本實用新型屬于環(huán)境保護領(lǐng)域，涉及到石油煉化行業(yè)催化裂化再生煙氣中硫氧化物(含二氧化硫和三氧化硫)、氮氧化物、粉塵協(xié)同脫除的裝置。

背景技術(shù)：

催化裂化裝置是煉油工業(yè)中重質(zhì)油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油的核心裝置，但催化裂化裝置中催化劑燃燒產(chǎn)生的再生煙氣也是煉油企業(yè)最主要的大氣污染源，污染物主要成分為SO₂(包括SO₃)、NO_x和粉塵。這些污染物隨煙氣排往大氣中，將會嚴重影響空氣質(zhì)量，還會對裝置產(chǎn)生腐蝕，影響裝置的正常運行，故催化裂化再生煙氣的處理成為目前石化行業(yè)環(huán)保治理的重中之重。

催化裂化再生煙氣通常有如下特點：

(1)、SO_x和NO_x的濃度較高：SOx濃度一般為700～2000mg/Nm³；NOx濃度一般為50～400mg/Nm³；

(2)、煙氣中顆粒物濃度一般為150～300mg/Nm³，大部分為催化劑跑損，其粒徑分布較小，約90％為粒徑0～10μm的超細微顆粒物，不易脫除；

(3)、煙氣中SO₃濃度相比于其他行業(yè)高，約占SOx總量的8％～10％；

(4)、負荷波動范圍約為60％～110％。

目前國內(nèi)外催化裂化再生煙氣脫硫脫硝除塵的方法如下：

(1)、目前，國內(nèi)外主流的煙氣脫硫脫硝除塵治理為獨立脫硫、脫硝、除塵技術(shù)，各自為陣，通過幾種煙氣凈化技術(shù)組合的方式來實現(xiàn)，工藝流程較為繁瑣，系統(tǒng)復(fù)雜。

(2)、脫硫技術(shù)全部采用濕法路線，有鈉法、鈣法、氨法等，該工藝對SO₃的脫除效率較低，約只有20％～30％，設(shè)備腐蝕嚴重，且會產(chǎn)生廢水、廢渣等二次污染，因此，為了防止腐蝕，設(shè)備的主材質(zhì)采用不銹鋼和合金鋼，造成設(shè)備的投資和運行費用較高；

(3)、脫硝技術(shù)主要有選擇性催化還原法(SCR)、LoTOx脫硝法、固體吸附法等；

(4)、Belco公司的EDV鈉法脫硫技術(shù)(協(xié)同LoTOx脫硝)是目前工業(yè)化應(yīng)用中唯一的脫硫脫硝除塵一體化裝置，為濕法路線，同樣存在的濕法系統(tǒng)的通病。

(5)、EDV鈉法脫硫除塵及協(xié)同LoTOx脫硝技術(shù)

EDV鈉法脫硫除塵及協(xié)同LoTOx脫硝技術(shù)，是通過往脫硫塔內(nèi)注入氣相氧化劑(通常是臭氧)、堿性吸收液和工藝水，氣相氧化劑將煙氣中的NO的氧化為易溶于水的NO₂，再通過堿性吸收液將煙氣中的NO₂和SO₂聯(lián)合脫除。同時，脫硫脫硝后的凈煙氣經(jīng)脫硫塔上段的濾清模塊去除煙氣中的粉塵顆粒，最后經(jīng)煙囪排放。此工藝為脫硫脫硝除塵一體化脫除技術(shù)，可高效脫除SO₂和NO_x，但僅僅依靠脫硫塔上段的濾清模塊除塵，可滿足粉塵≤30mg/Nm³，但由于濾清模塊對煙氣中的超細粉塵(包括SO₃氣溶膠)脫除效率有限，故無法滿足越來越嚴格的環(huán)保排放標準，甚至≤5mg/Nm³的超低排放標準。

上述催化裂化再生煙氣濕法脫硫脫硝除塵裝置對SO₃的脫除效率較低，約只有20％～30％，設(shè)備腐蝕嚴重，且會產(chǎn)生廢水、廢渣等二次污染，因此，為了防止腐蝕，設(shè)備的主材質(zhì)采用不銹鋼和合金鋼，造成設(shè)備的投資和運行費用較高。

另外，一種常用的循環(huán)流化床半干法聯(lián)合脫硫脫硝脫汞裝置如圖1所示，其工藝流程為：煙氣進入煙道1＇內(nèi)，臭氧發(fā)生裝置2＇在煙道1＇內(nèi)通入臭氧，使得煙氣中的NO在煙道1＇中被氧化為高價態(tài)NO_x，氧化后的煙氣進入循環(huán)流化床反應(yīng)塔3＇，其中的SO₂和高價態(tài)NO_x與循環(huán)流化床反應(yīng)塔3＇內(nèi)的鈣基吸收劑在霧化水的作用下進行反應(yīng)脫除。同時，循環(huán)流化床反應(yīng)塔3＇出口與旋風(fēng)分離器4＇連接，用于煙氣的除塵，旋風(fēng)分離器4＇出口連接除塵器5＇，進一步除去煙氣中的粉塵，最后排往煙囪6＇，實現(xiàn)催化裂化再生煙氣的凈化。

但是，上述循環(huán)流化床半干法聯(lián)合脫硫脫硝脫汞裝置中，煙氣中的NO與臭氧的氧化反應(yīng)在煙道1＇內(nèi)進行，其方程式為：NO+O₃→NO₂+O₂，隨著反應(yīng)的進行，煙道1＇內(nèi)的NO₂濃度逐漸增加，從而降低正反應(yīng)的速率。同時，上述氧化反應(yīng)還存在以下副反應(yīng)：NO₂+SO₂→NO+SO₃，因此，NO的氧化效率較低，使得該循環(huán)流化床半干法聯(lián)合脫硫脫硝脫汞除塵裝置的脫硝效率較低。

鑒于上述催化裂化再生煙氣凈化裝置存在的缺陷，亟待提供一種脫硝速率較高、脫硫效率也較高，且設(shè)備的投資和運行費用較低的干式催化裂化再生煙氣凈化裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的目的為提供一種催化裂化再生煙氣干式脫硫脫硝除塵系統(tǒng)，從而使得再生煙氣中的NOx、SO₂及粉塵滿足超低排放的標準，同時，該催化裂化再生煙氣干式脫硫脫硝除塵系統(tǒng)工藝流程簡單、運行穩(wěn)定，避免已有工藝的缺點。

為了實現(xiàn)本實用新型的目的，本實用新型提供一種催化裂化再生煙氣干式脫硫脫硝除塵系統(tǒng)，包括依次連通的反應(yīng)裝置、吸收裝置、除塵器，所述反應(yīng)裝置用于煙氣中污染物的氧化反應(yīng)和初步吸收，所述吸收裝置用于氧化反應(yīng)產(chǎn)物和污染物的深度吸收，所述反應(yīng)裝置為與吸收劑倉連通的輸送床反應(yīng)器，所述吸收劑倉能夠?qū)⑽談┩ㄈ胨鲚斔痛卜磻?yīng)器內(nèi)，以吸收氧化反應(yīng)的產(chǎn)物。

本實用新型中，由于輸送床反應(yīng)器內(nèi)加入吸收劑，氧化反應(yīng)的產(chǎn)物能夠被吸收劑吸收，因此，能夠減小氧化反應(yīng)生成物的濃度，從而有利于促進氧化反應(yīng)向正方向進行。同時，由于吸收劑的存在，使得副反應(yīng)NO₂+SO₂→NO+SO₃的速率降低。因此，NO的氧化效率大大提高，進而使得該煙氣的干式脫硫脫硝除塵系統(tǒng)的脫硝效率大大提高。

同時，該輸送床反應(yīng)器內(nèi)還能夠發(fā)生SO₃和SO₂的吸收，從而實現(xiàn)煙氣的初步脫硫。另外，輸送床反應(yīng)器能夠作為上述氧化反應(yīng)和吸收反應(yīng)的載體。

可選地，所述反應(yīng)裝置開口處設(shè)置有氣流均布裝置，煙氣與吸收劑經(jīng)所述氣流均布裝置進入所述吸收裝置。

可選地，所述吸收裝置連接有增濕降溫裝置。

可選地，所述輸送床反應(yīng)器與所述吸收裝置通過加速器連通，以使煙氣與吸收劑通過所述加速器加速后進入所述吸收裝置。

可選地，所述加速器為連接于所述輸送床反應(yīng)器與所述吸收裝置之間的文丘里噴嘴。

可選地，所述除塵器為布袋除塵器。

可選地，所述除塵器底部與所述輸送床反應(yīng)器之間通過物料返送裝置連通，以使煙氣中未反應(yīng)的吸收劑經(jīng)所述物料返送裝置返回至所述輸送床反應(yīng)器。

可選地，所述除塵器底部與所述輸送床反應(yīng)器之間通過空氣斜槽連通，所述空氣斜槽為所述物料返送裝置。

可選地，所述除塵器出口連接引風(fēng)機，潔凈煙氣經(jīng)所述引風(fēng)機排出；

所述引風(fēng)機出口與所述輸送床反應(yīng)器進口之間設(shè)置有負荷調(diào)節(jié)裝置，所述負荷調(diào)節(jié)裝置開啟時，所述引風(fēng)機出口的潔凈煙氣能夠通入所述輸送床反應(yīng)器進口。

可選地，所述輸送床反應(yīng)器還連接有臭氧發(fā)生裝置，用于將臭氧噴入所述輸送床反應(yīng)器內(nèi)，且臭氧與煙氣中氮氧化物的摩爾比為1.1～1.6；

經(jīng)所述吸收劑倉通入所述輸送床反應(yīng)器的吸收劑與煙氣中硫氧化物和氮氧化物之和的摩爾比為1.2～1.4。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中循環(huán)流化床半干法聯(lián)合脫硫脫硝脫汞除塵裝置；

圖2為本實用新型所提供催化裂化再生煙氣干式脫硫脫硝除塵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1中：

1＇煙道、2＇臭氧發(fā)生裝置、3＇循環(huán)流化床反應(yīng)塔、4＇旋風(fēng)分離器、5＇除塵器、6＇煙囪。

圖2中：

1余熱鍋爐、2輸送床反應(yīng)器、3臭氧發(fā)生裝置、4吸收劑倉、5增濕降溫裝置、6吸收裝置、7除塵器、8引風(fēng)機、9副產(chǎn)物儲倉、10負荷調(diào)節(jié)裝置。

具體實施方式

為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。

請參考附圖2，其中，圖2為本實用新型所提供催化裂化再生煙氣干式脫硫脫硝除塵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

在一種具體實施例中，本實用新型提供一種催化裂化再生煙氣干式脫硫脫硝除塵系統(tǒng)，如圖2所示，該干式脫硫脫硝除塵系統(tǒng)包括依次連通的反應(yīng)裝置、吸收裝置6和除塵器7，其中，如背景技術(shù)所述，反應(yīng)裝置連接臭氧發(fā)生裝置3，用于煙氣中的NO的氧化，同時還發(fā)生將少量SO₂被氧化為SO₃的副反應(yīng)，吸收裝置6用于上述氧化反應(yīng)產(chǎn)物和大部分SO₂的吸收，從而完成煙氣的脫硫和脫硝，除塵器7用于煙氣的除塵，凈化后的潔凈煙氣經(jīng)煙囪排出。

本實施例中，反應(yīng)裝置為與吸收劑倉4連通的輸送床反應(yīng)器2，該輸送床反應(yīng)器2為氧化反應(yīng)的場所，并能夠初步脫除氧化反應(yīng)的產(chǎn)物NO₂和SO₃；吸收劑倉4將吸收劑通入輸送床反應(yīng)器2內(nèi)，以吸收氧化反應(yīng)的產(chǎn)物。該吸收劑可為鈣基吸收劑，因此，輸送床反應(yīng)器2內(nèi)發(fā)生如下反應(yīng)：

NO+O₃→NO₂+O₂ (1)

4NO₂+2Ca(OH)₂→Ca(NO₃)₂+2H₂O+Ca(NO₂)₂ (2)

Ca(OH)₂+SO₃＝CaSO₄·1/2H₂O+1/2H₂O (3)

上述三個反應(yīng)中，(1)和(2)為煙氣的脫硝過程，(3)為煙氣的脫硫過程，本實施例中，由于輸送床反應(yīng)器2內(nèi)加入吸收劑，能夠發(fā)生反應(yīng)(2)，即NO氧化后的產(chǎn)物NO₂能夠被及時吸收，因此，減小反應(yīng)(1)中生成物的濃度，從而有利于促進反應(yīng)(1)向正方向進行。同時，由于吸收劑的存在，使得副反應(yīng)NO₂+SO₂→NO+SO₃的速率降低。因此，本實施例中，NO的氧化效率大大提高，進而使得該煙氣的干式脫硫脫硝除塵系統(tǒng)的脫硝效率大大提高。

同時，該輸送床反應(yīng)器2內(nèi)還能夠發(fā)生反應(yīng)(3)，因此，還能夠?qū)崿F(xiàn)煙氣的初步脫硫。另外，與圖1中煙氣在煙道1＇內(nèi)發(fā)生氧化反應(yīng)相比，本實施例中的輸送床反應(yīng)器2能夠作為上述氧化反應(yīng)和吸收反應(yīng)的載體。

另外，本實用新型所述的催化裂化再生煙氣的治理基于干式脫硫脫硝除塵工藝，目前催化裂化再生煙氣治理行業(yè)內(nèi)不存在采用干式脫硫脫硝除塵工藝的設(shè)備，且該設(shè)備也不存在上述問題，因此，本實用新型所述的煙氣的干式脫硫脫硝除塵系統(tǒng)的材質(zhì)可為普通碳鋼，較傳統(tǒng)的濕法脫硫脫硝除塵工藝節(jié)省投資費用20％～40％，節(jié)省運行費用40％以上，具有顯著的技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢。

進一步地，如圖2所示，吸收裝置6連接有增濕降溫裝置5，且從輸送床反應(yīng)器2排出的煙氣與吸收劑進入該吸收裝置6內(nèi)。

該增濕降溫裝置5可向吸收裝置6內(nèi)噴入超細霧滴顆粒，從而實現(xiàn)高溫煙氣的增濕降溫，并使得煙氣中的超細顆粒粉塵在超細霧滴顆粒的作用下團聚為較大顆粒粉塵，顯然，當粉塵顆粒較大時，更加容易脫除或沉降，從而提高該煙氣干式脫硫脫硝除塵系統(tǒng)的除塵效率。

同時，由于進入吸收裝置6內(nèi)的煙氣中混合有吸收劑，因此，吸收裝置6內(nèi)發(fā)生如下反應(yīng)：

4NO₂+2Ca(OH)₂→Ca(NO₃)₂+2H₂O+Ca(NO₂)₂

Ca(OH)₂+SO₂＝CaSO₃·1/2H₂O+1/2H₂O

Ca(OH)₂+SO₃＝CaSO₄·1/2H₂O+1/2H₂O

CaSO₃·1/2H₂O+1/2O₂＝CaSO₄·1/2H₂O

因此，煙氣中的大部分SO₂和氧化產(chǎn)物NO₂、SO₃能夠在吸收裝置6內(nèi)進一步被吸收。

圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)中，煙氣中的硫氧化物和氮氧化物僅能夠在循環(huán)流化床反應(yīng)塔3＇內(nèi)被吸收，由于該循環(huán)流化床反應(yīng)塔3＇高度有限，因此，硫氧化物和氮氧化物在其中停留的時間較短，煙氣的脫硝脫硫效率也較低。

而本實施例中，NO₂、SO₂和SO₃的吸收發(fā)生在輸送床反應(yīng)器2和吸收裝置6內(nèi)，煙氣在兩裝置內(nèi)的停留時間較長，NO₂、SO₂和SO₃能夠被吸收劑充分吸收，從而提高該煙氣干式脫硫脫硝除塵系統(tǒng)的脫硫脫硝效率。

更進一步地，輸送床反應(yīng)器2與吸收裝置6之間通過加速器連通，以使煙氣與吸收劑通過該加速器加速后進入吸收裝置6。

當煙氣與吸收劑加速后進入吸收裝置6時，二者的湍流程度大大提高，固態(tài)的吸收劑顆粒與氣態(tài)的煙氣充分接觸，形成激烈湍動的大筆表面物料床層，床層內(nèi)的Ca/S(N)高達60以上，從而大大提高氣態(tài)煙氣與固態(tài)吸附劑顆粒之間的傳質(zhì)與傳熱，進而提高硫氧化物和氮氧化物的吸收效率。

具體地，上述加速器可為連接于輸送床反應(yīng)器2與吸收裝置6之間的文丘里噴嘴。該文丘里噴嘴通過減小煙氣與吸附劑的流通面積，從而提高其流速，當然，上述加速器并不是必須為文丘里噴嘴，也可采用本領(lǐng)域常用的其它提高流速的裝置，此處不作限定。

進一步地，如圖2所示的除塵器7為布袋除塵器。

通常情況下，催化裂化再生煙氣中的粉塵具有粒徑較小的特點，煙氣中約90％的粒徑為0～10um的超細粉塵顆粒，該超細粉塵顆粒不易脫除。

圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)中，煙氣通過旋風(fēng)分離器4＇和除塵器5＇實現(xiàn)除塵，而旋風(fēng)分離器4＇的除塵效率受粉塵粒徑的影響較大，當粉塵粒徑＜10um時，粉塵的脫除效率非常低，直接影響旋風(fēng)分離器4＇的循環(huán)物料量，進而導(dǎo)致循環(huán)流化床反應(yīng)器3＇床層的物料濃度不足，噴入的霧化水無法有效蒸發(fā)，出現(xiàn)結(jié)塊等問題，使得循環(huán)流化床反應(yīng)塔3＇無法正常穩(wěn)定運行，進而影響煙氣中SO₂和NOx的脫除效率。另外，采用旋風(fēng)分離器4＇和除塵器5＇兩級除塵的方式，使得除塵系統(tǒng)過于繁瑣，二者在設(shè)備功能上重復(fù)，造成投資浪費。

而本實施例中，僅采用布袋除塵器作為煙氣的除塵設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單，且節(jié)省成本。布袋除塵器是一種干式濾塵裝置，能夠適用于脫除細小粉塵，含塵煙氣進入布袋除塵器后，約40％的粉塵在重力的作用下沉降，落入灰斗，降低進入布袋除塵器粉塵過濾的濃度，大大提高布袋的使用壽命。

同時，由于煙氣中的超細粉塵在吸收裝置6內(nèi)發(fā)生團聚凝并，形成粒徑較大的粉塵，使得該大粒徑、大比重的粉塵更加容易被脫除，從而有效提高該除塵器7的除塵效率，并保證煙氣中的粉塵滿足≤5mg/Nm³的超低排放指標。

更進一步地，如圖2所示，由于煙氣中還混合有未反應(yīng)的吸收劑顆粒，當其通過布袋除塵器時，吸附劑顆粒附著于濾袋上，從而能夠在脫除煙氣中粉塵的同時，進一步吸收煙氣中殘留的SO₂和NOx，從而進一步提高該干式脫硫脫硝除塵系統(tǒng)的脫硫脫硝效率。

同時，除塵器7底部與輸送床反應(yīng)器2之間通過物料返送裝置連通，以使未反應(yīng)的吸收劑經(jīng)物料返送裝置返回至輸送床反應(yīng)器2，使得該部分吸收劑能夠重復(fù)利用，且反應(yīng)完全的副產(chǎn)物(CaSO₄等)進入副產(chǎn)物儲倉9。

具體地，除塵器7底部與輸送床反應(yīng)器2之間通過空氣斜槽連通，空氣斜槽為上述物料返送裝置，該空氣斜槽的動力源為離心風(fēng)機，從而使得除塵器7底部含有未反應(yīng)吸收劑的物料經(jīng)空氣斜槽返回至輸送床反應(yīng)器2內(nèi)。

以上各實施例中，如圖2所示，除塵器7出口連接引風(fēng)機8，潔凈煙氣在引風(fēng)機8的作用下經(jīng)煙囪排出。

催化裂化再生裝置負荷的變化范圍為60％～110％，圖1所示的凈化裝置對負荷波動的適用性較差，當負荷變化時，影響循環(huán)流化床反應(yīng)塔3＇床層的穩(wěn)定性，從而影響該凈化裝置的脫硝脫硫效率，因此，該凈化裝置的可靠性不高。

本實施例中，引風(fēng)機8出口與輸送床反應(yīng)器2進口之間設(shè)置有負荷調(diào)節(jié)裝置10，且該負荷調(diào)節(jié)裝置10開啟時，引風(fēng)機8出口的潔凈煙氣能夠通入輸送床反應(yīng)器2進口。

當從預(yù)熱鍋爐1進入輸送床反應(yīng)器2的煙氣量較少時，煙氣流速較低，開啟負荷調(diào)節(jié)裝置10，此時，引風(fēng)機8出口煙道為微正壓，輸送床反應(yīng)器2進口煙道為微負壓，在二者壓力差的作用下，引風(fēng)機8出口煙道的潔凈煙氣經(jīng)負荷調(diào)節(jié)裝置10返回至輸送床反應(yīng)器2進口煙道，從而提高輸送床2內(nèi)的煙氣流量和煙氣流速，保證煙氣流速在設(shè)計范圍內(nèi)，例如，18m/s。

具體地，上述負荷調(diào)節(jié)裝置10可為風(fēng)擋，該風(fēng)擋的開度可調(diào)，從而使得反送至輸送床反應(yīng)器2的潔凈煙氣量可調(diào)，為進入輸送床反應(yīng)器2的煙氣提供補償。

以上各實施例中，噴入輸送床反應(yīng)器2內(nèi)的臭氧與煙氣中氮氧化物的摩爾比為1.1～1.6，從而能夠保證氮氧化物全部被臭氧氧化。當然，臭氧與煙氣中氮氧化物的摩爾比也可根據(jù)實際工況設(shè)置，此處不作限定。

同時，如圖2所示，經(jīng)吸收劑倉4通入輸送床反應(yīng)器2內(nèi)的吸收劑與煙氣中硫氧化物和氮氧化物之和的摩爾比為1.2～1.4，從而保證硫氧化物和氮氧化物被充分吸收。同樣地，吸收劑與煙氣中硫氧化物和氮氧化物之和的摩爾比也可根據(jù)實際工況任意設(shè)置，此處不作限定。

以上各實施例中，上述輸送床反應(yīng)器2進口前端設(shè)置有氣流均布裝置，從而使得進入輸送床反應(yīng)器2的煙氣和臭氧分布均勻，并混合均勻，從而提高煙氣中污染物和臭氧的接觸概率，提高氧化效率。

需要說明的是，本實用新型所提供的煙氣的干式脫硫脫硝除塵系統(tǒng)能夠用于催化裂化再生煙氣的凈化，并能夠保證再生煙氣中的NOx控制在50mg/m³以下，SO₂濃度控制在35mg/m³以下，粉塵濃度控制在5mg/m³以下，從而實現(xiàn)催化裂化再生煙氣污染物的超低排放。

以上對本實用新型所提供的一種催化裂化再生煙氣干式脫硫脫硝除塵系統(tǒng)進行了詳細介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。