助劑+靜電除塵法在催化裂化煙氣凈化中應(yīng)用的優(yōu)勢

劉海洲

中國石油化工股份有限公司荊門分公司，中國·湖北 荊門 448000

1 引言

隨著中國對原油需求量的增加，各煉廠開始加工高硫原油，催化裂化加工的原料越來越重，硫氮含量也越來越高，再生煙氣中SOX和NOX含量也越來越高。

目前，控制催化裂化再生器煙氣污染物排放的技術(shù)主要有以下兩種：

①濕法除塵脫硫包括美國杜邦—貝爾格公司的EDV技術(shù)、美國?？松梨诠網(wǎng)GS技術(shù)堿洗法和中國石化洛陽工程公司的RASOC與荷蘭殼牌公司的CANSOLV技術(shù)氨洗法技術(shù)。

②干法脫硫除塵技術(shù)：通過加注硫轉(zhuǎn)移劑降低煙氣中SOX的含量，煙氣經(jīng)過余熱鍋爐后通過靜電除塵或袋式除塵器降低煙氣中粉塵濃度。

中國石化荊門分公司1#催化裝置設(shè)計(jì)處理能力為80萬t/年，裝置再生單元為前置燒焦罐型式，再生燒焦為完全燃燒。裝置采用脫硫脫硝劑+靜電除塵工藝將煙氣降低至排放標(biāo)準(zhǔn)。2#催裂化裝置為120萬t/年FDFCC高低并列重疊兩段再生重油催化裂化裝置，脫硝采用SCR脫硝技術(shù)，除塵脫硫主要采用的是中石化寧波技術(shù)研究院開發(fā)的湍沖型篩網(wǎng)文丘里洗滌技術(shù)[1]。

2 煙氣脫硫脫硝除塵裝置運(yùn)行情況

2.1 煙氣脫硫運(yùn)行情況

裝置使用硫轉(zhuǎn)移劑，開始的快速加入將助劑的量快速提高至總藏量的3%～4%后，之后通過正常的補(bǔ)充一定數(shù)量的助劑維持系統(tǒng)藏量，藏量僅占2%～3%左右，對裝置的轉(zhuǎn)化率沒有影響。煙氣中的SOX含量為70.25mg/m3。

從產(chǎn)品的硫分布來看，原料中的硫主要集中在干氣、液化氣、LCO及油漿中，其中干氣、液化氣中的硫主要以硫化氫型式存在，約占總硫的50%，汽油中的硫占原料硫的4.37%，LCO中的硫占原料的15.59%，LCO中的硫主要以噻吩、烷基噻吩、硫醇、硫醚等形式存在。油漿中的硫占原料硫的11.66%，焦炭中的硫僅占原料硫的1.5%，主要是使用硫轉(zhuǎn)移劑，裝置使用煙氣硫轉(zhuǎn)移劑將煙氣中的硫以硫化氫的形式轉(zhuǎn)移干氣和液態(tài)烴中，煙氣中的SOX含量降至100mg/m3以下。含硫污水中的硫占總硫的16%（w），主要是分餾、穩(wěn)定注入水洗水將油氣中的H2S洗掉并進(jìn)入水相。

2.2 煙氣脫硝運(yùn)行情況

裝置使用鈀系CO助燃劑，使用后煙氣中的NOX含量控制在200mg/m3以下。在脫硝助燃劑占系統(tǒng)藏量1.9%的情況下，煙氣中的NOX含量僅為111.5mg/m3。

從產(chǎn)品氮分布來看，原料中的氮轉(zhuǎn)移到干氣及液體產(chǎn)品中的比例較小，汽油中的氮占1.959%，LCO中的氮占7.418%，油漿中的氮占9.208%，含硫污水中的氮占13%。產(chǎn)品比原料中少67.182%的氮，主要原因是原料中的氮在再生過程中，大部分生產(chǎn)氮?dú)?。為了達(dá)到煙氣排放的要求，裝置加注鈀型脫硝助燃劑來降低煙氣中的氮氧化物，同時(shí)因裝置加工渣油加氫重油，加氫脫氮后的原料氮主要存在于重組分中難以脫除的氮，這部分帶到焦炭中燒焦變成氮?dú)?，因此大約67%的主要是生成了氮?dú)狻煔庵械牡趸锝档椭?00mg/m3以下，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 靜電除塵的運(yùn)行情況

裝置靜電除塵裝置投用后余熱鍋爐、電除塵器、輸灰系統(tǒng)運(yùn)行基本正常，靜電除塵運(yùn)行正常，煙氣的環(huán)保排放一直符合環(huán)保要求。目前的煙氣中的粉塵濃度一直控制在20～30mg/m3，達(dá)到環(huán)保排放的標(biāo)準(zhǔn)。

標(biāo)定期間兩天共卸出電除塵催化劑細(xì)粉2.1t,平均43.75kg/h，煙氣中粉塵濃度為20.78mg/m3，煙氣量172902m3/h，所以可以得知：

煙囪中排放的粉塵=煙氣量×20.78mg/m3=3.593kg/h

粉塵總量=43.75kg/h+3.593kg/h=47.34kg/h

粉塵的脫除率=排放煙氣中粉塵量/粉塵總量=92.41%

2.4 運(yùn)行中存在的問題

第一，電除塵器灰斗容易堵塞，堵塞部位集中在灰斗下料段和灰?guī)斐龌叶?。為了防止堵塞，提高了氣動振打的頻率，每次報(bào)警人工到現(xiàn)場用銅錘振打灰斗和下料管，來疏通下料管線。

第二，電除塵運(yùn)行后，煙氣后路壓降增加2～3KPa左右，煙機(jī)發(fā)電量降低200kW/h左右[2]。

3 2#催化裝置濕法脫硫脫硝運(yùn)行狀況

2#催化煙氣脫硫脫硝由CO燃燒爐（含SCR脫硝設(shè)施）、除塵脫硫、廢水處理三個(gè)部分組成，設(shè)計(jì)煙氣處理量20000Nm3/h。投用后，二氧化硫、氮氧化物和粉塵排放指標(biāo)均控制在較好的水平。

4 脫硫脫硝存在的問題

2#催化脫硫脫硝自2014年12月28日開工至2016年9月23日，總共運(yùn)行583天，停工63天，其中計(jì)劃停工消缺15天，非計(jì)劃停工48天。主要存在以下問題：

①綜合塔、氧化罐襯里、脫落，并腐蝕設(shè)備本體和管線。

②漿液管線為玻璃鋼材質(zhì)，頻繁泄漏，難以處理。

③綜合塔底漿液pH值調(diào)節(jié)不好，容易過吸收造成泵頻繁堵塞。

④脫硫脫硝設(shè)備上以后，背壓上升，爐膛壓降上升3.5個(gè)，影響煙機(jī)發(fā)電降低了450kW/h。

⑤外排水的COD指標(biāo)不穩(wěn)定，大量的廢渣為危廢處理費(fèi)用大。

脫硫脫硝裝置占地面積大，能耗高，成本投入大，污染大，現(xiàn)場衛(wèi)生差，煙氣拖尾嚴(yán)重，其中SO3在10～30μg在濕基狀態(tài)下顯藍(lán)色，是造成PM2.5偏高的原因之一[3]。

5 經(jīng)濟(jì)比較

1#催化裝置處理量為80萬t/年，靜電除塵器投資3000萬元左右，2#催化裝置脫硫脫硝裝置投資在8000萬元左右，投資費(fèi)用差別巨大。兩種催化煙氣治理費(fèi)用對比見表1和表2。

表1 1#催化煙氣治理費(fèi)用

表2 2#催化煙氣治理費(fèi)用

從運(yùn)行成本上來看，2#催化的煙氣年治理費(fèi)用為1238.54萬元，而1#催化裝置煙氣的年治理總費(fèi)用為695.80萬元，僅為2#催化治理費(fèi)用的56.18%。

6 結(jié)語

第一，與濕法煙氣脫硫脫硝技術(shù)相比，助劑法+靜電除塵法具有污染小、不造成二次污染問題，不產(chǎn)生危廢優(yōu)勢。

第二，助劑法+靜電除塵法對設(shè)備無腐蝕，裝置操作簡單，故障率低，維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。

第三，助劑法+靜電除塵法的投資費(fèi)低，運(yùn)行費(fèi)用為濕法脫硫脫硝費(fèi)用的56%。運(yùn)行成本上都有足夠的優(yōu)勢。