CN208082179U

CN208082179U - Fcc烟气的治理***

Info

Publication number: CN208082179U
Application number: CN201820266539.5U
Authority: CN
Inventors: 黄志超; 陈燕辉; 李尾阳
Original assignee: Xiamen Rech Technology Coltd
Current assignee: Xiamen Rech Technology Coltd
Priority date: 2018-02-24
Filing date: 2018-02-24
Publication date: 2018-11-13
Anticipated expiration: 2028-02-24

Abstract

本实用新型涉及一种FCC烟气的治理***，所述FCC烟气的治理***包括SCR反应器、余热锅炉、预除尘器、水雾发生装置、湿法脱硫装置、湿式电除尘器、喷射装置、温度检测装置和三氧化硫浓度检测装置，所述SCR反应器的入烟口用于通入待治理的FCC烟气，所述SCR反应器的出烟口与余热锅炉的入烟口、所述余热锅炉的出烟口与预除尘器的入烟口、所述预除尘器的出烟口与湿法脱硫装置的入烟口、以及所述湿法脱硫装置的出烟口与湿式电除尘器的入烟口分别依次通过管路连通设置，所述湿式电除尘器的出烟口用于排出治理后的FCC烟气本实用新型的FCC烟气的治理***具有可有效治理FCC烟气中的有色烟羽的优点。

Description

FCC烟气的治理***

技术领域

本实用新型涉及烟羽治理技术，特别涉及一种FCC烟气的治理***。

背景技术

有色烟羽主要指烟气经烟囱排入大气的细粉尘、硫酸盐、铵盐、硝酸盐、重金属等细颗粒物，因天空背景色和天空光照、观察角度等原因，产生的白色、灰色、黄色、蓝色拖尾现象。

FCC(Fluid Catalytic Cracking，即催化裂化)再生烟气中，其有色烟羽颗粒物的来源主要有如下途径：(1)FCC再生催化剂的磨损携带出来的颗粒物；(2)SCR脱硝***喷氨逃逸的NH₃与SO₂结合产生的硫酸铵晶体；(3)湿法脱硫烟囱尾部携带浆液结晶产生的硫酸盐；(4)湿法脱硫当中随烟气逃逸的重金属、细颗粒物等。

而现有FCC烟气治理则存在如下的问题：

(1)大量的SO₃产生腐蚀下游设备

FCC再生燃烧过程烟气中约0.5～1.5％的SO₂会被进一步氧化成SO₃，且在SCR脱硝过程中，其使用钒、钨、钛系列催化剂也会使一小部分SO₂氧化成为SO₃，其中V₂O₅对氧化过程具有很强的催化作用。

烟气中的SO₃会导致烟气酸露点提高，烟气温度须保持在比酸露点温度高10-15℃，以避免下游设备酸腐蚀，这将导致机组热效率下降；其次，SO₃会在空预器中与SCR脱硝未反应的NH₃发生反应生成硫酸氢铵，硫酸氢铵会造成大量飞灰沉积在下游设备表面，引起设备腐蚀。

(2)现有湿法脱硫***无法有效脱除SO₃，产生有色烟羽

进入湿法脱硫***烟气中的SO₃是以硫酸及SO₃气态分子形式存在的，它们均极易溶于水，从化学反应机制角度分析湿法脱硫***浆液对SO₃应有很高的吸收脱除效率，但事实却非如此：烟气中SO₃进入湿法脱硫***后迅速冷却到酸露点以下，绝大部分通过均相成核形成细小SO₃气溶胶，它们主要集中在亚微米级粒度范围。大液滴酸雾可在喷淋塔中与浆液滴碰撞进而被浆液吸收除去，而这些气溶胶颗粒在气流中跟随性好，可以绕过浆液滴不与液滴发生融合，因此通过浆液吸收吸收的SO₃脱除作用有限，大部分SO₃仍随烟气被带出脱硫塔外。

现有烟气治理工艺排放的烟气中含有亚微米级的硫酸雾气溶胶，排入大气时会对光线产生散射作用，超过一定浓度时会形成所谓蓝羽现象；硫酸雾气溶胶进入大气环境后，既能形成酸雨导致土壤酸化和建筑材料腐蚀，还是大气中PM2.5的重要前体物。

(3)湿法吸收粉尘后的脱硫工艺产生的废水、废渣难以处理

FCC再生烟气湿法吸收工艺中，烟气中的催化剂颗粒物会进入脱硫液，需外排废液至废水处理***，通过氧化、絮凝及过滤处理后排放，流程复杂、运行稳定性差。

脱硫废液中微细粉尘的过滤是世界性难题，极难达标，且过滤装置易堵塞，定期反冲洗又会产生废水，实际运行效果不理想。废水处理过程中产生的废渣含水率较高，不便于处置。

(4)湿法脱硫后颗粒物排放难以达到新标准要求

常规FCC除尘采用湿法吸收工艺，除尘效率约为50％，通过工艺改进(增加颗粒物和雾滴的碰撞、凝聚和接触时间等)可提高除尘效率，但最高不超过80％，尤其对于PM2.5捕集率最高为60％。催化裂化余热锅炉吹灰阶段难以达到现有国家级地方颗粒物排放标准。

(5)排烟温度高，烟温变化大

FCC再生烟气经余热锅炉后，正常温度180～240℃，对脱硫***防腐层热冲击大，容易导致防腐层剥离脱落。

此外，脱硫塔入口烟温高循环浆液喷淋与高温烟气结合时，由于浆液的换热蒸发，会产生大量的细颗粒物晶体，造成大量的气溶胶随烟气进入烟囱，产生有色烟羽问题。并且，现有技术中并未存在有效的治理上述有色烟羽的治理办法。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种FCC烟气的治理***，可有效治理FCC烟气中的有色烟羽。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种FCC烟气的治理***，包括SCR反应器、余热锅炉、预除尘器、水雾发生装置、湿法脱硫装置、湿式电除尘器、喷射装置、温度检测装置和三氧化硫浓度检测装置，所述SCR反应器的入烟口用于通入待治理的FCC烟气，所述SCR反应器的出烟口与余热锅炉的入烟口、所述余热锅炉的出烟口与预除尘器的入烟口、所述预除尘器的出烟口与湿法脱硫装置的入烟口、以及所述湿法脱硫装置的出烟口与湿式电除尘器的入烟口分别依次通过管路连通设置，所述湿式电除尘器的出烟口用于排出治理后的FCC烟气；

所述水雾发生装置设于所述湿法脱硫装置与预除尘器之间的连接管路中，且所述水雾发生装置靠近所述湿法脱硫装置的入烟口，所述水雾发生装置的喷雾口设有细水雾喷嘴，所述喷射装置包括第一喷射出口和第二喷射出口，所述SCR反应器和余热锅炉之间的连接管路与所述第一喷射出口连通，所述余热锅炉和预除尘器之间的连接管路与所述第二喷射出口连通；

所述温度检测装置设于所述湿法脱硫装置的入烟口处；

所述SCR反应器的出烟口处和余热锅炉的出烟口处分别设有所述三氧化硫浓度检测装置。

进一步的，所述第一喷射出口靠近所述SCR反应器的出烟口，所述第二喷射出口靠近所述余热锅炉的出烟口。

进一步的，还包括废水处理装置，所述湿法脱硫装置的底部设有废水排出口，所述湿法脱硫装置的出烟口设于湿法脱硫装置的顶部，所述废水处理装置包括废水入口，所述废水排出口与所述废水入口连通。

进一步的，还包括烟机，所述烟机的入烟口用于通入待治理的FCC烟气，所述烟机的出烟口与SCR反应器的入烟口管路连通。

进一步的，所述预除尘器为静电除尘器、电袋除尘器或布袋除尘器。

进一步的，还包括烟气再热器，所述湿式电除尘器的出烟口与烟气再热器的入烟口连通，所述烟气再热器的出烟口连接至烟囱，经由烟囱与外部环境连通。

本实用新型的有益效果在于：

(1)设计上述包括SCR反应器、余热锅炉、预除尘器、水雾发生装置、湿法脱硫装置、湿式电除尘器、喷射装置、温度检测装置和三氧化硫浓度检测装置的FCC烟气的治理***及对应的治理方法，在脱硫前进行预除尘和脱除SO₃，有效减少了脱硫时湿法脱硫装置中的颗粒物含量，减少脱硫废水处理量及后期排放烟囱中的可凝颗粒物浓度；

(2)可有效脱硫细颗粒物、雾滴、重金属、气溶胶等多种污染物；

(3)减少了SCR反应器氨逃逸以及SO₃对下游设备的腐蚀；

(4)水雾发生装置采用细水雾喷嘴，水雾粒径小于400μm，从而其表面积和密度高，可实现快速降温，细水雾吸附能力强，可有效与颗粒物、SO₃结合凝并长大，从而后续可被脱硫喷淋洗涤；

(5)脱硫后增加湿式电除尘器，能实现FCC烟气中气溶胶、铵盐、无机盐和重金属等多种污染物的协同治理。

附图说明

图1为本实用新型实施例的FCC烟气的治理***的整体结构示意图。

标号说明

1、FCC装置；2、SCR反应器；3、余热锅炉；4、预除尘器；5、水雾发生装；6、湿法脱硫装置；7、湿式电除尘器；8、喷射装置；9、温度检测装置；10、三氧化硫浓度检测装置；11、废水处理装置；12、烟机；13、烟气再热器；14、烟囱。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本实用新型最关键的构思在于：设计上述包括SCR反应器、余热锅炉、预除尘器、水雾发生装置、湿法脱硫装置、湿式电除尘器、喷射装置、温度检测装置和三氧化硫浓度检测装置的FCC烟气的治理***。

请参照图1，FCC烟气的治理***，包括SCR反应器2、余热锅炉3、预除尘器4、水雾发生装置5、湿法脱硫装置6、湿式电除尘器7、喷射装置8、温度检测装置9和三氧化硫浓度检测装置10，所述SCR反应器2的入烟口用于通入待治理的FCC烟气(由FCC装置1中排出)，所述SCR反应器2的出烟口与余热锅炉3的入烟口、所述余热锅炉3的出烟口与预除尘器4的入烟口、所述预除尘器4的出烟口与湿法脱硫装置6的入烟口、以及所述湿法脱硫装置6的出烟口与湿式电除尘器7的入烟口分别依次通过管路连通设置，所述湿式电除尘器7的出烟口用于排出治理后的FCC烟气(由烟囱14中排出)；

所述水雾发生装置5设于所述湿法脱硫装置6与预除尘器4之间的连接管路中，且所述水雾发生装置5靠近所述湿法脱硫装置6的入烟口，所述水雾发生装置5的喷雾口设有细水雾喷嘴，所述喷射装置8包括第一喷射出口和第二喷射出口，所述SCR反应器2和余热锅炉3之间的连接管路与所述第一喷射出口连通，所述余热锅炉3和预除尘器4之间的连接管路与所述第二喷射出口连通；

所述温度检测装置9设于所述湿法脱硫装置6的入烟口处；

所述SCR反应器2的出烟口处和余热锅炉3的出烟口处分别设有所述三氧化硫浓度检测装置10。

本实用新型还提供一种FCC烟气的治理方法，采用上述的FCC烟气中有色烟羽的治理***进行，包括以下步骤：

步骤(1)：将Ca(OH)₂、NaHCO₃或Na₂CO₃固体粉粹成颗粒状，获得颗粒状原料；

步骤(2)：待治理的FCC烟气分别经过SCR反应器和余热锅炉时，利用三氧化硫浓度检测装置分别对SCR反应器的出烟口处和余热锅炉的出烟口处的烟气中的三氧化硫的浓度进行检测，并根据检测结果，分别计算获得SCR反应器的出烟口处和余热锅炉的出烟口处需要脱除的三氧化硫的摩尔浓度；

步骤(3)：利用喷射装置将步骤(1)中获得的颗粒状原料分别通过第一喷射出口和第二喷射出口进行喷射，以脱除烟气中的三氧化硫；每单位体积烟气中第一喷射出口喷射的颗粒状原料的喷射量为步骤(2)获得的SCR反应器的出烟口处需要脱除的三氧化硫的摩尔浓度的1-3倍，每单位体积烟气中第二喷射出口喷射的颗粒状原料的喷射量为步骤(2)获得的余热锅炉的出烟口处需要脱除的三氧化硫的摩尔浓度的1-3倍；

步骤(4)：烟气经过预除尘器，利用预除尘器将步骤(3)生成的CaSO₄颗粒物、Na₂SO₃颗粒物或重金属颗粒物脱除；

步骤(5)：烟气由预除尘器中排出且进入湿法脱硫装置之前，利用水雾发生装置喷洒出直径小于400μm的水雾雾滴，对烟气进行降温；利用温度检测装置对烟气的温度进行检测，并实时调整水雾雾滴的喷洒量，使得温度检测装置检测出的温度保持在90-110℃；

步骤(6)：烟气经过湿法脱硫装置，利用湿法脱硫装置将烟气中的二氧化硫和部分的三氧化硫脱除；

步骤(7)：烟气经过湿式电除尘器，利用湿式电除尘器将烟气中的硫酸盐、硝酸盐或重金属气溶胶脱除，得到净烟气。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：

(3)减少了SCR反应器氨逃逸以及SO₃对下游设备的腐蚀；

FCC烟气的治理***中：

进一步的，所述第一喷射出口靠近所述SCR反应器2的出烟口，所述第二喷射出口靠近所述余热锅炉3的出烟口。

进一步的，还包括废水处理装置11，所述湿法脱硫装置6的底部设有废水排出口，所述湿法脱硫装置6的出烟口设于湿法脱硫装置6的顶部，所述废水处理装置11包括废水入口，所述废水排出口与所述废水入口连通。

进一步的，还包括烟机12，所述烟机2的入烟口用于通入待治理的FCC烟气，即与FCC装置1的出烟口管路连通，所述烟机12的出烟口与SCR反应器2的入烟口管路连通。

进一步的，所述预除尘器4为静电除尘器、电袋除尘器或布袋除尘器。

进一步的，还包括烟气再热器13(即GGH)，所述湿式电除尘器7的出烟口与烟气再热器13的入烟口连通，所述烟气再热器13的出烟口连接至烟囱14，经由烟囱14与外部环境连通。

FCC烟气的治理方法中：

进一步的，所述水雾雾滴的喷洒方向与烟气的流向相同。

进一步的，步骤(5)中，控制温度检测装置检测出的温度保持在100℃。

进一步的，步骤(7)获得的净烟气先经由烟气再热器，再通过烟囱排放至外部环境中。

请参照图1，本实用新型的实施例一为：

本实施例的FCC烟气的治理***，包括SCR反应器2(SCR即为选择性催化还原)、余热锅炉3、预除尘器4、水雾发生装置5、湿法脱硫装置6、湿式电除尘器7、喷射装置8、温度检测装置9和三氧化硫浓度检测装置10，所述SCR反应器2的入烟口用于通入待治理的FCC烟气(由FCC装置1中排出，FCC即为Fluid Catalytic Cracking，即催化裂化)，所述SCR反应器2的出烟口与余热锅炉3的入烟口、所述余热锅炉3的出烟口与预除尘器4的入烟口、所述预除尘器4的出烟口与湿法脱硫装置6的入烟口、以及所述湿法脱硫装置6的出烟口与湿式电除尘器7的入烟口分别依次通过管路连通设置，所述湿式电除尘器7的出烟口用于排出治理后的FCC烟气(由烟囱14中排出)；

所述温度检测装置9设于所述湿法脱硫装置6的入烟口处；

所述第一喷射出口靠近所述SCR反应器2的出烟口，所述第二喷射出口靠近所述余热锅炉3的出烟口。

还包括废水处理装置11，所述湿法脱硫装置6的底部设有废水排出口，所述湿法脱硫装置6的出烟口设于湿法脱硫装置6的顶部，所述废水处理装置11包括废水入口，所述废水排出口与所述废水入口连通。

还包括烟机12，所述烟机2的入烟口与FCC装置1的出烟口管路连通，所述烟机12的出烟口与SCR反应器2的入烟口管路连通。

所述预除尘器4为静电除尘器、电袋除尘器或布袋除尘器。

还包括烟气再热器13(即GGH，即Gas Gas Heater)，所述湿式电除尘器7的出烟口与烟气再热器13的入烟口连通，所述烟气再热器13的出烟口连接至烟囱14，经由烟囱14与外部环境连通。

本实施例的FCC烟气的治理方法，包括下述步骤：

1、准备固体的Ca(OH)₂、NaHCO₃或Na₂CO₃，将固体的Ca(OH)₂、NaHCO₃或Na₂CO₃粉碎成颗粒状；

2、动态监测SCR反应器出烟口处和余热锅炉出烟口处烟气中SO₃的浓度，得到SO₃的浓度目标值，并根据检测结果和SO₃的浓度目标值，分别计算获得SCR反应器的出烟口处和余热锅炉的出烟口处需要脱除的三氧化硫的摩尔浓度；

3、根据SCR反应器的出烟口处的烟气中SO₃的浓度，向SCR反应器出烟口处喷射由步骤A中得到的Ca(OH)₂、NaHCO₃或Na₂CO₃颗粒，每单位体积烟气中Ca(OH)₂、NaHCO₃或Na₂CO₃粉末的喷射量为该部位需要脱除的SO₃摩尔数的1-3倍，同时根据余热锅炉出口烟道烟气SO₃的浓度，还向位于余热锅炉出口烟道的烟气中喷射由步骤A中得到的Ca(OH)₂、NaHCO₃或Na₂CO₃颗粒，每单位体积烟气中Ca(OH)₂、NaHCO₃或Na₂CO₃粉末的喷射量为该部位需要脱除的SO₃的摩尔数的1-3倍，通过Ca(OH)₂、NaHCO₃或Na₂CO₃颗粒与烟气中的SO₃发生气固反应，将烟气中的SO₃脱除；

4、湿法脱硫装置与余热锅炉之间设置有预除尘器，所述预除尘器可以采用静电除尘器、电袋除尘器或布袋除尘器；

5、步骤2、3所述的Ca(OH)₂、NaHCO₃或Na₂CO₃颗粒与SO₃反应生成的CaSO₄或Na₂SO₃颗粒物、重金属颗粒物在被脱硫前被预除尘器脱除。

6、进入湿法脱硫装置前烟气经过的水雾发生装置，水雾发生装置采用细水雾喷嘴，保证细水雾雾滴直径小于400um，其表面积和密度较高，可实现烟气快速降温。细水雾喷嘴喷洒水雾雾滴采用与烟气流向相同的顺喷形式。根据脱硫入口前动态温度监测控制水雾发生装置喷洒的水雾雾滴的喷水量，以实现脱硫入口温度为100℃左右；

7、经过水雾发生装置喷淋的烟气进入湿法脱硫装置脱除SO₂及部分SO₃；

8、经脱硫处理后的烟气携带的硫酸盐、硝酸盐、重金属气溶胶等细颗粒，在进入湿式电除尘器时进行终端处理，可实现多种污染物协同治理，最终实现有色烟羽治理。

综上所述，本实用新型提供的FCC烟气的治理***及其治理方法具有可有效治理FCC烟气中的有色烟羽的优点。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种FCC烟气的治理***，其特征在于，包括SCR反应器、余热锅炉、预除尘器、水雾发生装置、湿法脱硫装置、湿式电除尘器、喷射装置、温度检测装置和三氧化硫浓度检测装置，所述SCR反应器的入烟口用于通入待治理的FCC烟气，所述SCR反应器的出烟口与余热锅炉的入烟口、所述余热锅炉的出烟口与预除尘器的入烟口、所述预除尘器的出烟口与湿法脱硫装置的入烟口、以及所述湿法脱硫装置的出烟口与湿式电除尘器的入烟口分别依次通过管路连通设置，所述湿式电除尘器的出烟口用于排出治理后的FCC烟气；

所述温度检测装置设于所述湿法脱硫装置的入烟口处；

2.根据权利要求1所述的FCC烟气的治理***，其特征在于，所述第一喷射出口靠近所述SCR反应器的出烟口，所述第二喷射出口靠近所述余热锅炉的出烟口。

3.根据权利要求1所述的FCC烟气的治理***，其特征在于，还包括废水处理装置，所述湿法脱硫装置的底部设有废水排出口，所述湿法脱硫装置的出烟口设于湿法脱硫装置的顶部，所述废水处理装置包括废水入口，所述废水排出口与所述废水入口连通。

4.根据权利要求1所述的FCC烟气的治理***，其特征在于，还包括烟机，所述烟机的入烟口用于通入待治理的FCC烟气，所述烟机的出烟口与SCR反应器的入烟口管路连通。

5.根据权利要求1所述的FCC烟气的治理***，其特征在于，所述预除尘器为静电除尘器、电袋除尘器或布袋除尘器。

6.根据权利要求1所述的FCC烟气的治理***，其特征在于，还包括烟气再热器，所述湿式电除尘器的出烟口与烟气再热器的入烟口连通，所述烟气再热器的出烟口连接至烟囱，经由烟囱与外部环境连通。