一種催化裂化再生煙氣的脫硝方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種催化裂化再生煙氣脫硝的新方法及裝置，屬于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]催化裂化是重要的石油加工過程，催化裂化催化劑在反應(yīng)器和再生器之間循環(huán)，催化劑離開反應(yīng)器時通常會粘附3°/『10%的焦炭，須在再生器內(nèi)氧化燒去以恢復(fù)催化活性。沉積在催化劑上的焦炭中往往會含有硫和氮，燒焦過程會釋放成分負(fù)復(fù)雜的廢氣，通常含1%~10%C0、300?6000mg/Nm3S0x、50?500 mg/Nm3N0x、150-300 mg/Nm3 粉塵，02 通常低于1%，此外還可能含有少量焦油等揮發(fā)性有機(jī)物。再生煙氣溫度通常在600°C -700°C，煙氣熱能通常經(jīng)過煙氣輪機(jī)發(fā)電后再進(jìn)入余熱鍋爐發(fā)生蒸汽回收熱能。
[0003]由于催化裂化再生煙氣成分復(fù)雜且成分隨催化的油品成分變化很大，煙氣脫硝難度不小，缺乏技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性能都好的脫硝方法。目前用于催化裂化再生煙氣前端脫硝的方法如改變再生器結(jié)構(gòu)、調(diào)控再生條件、添加脫硝劑等等，脫硝效果均不夠理想，更多的關(guān)注仍在于再生后的煙氣脫硝。關(guān)注最多的是氨選擇性催化還原法(簡稱SCR)，該法用氨或者尿素做氮氧化物還原劑，在組分為V、W、Ti的催化劑作用下，350~400°C將氮氧化物轉(zhuǎn)化為N2，該法脫硝效果很好，但存在投資大，占地大等問題，而且該工藝需要加入氨，在煙氣中通常都有充足的氧，最終的產(chǎn)品是水和氮，當(dāng)然有部分氨會殘留在煙氣中。煙氣中的SO2會被SCR催化劑轉(zhuǎn)化為S03，并能與氨反應(yīng)，生成硫酸銨和硫酸氫銨，這有可能會引起下游裝置的堵塞，并且會產(chǎn)生顆粒物。SCR的另一個缺點(diǎn)是采用了結(jié)構(gòu)性催化劑載體，這類載體對煙氣中的顆粒物和焦油等非常敏感。還有個常用的方法為選擇性非催化還原，簡稱SNCR，該法也是用氨或尿素做還原劑，將氨或尿素溶液噴射到鍋爐爐膛上部850~950°C的溫度區(qū)間，將氮氧化物還原為N2,該法投資不大，但脫硝效率很低，通常在50°/『60%之間，該法最大的問題在于反應(yīng)的有效溫度窗口很窄，通常在50~100°C，溫度低于850°C時，脫硝效率很低，高于950°C后，噴入的氨或尿素又會氧化生成氮氧化物。SNCR法脫硝顯然不適宜催化裂化再生煙氣脫硝。另外一類關(guān)注較多的氧化后再還原的濕式脫硝法，脫硝效果良好，但氧化劑臭氧、次氯酸鈉、高錳酸鉀等的消耗很高，大多無法承受。開發(fā)投資小、效果好的脫硝新方法，對催化裂化再生煙氣脫硝意義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種催化裂化再生煙氣的脫硝方法及裝置。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種催化裂化再生煙氣的脫硝方法，其特征在于，煙氣在移動床反應(yīng)器進(jìn)行脫硝，所述移動床反應(yīng)器中添加浸潤了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01°/『5%的錳酸鹽的炭材料作為脫硝劑，該脫硝劑既是氮氧化物的還原劑也是催化煙氣中一氧化碳還原氮氧化物的催化劑。
[0006]進(jìn)一步，所述的炭材料為焦炭、活性焦或木肩。
[0007]進(jìn)一步，所述的錳酸鹽指錳酸的堿金屬鹽、堿土金屬鹽或鐵鹽。
[0008]進(jìn)一步，所述的移動床反應(yīng)器由兩個以上反應(yīng)器并聯(lián)，反應(yīng)器的側(cè)面設(shè)置煙氣進(jìn)口，炭加料口和卸灰口分別在反應(yīng)器的頂部和底部。
[0009]進(jìn)一步，所述的移動床反應(yīng)器，煙氣流經(jīng)的反應(yīng)床層厚度0.8到2.0米，斷面氣速
0.01米/秒到1.2米/秒。
[0010]本發(fā)明的裝置，包括移動床反應(yīng)器，移動床反應(yīng)器由兩個以上的反應(yīng)器并聯(lián)組成，移動床反應(yīng)器的頂部設(shè)置炭加料斗，移動床反應(yīng)器的底部設(shè)置卸灰斗，移動床反應(yīng)器前方設(shè)置煙氣出口，移動床反應(yīng)器側(cè)面設(shè)置煙氣進(jìn)口。
[0011 ] 進(jìn)一步，所述移動床反應(yīng)器的后方也設(shè)置煙氣出口。
[0012]本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明的脫硝方法和裝置充分利用了催化裂化再生煙氣溫度高、含氧量低、一氧化碳濃度高的特點(diǎn)，也適應(yīng)氣量大的特征，脫硝效果好、運(yùn)行成本低，不受煙氣雜質(zhì)影響，無二次污染。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖:兩個反應(yīng)器并聯(lián)時。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對于本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不限于此。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明的裝置，包括移動床反應(yīng)器1，移動床反應(yīng)器I由兩個反應(yīng)器并聯(lián)組成，移動床反應(yīng)器I的頂部設(shè)置炭加料斗2，移動床反應(yīng)器I的底部設(shè)置卸灰斗3，移動床反應(yīng)器I側(cè)面設(shè)置第一煙氣進(jìn)口 4和第二煙氣進(jìn)口 5，移動床反應(yīng)器I前方設(shè)置第一煙氣出口 6，移動床反應(yīng)器I后方設(shè)置第二煙氣出口 7。
[0016]實(shí)施例1
模擬煙氣溫度600°C，NO濃度500mg/Nm3，CO濃度2%，02濃度1%，煙氣量10Nm 3/h，將模擬煙氣通過第一煙氣進(jìn)口 4和第二煙氣進(jìn)口 5進(jìn)入移動床反應(yīng)器I，移動床反應(yīng)器I中以浸漬了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%錳酸鉀的焦炭作為脫硝劑，炭層厚度0.8米，斷面氣速0.2米/秒，脫硝處理后的煙氣從第一煙氣出口 6和第二煙氣出口 7流出，經(jīng)計算得到脫硝效率88.4%。
[0017]實(shí)施例2
模擬煙氣溫度600°C，NO濃度400mg/Nm3，CO濃度3%，02濃度1%，煙氣量10Nm 3/h，將模擬煙氣通過第一煙氣進(jìn)口 4和第二煙氣進(jìn)口 5進(jìn)入移動床反應(yīng)器I，移動床反應(yīng)器I中以浸漬了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02%錳酸鎂的焦炭作為脫硝劑，炭層厚度1.0米，斷面氣速0.4米/秒，脫硝處理后的煙氣從第一煙氣出口 6和第二煙氣出口 7流出，經(jīng)計算得到脫硝效率90.4%。
[0018]實(shí)施例3
模擬煙氣溫度700°C，NO濃度500mg/Nm3，CO濃度2%，02濃度1%，煙氣量10Nm 3/h，將模擬煙氣通過第一煙氣進(jìn)口 4和第二煙氣進(jìn)口 5進(jìn)入移動床反應(yīng)器I，移動床反應(yīng)器I中以浸漬了 0.05%錳酸鉀的活性焦作為脫硝劑，炭層厚度1.0米，斷面氣速0.4米/秒，脫硝處理后的煙氣從第一煙氣出口 7和第二煙氣出口 6流出，經(jīng)計算得到脫硝效率90.8%。
[0019]實(shí)施例4
模擬煙氣溫度700°C，NO濃度400mg/Nm3，CO濃度2%，02濃度1%，煙氣量10Nm 3/h，將模擬煙氣通過第一煙氣進(jìn)口 4和第二煙氣進(jìn)口 5進(jìn)入移動床反應(yīng)器I，移動床反應(yīng)器I中以浸漬了 0.1%錳酸鐵的木肩作為脫硝劑，炭層厚度0.8米，斷面氣速0.3米/秒，脫硝處理后的煙氣從第一煙氣出口 6和第二煙氣出口 7流出，經(jīng)計算得到脫硝效率92.8%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種催化裂化再生煙氣的脫硝方法，其特征在于:煙氣在移動床反應(yīng)器進(jìn)行脫硝，所述移動床反應(yīng)器中添加浸潤了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01°/『5%的錳酸鹽的炭材料作為脫硝劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化裂化再生煙氣的脫硝方法，其特征在于:所述的炭材料為焦炭、活性焦或木肩。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的催化裂化再生煙氣的脫硝方法，其特征在于:所述的錳酸鹽為錳酸的堿金屬鹽、堿土金屬鹽或鐵鹽。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的催化裂化再生煙氣的脫硝方法，其特征在于:所述的移動床反應(yīng)器由兩個以上反應(yīng)器并聯(lián)，反應(yīng)器的側(cè)面設(shè)置煙氣進(jìn)口，反應(yīng)器的頂部和底部分別設(shè)置炭加料斗和卸灰斗。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的催化裂化再生煙氣的脫硝方法，其特征在于:所述的移動床反應(yīng)器，煙氣流經(jīng)的反應(yīng)床層厚度0.8到2.0米，斷面氣速0.0l米/秒到1.2米/秒。6.一種用于權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的脫硝方法的裝置，其特征在于:包括移動床反應(yīng)器，移動床反應(yīng)器由兩個以上的反應(yīng)器并聯(lián)組成，移動床反應(yīng)器的頂部設(shè)置炭加料斗，移動床反應(yīng)器的底部設(shè)置卸灰斗，移動床反應(yīng)器前方設(shè)置煙氣出口，移動床反應(yīng)器側(cè)面設(shè)置煙氣進(jìn)口。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于:所述移動床反應(yīng)器后方也設(shè)置煙氣出口。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種利用炭材料凈化石油催化裂化再生煙氣的脫硝方法及裝置。本發(fā)明添加浸潤了錳酸鹽的含碳物質(zhì)作為脫硝劑，脫硝劑既是氮氧化物的還原劑也是催化煙氣中一氧化碳還原氮氧化物的催化劑。反應(yīng)器組由兩個以上反應(yīng)器并聯(lián)，反應(yīng)器的側(cè)面設(shè)置煙氣進(jìn)口，炭加料口和卸灰口分別在反應(yīng)器的頂部和底部。本發(fā)明充分利用了催化裂化再生煙氣溫度高、含氧量低、一氧化碳濃度高的特點(diǎn)，也適應(yīng)氣量大的特征，脫硝效果好、運(yùn)行成本低，不受煙氣雜質(zhì)影響，無二次污染，屬于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。
【IPC分類】B01D53/86, B01D53/88, B01D53/56
【公開號】CN105126607
【申請?zhí)枴緾N201510462044
【發(fā)明人】張俊豐, 李小芝, 蔡英, 曹靖
【申請人】湘潭大學(xué)
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年7月31日