催化裂化煙氣脫硫技術(shù)分析

李永杰 李永文

摘 要：催化裂化煙氣脫硫技術(shù)是現(xiàn)階段主要的污染物控制措施，我國催化裂化裝置（FCC裝置）在運(yùn)行過程中可經(jīng)過內(nèi)部結(jié)構(gòu)與煙氣內(nèi)二氧化硫的一系列反應(yīng)，結(jié)合配套污水處理單元及外排污水管網(wǎng)，保證煙氣的有效脫硫，同時(shí)可減少外環(huán)境負(fù)擔(dān)。本文從可再生循環(huán)技術(shù)、拋棄法、干法煙氣脫硫等方面對催化裂化煙氣脫硫技術(shù)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：催化裂化煙氣脫硫；可再生循環(huán)技術(shù)；拋棄法；干法煙氣脫硫

中圖分類號：O643 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促使石油需求量不斷增加，進(jìn)而加速了石化行業(yè)的發(fā)展。石化行業(yè)運(yùn)行過程中催化裂化脫硫技術(shù)非常重要，可降低石油中硫化合物的含量，進(jìn)而降低石油應(yīng)用時(shí)對環(huán)境及人體的危害。煙氣脫硫工藝主要通過催化裂化煙氣脫硫技術(shù)的合理選擇，為石油硫含量的有效控制提供依據(jù)。

1 可再生循環(huán)技術(shù)

可再生循環(huán)技術(shù)主要有亞硫酸鈉循環(huán)、磷酸法和檸檬酸法等方法，現(xiàn)階段應(yīng)用范圍較大的是Labsorb技術(shù)。Labsorb可再生循環(huán)技術(shù)在發(fā)展過程中已出現(xiàn)了RASOC可再生濕法脫硫技術(shù)，主要通過吸收劑在蒸汽的實(shí)現(xiàn)下促使煙氣再生，常用的吸收劑為磷酸鈉鹽、LAS等。其中LAS可利用自身獨(dú)特的雙胺官能團(tuán)對煙氣中三氧化硫進(jìn)行有效吸收，且最大程度降低蒸汽損耗量。利用RASOC可再生濕法脫硫技術(shù)在FCC裝置中的應(yīng)用可得到純度較高的二氧化硫氣體，從而便于后續(xù)產(chǎn)物的有效處理。

S-Zorb是一種新型的可再生循環(huán)脫硫技術(shù)，主要利用氣相汽油分子與吸附試劑的大面積接觸將煙氣中的含硫化合物進(jìn)行吸附，然后利用吸附劑烴類部分與含硫化合物之間的作用，促使其與煙氣脫離。S-Zorb煙氣脫硫技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中可吸收98%以上的含硫化合物，且無其他額外產(chǎn)物。由于S-Zorb煙氣脫硫過程無硫化氫等物質(zhì)，可完全避免硫醇產(chǎn)物增加硫含量。

2 拋棄法

2.1 氨法煙氣脫硫

氨法煙氣脫硫主要通過對氨水濃度的控制進(jìn)行硫吸收，且吸收后所產(chǎn)生的硫酸銨可作為農(nóng)業(yè)施肥。氨法煙氣脫硫主要在我國東北部石化公司得到有效應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用中極易出現(xiàn)氨逃逸、重金屬污染等問題，氨逃逸主要是由于FCC裝置中三氧化硫含量遠(yuǎn)高于電廠氨氣，從而導(dǎo)致實(shí)際氨氣吸硫過程中會發(fā)生氨霧、氣溶膠擴(kuò)散問題，再加上FCC裝置內(nèi)部催化劑含有較高濃度的鎳、釩等重金屬離子，從而影響后續(xù)產(chǎn)物質(zhì)量，因此氨法煙氣脫硫技術(shù)應(yīng)用范圍較小。

2.2 WGS脫硫

WGS脫硫技術(shù)是應(yīng)用較早的脫離技術(shù)，主要在我國南部及北美洲國家FCC裝置內(nèi)進(jìn)行應(yīng)用。WGS脫硫技術(shù)可將含硫煙氣進(jìn)行分離，即利用文丘里管噴水裝置進(jìn)行煙氣除塵措施，然后在除塵煙氣進(jìn)入塔內(nèi)后利用絲網(wǎng)除霧、循環(huán)液注氫氧化鈉等措施，促使塔內(nèi)煙氣與硫離子有效分離并維持適宜的液體PH。在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)文丘里管內(nèi)部結(jié)構(gòu)的區(qū)別WGS技術(shù)具有不同的氣壓等級，如JEV、HEV等，煙氣壓力均在4.8kPa以下。WGS技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中具有較高的性價(jià)比及運(yùn)行穩(wěn)定性，同時(shí)可通過內(nèi)部技術(shù)優(yōu)化進(jìn)行煙氣脫硝處理，但由于后期含鹽污水成分過高，對后期維護(hù)帶來較大的難題。

2.3 EDV脫硫

EDV脫硫技術(shù)主要來自美國BELCO公司，目前已在我國四川石化分公司、燕山分公司、金陵分公司等的FCC裝置中得到有效應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用中FCC再生煙氣裝置可將含硫氣體吸入吸收塔，利用內(nèi)部冷卻裝置進(jìn)行煙氣冷卻，在煙氣冷卻后可脫離硫離子，然后綜合采用液滴、酸霧、氫氧化鈉注入等措施促使煙氣中硫離子轉(zhuǎn)化為硫酸鹽和水，同時(shí)利用氫氧化鈉進(jìn)行液體pH調(diào)制，待生成氧化物沉淀后可利用排液處理技術(shù)進(jìn)行廢液排除。廢液處理裝置主要由汽提塔、澄清器等幾個(gè)部分構(gòu)成，為了進(jìn)一步降低廢液排除物含硫量，可利用吸收裝置間液體抽出措施，通過液體抽出后在外部氧化系統(tǒng)中的反應(yīng)降低殘余污染物質(zhì)。EDV技術(shù)由于資金損耗低、壓力低和穩(wěn)定性高等優(yōu)良特點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用，可在整體煙氣脫硫過程中將空氣壓力維持在4.8kPa以下，從而避免煙氣壓力過高影響鍋爐正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在冷卻裝置中通過停電連鎖等最差工況維護(hù)功能的設(shè)置，可將冷卻裝置內(nèi)部各項(xiàng)無動設(shè)備進(jìn)行有效整合，提高設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性。EDV技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中由于排放廢液內(nèi)鹽類成分過高，增加了周邊水體生態(tài)的運(yùn)載負(fù)荷，若采取含鹽污水結(jié)晶處理，則會增加整體結(jié)構(gòu)成本，甚至影響能源有效利用。

3 干法煙氣脫硫

干法煙氣脫硫技術(shù)主要是在脫硫過程中不需要水分參與的基礎(chǔ)上，利用顆粒吸收劑、干粉狀吸收劑等進(jìn)行煙氣內(nèi)二氧化硫的吸收，然后在內(nèi)部催化劑的作用下，將二氧化硫氣體轉(zhuǎn)化為硫化物或脫硫渣回收。在干法煙氣脫硫技術(shù)應(yīng)用過程中，由于煙氣吸收、反應(yīng)過程中沒有水分子參與，可完全避免污水廢液的產(chǎn)生，從而降低對周邊水體環(huán)境的負(fù)擔(dān)，再加上干法煙氣脫硫裝置運(yùn)行能源損耗量低、操作便捷等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，可在氣候較干旱地區(qū)的石化行業(yè)得到良好的應(yīng)用，但由于干法煙氣脫硫技術(shù)工作效率遠(yuǎn)低于濕法煙氣脫硫技術(shù)，在其他地區(qū)并沒得到廣泛應(yīng)用?；钚蕴棵摿蚣夹g(shù)為主要的干法煙氣脫硫措施，可以在溫度較低的環(huán)境中將二氧化硫氧化成三氧化硫，然后利用相關(guān)裝置將三氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸進(jìn)行吸附處理?；钚蕴績?nèi)部結(jié)構(gòu)空隙較多，具有優(yōu)良的二氧化硫吸附能力及催化氧化能力，在含硫煙氣通過活性炭時(shí)可在其催化作用下與氧氣、水分子逐次反應(yīng)，生成最終產(chǎn)物的硫酸?；钚蕴考夹g(shù)在催化裂化裝置中的應(yīng)用可得到良好的煙氣脫硝效果，通過自身催化作用促使煙氣中三氧化氮與氨氣進(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)生氮?dú)狻⑺?，最后利用活性炭吸附層對其進(jìn)行吸附處理。活性炭吸附技術(shù)資金損耗較低，且工藝操作較便捷，活性炭自身的可再生能力提高了應(yīng)用效益，現(xiàn)階段活性炭干法煙氣脫硫技術(shù)已在四川、湖北等地催化裂化裝置中得到良好的應(yīng)用。

Lurgi循環(huán)流化床煙氣脫硫、回流式循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)等為新型干法脫硫技術(shù)，回流式循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)主要是在循環(huán)流化床的基礎(chǔ)上利用二氧化硫吸收系統(tǒng)石灰與煙氣中二氧化硫之間的反應(yīng)產(chǎn)生硫酸鹽產(chǎn)物，然后由靜電除塵系統(tǒng)等的連續(xù)作用對硫酸鹽產(chǎn)物進(jìn)行處理。這種措施操作較便捷，且能源損耗量較低，在西方國家得到了有效應(yīng)用。

半干法煙氣脫硫技術(shù)是介于濕法煙氣脫硫、干法煙氣脫硫之間的一種脫硫方法，在實(shí)際應(yīng)用中可利用脫硫試劑進(jìn)行煙氣二氧化硫吸附，然后在內(nèi)部吸附設(shè)備的作用下產(chǎn)生干態(tài)物質(zhì)。常用的半干法煙氣脫硫技術(shù)主要有粉膜顆粒噴動法、噴霧干燥法和半干半濕法等。半干法煙氣脫硫技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中可產(chǎn)生穩(wěn)定的干態(tài)物質(zhì)，對周邊生態(tài)環(huán)境具有一定的維護(hù)作用，但半干法煙氣脫硫技術(shù)工作效率較低，且后續(xù)混合物質(zhì)較多，會影響最終吸附產(chǎn)物的處理效率。

結(jié)語

為了促使催化裂化裝置發(fā)揮最良好的效用，須結(jié)合經(jīng)濟(jì)成本及煙氣排放情況選擇合理的催化裂化裝置，然后再根據(jù)煙氣內(nèi)二氧化硫濃度選擇合理的煙氣脫硫技術(shù)。拋棄法可應(yīng)用于煙氣硫含量較低的情況，而可再生循環(huán)法可在煙氣硫含量較高時(shí)發(fā)揮良好的效用。通過合理的煙氣脫硫技術(shù)選擇可有效控制硫氧化物的排放量，促進(jìn)石化企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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