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炼油厂催化裂化烟气超净排放新技术的工程应用

北极星环保网来源:石化缘科技咨询 张发有 朱俊杰2018/1/2 10:55:09我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:烟气净化 除尘技术 除尘器

北极星环保网讯:炼化工业已建成的催化裂化烟气净化设施,普遍采用国外EDV、WGS等湿法洗涤技术,存在建设投资高、运行能耗高、设备磨损堵塞维修工作量大、大量废渣产生等问题。中国化工集团青岛安邦石化有限公司催化裂化再生烟气和酸性气体焚烧尾气采用高效袋式干法除尘和钠碱法脱硫的烟气净化技术,以干法除尘替代湿法洗涤除尘。

烟气净化

工业应用表明,烟气除尘脱硫设施投运后,对所处理酸性气体焚烧烟气波动等引起的工况波动适应性强,烟气达标排放,颗粒物和SO2排放指标可达到超净排放要求,对再生器、烟机等上游设备无负面影响,运行能耗低,设备磨损堵塞等维修工作量小,无废渣,无烟囱雨。

关键词:催化裂化;烟气净化;除尘;脱硫;超净排放

中国化工集团青岛安邦炼化有限公司重油催化裂化装置设计公称能力为50×104T/a,装置包括反应-再生部分、主风机-烟机部分、分馏部分、汽轮机-气压机部分、吸收稳定部分、产品精制部分,内、外取热产汽系统、CO焚烧炉、酸性气体焚烧炉、余热锅炉和减温减压等,装置原料为M100混合蜡油、M100燃料油,对M100原料的不确定性有较好的适应能力。

为了减少催化裂化再生烟气和酸性气体焚烧炉尾气污染物排放,2016年建成烟气除尘脱硫设施并投运。该烟气除尘脱硫设施由中钢集团天澄环保科技股份有限公司设计、建设,采用干法袋式除尘技术与钠碱法脱硫相结合的专利技术,设计指标为颗粒物和SO2的排放浓度分别小于20mg/Nm3和50mg/Nm3,投运6个月以来,在设计工况下,颗粒物排放浓度小于5mg/Nm3,SO2排放浓度可小于20mg/Nm3,高效袋式除尘器收集的催化剂运至废催化剂罐,脱硫废水经氧化池强制氧化控制化学需氧量指标低于60mg/L,排入厂区综合污水处理站,无烟囱雨及大白烟现象。

1、烟气除尘脱硫设施概况

1.1烟气原始参数请见下表

烟气净化

1.2工艺流程

烟气除尘脱硫设施采用高效袋式干法净化+氢氧化钠湿法脱硫工艺,设计主工艺流程为:余热锅炉→烟水换热器→高效袋式除尘器→升压风机→烟气换热器→脱硫吸收塔→烟气换热器→烟囱。

1.3操作条件

烟气除尘脱硫设施主要操作条件请见下表:

烟气净化

2、烟气除尘脱硫设施运行情况

烟气除尘脱硫设施投运6个月以来,酸性气体焚烧尾气进行过多次切出切入操作,除尘脱硫装置运行稳定,操作弹性大,操控性能表现好,经处理后的烟气达标排放。2016年11月份对烟气除尘脱硫设施进行了标定,相关指标请见下表。

烟气除尘脱硫设施主要标定指标

烟气净化

对比中石化兰州炼油厂120万吨/年催化裂化装置EDV烟气净化设施的去除效果典型数据,EDV湿法洗涤颗粒物去除率75.32%,排放浓度均值37.35mg/m3,可见此次干法除尘替代湿法洗涤除尘是成功的。

3、催化裂化装置操作压力变化

烟气除尘脱硫设施投运前,烟机出口烟气进入CO焚烧炉,经余热锅炉进入80m烟囱排入大气,烟囱底部负压约0.3KPa。

烟气除尘脱硫设施投运后,整体运行阻力约2.5KPa,通过高效除尘器后设置的升压风机克服该阻力。烟机运行参数在烟气除尘脱硫设施投运前后几乎无变化,电流稳定在115mA,CO焚烧炉炉膛压力由2.2-2.3KPa降低至1.5KPa。可见,烟气除尘脱硫设施未造成烟机效率降低或憋压。

与目前催化裂化烟气净化最普遍采用的EDV法技术对比,EDV法运行阻力较高,对烟机效率有负面影响。

4、存在的问题及分析

4.1循环浆液中的Cl-

除尘脱硫设施刚投运时,吸收塔循环浆液中Cl-偏高,超过1000mg/L且存在较大波动,存在对不锈钢塔体腐蚀的风险。Cl-主要来自工艺水、催化再生烟气、酸性气体焚烧尾气和NaOH碱液,经分析及用排除方法,调整NaOH碱液来源后,Cl-维持在400mg/L左右,满足Cl-低于750mg/L的设计要求。

4.2设备磨损、堵塞问题

设备磨损和堵塞是催化裂化烟气净化设施的常见问题,主要原因是催化剂粒径小(0-5um约占75%),硬度大,烟气中携带的催化剂颗粒进入脱硫系统后引起的泵、喷嘴、阀、仪表、管道等磨损和堵塞。本项目由于在烟气脱硫之前进行了干法高效除尘,烟气进入脱硫系统时颗粒物浓度已小于5mg/m3,从而大大降低了对脱硫系统设备的磨损以及堵塞故障,后续也不产生废渣。

4.3余热锅炉故障时高温问题

本项目高效袋式除尘器选用了耐温250℃的PM2.5专用滤料,CO焚烧炉或余热锅炉故障时,烟气温度可能超过250℃,为了确保事故状态下除尘设备安全,除尘脱硫装置设置了旁路,当烟气温度过高时,烟气自动切入旁路。为保障旁路阀门能够可靠投运,运行车间定期对旁路阀进行操作。

5、结论

第一,烟气除尘脱硫设施投运后,烟气颗粒物和SO2排放可以达到小于5mg/Nm3(包括余热锅炉吹灰阶段)和20mg/Nm3,满足国家及地方环保排放要求,无烟囱雨或大白烟现象。

第二,干法高效袋式除尘替代湿法洗涤除尘技术上可行,颗粒物去除效果更好,也可以减少后续脱硫系统设备磨损和堵塞故障,不产生污泥或废渣。

第三,该除尘脱硫设施运行阻力低,不会造成烟机效率下降或憋压,运行能耗相对较低(参考文献略)。

作者简介:张发有,男,1979年出生,高级工程师。就职于中钢集团天澄环保科技股份有限公司,从事钢铁、电力、石化等行业工业烟气净化工程技术工作。文中若有不准确的地方欢迎大家留言纠正。

 延伸阅读:

FCC催化裂化烟气脱硫脱硝技术一览

催化裂化装置湿法烟气脱硫技术简介

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