几种催化裂化烟气脱硫技术

几种催化裂化烟气脱硫技术

一、主要技术简介

目前催化裂化烟气污染物排放控制技术可分别为干法、湿法两大类，进一步又可分为采添加脱SOx、NOx助剂，催化原料预处理技术，增设烟气脱SOx、脱NOx设施三类。国外工业运行的催化裂化烟气脱SOx技术以湿法为主，吸收剂（洗涤液）有钠碱、氢氧化镁Mg(OH)2和海水等。湿法洗涤脱SOx设施一般由吸收（洗涤）单元和废液净化处理单元组成，前者是烟气脱硫技术的核心。应用较多的有诺顿公司的VSS技术，DuPont BELCO公司的EDV和LABSORBTM 技术、Hamon公司的WGS技术、Shell公司的CANSOLV技术等。

1.1 ExxonMobil公司WGS技术

1974年，当时在Exxon公司工作的John Cunic先生（先就职于美国诺顿公司）开发了第一套FCCU烟气洗涤技术，将喷射式文丘里管JEV应用到催化裂化烟气脱硫装置上。也就是现在由Hamon公司出售的WGS技术（ExxonMobil 授权Hamon工程公司进行WGS技术的出售及设计工作）。

优点：采用JEV(喷射式文丘里管)时压降低。

缺点：采用HEV(高性能文丘里管)时压降高。

1.2 DuPont BELCO公司的EDV技术

该技术于1994年完成第一套商业应用。EDV由急冷喷嘴、多层吸收喷嘴及滤清模块（滤清模块有多个文丘里组成）水珠分离器组成。上世纪90年代，诺顿公司主要给ExxonMobil公司升级维护WGS系统，ExxonMobil公司又不允许将其WGS洗涤技术推广到其他石化企业，造成90年代到2000年，DuPont BELCO 公司销售了多套EDV系统。

优点：业绩较多

缺点：系统在添加滤清模块的情况下压降会升高，可达4-7Kpa

1.3 CANSOLV公司的CANSOLV技术

CANSOLV公司1997年成立于加拿大，CANSOLV再生脱硫2002年开始第一套工业化商业运行。CANSOLV再生胺法脱硫系统有两部分组成洗涤-吸收和再生-净化，在炼油厂成功业绩全世界只有1套，它主要由以下几点

优点：可回收SO2

缺点：预洗涤部分运行强酸环境，再生部分需要消耗大量的蒸汽；吸收剂每年需要补充5%-10%，受到吸收剂厂家的制约。收回的SO2需要改造硫磺装置。

1.4 Norton工程公司的VSS技术

Norton公司成立于1993年，世界第一套催化烟气脱硫装置（WGS技术）的发明者John Cunic先生同时来到诺顿公司，自1993年至今ExxonMobil的催化烟气脱硫装置的维护、扩建、新建以及ExxonMobil授权BP等公司使用的WGS均由诺顿公司完成设计和设备提供。

优点：诺顿公司是一家石化工程公司，对石化装置非常了解。提供的VSS 洗涤系统可以根据装置的烟气量设计出最合理的压降、能耗的脱硫系统。

缺点：国内业绩较少，目前只有几套装置运行。

二、工艺介绍

2.1诺顿工程公司（Norton Engineering）VSS技术

美国诺顿工程公司是埃克森美孚，康菲石油，壳牌，BP，墨西哥石油公司等世界一流石化企业的技术供应商。2001年，诺顿公司开发完成自有的催化裂化装置烟气洗涤技术—VSS湿法洗涤工艺。该工艺主要包括两部分：文丘里洗涤部分和净化处理部分。使用碱性溶液作为吸收剂（洗涤液），洗涤流程简图如下：

CLEAN GAS

SLURRY

PUMP

文丘里洗涤部分流程图

废液净化处理部分流程图

文丘里洗涤部分由进气管道、文丘里管、联接弯头、分离塔、烟囱等组成。烟气从进气管道出来之后，首先进入文丘里管，在这里烟气和液体进行激烈接触，进而除去粉尘、硫氧化物以及烟气中其它可溶于水的杂质。用于催化裂化烟气脱硫的文丘里管有两种，即高能文丘里管HEV 和喷射式文丘里管JEV 。烟气再经联接弯头进入分离塔，联接弯头的作用是将经过洗涤之后的干净烟气和洗涤液输送至下游的分离塔。

分离塔是一个包含简单内件（除雾格栅和升气管）的开放型容器，主要作用是将干净气体从含有污染物的洗涤液中分离出来。另外，还具有储存循环洗涤液的作用，洗涤液的液位通过对补充水的水量进行控制。在催化裂化系统发生运行波动的时候（如大量跑催化剂），储存在分离塔中所储存的大量洗涤液可以保证整个洗涤系统中的循环液仍处于流体状态。

为节省空间，烟囱直接安装在分离桶的上方。为了进一步提高可靠性，根据洗涤液的氯化物含量，烟囱由不锈钢或碳钢复合不锈钢制造。

排出的洗涤液进入净化处理部分。首先在氧化罐进行曝气氧化处理，以降低废液的COD 含量；之后在澄清池中沉降，将其中催化剂颗粒沉淀，含有一定量液体的催化剂沉淀物经过滤脱水，以固体物（催化剂）运出厂外处理；最后通过冷却结晶装置将Na2SO4或者Na2SO3盐结晶出来，不但解决了高盐废水的排放问题，还可以产生副产品获得收益。

诺顿工程公司的VSS 技术以压降低和使用寿命长著称

2.2贝尔格公司（Belco ）EDV 技术

EDV

湿法洗涤技术由美国贝尔格技术公司开发，包括烟气洗涤系统和排液

AIR

BLOWER

处理系统两部分。

该技术采用模块化组合，其吸收系统包括激冷和吸收模块、滤清模块、水珠分离器等几个部分，这几部分均设置在一座塔内。烟气进入洗涤塔后，在激冷区达到降温饱和，并除去气体中较大的颗粒；在吸收区，随后与专用喷嘴喷出的吸收液逆向接触，脱去SO2。微细颗粒和微细水珠在喷嘴上方的滤清元件中被清除，净化的烟气进入液滴分离器进行气液分离。分离液滴后的清洁气体通过上部的烟囱排入大气，吸收剂溶液循环使用，为防止催化剂积累，装置运行中将排出部分洗涤液进入排出液处理系统。

EDV湿法烟气洗涤系统的工艺采用分层式的烟气净化处理程序，具有广泛的使用业绩。

2.3 ExxonMobil公司WGS技术（哈曼公司）

该工艺主要包括两部分：湿法气体洗涤装置（WGSR）和净化处理装置（PTU）。使用碱性溶液作为吸收剂（洗涤液）。烟气首先进入WGSR，并在其中脱除颗粒和SOx。WGSR主要包括一个文丘里管和分离塔。吸收剂与烟气同向进入文丘里管，吸收过程发生在文丘里管湍流部分，催化剂颗粒在咽喉段被捕捉，用缓冲溶液洗涤除去；SOx在咽喉段和扩径段被吸收，生成亚硫酸钠及硫酸钠。

气液混合物进入分离塔中，实现清洁气体与脏吸收剂液体分离。分离塔中的脱夹带设施具有高效、低堵塞、低压力降的特点，将气体夹带的吸收剂液体脱除。清洁气体通过分离器上部的烟囱排入大气。吸收剂溶液循环使用，为防止催化剂积累，装置运行中将排出部分洗涤液进入洗涤液处理装置。

1974年世界第一套催化烟气脱硫装置在Exxon炼油厂，之后一段时间只在该技术的原有拥有者的Exxon炼油厂内建成几套，其中仅1990年代投产的就有

7套。但是目前埃克森美孚，康菲石油，壳牌，BP，墨西哥石油公司等炼油厂均有多套烟气脱硫装置在运行。1993年-2002年WGS的技术由诺顿公司完成全部的设计、升级、维护改扩建。2003-2005年由诺顿公司帮助Exxon公司培训Hamon 公司。Exxon公司现把WGS技术授权由Hamon公司做PDP，Hamon公司的湿气洗涤工艺（WGS）如图所示。