專利名稱：一種低阻力、節(jié)水催化裂化煙氣吸收塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于催化裂化煙氣脫硫設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種催化裂化煙氣脫硫、除塵吸收塔。
背景技術(shù)：
催化裂化(FCC)再生器煙氣含有大量的SOx、顆粒物等，已經(jīng)成為重要的大氣污染源。據(jù)估計，煉油廠排放的SOx占其總排放量的6% 7%，而催化裂化所排放的SOx就占5%左右。近年來，隨著加工高硫原油比重不斷增加，排放SOx的濃度有不斷提高的趨勢；同時，隨著催化裂化煉油工業(yè)的發(fā)展，煙氣攜帶的催化劑細粉對環(huán)境造成的粉塵污染也日益加重。2010年11月，國家環(huán)境保護部開始對擬頒布的《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》廣泛征求意見。該標準規(guī)定，自2014年7月I日起，現(xiàn)有企業(yè)催化裂化裝置再生煙氣二氧化硫、顆粒物分別不大于400mg / m3和50mg / m3。目前國內(nèi)煙氣脫硫、除塵凈主要集中在燃煤鍋爐的煙氣處理中，對于催化裂化煙氣的脫硫、除塵研究較少，沒有成熟的工業(yè)化技術(shù)，由于催化裂化煙氣和燃煤鍋爐煙氣的組成和治理工藝不同，使得針對燃煤鍋爐開發(fā)的脫硫、除塵設(shè)備不能直接應(yīng)用催化裂化再生煙氣的治理。國內(nèi)目前引進的催化裂化裝置煙氣脫硫、除塵技術(shù)均來自美國，該技術(shù)的核心設(shè)備是空塔噴淋型吸收塔，該吸收塔噴淋短段、過濾組件和液滴分離器組成，所有設(shè)備元件全部安裝集成在一個上流式的塔體內(nèi)。從催化裂化來的煙氣進入噴淋塔，立即被冷卻到飽和溫度，噴淋塔是一個空塔，當上游系統(tǒng)出現(xiàn)故障大量催化劑帶入時，也不會出現(xiàn)堵塞問題，塔內(nèi)有多層噴射噴頭和急冷噴頭(LAB-G噴頭)，獨特設(shè)計的噴頭是該系統(tǒng)的關(guān)鍵，具有不堵塞、耐磨、耐腐蝕、能處理高濃度液漿的特點。進入噴射塔的煙氣立即被急冷到飽和溫度，而后與含有吸收劑溶液的噴射液滴接觸，將催化劑顆粒物洗滌并吸收SOx。噴頭噴出的是相對較大的液滴，以防止薄霧的形成，從而無須使用易堵塞的傳統(tǒng)除沫器。飽和氣體離開噴淋塔后直接進入EDV過濾組件除去細小顆粒，通過飽和、冷凝和過濾除去細顆粒。飽和狀態(tài)的氣體經(jīng)稍微加速后，通過絕熱膨脹達到過飽和狀態(tài)，細顆粒和酸霧就會冷凝集聚，顆粒尺寸急劇增大，大大降低除去這兩類物質(zhì)需要的能量和復(fù)雜性。過濾組件底部裝有向上噴射的LAB-F噴頭，撲集細小顆粒和酸霧，其優(yōu)點是在極低的壓降下，除去細小顆粒，同時對氣體流量的變化不敏感。為保證煙氣進入煙 不含液滴，設(shè)置液滴分離器用于進一步將煙氣中的細微液脫除，分離器為空心結(jié)構(gòu)，內(nèi)有螺旋導(dǎo)向片，引導(dǎo)氣體作螺旋狀流動，當氣體沿向下流動時，在離心力作用下被甩至器壁，從而與氣體分離。該吸收塔在運行存在的主要問題是吸收塔阻力大和新鮮水補充量大。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，在提高煙氣脫硫、除塵的效果下，提供一種高效、節(jié)水的催化裂化再生煙氣脫硫、除塵吸收塔。[0006]本實用新型催化裂化煙氣脫硫、除塵吸收塔，由塔體1，置于塔體I上部的洗滌吸收段2及煙氣出口 16，置于塔體I下部的吸收液循環(huán)槽3組成；其中吸收段2向下依次由氣液分離器4、新鮮水噴頭9、堿液噴頭10、吸收液噴頭11、文丘里格柵12和煙氣入口急冷噴頭13組成；吸收液循環(huán)槽下部設(shè)有曝氣噴頭14，底部設(shè)有吸收液出口 15。當帶有液滴的煙氣進入氣液分離器4的波形板5通道時，煙氣在除霧器流道中不斷發(fā)生偏折，濕煙氣中攜帶的液滴在慣性力的作用下撞擊在除霧器表面并被其粘附于板片壁面上形成薄液膜，在板片下端形成液滴落到氣液分離器4的收集槽6從而達到除霧的目的。為了保證氣液分離器4在運行過程阻力，設(shè)置了除霧器阻力監(jiān)測器7對氣液分離器的阻力進行監(jiān)測，當阻力監(jiān)測器7的阻力大于150Pa時，開啟氣液分離器清洗噴頭8，對折板除霧器進行清洗。本實用新型吸收塔的工作原理為:熱煙氣首先進入煙氣吸收塔，在進入煙氣吸收塔時被急冷噴頭的新鮮水降溫到80°C以下，被冷卻的煙氣在文丘里格柵層與苫布噴淋下來的循環(huán)吸收液、質(zhì)量濃度為18%的堿液、新鮮水，除去煙氣中的硫化物和大的催化劑顆粒，同時煙氣分布均勻；煙氣經(jīng)文丘里格柵洗滌后，通過文丘里格柵與吸收液噴頭之間的循環(huán)吸收液、質(zhì)量濃度為18%的堿液、新鮮水進一步洗滌吸收，煙氣在此過程進一步絕熱蒸發(fā)而冷卻；經(jīng)過二次洗滌吸收的煙氣繼續(xù)上升，被吸收液噴頭和18%堿液噴頭之間的18%堿液、新鮮水進一步洗滌吸收；三次洗滌后的煙氣上升過程進一步被新鮮水吸收，同時絕熱蒸發(fā)而冷卻，煙氣溫度小于40°C ;繼續(xù)上升的煙氣通過氣液分離器分離水分后，通過煙氣出口16排入大氣，當氣液分離器阻力大于150Pa時，開啟氣液分離器清洗噴頭，對氣液分離器進行清理。本實用新型專利與現(xiàn)有技術(shù)相比，最大的優(yōu)點在于:1、阻力低，系統(tǒng)阻力小于1500Pa，適合現(xiàn)有催化裂化煙氣凈化的工業(yè)化應(yīng)用，不需
要對現(xiàn)有催化裂化工藝進行改動。2、節(jié)約用水，吸收液、堿液、新鮮水依次噴入，吸收塔頂部的高效氣液分離裝置，減少了通過煙氣排入大氣的水。3、凈化效率高，采用逐級濕式洗滌，尤其是堿液對煙氣的深度洗滌，提高了脫硫效
果O

圖1為本實用新型吸收塔結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為吸收塔內(nèi)堿液噴頭與吸收液噴頭的平面布置圖；圖3為吸收塔內(nèi)新鮮水噴頭的平面布置圖；圖4為吸收塔內(nèi)氣液分離器示意圖；1-吸收塔，2-吸收塔吸收段，3-吸收液循環(huán)槽，4-氣液分離器，5-氣液分離器波形板，6-氣液分離器液滴收集槽，7-氣液分離器阻力監(jiān)測器，8-氣液分離器清洗噴頭，9-新鮮水噴頭，10-堿液噴頭，11-吸收液噴頭，12-文丘里格柵，13-煙氣入口急冷噴頭，14-吸收液循環(huán)槽底部曝氣噴頭，15-吸收液出口，16-煙氣出口。
具體實施方式
[0018]
以下結(jié)合附圖對本實用新型吸收塔及其工作過程作進一步詳細描述。圖1所示為本實用新型吸收塔，由塔體1，置于塔體I上部的洗滌吸收段2及煙氣出口 16，置于塔體I下部的吸收液循環(huán)槽3組成；其中吸收段2向下依次由氣液分離器4，氣液分離器設(shè)有氣液分離器阻力監(jiān)測器7和氣液分離器清洗噴頭8，新鮮水噴頭9、18%的堿液噴頭10，吸收液噴頭11，文丘里格柵12和煙氣入口急冷噴頭13組成；吸收液循環(huán)槽下部設(shè)有曝氣噴頭14，底部設(shè)有吸收液出口 15。煙氣通過煙道進入吸收塔下部的煙氣入口，經(jīng)急冷噴頭13噴淋的新鮮水降溫后，通過文丘里格柵12，在文丘里格柵12上對煙氣的氣流速度進行調(diào)整，使其分布均勻，并進行一次洗滌吸收；一次洗滌吸收后通過文丘里格柵12與吸收液噴頭11之間的循環(huán)吸收液、18%的堿液、新鮮水進行二次洗滌吸收；經(jīng)過二次洗滌吸收的煙氣繼續(xù)上升，被吸收液噴頭11和18%堿液噴頭10之間的18%堿液、新鮮水進行三次洗滌吸收；三次洗滌后的煙氣繼續(xù)上升，被新鮮水噴頭9噴淋的新鮮水進一步洗滌吸收，煙氣溫度小于40°C ;經(jīng)過四次洗滌吸收的煙氣通過氣液分離器4分離水份后，通過煙氣出口 16排入大氣，當氣液分離器阻力監(jiān)測器7的阻力大于150Pa時，開啟氣液分離器清洗噴頭8，對氣液分離器進行清理。循環(huán)吸收液、18%的堿液、新鮮水流入吸收塔I下部的吸收液循環(huán)槽3，在吸收液循環(huán)槽中，吸收液被曝氣噴頭14噴出的空氣攪拌，一方面防止催化劑顆粒沉淀在吸收液循環(huán)槽3的底部堵塞管道，也可在高溫下通過空氣把循環(huán)吸收液中的亞硫酸鹽氧化為硫酸鹽，降低循環(huán)吸收液的COD和溫度，攪拌均勻的吸收液通過吸收液槽底部的吸收液出口 15排除。圖2為吸收塔內(nèi)堿液噴頭與吸收液噴頭的平面布置圖；圖3為吸收塔內(nèi)新鮮水噴頭的平面布置圖；吸收塔內(nèi)的噴頭分三層分布，每層噴淋不同的液體，最下層是吸收液噴頭11，吸收液噴頭11噴淋的是來自吸收塔I下部吸收液循環(huán)槽3的吸收液，吸收液噴頭在同一水平面設(shè)置三個，互成120度夾角，保證噴出的吸收液在同一水平面盡可能均勻；中間是堿液噴頭10，噴淋質(zhì)量濃度為18%的堿液，堿液噴頭在同一水平面設(shè)置三個，互成120度夾角，與吸收液噴頭11互成60度夾角；最上層新鮮水噴頭9，新鮮水噴頭9噴淋新鮮水，新鮮水噴頭在同一水平面設(shè)置6個，互成60度夾角，與堿液噴頭10、吸收液噴頭11互成30度夾角，這種噴頭分布方式是可使液體在同一水平面均勻分布，防止氣體短路，將新鮮水噴頭9置于最上層，還可以對吸收塔壁的堿液進行沖洗，防止吸收塔壁結(jié)垢和腐蝕。圖4為吸收塔內(nèi)氣液分離器4示意圖，該氣液分離器為波紋板分離器，氣液分離器4由氣液分離器波形板5和氣液分離器液滴收集槽6組成,并在氣液分離器4上設(shè)有阻力監(jiān)測器7和氣液分離器清洗噴頭8，當吸收段運行不正常或系統(tǒng)出現(xiàn)故障大量催化劑帶入，堵塞氣液分離器時，可通過阻力監(jiān)測器7的阻力大于150Pa時，氣液分離器清洗噴頭8對氣液分離裝置4進行清洗，保證吸收塔的長周期穩(wěn)定運行。
權(quán)利要求1.一種催化裂化煙氣吸收塔，其特征在于由塔體(I)，置于塔體(I)上部的洗滌吸收段(2)和煙氣出口(16)以及置于塔體(I)下部的吸收液循環(huán)槽(3)組成；其中吸收段(2)向下依次由氣液分離器(4)、新鮮水噴頭(9)、堿液噴頭(10)、吸收液噴頭(11)、文丘里格柵(12)和煙氣入口急冷噴頭(13 )組成。
2.如權(quán)利要求1所述的吸收塔，其特征在于吸收液循環(huán)槽下部設(shè)有曝氣噴頭(14)。
3.如權(quán)利要求1所述的吸收塔，其特征在于吸收液循環(huán)槽底部設(shè)有吸收液出口(15)。
4.如權(quán)利要求1所述的吸收塔，其特征在于吸收液噴頭(11)噴淋的是來自吸收塔(I)下部吸收液循環(huán)槽(3)的吸收液，吸收液噴頭在同一水平面設(shè)置三個，互成120度夾角。
5.如權(quán)利要求1所述的吸收塔，其特征在于堿液噴頭(10)噴淋的是質(zhì)量濃度為18%的堿液，堿液噴頭在同一水平面設(shè)置三個，互成120度夾角，與吸收液噴頭互成60度夾角。
6.如權(quán)利要求1所述的吸收塔，其特征在于最上層新鮮水噴頭(9)在同一水平面設(shè)置6個，互成60度夾角，與堿液噴頭、吸收液噴頭互成30度夾角。
7.如權(quán)利要求1所述的吸收塔，其特征在于所述的氣液分離器(4)為波紋板。
8.如權(quán)利要求1所述的吸收塔， 其特征在于氣液分離器上部設(shè)有阻力監(jiān)測器(7)和氣液分離器清洗噴頭(8)。
專利摘要本實用新型提供了一種低阻力、節(jié)水催化裂化煙氣吸收塔，由塔體，置于塔體上部的洗滌吸收段及煙氣出口，置于塔體下部的吸收液循環(huán)槽組成；其中吸收段向下依次由氣液分離器、新鮮水噴頭、堿液噴頭、吸收液噴頭、文丘里格柵和煙氣入口急冷噴頭組成；吸收液循環(huán)槽下部設(shè)有曝氣噴頭，底部設(shè)有吸收液出口。本實用新型吸收塔節(jié)約用水、凈化效率高、阻力低，適合現(xiàn)有催化裂化煙氣凈化的工業(yè)化應(yīng)用。
文檔編號B01D53/18GK203075827SQ20122044713
公開日2013年7月24日 申請日期2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月4日
發(fā)明者劉發(fā)強, 齊國慶, 劉光利, 谷麗芬, 文善雄, 任立鵬, 劉輝章, 許世龍 申請人:中國石油天然氣股份有限公司