催化煙氣脫硫脫硝技術(shù)進(jìn)展

隨著環(huán)境問題在全球范圍內(nèi)越來越突出，世界各國紛紛加大了環(huán)境治理的力度。我國也陸續(xù)制定并出臺了一系列法律法規(guī)、規(guī)劃、技術(shù)政策，為了實(shí)現(xiàn)"十二五"規(guī)劃的污染減排目標(biāo)，實(shí)施《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。研究催化煙氣脫硫脫硝技術(shù)在此背景下便顯出一定的社會效益和環(huán)境效益。

1 煙氣脫硫脫硝的必要性

擬實(shí)施新標(biāo)準(zhǔn)中，SO2最高允許排放濃度為200mg/Nm3，NOx最高允許排放濃度為300mg/Nm3，而現(xiàn)有煉油廠催化裝置SO2、NOx實(shí)際排放濃度與指標(biāo)相差較大，因此，合理利用催化煙氣脫硫脫硝技術(shù)，保證催化煙氣排放指標(biāo)達(dá)標(biāo)是勢在必行。

2 煙氣脫硫的技術(shù)方法

目前，國內(nèi)外常用催化煙氣脫硫除塵技術(shù)有很多，按照脫硫方式和產(chǎn)物的處理形式不同，可劃分為濕法、干法、半干三大類。目前，處理催化裂化再生器煙氣的技術(shù)主要以濕法為主。另外，濕法工藝又可分為可再生濕法和非可再生濕法兩種。以WGS濕法洗滌工藝、海水洗滌工藝和EDV濕法洗滌工藝為代表的非可再生濕法洗滌工藝和labsorb、cansolv可再生濕法洗滌工藝最具代表性。

(1)WGS濕法洗滌工藝

該工藝主要包括兩部分：濕法氣體洗滌裝置(WGSR)和凈化處理裝置(PTU)。WGSR主要包括JEV型文丘里洗滌器、分離塔、煙囪、循環(huán)泵等，脫除二氧化硫及固體顆粒物，生成亞硫酸鈉及硫酸鈉，SOx脫除率可達(dá)94%以上。PTU與BELCO洗滌液處理裝置流程基本相同。排出的洗滌液在澄清器中沉降，固體物運(yùn)出廠外填埋，澄清池分離的澄清液約含5%的可溶解鹽，排到后處理設(shè)施，經(jīng)過pH值調(diào)節(jié)混合器、氧化塔，用空氣氧化法降低其COD，氧化處理后排液進(jìn)入污水處理場進(jìn)一步生化處理。該技術(shù)成熟可靠，在國外已有25套應(yīng)用。

(2)ALSTOM公司填料吸收塔海水脫硫技術(shù)

ALSTOM公司填料吸收塔海水脫硫技術(shù)，利用海水的弱堿性，來洗滌煙氣中的二氧化硫，達(dá)到煙氣凈化的目的。海水采用一次通過的方式吸收煙氣中的SO2，煙氣中的SO2首先在吸收塔中被海水吸收，吸收塔排出的酸性海水依靠重力流入海水處理場。在海水處理場的曝氣池中鼓入大量的空氣，使海水中的pH值得以處理。ALSTOM公司的海水脫硫技術(shù)大多應(yīng)用于電廠煙氣脫硫，在煉油廠催化裝置業(yè)績較少。

(3)EDVR濕法洗滌工藝

EDVR濕法洗滌技術(shù)是先進(jìn)的控制煙氣中的顆粒物、SO2和NOX的技術(shù)，由美國貝爾格(BELCO)技術(shù)公司開發(fā)，包括煙氣洗滌系統(tǒng)和排液處理系統(tǒng)兩部分。煙氣進(jìn)入洗滌塔后，除去氣體中較大的顆粒、SO2，清潔氣體通過上部的煙囪排入大氣，為防止催化劑積累，裝置運(yùn)行中將排出部分洗滌液進(jìn)入排出液處理系統(tǒng)。排液處理系統(tǒng)的特點(diǎn)在于減少了排液化學(xué)需氧量(COD)和固體懸浮顆粒在排液中的含量，同時也除去所收集的固體懸浮顆粒物的水分。該技術(shù)成熟可靠，在國內(nèi)外應(yīng)用最廣，包含在建裝置國內(nèi)已有12套應(yīng)用，國外應(yīng)用80多套。

3 煙氣脫硝的技術(shù)方法

煙氣脫硝主要有兩種方式：一種在燃料基本燃燒完畢后通過還原劑把煙氣中的NOX還原成N2的一種技術(shù)，另外一種是用氧化劑將NOX氧化成可用水吸收成酸類物質(zhì)，再用堿中和的方法。在催化裂化煙氣脫硝中，還原法應(yīng)用較多的是SCR法脫硝技術(shù);氧化法最具有代表性的是臭氧氧化技術(shù)(LoTOxTM)。

(1)SCR法脫硝技術(shù)

選擇性催化還原法(SCR)是指在催化劑的作用下，利用還原劑(如NH3或尿素)"有選擇性"地與煙氣中的NOX反應(yīng)并生成無毒無污染的N2和H2O。選擇性催化還原系統(tǒng)中，一般由氨的儲存系統(tǒng)、氨和空氣的混和系統(tǒng)、氨噴入系統(tǒng)、反應(yīng)器系統(tǒng)及監(jiān)測控制系統(tǒng)等組成，高溫SCR反應(yīng)器大多安裝在余熱鍋爐鍋爐蒸發(fā)段與省煤器之間，因?yàn)榇藚^(qū)間的煙溫剛好適合SCR脫硝還原反應(yīng)(350℃)，氨則噴射于蒸發(fā)段與SCR反應(yīng)器之間煙道內(nèi)的適當(dāng)位置，使其與煙氣混合后在反應(yīng)器內(nèi)與NOX反應(yīng)。

(2)LoTOxTM臭氧氧化技術(shù)

臭氧氧化法就是在煙氣進(jìn)入煙氣洗滌塔前，煙氣中注入臭氧把不可溶的NOX氧化成易溶于水的N2O5，在脫硫塔里N2O5溶于水形成硝酸，并與脫硫塔內(nèi)循環(huán)漿液中的堿性物質(zhì)反應(yīng)生成鹽類，從而達(dá)到脫硝的目的。采用臭氧氧化技術(shù)可得到較高的NOX脫除率，一般為70%～90%，并且可在不同的NOX濃度和NO、NO2的比例下保持高NOX脫除率，臭氧可以在現(xiàn)場由臭氧發(fā)生器直接生成。因?yàn)榱_塔斯技術(shù)(LoTOxTM)是低溫處理技術(shù)，故在流程中不需像SCR一樣需要合適的溫度。這個流程不使用氨，因此避免了在下游熱轉(zhuǎn)換階段出現(xiàn)硫酸銨/重硫酸銨的沉淀，但消耗堿產(chǎn)生了硝酸鹽。

4 結(jié)束語

在現(xiàn)階段催化裝置脫硫脫硝設(shè)計施工過程中，應(yīng)綜合考慮多方面指標(biāo)，經(jīng)過方案比選和經(jīng)濟(jì)評價優(yōu)選出適合的脫硫脫硝方案，這樣既能達(dá)到國家要求的催化煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)，還能帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。目前，實(shí)施《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，應(yīng)加深對催化裝置脫硫脫硝技術(shù)的引進(jìn)與開發(fā)，加快相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。