催化裂解装置烟气脱硫技术方案探索

2020-01-14李家鑫中海油东方石化有限责任公司海南东方572600

化工管理 2020年12期

李家鑫（中海油东方石化有限责任公司，海南东方572600）

现阶段，我国空气质量问题越发严峻，引起了社会各界对环境保护更高的重视。工业生产所产生的废气、废水、废料等物质对空气、水质、土质等多方面造成的破坏极大，加强对工业生产废弃物排放污染的控制是环境保护中的重中之重。历年来，我国工业生产中所排放的氮氧化物、硫氧化物等排放物不仅会直接导致酸雨、气候变暖等环境问题的出现，还会对我国经济发展造成严重的阻碍。为了降低工业生产对环境的污染与破坏，也为了保障我国社会经济的健康持续发展，必须加强对工业生产中硫氧化物等有害气体的排放标准控制。

1 催化裂解装置中烟气脱硫常用技术简述

按照吸收剂类型、脱硫产物的形态、脱硫操作方式的区别可将烟气脱硫技术分为干法、半干法、湿法三种工艺，除此以外，还有比较常用的镁法烟气脱硫技术，其中，湿法是应用最为广泛的脱硫技术，根据脱硫副产物的回收性又可将湿法脱硫技术分为再生湿法脱硫技术与非再生湿法脱硫技术。

1.1 干法烟气脱硫技术

干法烟气脱硫技术不需要加水，通过利用干粉吸收剂、颗粒吸收剂实现对烟气中的二氧化硫气体的吸收，并将其转换为硫化物、脱硫渣，吸收剂在吸收过程中以及吸收完成后都不会有液体产物出现，始终保持干态，不会产生废水，因此对环境的污染较小。具有设备需求不高、成本低、操作简单、硫化产物易处理等优点，适用于水资源缺乏地区，但它具有脱硫效率低的缺点，且设备稳定性较低使用寿命不长。

1.2 半干法烟气脱硫技术

半干法综合了干法与湿法两种脱硫技术的优点，脱硫剂在湿态下进行脱硫，而脱硫后的产物呈干态。它综合了湿法脱硫效率高、反应速度快以及干法无废水废酸排放、产物易处理等优点。但具有脱硫剂利用度不高、综合效率偏低、脱硫产物为混合物且吸附反应不足、耗时长等缺点，所以需要消耗更多的吸附剂。

1.3 湿法烟气脱硫技术

湿法烟气脱硫技术是一种更先进的脱硫技术，是利用液体实现对烟气中的二氧化硫的吸收，能够有效去除二氧化硫，还能够实现粉尘去除。不受催化裂解装置的不断升级、进料情况、排放标准变化等方面的影响，具有较强的灵活性与适应性。因此，相较于干法和半干法脱硫技术，它更加成熟，应用也更加广泛，这也决定了它的高脱硫率，在众多脱硫技术中，始终占据主要地位。但它的脱硫产物为液体或淤渣，处理难度较大，同时成本消耗也更高，更适用于大型的企业。根据湿法烟气脱硫技术脱离产物的回收性将其分为再生法与非再生法。

非再生法脱硫的产物不具备再利用价值，或者无法进行回收再利用，因此只能排放，而再生法脱硫的产物还可以通过硫酸、硫磺等形式进行回收利用。但再生法并不适用于任何情况，需要根据烟气中二氧化硫的浓度来判断使用哪种方法更为经济，当烟气中二氧化硫的浓度低于临界点时，使用非再生法经济性更高，当烟气中二氧化硫浓度在临界点之上时，再生法的经济性更高，能够有效控制装置运行成本。

2 湿法烟气脱硫技术方案探索

由上文可知，湿法烟气脱硫技术是使用最为广泛、技术最为成熟、脱硫效果最好的技术，因此，下文将详细分析湿法烟气脱硫技术方案，对非再生法与再生法中的常用脱硫技术进行对比分析。

2.1 非再生湿法烟气脱硫技术

非再生法中常用的脱硫技术有EDV脱硫技术、EP-Absorber 脱硫技术以及文丘里洗涤脱硫技术。EDV 脱硫技术由烟气系统、洗涤吸收系统、废水处理系统构成，吸收剂主要为氢氧化钠。烟气进入洗涤吸收系统后，首先会进行急冷处理，当温度达到饱和状态时，烟气上升与喷嘴喷出的水帘相互切割，完成对催化剂等物质的洗涤，同时吸收烟气中的二氧化硫，使烟气达到排放标准。脱硫完成后的达标烟气经过水汽去除后直接进行排放处理。它的工作原理来自于中和反应，首先，烟气中的二氧化硫和水发生反应生成亚硫酸，烟硫酸与氢氧化钠反应又生产亚硫酸钠，经过多次反应后生产的亚硫酸钠可以用作吸收剂再次利用，也可以经过水处理系统处理，达到相关排液的排放标准后可直接排放。EDV脱离技术有其局限性，即无法对亚硫酸盐、硫酸盐等含盐浓度高的污水进行处理，无法满足排放要求，且喷嘴容易磨损，维修难度较大，使用寿命一般只有2-3年，成本较高。

EP-Absorber 脱硫技术由二氧化硫吸收、静电除尘、烟囱构成，反应剂为氢氧化钠。烟气经过激冷喷淋，去除催化剂颗粒，同时能实现对三氧化硫悬浮粒子的冷内，饱和水蒸气和苛性溶液形成逆流段，逆流段可完成对二氧化硫气体的吸收，脱硫后的烟气通过静电除尘后符合排放标准，可以直接排放。该脱硫技术压损较小，多级洗涤吸收能够有效提高脱硫效率，同时成本也较低，不需要额外设置增压风机或其他压力控制设备。

文丘里洗涤脱硫技术由文丘里洗涤、净化处理两部分构成，烟气从入口管道进入文丘里洗涤器，去除烟气中的二氧化硫以及其他颗粒粉尘。具有压损较小、占地面积小等优点，但洗涤液流量具有不可调的特征，所以成本较高。

2.2 再生湿法烟气脱硫技术

再生湿法烟气脱硫技术主要以RASOC有机胺法脱硫除尘技术为主，吸收剂采用的是LAS，能够在去除烟气中的二氧化硫的同时去除粉尘，二氧化硫可进行再次利用，产生的二次污染较低。相较于不可再生法，RASOC有机胺法脱硫除尘技术拥有再生与热稳定盐去除两个系统，所以在投资成本及运行成本上都会更高。

2.3 脱硫技术的选择方案

综合分析上述几种非再生与再生湿法烟气脱硫技术，可以看出几种技术各有千秋，且都能有效满足企业对催化裂解装置的烟气脱硫要求。具体选择何种脱硫技术，需要根据企业的催化装置中烟气含量、实际经济情况等方面综合决定。首先，RASOC有机胺法脱硫除尘技术在工业上的运用率还不高，存在较大的风险，因此无特殊要求尽量避免选择RASOC 有机胺法脱硫除尘技术进行烟气脱硫；EDV脱硫技术在我国工业生产中的运用更加广泛，技术也更加成熟。但系统产生的压降也更高，对余热锅炉要求较高，因此投资成本运行成本更高，在污水排放上也尚有不足。对它的应用应充分结合企业自身经济实力来综合考虑；文丘里洗涤脱硫技术投资成本运行成本也非常高，同样需要考虑企业的实际经济情况；EP-Absorber脱硫技术具有装置排期总压地、余热锅炉改造需求小、对其他装置影响小、脱硫率高等优点。如果企业的催化裂化装置余热锅炉压力较低，对其他设施影响地、投资力不足，可优先选择EP-Absorber 脱硫技术。但综合比较，EDV 脱硫技术要明显优于EP-Absorber脱硫技术，如果投资能力等各方面都符合要求，应尽量选择EDV脱硫技术。