煉油廠催化裂化煙氣超凈排放新技術(shù)的工程應(yīng)用

　　摘要：煉化工業(yè)已建成的催化裂化煙氣凈化設(shè)施，普遍采用國外EDV、WGS等濕法洗滌技術(shù)，存在建設(shè)投資高、運(yùn)行能耗高、設(shè)備磨損堵塞維修工作量大、大量廢渣產(chǎn)生等問題。中國化工集團(tuán)青島安邦石化有限公司催化裂化再生煙氣和酸性氣體焚燒尾氣采用高效袋式干法除塵和鈉堿法脫硫的煙氣凈化技術(shù)，以干法除塵替代濕法洗滌除塵。工業(yè)應(yīng)用表明，煙氣除塵脫硫設(shè)施投運(yùn)后，對所處理酸性氣體焚燒煙氣波動(dòng)等引起的工況波動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)，煙氣達(dá)標(biāo)排放，顆粒物和SO2排放指標(biāo)可達(dá)到超凈排放要求，對再生器、煙機(jī)等上游設(shè)備無負(fù)面影響，運(yùn)行能耗低，設(shè)備磨損堵塞等維修工作量小，無廢渣，無煙囪雨。

　　中國化工集團(tuán)青島安邦煉化有限公司重油催化裂化裝置設(shè)計(jì)公稱能力為50×104T/a，裝置包括反應(yīng)-再生部分、主風(fēng)機(jī)-煙機(jī)部分、分餾部分、汽輪機(jī)-氣壓機(jī)部分、吸收穩(wěn)定部分、產(chǎn)品精制部分，內(nèi)、外取熱產(chǎn)汽系統(tǒng)、CO焚燒爐、酸性氣體焚燒爐、余熱鍋爐和減溫減壓等，裝置原料為M100混合蠟油、M100燃料油，對M100原料的不確定性有較好的適應(yīng)能力。為了減少催化裂化再生煙氣和酸性氣體焚燒爐尾氣污染物排放，2016年建成煙氣除塵脫硫設(shè)施并投運(yùn)。該煙氣除塵脫硫設(shè)施由中鋼集團(tuán)天澄環(huán)?？萍脊煞萦邢薰驹O(shè)計(jì)、建設(shè)，采用干法袋式除塵技術(shù)與鈉堿法脫硫相結(jié)合的專利技術(shù)，設(shè)計(jì)指標(biāo)為顆粒物和SO2的排放濃度分別小于20mg/Nm3和50mg/Nm3，投運(yùn)6個(gè)月以來，在設(shè)計(jì)工況下，顆粒物排放濃度小于5mg/Nm3，SO2排放濃度可小于20mg/Nm3，高效袋式除塵器收集的催化劑運(yùn)至廢催化劑罐，脫硫廢水經(jīng)氧化池強(qiáng)制氧化控制化學(xué)需氧量指標(biāo)低于60mg/L，排入廠區(qū)綜合污水處理站,無煙囪雨及大白煙現(xiàn)象。

　　1、煙氣除塵脫硫設(shè)施概況

　　1.1煙氣原始參數(shù)請見下表

　　1.2工藝流程

　　煙氣除塵脫硫設(shè)施采用高效袋式干法凈化+氫氧化鈉濕法脫硫工藝，設(shè)計(jì)主工藝流程為：余熱鍋爐→煙水換熱器→高效袋式除塵器→升壓風(fēng)機(jī)→煙氣換熱器→脫硫吸收塔→煙氣換熱器→煙囪。

　　1.3操作條件

　　煙氣除塵脫硫設(shè)施主要操作條件請見下表：

　　2、煙氣除塵脫硫設(shè)施運(yùn)行情況

　　煙氣除塵脫硫設(shè)施投運(yùn)6個(gè)月以來，酸性氣體焚燒尾氣進(jìn)行過多次切出切入操作，除塵脫硫裝置運(yùn)行穩(wěn)定，操作彈性大，操控性能表現(xiàn)好，經(jīng)處理后的煙氣達(dá)標(biāo)排放。2016年11月份對煙氣除塵脫硫設(shè)施進(jìn)行了標(biāo)定，相關(guān)指標(biāo)請見下表。

　　煙氣除塵脫硫設(shè)施主要標(biāo)定指標(biāo)

　　對比中石化蘭州煉油廠120萬噸/年催化裂化裝置EDV煙氣凈化設(shè)施的去除效果典型數(shù)據(jù)，EDV濕法洗滌顆粒物去除率75.32%，排放濃度均值37.35mg/m3，可見此次干法除塵替代濕法洗滌除塵是成功的。

　　3、催化裂化裝置操作壓力變化

　　煙氣除塵脫硫設(shè)施投運(yùn)前，煙機(jī)出口煙氣進(jìn)入CO焚燒爐，經(jīng)余熱鍋爐進(jìn)入80m煙囪排入大氣，煙囪底部負(fù)壓約0.3KPa。

　　煙氣除塵脫硫設(shè)施投運(yùn)后，整體運(yùn)行阻力約2.5KPa，通過高效除塵器后設(shè)置的升壓風(fēng)機(jī)克服該阻力。煙機(jī)運(yùn)行參數(shù)在煙氣除塵脫硫設(shè)施投運(yùn)前后幾乎無變化，電流穩(wěn)定在115mA，CO焚燒爐爐膛壓力由2.2-2.3KPa降低至1.5KPa。可見，煙氣除塵脫硫設(shè)施未造成煙機(jī)效率降低或憋壓。

　　與目前催化裂化煙氣凈化最普遍采用的EDV法技術(shù)對比，EDV法運(yùn)行阻力較高，對煙機(jī)效率有負(fù)面影響。

　　4、存在的問題及分析

　　4.1循環(huán)漿液中的Cl-

　　除塵脫硫設(shè)施剛投運(yùn)時(shí)，吸收塔循環(huán)漿液中Cl-偏高，超過1000mg/L且存在較大波動(dòng)，存在對不銹鋼塔體腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)。Cl-主要來自工藝水、催化再生煙氣、酸性氣體焚燒尾氣和NaOH堿液，經(jīng)分析及用排除方法，調(diào)整NaOH堿液來源后，Cl-維持在400mg/L左右，滿足Cl-低于750mg/L的設(shè)計(jì)要求。

　　4.2設(shè)備磨損、堵塞問題

　　設(shè)備磨損和堵塞是催化裂化煙氣凈化設(shè)施的常見問題，主要原因是催化劑粒徑?。?-5um約占75%），硬度大，煙氣中攜帶的催化劑顆粒進(jìn)入脫硫系統(tǒng)后引起的泵、噴嘴、閥、儀表、管道等磨損和堵塞。本項(xiàng)目由于在煙氣脫硫之前進(jìn)行了干法高效除塵，煙氣進(jìn)入脫硫系統(tǒng)時(shí)顆粒物濃度已小于5mg/m3，從而大大降低了對脫硫系統(tǒng)設(shè)備的磨損以及堵塞故障，后續(xù)也不產(chǎn)生廢渣。

　　4.3余熱鍋爐故障時(shí)高溫問題

　　本項(xiàng)目高效袋式除塵器選用了耐溫250℃的PM2.5專用濾料，CO焚燒爐或余熱鍋爐故障時(shí)，煙氣溫度可能超過250℃，為了確保事故狀態(tài)下除塵設(shè)備安全，除塵脫硫裝置設(shè)置了旁路，當(dāng)煙氣溫度過高時(shí)，煙氣自動(dòng)切入旁路。為保障旁路閥門能夠可靠投運(yùn)，運(yùn)行車間定期對旁路閥進(jìn)行操作。

　　5、結(jié)論

　　第一，煙氣除塵脫硫設(shè)施投運(yùn)后，煙氣顆粒物和SO2排放可以達(dá)到小于5mg/Nm3(包括余熱鍋爐吹灰階段)和20mg/Nm3，滿足國家及地方環(huán)保排放要求，無煙囪雨或大白煙現(xiàn)象。

　　第二，干法高效袋式除塵替代濕法洗滌除塵技術(shù)上可行，顆粒物去除效果更好，也可以減少后續(xù)脫硫系統(tǒng)設(shè)備磨損和堵塞故障，不產(chǎn)生污泥或廢渣。

　　第三，該除塵脫硫設(shè)施運(yùn)行阻力低，不會(huì)造成煙機(jī)效率下降或憋壓，運(yùn)行能耗相對較低。