO₂和粉尘的排放量，能实现规定标准排放的净化催化烟气的装置。

其技术方案是：一种净化催化烟气的装置，包括烟气脱硝单元、烟气脱硫除尘单元和废水处理单元，所述烟气脱硝单元主要由余热锅炉、省煤器、氨水喷射器和脱硝反应器组成，所述余热锅炉的烟气出口通过管道与脱硝反应器的烟气入口连接，所述脱硝反应器设置在余热锅炉的出口与省煤器入口之间的管线上，所述脱硝反应器的烟气入口管线上还连接有氨水喷射器；

所述烟气脱硫除尘单元主要由脱硫除尘塔、喷头和烟囱组成，所述脱硫除尘塔的入口通过管道与省煤器的出口连接，所述烟筒设置在脱硫除尘塔的顶部，所述脱硫除尘塔的塔底循环浆液出口通过塔底循环浆液管线与循环泵入口连接，所述循环泵出口通过管道与喷头连接，所述喷头设置在脱硫除尘塔的内腔上部，所述脱硫除尘塔的底部还连接有用于使排出废液COD更低的氧化喷射***；

所述的废水处理***主要有污水收集罐、多效蒸发结晶器、离心机和冷凝水回收罐组成，所述污水收集罐的入口通过管道与脱硫除尘塔的出口连接，所述污水收集罐的出口端通过多效蒸发结晶器与离心机连接，所述离心机的冷凝水出口端与冷凝水回收罐连接，所述冷凝水回收罐的出口通过泵与脱硫除尘塔的入口连接，所述离心机的污泥出口端与外部过滤装置连接。

所述氧化喷射***包括通过管线依次连接的喷射泵和喷射器，所述喷射泵的进口端通过管线连接脱硫除尘塔，所述喷射器的出口端设有动力喷嘴并通过管线连接脱硫除尘塔，所述喷射器上连接空气入口管线以及阀门。

所述脱硫除尘塔的烟气入口处设有喷嘴组，所述喷嘴组与事故水***连接。

所述脱硫除尘塔上连接碱液管线以及碱液控制阀。

所述塔底循环浆液管线上设有PH值在线分析仪，且其能够与碱液控制阀联动控制调节碱液的PH值。

所述空气入口管线上设有闸阀和止回阀。

所述氨水喷射器设置在脱硝反应器的烟气入口管线上，所述氨水喷射器通过管道与氨水储罐连接。

所述余热锅炉与脱硝反应器之间的烟气入口管线上连接有空气压缩机。

本实用新型与现有技术相比较，具有以下优点：结构合理，通过设置烟气脱硝单元、烟气脱硫除尘单元和废水处理单元，能同时对烟气和水的外排进行净化处理，能增大处理能力，***结构布局紧凑，节省占地面积，而且不需要设置增压风机或者压力控制***，节约水源，能有效降低Nox、SO₂和粉尘的排放量，能实现规定标准排放。

附图说明

下面是结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构原理图；

图2是脱硫除尘塔的结构示意图；

图中：1.余热锅炉；2.省煤器；3.氨水喷射器；4.脱硝反应器；5.烟气入口管线；6.空气压缩机；7.氨水储罐；8.脱硫除尘塔；9.喷头；10.烟囱；11.塔底循环浆液管线；12.循环泵；13.碱液管线；14.碱液控制阀；15.PH值在线分析仪；16.喷射泵；17.喷射器；18.动力喷嘴；19.空气入口管线；20.闸阀；21.止回阀；22.污水收集罐；23.多效蒸发结晶器；24.离心机；25.冷凝水回收罐；26.喷嘴组。

具体实施方式

参照图1，一种净化催化烟气的装置，包括烟气脱硝单元、烟气脱硫除尘单元和废水处理单元。

其中，烟气脱硝单元主要由余热锅炉1、省煤器2、氨水喷射器3和脱硝反应器4组成，余热锅炉1的烟气出口通过管道与脱硝反应器4的烟气入口连接，在余热锅炉1与脱硝反应器4之间的烟气入口管线5上连接有空气压缩机6。脱硝反应器4设置在余热锅炉1与省煤器2之间，脱硝反应器4的烟气入口管线5上还连接有氨水喷射器3，氨水喷射器3通过管道与氨水储罐7连接。

余热锅炉1内的烟气在进入脱硝反应器4之前，通过氨水喷射器3对烟气入口管线5内喷射氨水，与氨充分混合后，充分混合后的氨和烟气进入脱硝反应器4在催化剂的作用下发生反应，在催化剂的作用下，还原剂（25%氨水）与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮和水，从而去除烟气中的NOx。脱硝反应器4安装在余热锅炉1蒸发段与省煤器2之间，因为此区间的烟温刚好适合脱硝反应器4的脱硝还原反应，氨喷射于余热锅炉1蒸发段与脱硝反应器4之间烟气入口管线5上的适当位置，使其烟气混合后在反应器内与NOx反应。

参照图2，烟气脱硫除尘单元主要由脱硫除尘塔8、喷头9和烟囱10组成。脱硫除尘塔8通过管道与省煤器2连接，通过省煤器2能提高烟气温度。烟筒10设置在脱硫除尘塔8的顶部，脱硫除尘塔8的塔底循环浆液出口通过塔底循环浆液管线11与循环泵12入口连接，循环泵12出口通过管道与喷头9连接，喷头9设置在脱硫除尘塔8的内腔上部，硫除尘塔8上连接碱液管线13以及碱液控制阀14。在塔底循环浆液管线11上设有PH值在线分析仪15，且其能够与碱液控制阀14联动控制调节碱液的PH值。

脱硫除尘时，脱硫除尘塔8塔底的循环浆液通过管线流出后，通过循环泵12重新返回脱硫除尘塔8的喷头9进行喷淋。通过PH值在线分析仪15，并联动控制碱液控制阀14的流量来调节循环液的PH值维持在6.5～8。经过喷淋吸收，烟气中的二氧化硫和颗粒物（粉尘）脱除。

省煤器2出口的催化烟气通过管线进入脱硫除尘塔8，在塔体内设置喷头9对烟气中的二氧化硫、颗粒物（粉尘）等杂质进行喷淋吸收。

脱硫除尘塔8的底部还连接有用于使排出废液COD更低的氧化喷射***。氧化喷射***包括通过管线依次连接的喷射泵16和喷射器17，喷射泵16的进口端通过管线连接脱硫除尘塔8，喷射器16的出口端设有动力喷嘴18并通过管线连接脱硫除尘塔8，在喷射器17上连接空气入口管线19以及阀门。在空气入口管线19上设有闸阀20和止回阀21。空气是由空气入口管线19，经过闸阀20（或者截止阀）、止回阀21进入喷射器17。

喷射器16为氧化空气喷射器，为使排出废液COD更低，从脱硫除尘塔8底部抽取的液体被喷射泵16输送喷射器17及动力喷嘴18，通过动力喷嘴18喷射后，液体变成液滴，随后与喷射空气充分混合，使溶解在循环液中的亚硫酸盐与空气发生氧化反应。在空气喷射器之后，含有非常细微分散气泡的循环液回流至脱硫除尘塔8内，在这些气泡上升至池面的过程中，残余的氧进一步与循环液发生氧化反应。该空气氧化处理工艺的压损小，不需要设置增压风机或者压力控制***。

在脱硫除尘塔8的烟气入口处设有喷嘴组26，喷嘴组26与事故水***连接。喷嘴组26连接事故水***，以便在循环泵12失效时（如失电情况下）仍能对烟气进行激冷。高强度气/液接触提供了高的液体/气体比率及充分的滞留时 间，确保了颗粒物和硫化物的有效脱除。

所述的废水处理***主要有污水收集罐22、多效蒸发结晶器23、离心机24和冷凝水回收罐25组成。污水收集罐22的入口通过管道与脱硫除尘塔8的出口连接，污水收集罐22的出口端通过多效蒸发结晶器23与离心机24连接，离心机24的冷凝水出口端与冷凝水回收罐25连接，冷凝水回收罐25的出口通过泵与脱硫除尘塔8的入口连接，离心机24的污泥出口端与外部过滤装置连接。由脱硝单元和脱硫除尘单元的废水进入污水收集罐22，脱硫除尘后的废水经废水输送泵进入污水收集罐22，颗粒物在澄清池内经沉降分离，再通过多效蒸发结晶器23，蒸发污水中的盐分，通过离心机24后，冷凝水进入冷凝水回收罐25，并通过泵进入脱硫除尘塔8中回用。池底部增稠后的浓浆排入过滤器或在压滤机中脱水，经过进一步浓缩脱水后，废水外排到界区外的厂区污水处理区，产生的含固量泥饼则用汽车运出厂外处理。因废水的化学需氧量 (COD) 在脱硫除尘塔8中通过处理已达标，所以废水处理***中不需另设氧化***。

具体工作过程如下：

脱硝：烟气自余热锅炉锅炉1进入脱硝反应器4。烟气进脱硝温度为320～360℃，此温度为最佳的反应温度。温度低于300℃将会形成亚硫酸氨及亚硫酸氢氨，导致催化剂结垢。温度高于400将会导致催化剂失活。还原剂25%的氨水通过氨水泵将氨水从氨水储罐7进入氨水喷射器3。氨水经过氨水喷射器3雾化进入烟道，在经过静态混合器与烟气充分混合。充分混合后的氨和烟气进入脱硝反应器4在催化剂的作用下发生反应，去除Nox。

脱硫除尘：烟气经过脱硝反应器4和低温省煤器2进入脱硫除尘塔8。脱硫除尘塔8塔底的循环浆液通过管线流出后，通过循环泵12重新返回脱硫除尘塔8的喷头9进行喷淋。通过PH值在线分析仪15，并联动控制碱液控制阀14的流量来调节循环液的PH值维持在6.5～8。经过喷淋吸收，烟气中的二氧化硫和颗粒物（粉尘）脱除。具体为：在脱硫除尘塔8的入口设置有激冷***，激冷采用塔底的循环液，烟气通过激冷降温到60℃～70℃。激冷***设置有烟气温度控制联锁，当激冷烟气温度高于90℃时，应急用水（采用新鲜水）将用于激冷。激冷后的烟气进入SO₂吸收***。在塔体内设置有四层喷头对SO₂进行喷淋吸收。吸收液采用塔底的循环液。经过喷淋吸收，烟气中SO₂和部分粉尘脱除。除尘后的烟气，经过除雾器，进入烟囱10，排入大气。

塔底浆液经喷射泵16（两开一备）输送至氧化空气喷射器17与空气充分接触混合后返回到塔内，使浆液COD≤0.05g/l。塔底外排废水经过废水泵（一开一备）输送至废水处理单元。

废水处理：脱硫除尘后的废水经废水输送泵进入污水收集罐22，颗粒物在澄清池内经沉降分离，再通过多效蒸发结晶器23，蒸发污水中的盐分，通过离心机24后，冷凝水进入冷凝水回收罐25，并通过泵进入脱硫除尘塔8中回用。池底部增稠后的浓浆排入过滤器或在压滤机中脱水，经过进一步浓缩脱水后，废水外排到界区外的厂区污水处理区，产生的含固量泥饼则用汽车运出厂外处理。因废水的化学需氧量 (COD) 在脱硫除尘塔中通过处理已达标，所以废水处理***中不需另设氧化***。

本发明能够对催化裂化产生的烟气中的氮氧化物、硫化物、粉尘进行有效降低，处理能力大，***结构布局紧凑，节省占地面积、不需要设置增压风机或者压力控制***，工艺的压损小，且节约水源，保证了装置长时间的运行周期。经过处理后固废、废气、废水排放量的指标均达到国家要求的标准。

本实用新型并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种净化催化烟气的装置，包括烟气脱硝单元、烟气脱硫除尘单元和废水处理单元，其特征在于：所述烟气脱硝单元主要由余热锅炉、省煤器、氨水喷射器和脱硝反应器组成，所述余热锅炉的烟气出口通过管道与脱硝反应器的烟气入口连接，所述脱硝反应器设置在余热锅炉的出口与省煤器入口之间的管线上，所述脱硝反应器的烟气入口管线上还连接有氨水喷射器；

所述烟气脱硫除尘单元主要由脱硫除尘塔、喷头和烟囱组成，所述脱硫除尘塔的入口通过管道与省煤器的出口连接，所述烟筒设置在脱硫除尘塔的顶部，所述脱硫除尘塔的塔底循环浆液出口通过塔底循环浆液管线与循环泵入口连接，所述循环泵出口通过管道与喷头连接，所述喷头设置在脱硫除尘塔的内腔上部，所述脱硫除尘塔的底部还连接有用于使排出废液COD更低的氧化喷射***；

所述的废水处理***主要有污水收集罐、多效蒸发结晶器、离心机和冷凝水回收罐组成，所述污水收集罐的入口通过管道与脱硫除尘塔的出口连接，所述污水收集罐的出口端通过多效蒸发结晶器与离心机连接，所述离心机的冷凝水出口端与冷凝水回收罐连接，所述冷凝水回收罐的出口通过泵与脱硫除尘塔的入口连接，所述离心机的污泥出口端与外部过滤装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种净化催化烟气的装置，其特征在于：所述氧化喷射***包括通过管线依次连接的喷射泵和喷射器，所述喷射泵的进口端通过管线连接脱硫除尘塔，所述喷射器的出口端设有动力喷嘴并通过管线连接脱硫除尘塔，所述喷射器上连接空气入口管线以及阀门。

3.根据权利要求2所述的一种净化催化烟气的装置，其特征在于：所述脱硫除尘塔的烟气入口处设有喷嘴组，所述喷嘴组与事故水***连接。

4.根据权利要求3所述的一种净化催化烟气的装置，其特征在于：所述脱硫除尘塔上连接碱液管线以及碱液控制阀。

5.根据权利要求4所述的一种净化催化烟气的装置，其特征在于：所述塔底循环浆液管线上设有PH值在线分析仪，且其能够与碱液控制阀联动控制调节碱液的PH值。

6.根据权利要求5所述的一种净化催化烟气的装置，其特征在于：所述空气入口管线上设有闸阀和止回阀。

7.根据权利要求1所述的一种净化催化烟气的装置，其特征在于：所述氨水喷射器设置在脱硝反应器的烟气入口管线上，所述氨水喷射器通过管道与氨水储罐连接。

8.根据权利要求7所述的一种净化催化烟气的装置，其特征在于：所述余热锅炉与脱硝反应器之间的烟气入口管线上连接有空气压缩机。