浅析催化裂化装置余热锅炉烟气脱硝的技术要点

行脱硝� 处理，使脱硝后烟气氮氧化物( N O ) 浓度 低于 100 m g/N m 3�
硝效率�SN C R 脱 硝技术具有一次性投资少�运 行成 本低 等特点 �
1 烟气脱硝系统工艺的选择
1.2 烟气脱硝工艺选择
对于催化 裂 化装 置 余热 锅 炉，由 于 不存 在
� 1.1 烟气脱硝技术简介［1］ 800 1 100 的 高 温 区 域， 因 此 不 适 合 采 用
返回余热 锅炉省 煤器 前�催 化剂 为蜂 窝式催 化
引自 余热 锅炉 蒸 发 段 的 锅 炉烟 气 ， 经烟 道 进 入 SC R 脱硝反应器; 来自脱硝剂制备单元氨气缓 冲罐的氨气进入 氨/空 气混合器，与 来自稀释风 机的空气按一定 比例混合，氨/空气 混合气体经 氨喷射系统自 SC R 脱硝反应器前部烟道喷入原烟
消耗品
压缩空气 ( 平均耗气量)
N m 3�h -1
30
吹灰蒸汽 ( 吹扫时用量)
kg�h -1
150
该项 目在液 氨 蒸发 器 出 口 氨 气 管线 和 氨 气 缓 冲罐 出口 氨气管 线 上 均 设 有安 全 阀 ， 起跳 压 力 设 定值均为 0. 5 M P a�因此氨气缓冲罐设计压力取
热水( 液氨蒸发用)
一般数据
总压损 N H 3/N O N O 脱除率 装置可用率
Pa
750
0. 908
%
85. 7
%
98
荐的设计压力为 2. 16 M P a�根据 �压力管道规范 工业 管 道 第 3 部 分: 设 计 和 计 算 � ( G B/T 20801. 3-2006) ，与设备相连的管道设计压力不应 低于 设备 设计压 力�
SC R 烟气脱 硝系统 包 括还 原剂 制备 单元 和
( 1) 选择性催化还原( SC R ) 脱硝技术
SC R 脱硝反应单元两部分，见图 1�
其原 理是 在一 定 温 度 和 催 化剂 作 用 下 ，还 原
� 剂有选择地把烟气中的 N O 还原为无毒无污染的
N 2
和
H 2 O ，工业应用的还原剂主要是氨，其次是
量水稀释，含氨废水送污水处理厂处理�设置消 反应器; 在 SC R 脱硝 反应 器中，氨与 烟气中 的
防水喷淋系统，一旦� 发生氨泄漏，立即启动喷淋 NO 在催化剂的作用下发生还原反应，生成 N 2 和
系统 对泄 漏的 氨进 行吸 收�
H 2 O ，净化后的烟气经 SC R 脱硝反应器后部烟道
2.2 C 脱硝反应单元
烟气脱硝技术是一种在燃料基本燃烧完毕后 SN C R 脱硝技术，只能选用 SC R 烟气脱硝技术�
� 通过还原剂把烟气中的 NO
还原成 N 2
和
H
O
2
的
一种 技术 ，通 用的 烟 气脱 硝 技 术 包 括 选 择性 催 化
2 烟气脱硝系统流程
还原 脱硝 技术 和选 择性 非催 化还 原脱硝 技术 �
氨�尿素) ，喷入炉膛温� 度为� 800 1 100 的区 设计工作，工程师�E -m ail: lian gl. nec@ inopec. com
2012 年第 28 卷第 4 期 � 梁 亮等 . 浅析催化裂化装置余热锅炉烟气脱硝的技术要点
53
有安全阀，安全阀起跳排放的氨送氨稀释罐用大 气中，并与原烟气均匀混合，然后进入 SC R 脱硝
表 1 脱硝系统主要性能指标一览表
( T SG R 0004-2009 ) ， 对 于 液 化 气 体 临 界 温 度
项目
指标
单位
指标
50 ，且无保冷设施的情况，规定温度下的工
� 烟气量( 设计值) N m 3�h -1 190 000 作压力 取 50 饱 和蒸 气压 力，液氨 临 界温 度 � � 入口烟气 温度 350 132. 25 ，50 饱和蒸气压力为 2. 032 M P a�因
剂，采用 "2 +1"方式布置，初始安装 2 层，预 留 1 层位置�为防止积灰，为每层催化剂设置蒸 汽吹 灰器 和声 波 吹灰 器 � 设置 氮 气 吹 扫 系 统， 在 脱硝 系统 启停时 对 管 道 中的 氨 进 行 置 换， 防 止 事 故发 生�
图 1 C 脱硝工艺流程
3 脱硝系统主要设计参数
由于催化裂化装置属于防爆区( 防爆等级: D BT 4) ，脱硝 系统所有 用电设备 电机均为 防爆 型� 而且 由于 氨属 于 腐 蚀 性 物 料， 对 铜 具有 较 强 的腐 蚀性 ，还 原剂 制备 系统 区域 内严 格禁铜 � 4.7 还原剂制备系统管道和设备设计压力的确定
4.7.1 液氨系统设计压力的确定
尿素 �
SC R 脱硝技术是目前世界上应用最多�最为
成熟 且有 效的 一 种烟 气 脱 硝 技 术� 该 技 术一 般 采
用 V 2 O 5 /T iO 2 催 化 剂，反 应 温 度 一 般 在 300
2.1 还原剂制备单元
来自 界区外 的 液氨 在 液 氨 蒸 发 器中 气 化 为 氨 气， 采用 热水加 热 ，氨 气 经 氨 气 缓 冲罐 缓 冲 后 送 反应区氨 /空气混合器�设置一台 氨稀释罐，处 理事 故工 况下系 统 排 放 的 氨� 液 氨 蒸发 器 液 氨 进 口� 氨气 出口 ，氨 气缓 冲 罐 氨 气 出 口管 线 上 均 设
420 之间，脱硝效率可达 90% ，催化剂使用寿
命一般为 3 年� ( 2) 选择性非催化还原( SNC R ) 脱硝技术
� SN C R 脱硝技术是把含有 H N 基的还原剂( 如
收稿日期: 2012 -05 -22� 作者 简介: 梁亮，男，2002 年毕 业于 西北 大学 环境 规划与管理专 业，工 学 学士， 现 从事 石 化环 保 工程
自然循环锅 炉�余热锅炉� 排放烟气量为 149 000 艺的 N O 脱除效率主要取决于反应温度�H N 3 与 N m 3 /h，产过热蒸汽� 64. 6 /h�为了满足 达标排 NO 的化学计量比�混合程度�反应时间等，通
放要求，设置烟气� 脱硝设施，对余热锅炉烟气进 常设计合理的 SN C R 工艺能达到 30% 70% 的脱
�h -1
出口污染物 浓度( 6% O 2 ，
标态，干基)
NO NH 3
m g�N m -3 m g�N m -3
0.6 100
2.5
由于该催化裂化装置余热 锅炉为微正压炉， 在确 定稀 释风 机 风压 时 ，应 充 分 考 虑 需 要克 服 的 烟气 压力 �风 管上 的 调 节 阀 压 损� 稀 释 风管 路 沿 程压 力损 失等 因素 �
脱硝系统主要性能指标见表 1�
4 催化裂化装置余热锅炉脱硝系统设计要点［2］
4.1 烟气引出位置 由于 SC R 脱硝反应温度区间在 300 420 ，
根据催化裂化装置 余热锅炉烟气温度分 布特点， 确定 烟气 引出 位置 为 余 热锅 炉 蒸 发 段 和省 煤 器 之 间，原烟气从余热锅炉蒸发段后引出，经 SC R 脱 硝系 统处 理后 ，返 回余 热锅 炉省 煤器 前� 4.2 喷氨系统设置位置
梁 亮，仝 明
( 中石化宁波工程有限公司，浙江 宁波 315103)
摘 要: 催化裂化装置余热锅炉是炼油企业继自备电厂锅炉之后的又一主要大气污染物排 放源 �其 排放 的氮 氧化 物� 二氧 化 硫 �粉 尘 等 大 气 污 染物 如 得 不 到 有 效处 理 ， 会 对环 境 造 成 不利 影响 �结 合某 石油 化工 企业 催 化裂 化 装 置 余 热 锅炉 烟 气 脱 硝 工 程 实例 ， 对 催 化裂 化 装 置 余热 锅炉 烟气 脱硝 的技 术要 点进行 了初 步分 析�
在整 个催化 剂 模 块 吊 装过 程 中 ， 充分 重 视 安 全防 护工 作， 吊装 前 进 一 步细 化 吊 装 方 案， 充 分 进行 交底 ，确 保安全 �
根据 �固定式压力容器安全技术监察规程 �
( 下转第 64 页)
� 64 石油化工安 全环保技术
2012 年第 28 卷第 4 期
4 解决对策
烟尘浓度
m g�N m -3
550
入口处污染物 浓度( 6% O 2 ， 标态，干基)
(
N 6%
O O
( 以 N O 2 计) 2，标态，干基)
m g�N m
-3
700
SO 2
m g�N m -3
900
此液氨储存设施工作压力应取 2. 032 M P a，液氨 储存 设施 的设计 压 力 不 应 低于 工 作 压 力， 参 考 国 家质量技术监督局颁布的 �压力容器安全技术监 察规程� ( 质技监局锅发［1999］154 号) ，液氨推
� 石油 化工安全环保技术
P E T RO C H E M IC A L SA FE T Y A N D E N V IR O NM E NT A L P R O T E C T IO N T E C H NO LO G Y
52
2012 年第 28 卷第 4 期
浅 析催 化 裂 化 装 置 余 热 锅 炉 烟 气 脱 硝 的 技 术 要 点
( 1) 在联合框架最高层向 外伸出电动葫芦导 轨， 设置 电动葫 芦 用于 催 化 剂 模 块 从地 面 到 各 安 装层 的起 吊， 最上 层催 化 剂 直 接 由 电动 葫 芦 吊 入
4.5 脱硝装置布置
框架 内， 再由手 动 葫芦 或 小 车 自 催 化剂 安 装 门 送
脱硝反应器框架与余热锅 炉框架联合设置� 为了 节约 占地 ，还 原 剂 制备 系 统 也 布 置 在联 合 框 架下 方， 整个 系统 布局 紧凑 ，占 地面 积小 � 4.6 用电设备防爆及防腐
4.4 稀释风流量及压力确定
根据 �火电厂烟气脱硝工程技术规范-选择性 催化还原法�( H J 562-2010) ，稀释风量应按设计 和校 核工 况中的 较 大 耗 氨 量， 稀 释 后混 合 气 体 中 氨气的体积浓度不高于 5% 进行设计�