一種凈化催化煙氣的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種凈化催化煙氣的裝置，包括煙氣脫硝單元、煙氣脫硫除塵單元和廢水處理單元，所述煙氣脫硝單元主要由余熱鍋爐、省煤器、氨水噴射器和脫硝反應器組成；所述煙氣脫硫除塵單元主要由脫硫除塵塔、噴頭和煙囪組成；所述的廢水處理系統主要有污水收集罐、多效蒸發結晶器、離心機和冷凝水回收罐組成。本實用新型結構合理，處理能力大，系統結構布局緊湊，能節約水源，并能降低Nox、SO2和粉塵的排放量，能實現規定標準排放。
【專利說明】
一種凈化催化煙氣的裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及石化行業中催化煙氣凈化技術領域，具體涉及一種凈化催化煙氣的裝置。
【背景技術】
[0002]目前，按《石油煉制工業污染物排放標準》中催化裂化裝置SO2最高允許排放濃度限值為400mg/Nm3，重點地區濃度限值為200mg/Nm3、允許煙塵排放濃度限值為50mg/Nm3、N0x最高允許排放濃度限值為200mg/ Nm3。目前100萬噸/年催化裂化裝置余熱鍋爐外排煙氣二氧化硫濃度達2500mg/ Nm3(干基)；S03濃度達到IlOmg/ Nm3(干基)；氮氧化物濃度884mg/Nm3左右(干基)；粉塵濃度500mg/Nm3(干基)，最大值為1000mg/Nm3(干基)左右，明顯超出執行要求。而且隨著加工高硫原油比例的增加，原油劣質化日趨嚴重，催化裝置SO2及NOx排放濃度及排放量還將呈上升趨勢，污染物排放總量控制任務越發艱巨。氮氧化物排放的快速增長加劇了區域酸雨的惡化趨勢，部分抵消了我國在二氧化硫減排方面所付出的巨大努力。鑒于氮氧化物對大氣環境的不利影響以及目前氮氧化物排放控制的嚴峻形勢，煙氣脫硝是非常必要的。現在催化裂化裝置余熱鍋爐外排煙氣經過現有的處理方法，并不能達到國家規定的外排標準，現在還沒有專門用于脫硝脫硫及廢水處理回用的一整套設備。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的就是針對現有技術存在的缺陷，提供一種結構合理，處理能力大，系統結構布局緊湊，能節約水源，并能降低Nox、S02和粉塵的排放量，能實現規定標準排放的凈化催化煙氣的裝置。
[0004]其技術方案是:一種凈化催化煙氣的裝置，包括煙氣脫硝單元、煙氣脫硫除塵單元和廢水處理單元，所述煙氣脫硝單元主要由余熱鍋爐、省煤器、氨水噴射器和脫硝反應器組成，所述余熱鍋爐的煙氣出口通過管道與脫硝反應器的煙氣入口連接，所述脫硝反應器設置在余熱鍋爐的出口與省煤器入口之間的管線上，所述脫硝反應器的煙氣入口管線上還連接有氨水噴射器；
[0005]所述煙氣脫硫除塵單元主要由脫硫除塵塔、噴頭和煙囪組成，所述脫硫除塵塔的入口通過管道與省煤器的出口連接，所述煙筒設置在脫硫除塵塔的頂部，所述脫硫除塵塔的塔底循環漿液出口通過塔底循環漿液管線與循環栗入口連接，所述循環栗出口通過管道與噴頭連接，所述噴頭設置在脫硫除塵塔的內腔上部，所述脫硫除塵塔的底部還連接有用于使排出廢液COD更低的氧化噴射系統；
[0006]所述的廢水處理系統主要有污水收集罐、多效蒸發結晶器、離心機和冷凝水回收罐組成，所述污水收集罐的入口通過管道與脫硫除塵塔的出口連接，所述污水收集罐的出口端通過多效蒸發結晶器與離心機連接，所述離心機的冷凝水出口端與冷凝水回收罐連接，所述冷凝水回收罐的出口通過栗與脫硫除塵塔的入口連接，所述離心機的污泥出口端與外部過濾裝置連接。
[0007]所述氧化噴射系統包括通過管線依次連接的噴射栗和噴射器，所述噴射栗的進口端通過管線連接脫硫除塵塔，所述噴射器的出口端設有動力噴嘴并通過管線連接脫硫除塵塔，所述噴射器上連接空氣入口管線以及閥門。
[0008]所述脫硫除塵塔的煙氣入口處設有噴嘴組，所述噴嘴組與事故水系統連接。
[0009]所述脫硫除塵塔上連接堿液管線以及堿液控制閥。
[0010]所述塔底循環漿液管線上設有PH值在線分析儀，且其能夠與堿液控制閥聯動控制調節堿液的PH值。
[0011 ] 所述空氣入口管線上設有閘閥和止回閥。
[0012]所述氨水噴射器設置在脫硝反應器的煙氣入口管線上，所述氨水噴射器通過管道與氨水儲罐連接。
[0013]所述余熱鍋爐與脫硝反應器之間的煙氣入口管線上連接有空氣壓縮機。
[0014]本實用新型與現有技術相比較，具有以下優點:結構合理，通過設置煙氣脫硝單元、煙氣脫硫除塵單元和廢水處理單元，能同時對煙氣和水的外排進行凈化處理，能增大處理能力，系統結構布局緊湊，節省占地面積，而且不需要設置增壓風機或者壓力控制系統，節約水源，能有效降低Nox、S02和粉塵的排放量，能實現規定標準排放。
【附圖說明】
[0015]下面是結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0016]圖1是本實用新型的結構原理圖；
[0017]圖2是脫硫除塵塔的結構示意圖；
[0018]圖中:1.余熱鍋爐;2.省煤器;3.氨水噴射器;4.脫硝反應器;5.煙氣入口管線;6.空氣壓縮機;7.氨水儲罐;8.脫硫除塵塔;9.噴頭；10.煙囪；11.塔底循環漿液管線；12.循環栗；13.堿液管線；14.堿液控制閥；15.PH值在線分析儀；16.噴射栗；17.噴射器；18.動力噴嘴；19.空氣入口管線;20.閘閥；21.止回閥；22.污水收集罐;23.多效蒸發結晶器;24.離心機;25.冷凝水回收罐;26.噴嘴組。
【具體實施方式】
[0019]參照圖1，一種凈化催化煙氣的裝置，包括煙氣脫硝單元、煙氣脫硫除塵單元和廢水處理單元。
[0020]其中，煙氣脫硝單元主要由余熱鍋爐1、省煤器2、氨水噴射器3和脫硝反應器4組成，余熱鍋爐I的煙氣出口通過管道與脫硝反應器4的煙氣入口連接，在余熱鍋爐I與脫硝反應器4之間的煙氣入口管線5上連接有空氣壓縮機6。脫硝反應器4設置在余熱鍋爐I與省煤器2之間，脫硝反應器4的煙氣入口管線5上還連接有氨水噴射器3，氨水噴射器3通過管道與氨水儲罐7連接。
[0021 ]余熱鍋爐I內的煙氣在進入脫硝反應器4之前，通過氨水噴射器3對煙氣入口管線5內噴射氨水，與氨充分混合后，充分混合后的氨和煙氣進入脫硝反應器4在催化劑的作用下發生反應，在催化劑的作用下，還原劑(25%氨水)與煙氣中的氮氧化物反應生成無害的氮和水，從而去除煙氣中的NOx。脫硝反應器4安裝在余熱鍋爐I蒸發段與省煤器2之間，因為此區間的煙溫剛好適合脫硝反應器4的脫硝還原反應，氨噴射于余熱鍋爐I蒸發段與脫硝反應器4之間煙氣入口管線5上的適當位置，使其煙氣混合后在反應器內與NOx反應。
[0022]參照圖2，煙氣脫硫除塵單元主要由脫硫除塵塔8、噴頭9和煙囪10組成。脫硫除塵塔8通過管道與省煤器2連接，通過省煤器2能提高煙氣溫度。煙筒10設置在脫硫除塵塔8的頂部，脫硫除塵塔8的塔底循環漿液出口通過塔底循環漿液管線11與循環栗12入口連接，循環栗12出口通過管道與噴頭9連接，噴頭9設置在脫硫除塵塔8的內腔上部，硫除塵塔8上連接堿液管線13以及堿液控制閥14。在塔底循環漿液管線11上設有PH值在線分析儀15，且其能夠與堿液控制閥14聯動控制調節堿液的PH值。
[0023]脫硫除塵時，脫硫除塵塔8塔底的循環漿液通過管線流出后，通過循環栗12重新返回脫硫除塵塔8的噴頭9進行噴淋。通過PH值在線分析儀15，并聯動控制堿液控制閥14的流量來調節循環液的PH值維持在6.5?8。經過噴淋吸收，煙氣中的二氧化硫和顆粒物(粉塵)脫除。
[0024]省煤器2出口的催化煙氣通過管線進入脫硫除塵塔8，在塔體內設置噴頭9對煙氣中的二氧化硫、顆粒物(粉塵)等雜質進行噴淋吸收。
[0025]脫硫除塵塔8的底部還連接有用于使排出廢液COD更低的氧化噴射系統。氧化噴射系統包括通過管線依次連接的噴射栗16和噴射器17，噴射栗16的進口端通過管線連接脫硫除塵塔8，噴射器16的出口端設有動力噴嘴18并通過管線連接脫硫除塵塔8，在噴射器17上連接空氣入口管線19以及閥門。在空氣入口管線19上設有閘閥20和止回閥21。空氣是由空氣入口管線19，經過閘閥20(或者截止閥)、止回閥21進入噴射器17。
[0026]噴射器16為氧化空氣噴射器，為使排出廢液COD更低，從脫硫除塵塔8底部抽取的液體被噴射栗16輸送噴射器17及動力噴嘴18，通過動力噴嘴18噴射后，液體變成液滴，隨后與噴射空氣充分混合，使溶解在循環液中的亞硫酸鹽與空氣發生氧化反應。在空氣噴射器之后，含有非常細微分散氣泡的循環液回流至脫硫除塵塔8內，在這些氣泡上升至池面的過程中，殘余的氧進一步與循環液發生氧化反應。該空氣氧化處理工藝的壓損小，不需要設置增壓風機或者壓力控制系統。
[0027]在脫硫除塵塔8的煙氣入口處設有噴嘴組26，噴嘴組26與事故水系統連接。噴嘴組26連接事故水系統，以便在循環栗12失效時(如失電情況下)仍能對煙氣進行激冷。高強度氣/液接觸提供了高的液體/氣體比率及充分的滯留時間，確保了顆粒物和硫化物的有效脫除。
[0028]所述的廢水處理系統主要有污水收集罐22、多效蒸發結晶器23、離心機24和冷凝水回收罐25組成。污水收集罐22的入口通過管道與脫硫除塵塔8的出口連接，污水收集罐22的出口端通過多效蒸發結晶器23與離心機24連接，離心機24的冷凝水出口端與冷凝水回收罐25連接，冷凝水回收罐25的出口通過栗與脫硫除塵塔8的入口連接，離心機24的污泥出口端與外部過濾裝置連接。由脫硝單元和脫硫除塵單元的廢水進入污水收集罐22，脫硫除塵后的廢水經廢水輸送栗進入污水收集罐22，顆粒物在澄清池內經沉降分離，再通過多效蒸發結晶器23，蒸發污水中的鹽分，通過離心機24后，冷凝水進入冷凝水回收罐25，并通過栗進入脫硫除塵塔8中回用。池底部增稠后的濃漿排入過濾器或在壓濾機中脫水，經過進一步濃縮脫水后，廢水外排到界區外的廠區污水處理區，產生的含固量泥餅則用汽車運出廠外處理。因廢水的化學需氧量(COD)在脫硫除塵塔8中通過處理已達標，所以廢水處理系統中不需另設氧化系統。
[0029]具體工作過程如下:
[0030]脫硝:煙氣自余熱鍋爐鍋爐I進入脫硝反應器4。煙氣進脫硝溫度為320?360°C，此溫度為最佳的反應溫度。溫度低于300°C將會形成亞硫酸氨及亞硫酸氫氨，導致催化劑結垢。溫度高于400將會導致催化劑失活。還原劑25%的氨水通過氨水栗將氨水從氨水儲罐7進入氨水噴射器3。氨水經過氨水噴射器3霧化進入煙道，在經過靜態混合器與煙氣充分混合。充分混合后的氨和煙氣進入脫硝反應器4在催化劑的作用下發生反應，去除Nox。
[0031]脫硫除塵:煙氣經過脫硝反應器4和低溫省煤器2進入脫硫除塵塔8。脫硫除塵塔8塔底的循環漿液通過管線流出后，通過循環栗12重新返回脫硫除塵塔8的噴頭9進行噴淋。通過PH值在線分析儀15，并聯動控制堿液控制閥14的流量來調節循環液的PH值維持在6.5?8。經過噴淋吸收，煙氣中的二氧化硫和顆粒物(粉塵)脫除。具體為:在脫硫除塵塔8的入口設置有激冷系統，激冷采用塔底的循環液，煙氣通過激冷降溫到60°C?70°C。激冷系統設置有煙氣溫度控制聯鎖，當激冷煙氣溫度高于90°C時，應急用水(采用新鮮水)將用于激冷。激冷后的煙氣進入SO2吸收系統。在塔體內設置有四層噴頭對SO2進行噴淋吸收。吸收液采用塔底的循環液。經過噴淋吸收，煙氣中SO2和部分粉塵脫除。除塵后的煙氣，經過除霧器，進入煙囪10，排入大氣。
[0032]塔底漿液經噴射栗16(兩開一備)輸送至氧化空氣噴射器17與空氣充分接觸混合后返回到塔內，使漿液⑶D<0.05g/l。塔底外排廢水經過廢水栗(一開一備)輸送至廢水處理單元。
[0033]廢水處理:脫硫除塵后的廢水經廢水輸送栗進入污水收集罐22，顆粒物在澄清池內經沉降分離，再通過多效蒸發結晶器23，蒸發污水中的鹽分，通過離心機24后，冷凝水進入冷凝水回收罐25，并通過栗進入脫硫除塵塔8中回用。池底部增稠后的濃漿排入過濾器或在壓濾機中脫水，經過進一步濃縮脫水后，廢水外排到界區外的廠區污水處理區，產生的含固量泥餅則用汽車運出廠外處理。因廢水的化學需氧量(COD)在脫硫除塵塔中通過處理已達標，所以廢水處理系統中不需另設氧化系統。
[0034]本發明能夠對催化裂化產生的煙氣中的氮氧化物、硫化物、粉塵進行有效降低，處理能力大，系統結構布局緊湊，節省占地面積、不需要設置增壓風機或者壓力控制系統，工藝的壓損小，且節約水源，保證了裝置長時間的運行周期。經過處理后固廢、廢氣、廢水排放量的指標均達到國家要求的標準。
[0035]本實用新型并不限于上述的實施方式，在本領域技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下做出各種變化，變化后的內容仍屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種凈化催化煙氣的裝置，包括煙氣脫硝單元、煙氣脫硫除塵單元和廢水處理單元，其特征在于:所述煙氣脫硝單元主要由余熱鍋爐、省煤器、氨水噴射器和脫硝反應器組成，所述余熱鍋爐的煙氣出口通過管道與脫硝反應器的煙氣入口連接，所述脫硝反應器設置在余熱鍋爐的出口與省煤器入口之間的管線上，所述脫硝反應器的煙氣入口管線上還連接有氨水噴射器； 所述煙氣脫硫除塵單元主要由脫硫除塵塔、噴頭和煙囪組成，所述脫硫除塵塔的入口通過管道與省煤器的出口連接，所述煙筒設置在脫硫除塵塔的頂部，所述脫硫除塵塔的塔底循環漿液出口通過塔底循環漿液管線與循環栗入口連接，所述循環栗出口通過管道與噴頭連接，所述噴頭設置在脫硫除塵塔的內腔上部，所述脫硫除塵塔的底部還連接有用于使排出廢液COD更低的氧化噴射系統； 所述的廢水處理系統主要有污水收集罐、多效蒸發結晶器、離心機和冷凝水回收罐組成，所述污水收集罐的入口通過管道與脫硫除塵塔的出口連接，所述污水收集罐的出口端通過多效蒸發結晶器與離心機連接，所述離心機的冷凝水出口端與冷凝水回收罐連接，所述冷凝水回收罐的出口通過栗與脫硫除塵塔的入口連接，所述離心機的污泥出口端與外部過濾裝置連接。2.根據權利要求1所述的一種凈化催化煙氣的裝置，其特征在于:所述氧化噴射系統包括通過管線依次連接的噴射栗和噴射器，所述噴射栗的進口端通過管線連接脫硫除塵塔，所述噴射器的出口端設有動力噴嘴并通過管線連接脫硫除塵塔，所述噴射器上連接空氣入口管線以及閥門。3.根據權利要求2所述的一種凈化催化煙氣的裝置，其特征在于:所述脫硫除塵塔的煙氣入口處設有噴嘴組，所述噴嘴組與事故水系統連接。4.根據權利要求3所述的一種凈化催化煙氣的裝置，其特征在于:所述脫硫除塵塔上連接堿液管線以及堿液控制閥。5.根據權利要求4所述的一種凈化催化煙氣的裝置，其特征在于:所述塔底循環漿液管線上設有PH值在線分析儀，且其能夠與堿液控制閥聯動控制調節堿液的PH值。6.根據權利要求5所述的一種凈化催化煙氣的裝置，其特征在于:所述空氣入口管線上設有閘閥和止回閥。7.根據權利要求1所述的一種凈化催化煙氣的裝置，其特征在于:所述氨水噴射器設置在脫硝反應器的煙氣入口管線上，所述氨水噴射器通過管道與氨水儲罐連接。8.根據權利要求7所述的一種凈化催化煙氣的裝置，其特征在于:所述余熱鍋爐與脫硝反應器之間的煙氣入口管線上連接有空氣壓縮機。
【文檔編號】B01D53/75GK205659552SQ201620567580
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月13日
【發明人】王賢山, 李寧, 趙曉明, 楊金生, 馬世杰, 魏艷艷, 劉曉海, 任明軍
【申請人】正和集團股份有限公司