炼化企业催化裂化装置废气脱硫脱硝工艺技术分析

谷红锐 东营市海科瑞林化工有限公司 赵春晖 中国石化催化剂有限公司华北销售中心

炼化企业催化裂化装置在运行中会产生诸如氮氧化物与硫化物的废气，其中硫化物混合水会出现酸雨威胁人们的生存环境，而颗粒物与氮氧化物的排放则是对空气造成污染使得PM2.5超标，对人头心肺功能造成伤害。基于此很多企业开始相应国家的环保号召，开始探索催化裂化装置废气脱硫脱硝工艺技术并将其以合理的形式融入到企业对应的工作中，减少各种硫化物与硝化物的排放，减少对周边民众的健康影响。

一、催化裂化装置废气脱硫脱硝相关论述

脱硫脱硝装置本身含有174000Nm3/h 规模的烟气脱硝设施以及烟气除尘脱硫设施，还包括进行2#催化裂化装置处理的余热锅炉烟气排放配套设施，该装置主要包括四个单元：脱硫废水处理系统、烟气洗涤吸收系统以及余热锅炉改造系统等。催化烟气在完成余热回收以及洗涤除尘脱硫后，粉尘含量以及二氧化硫含量均能达到国家相关的标准，然后借助综合塔顶烟囱向大气排放。

烟气中含有的二氧化硫以及粉尘经过洗涤会被脱出，废水在经过对应的处理单元完成过滤以及氧化处理后满足相关的指标排放要求：SS控制在70mg/L之内，COD控制在50mg/L 之内，在输送到排液池之后，经过排液泵超外部输送。炼化企业配备的烟气除尘脱硫设施可满足其产生的烟气量变化区间：40%-120%，维持催化裂化装置废气脱硫脱硝系统本身的稳定性，然后在2#催化裂化装置除尘脱硫单元界位置进行碱液的存放。其中有三成的碱液通过两台碱液输送泵输送向综合塔[1]。

脱硫设备设施在工作时需消防水以及生活水，其中工业水借助催化裂化装置本身的水管网向各个用水点输送，比如冲洗输送管道用水、全部浆液输送设备、综合塔消泡器冲洗用水。在烟气脱硫设施进行过程中除尘脱硫是核心工作，需浆液循环泵、湿式静电除尘器、消泡器、逆喷段等设备实施的应用。

二、炼化企业催化裂化装置废气脱硫脱硝工艺实施注意事项

实施催化裂化装置废气脱硫脱硝工艺注意事项，可按照以下三个部分阐述：

气体吸收过程涉及的因素较多，是较为复杂的过程，在由气相传递到液相的过程中，需通过专业的仪器设备对其湿度以及温度进行全过程的控制，使得其保持绝对的平衡状态，特别是烟气与氨气接触过程中，需使得两者一直维持在平衡状态；因脱硫过程分为多个步骤，异常复杂，以此在整体的吸收流程中，吸收二氧化硫时需注重水分子与氨分子之间的比重，应使其处于合理状态，然后再将其进行有机几何，以此来有效吸收脱硫，脱去其中含有的大部分CO；除尘是烟气脱硫进程中的人必要措施，其步骤一般需按以下过程进行：首先在文氏管反应物中高速通过对应的粉尘并使其处于高速运转状态，在较大的离心率作用下会出现一定的波动，需注意的是，在运行时应控制好水雾范围，最后即是根据脱硫的具体需求来利用好高效磁化器以提升本身的效率以及粉尘颗粒的效率[2]。

三、炼化企业催化裂化装置废气脱硫脱硝工艺技术

炼化企业现阶段应用在催化裂化装置废气处理方面的脱硫脱硝工艺技术可从多方面进行论述，在此不能完全涵盖，从以下数个方面进行举例分析：

（一）氯酸氧化法以处理催化裂化装置中的废气

燃煤烟气催化裂化装置废气在采用一体化工艺技术处理时，氯酸氧化法被视为一种先进的、高效的、新型的液相脱硫脱硝技术使用，其工作原理为：运用一定的方式将燃煤烟气输送到氧化吸收塔，使得燃煤烟气中的一氧化氮以及二氧化硫等被氯酸作用，进而氧化成硝酸、硫酸、氯化氢等物质，其后对应的管理人员会将一定量的硫化钠与氧化氢钠吸收剂加入碱式吸收塔中并吸收塔中的酸性气体。氯酸氧化法本身的优势在于脱硝脱硫率高、环境要求不高、适应性强等，可满足炼化企业催化裂化装置废气处理的各方面要求。但是需要注意的是，氯酸氧化法应用是通过氯酸物质实现的，其有着较强的腐蚀性，因此要极为小心保证自身的安全，这就使得在应用该种方式处理废气时购置较为专业的设备与器材，这会增加炼化企业的废气处理成本[3]。

（二）湿法以处理催化裂化装置中的废气

以湿法为基础才可进行对应的氧化还原方式以实现对废气的处理，构建对应的洗涤体系，在催化裂化装置中去除烟气的NOx与SO2废气，在通过该工艺进行废气的处理时主要会应用到以下两项技术：碱性吸收的塔以及氧化吸收的塔，处理掉NOx与SO2废气的同时，清除掉废气中的金属元素，比如Se、Cr、Cd、As等，其中Se还有一定的污染性，因此仅仅是在酸性物质作用下，可通过双氧水将NOx与SO2废气借助化学反应，其后将氧气实施还原反应转变为硫酸以及硝酸。

在使用综合吸收时，氧化剂应用最多的是钴或者铁，在适量的水中添加络合剂，络合其中的NO，二者在融合后形成络合物。络合剂与NO综合在一起时，可对内部溶液中含有SO3-抑或者SO32-实施化学反应，最终使其产生一个相对完整体系的N-S化合物，并且这种络合剂能够重复循环利用。但该工艺在应用时需保证溶液内部的N-S化合物、硫酸盐、硝酸盐已经去除干净，且三价铁螯合物在完整一系列的化学反应后成为二价的螯合物，以此来循环利用吸收液，达到进一步处理废气的目的[4]。

（三）新型催化法烟气脱硫以处理催化裂化装置中的废气

在完成脱硝处理后烟气会被输送至余热回收器，将其温度降低降至150摄氏度，再通过调质管与增压机的作用将烟气输送至脱硫反应器催化层部位，以此来控制烟气中含有的二氧化硫，使其浓度控制在30mg/m3以内，最后再将这种干净的尾气经烟筒输送至大气中。需注意的是，在烟气输送至脱硫反应装置前应对温度、含氧量、水汽等进行调节，使其能够满足后续的处理要求，从而使得烟气达到脱硫反应的固定标准[5]。

（四）脉冲电晕等离子体除尘脱硫一体化废气处理技术以处理催化裂化装置中的废气

该技术通过高频脉冲电厂将O2与H2O转变为等离子态，形成羟基自由基与氧自由基，Hg、NOx、SO2被羟基自由基与氧自由基氧化反应成对应的酸以及NO2、SO3后被Ca（OH）2溶液吸收，以此来实现烟气净化。烟气中的水蒸气以及粉尘被脉冲放电作用，通过凝结形成更大的颗粒，较为容易进行冲洗，脱硝率达到55%，脱硫率达到90%。该中废气处理技术优点为进行脱硝与脱硫时较为简单易行，不需再单独处理另外的颗粒物，系统对其阻力相对较小。其缺点表现在：通过该种形式产生的含酸废水不能直接排放还需再次处理，且系统进行过程中需做好防腐处理，且烟气中有着较高的NOx含量时处理效率会不断降低，难以达到较好的脱硫脱硝效果，以此该种方式多用于NOx含量较小的烟气处理。

（五）催化烟气脱硫脱硝除尘新技术以处理催化裂化装置中的废气

双循环新型湍冲文丘里除尘脱硫技术是一种应用较多的循环烟气脱硫技术，其由湍冲组件与文丘里组件等组成，核心系统为双塔双循环烟气脱硫，主要用于烟气中的脱硫除尘；炼化企业催化烟气脱硫技术是当前阶段较为先进的一种脱硫技术，其选择性的完成对应的氧化还原反应，我中还原剂为氨气，将其输送到下游通道后，将其中存在的有毒气体还原为氨气与水，产生新的结晶；烟气除尘借助气固分离系统以及静电除尘技术的有机结合，使得烟气脱硫可达到一个新标准与新要求。一般形式下静电除尘要通过电极来生成高压电，然后借助电极催化来吸收细小微粒，打破传统形式的除尘技术以及保持脱硫的有效性与稳定性。

（六）非选择性催化还原（SNCR）技术以处理催化裂化装置中的废气

非选择性催化还原技术，即SNCR，其主要是通过选择性的减少反应喷射锅炉中的氮化物、尿素、NH3，在850摄氏度至1100摄氏度的高温条件下添加减压剂，在不应用催化剂的条件下，在烟气中形成氮化物，进而生成H20与N2。该方法与一般形式的氧化还原反应相比。在成本、运行成本等投资方面有所缩减，不再存在多余的转换速率，但是其较为明显的缺点即是脱硝效率不高，只有30%至50%。

四、结语

综述，探索炼化企业催化裂化装置废气脱硫脱硝工艺，实现各种废气脱硫脱硝工艺的合理应用，符合国家的环保要求，且能避免对周边民众的不好影响，利于企业社会效益的提升。因此需炼化企业对各项废气脱硫脱硝技术进行深入的探究，使其能够以经济、合理的方式来解决废气问题并实现其重复利用，这对于企业的经济利益以及长远发展来说有着重要的影响。