FCCU_烟气脱硫塔设备技术进展

1、A d va n c e s i n F CC f l u e g a s d e s u l f u r i z a t i o n t o w e r t e c h n o l o g y 催化裂化烟气脱硫技术进展 2 内容提要 1、催化裂化装置的主要大气污染物 2、催化再生烟气的特点 3、催化再生烟气治理装置的基本要求 4、国家相关的排放标准 5、催化装置大气污染物排放控制技术 6、国内催化烟气脱硫应用情况 7、中国石油大学的相关研究 文氏棒喷淋塔 文氏棒液柱塔 8、结语及展望 3 1、催化装置及其大气污染物 Catalytic cracking unit：催化裂化是重质油在存在下，在

2、约 、下发生裂解，生成的过程。 催化裂化是现代炼油厂用来改质重质瓦斯油和渣油的核心技术，是炼厂获取 经济效益的重要手段。 4 1、催化装置及其大气污染物 因此，石油催化裂化装置在石油加工过程中，不但生产了汽、柴油等目 标产品，同时也制造了许多污染物，其中大气污染物主要有CO、S02、 NOx、C02以及催化剂粉尘等。 而且，掺渣越多，污染排放越多。重油催化装置的污染排放量显著高于掺渣越多，污染排放越多。重油催化装置的污染排放量显著高于 蜡油催化。蜡油催化。 这些有害气体主要来源于再生器烧焦时产生的再生烟气，另外一部分来 自加热炉的燃料燃烧烟气。 催化裂化原料油主要是重质馏分油和重油（常压渣油、

3、减压渣油）等； 催化裂化的产品主要为汽油、柴油及液化气等轻质产品； 原料油主要成分为碳、氢元素，但还含有硫、氮、氧等非烃元素和镍、 钒、铁、钙、钠等金属元素。 非烃元素和金属元素在生产过程中，一部分转移到产品、催化剂和工艺 废水中，一部分通过烟气和催化剂粉尘排放到大气环境中。 2、催化再生烟气的特点 再生烟气中催化剂粒径典型分布 颗粒直径/m比例%颗粒直径/m比例% 0.32.05.055.0 0.55.010.080.0 1.014.015.0100 10 m（落尘），10 m（漂尘），0.55 m (可吸入颗粒） 10 m粒子沉降到地面需49h，1 m则需1998d。 催化裂化装置余热锅炉

4、排出的烟气是含尘含 SO2及 SO3、 NOX的烟气，其特点： 1） 烟气温度高、温度波动大（正常温度 180240，最高可达 500 ）。 2）再生烟气流量不大，总的SO2、 NOX含量不高； 3）烟气含尘浓度较高，波动大； 按工艺要求，催化裂化装置余热锅炉要定期“吹灰”（每周吹一次，一次约二 个小时左右）；三旋故障工况时烟气中会含大量的催化剂； 4）烟气中烟尘粒径分布较小（经过三旋或四旋风除尘后，05m 粒径占 55%） 5）烟气中催化剂硬度高（硅铝氧化物催化剂）、磨损性强，会对系统设备造成严 重磨蚀； 一套1.2Mt/a的 RFCCU每年向 大气中排放粉 尘360t/a，这 些粉尘大部分

5、 10m m，0 05 5 m m的占约60%60%， 危害性很大。 表2 我国部分催化裂化装置的工艺参数和SO2的排放量 2、催化再生烟气的特点 From: 刘忠生,林大泉.催化裂化装置排放的二氧化硫问题及对策J.石油炼制与化 工,1999,(3):4448 加工高硫油，加工高硫油， SO SO2 2浓度浓度可高达可高达40005000mg/m3 2、催化再生烟气的特点 From:杨德凤，刘凯，张金锐，等.从催化裂化烟气分析结果探讨再生设备的腐蚀 开裂J.石油炼制与化工，2001，32(3)：49-53 据测试，一般催化再生烟气中的NOX含量为40500mg/kg，对CO2/CO=1的常 规

6、再生，为50100mg/kg；使用CO助燃剂时，一般要升高1030 mg/kg；使 用某些硫转移催化剂时，一般要增加到500mg/kg。 3、催化再生烟气污染治理系统的基本要求 再生烟气治理系统的压力损失对烟气能量回收系统、余锅炉膛、 二器差压控制等均有重大影响，压力损失越低，对催化的影 响越小。 高可靠性: 要求脱硫除尘装置有非常高的运行可靠性，且脱 硫除尘装置的开停工，不能影响催化裂化装置的 正常运行，要与催化装置有很高的同步运转率。 低运行成本： 低的系统压损失 采用回用水或处理达标废水 低的电力消耗 尽可能除尘脱硫脱销多污染协同治理： 不产生二次污染： 4、国家对催化装置空气污染物排放

7、的限制 NSPS新污染源执行标准（美国）新污染源执行标准（美国）NOx: 目前不控制 欧洲的烟气排放标准为新建催化裂化装置烟气二氧化硫排放浓度为 20150mg/m3，颗粒含量为1030mgm3。 4、国家对催化装置空气污染物排放的限制 中国催化裂化再生烟气污染物排放控制标准及排放限制 4、国家对催化装置大气污染物排放的限制 石油炼制工业污染物排放标准（征求意见稿）规定： （20 10 年11月, 国家环境保护部） 自20 14 年7 月1 日起,新建项目、现有企业催化裂化装置再生烟气二 氧化硫、 氮氧化物和颗粒物分别不大于400mg/m3、200m mg/m3和 50 mg/m3 。 特别限

8、制值为：400mg/m3、200 mg/m3和50 mg/m3 。 虽然该标准还未正式颁布, 但是全面开展催化裂化装置污染物达标治 理已成为摆在炼油企业面前的现实问题。 烟气排放标准如同油品质量升级标准一样, 将最终走向超 低硫水平 5、催化装置大气污染物的防治技术 5.1. 粉尘的防治 催化裂化装置的粉尘，主要来自再生烟气未能捕集的催化剂细粉以 及催化剂的装卸和工艺操作损失。尤其是由分离器跑损到大气中的 细催化剂多属飘尘。 一套1.2Mt/a的RFCCU每年向大气中排放粉尘360t/a，这些粉 尘大部分 P1 SO SO2 SO 2 SOx 2 1 PARTICULATE SCRUBBING

9、 LIQUID IN DIVERGING SECTION CONVERGING SECTION SULFUR DIOXIDE NOTE: P 2 2 SO DIRTY FLUE GAS IN P BODY LIQUID SPRAY NOZZLE THROAT DIRTY FLUE GAS IN P1 SCRUBBING LIQUID IN PARTICULATE LIQUID DROPLETS SOH SOx SOx SOx SOx SOx SOx DIVERGING SECTION CONVERGING SECTION SCRUBBED FLUE GAS & LIQUID DROPLETS

10、P2 SULFUR DIOXIDE NOTE: P1 P2 SO2 SO2 SO2SO2 5.3）催化裂化烟气湿法脱硫的主要技术 JEV洗涤系统 JEV中采用 的 全锥形衬里 喷嘴 JEV中采用 的全锥形 衬里喷嘴- 照片 Wet Gas ScrubberUOP、Monsanto 。 UOP公司开发的THIOPAQ生物法可同时用于脱硫和硫磺回收，洗涤液再生后可 循环使用，是一种安全、可靠、高效率、低成本的处理含硫废液的工艺技术。 该法SO2吸收率可达99%，颗粒物脱除率大于85%。 现在世界上已有20套 THIOPAQ装置在造纸、化工、采矿及炼油业中运转。 5.3）催化裂化烟气湿法脱硫的主要技

11、术 Monsanto 动力波（Dyna-wave）洗涤技术 它是使气体通过一个强烈湍动的液膜泡沫区， 利用泡沫区液体表面积大而且迅速更新的特点， 强化了气液传质、传热过程。 它能同时完成 烟道气急冷、酸性气体脱出及固体粉尘脱出三 个功能。 已用于多个工业领域,如冶金工业的炉窑、电 厂、水泥厂、工业废弃物焚烧、钛白粉厂、炼 焦厂、炼油厂、锅炉等。 海水洗涤海水洗涤烟气脱硫技术烟气脱硫技术 1989年在挪威年在挪威Mongstad炼油厂工业化炼油厂工业化 24 5、催化装置的大气污染物来源及防治概述 5.4、NOX污染治理技术 目前，有下列几种方案可用于控制FCC再生器烟气的NOx排放： （1）低

12、NOx排放的FCC再生器设计与操作； （2）低NOx CO 促进剂； （3）低NOx添加剂； （4）热脱氮（SNCR） （5）WGS NOx添加剂 WGS Plus LoTOx (低温氧化） （6）选择性催化还原 （SCR）技术 6、国内FCCU烟气治理情况 企业装置名称采用技术 吸收剂 (洗涤液) 装 置 规 模 /(104ta-1) 污染物浓度(湿基)/ （mg.m-3）（标准） 投产时间 SO2NOx 中国石油兰州石化公司2号FCCUEDVNaOH3001536 2009年9月 中国石化北京燕山分公司3号FCCUEDVNaOH2001500 2009年10月 中国石化广州分公司2号FCC

13、UEDVNaOH1154068 2010年1月 中国石油大连西太平洋石油化工有限公 司 EDV +LoTOxTM(预留)Mg(OH)230024003502010年4月 中国石化北京燕山分公司2号FCCU双碱法NaOH80 2011年9月 中国石化镇海炼化分公司1号FCCU碱法+中温SCRNaOH180 2012年11月 中国石化金陵分公司3号FCCUEDV +LoTOxTMNaOH35034002002012年8月 中国石油四川石化公司EDV +LoTOxTMNaOH25020202992012年12月 表6 国内典型FCCU的烟气净化装置规模和技术特点 EDV湿法洗涤系统的优缺点 EDVE

14、DV湿法洗涤系统的优点：湿法洗涤系统的优点： 除尘及脱除除尘及脱除SOSO2 2效率高，一般大于效率高，一般大于90%90%； EDVEDV湿法洗涤系统的缺点：湿法洗涤系统的缺点： EDVEDV凝并单元采用的是阻力较高的文丘里管，所造成的烟气阻力过凝并单元采用的是阻力较高的文丘里管，所造成的烟气阻力过 高（高（1800Pa1800Pa，最高可达，最高可达4000Pa)4000Pa)。气流动力损耗过高，易导致再。气流动力损耗过高，易导致再 生炉增压及余热锅炉漏风。生炉增压及余热锅炉漏风。 关键部件磨损严重、水耗过大、大量废渣产生等问题。关键部件磨损严重、水耗过大、大量废渣产生等问题。 系统的一次

15、性投资（主要是进口费用）较高，运行成本也很高。系统的一次性投资（主要是进口费用）较高，运行成本也很高。 按国外运行价格推算，对于按国外运行价格推算，对于300300万万t /at /a的的FCCFCC催化裂化装置，其催化裂化装置，其 一次性投资高达一次性投资高达6000-120006000-12000万元，每年的运行费用也在万元，每年的运行费用也在50005000万万 元以上，主要表现在电耗高、脱硫剂及水耗高等方面元以上，主要表现在电耗高、脱硫剂及水耗高等方面 现有现有EDVEDV湿法洗涤系统，没有脱硝单元湿法洗涤系统，没有脱硝单元 需要另外增设脱硝装置需要另外增设脱硝装置 7、中国石油大学（

16、北京）的相关研究 7.1 气液逆喷（撞击流）洗涤器的研究气液逆喷（撞击流）洗涤器的研究 （1）实验室模型洗涤器试验）实验室模型洗涤器试验 （2）气液逆喷洗涤器的）气液逆喷洗涤器的CFD模拟模拟 （3）电厂烟气支线热态试验）电厂烟气支线热态试验 （4）大型冷模放大试验）大型冷模放大试验 （5）工业装置试验）工业装置试验 7.2 文氏棒塔的研究文氏棒塔的研究 文氏棒喷淋塔文氏棒喷淋塔 文氏棒液柱塔文氏棒液柱塔 7.1 气液逆喷（撞击流）洗涤器的研究 气液逆喷撞击流洗涤（或称逆 喷洗涤），即具有一定流量和 流速关系的气、液两股流体在 一管状通道内逆向碰撞, 在气体 通道中建立起一个泡沫层,利用 泡沫

17、层气液接触表面积大、更 新速度快的特点 进行高效的传 质传热；这个泡沫层依据气液 两相的动量平衡关系在逆喷管 内在逆喷管内上下漂浮,以适应 工况的变化。在动量平衡的条 件下,泡沫层将稳定在某一位置。 亦有称动力波洗涤。 图3-1 气液逆喷洗涤系统示意图 7.1.1 气液逆喷洗涤器气液逆喷洗涤器 图3-2 实验室装置流程示意图 试验装置 7.1.2、气液逆喷洗涤器的实验室模型试验研究 395mm 355mm 315mm 275mm 235mm 195mm 155mm 115mm 75mm 35mm 离心风机 空气入口 空气出口 排空 动力波洗涤器 循环水泵 除雾器 流量计 喷嘴 喷嘴 0mm 实

18、验室模型试验的主要内容：流流体动力学特性体动力学特性 + + 脱硫脱硫 性能性能 流体动力学特性研究包括流体动力学特性研究包括6个部分：个部分： 洗涤器的轴、径向压力分布及轴向压力梯度分布； 洗涤器中洗涤泡沫柱高度的测量和计算； 洗涤器的气相阻力计算； 洗涤器的空泡率（气含率）轴、径向分布测量； 洗涤器喷嘴喷出液滴的粒径分布测定； 洗涤器喷嘴喷出液流的扩散角测定。 7.1.27.1.2、气液逆喷洗涤器的实验室模型试验研究 实验室模型试验研究 流体动力学特性研究结果 1、获得了气液逆喷 撞击流洗涤器轴向分 三个流动区段的认识： 洗涤液射流控制段、 气液相互作用泡沫洗 涤段和气相控制段； 为更进一

19、步揭示气液 逆喷撞击流洗涤传质 的机理，挖掘气液撞 击流洗涤技术的潜力 提供了基础； 大气泡 气泡 气液出口 喷嘴 烟气入口 第三段 第 二 段 第一段 实验室模型试验研究 流体动力学特性研 究结果 2、得出了气液逆喷撞击流洗涤器的气体阻力、含气率及泡沫柱高 度的计算式，可为气液逆喷撞击流洗涤器的灵活设计提供基础； )cos( 8 6 2 cos 2 0 2 2 gl l g l g l vv d gg v He 2 0 0 2 0 0 2 0 22 0 clfll cl flf v D L KCd v D L Cp 喷嘴喷嘴 出口出口 液相液相 速度速度 表观表观 气相气相 速度速度 实测实

20、测 高度高度 计算计算 高度高度 误差误差 m/sm/smmmm 9.95.21401524.7 9.96.91251325.1 9.98.61101175.6 9.915.68783-5.1 9.918.88075-6.8 12.27.41401421.3 12.28.61251314.5 12.210.41151182.3 12.213.71001000.3 12.215.39594-1.1 13.37.4150149-0.9 13.310.41151247.1 13.314105104-0.7 13.319.19590-5.6 80 mm80 mm洗涤器泡沫柱高度对照表洗涤器泡沫柱高度对

21、照表 1000 mm1000 mm洗涤器泡沫柱高度对照表洗涤器泡沫柱高度对照表 喷嘴喷嘴 出口出口 液相液相 速度速度 表观表观 气相气相 速度速度 实测实测 高度高度 计算计算 高度高度 误差误差 m/sm/smmmm 510.3100010131.3 7.510.3130013332.5 1010.317001683-0.9 12.510.3200020351.7 1510.3230023753.2 512.89009606.7 7.512.812501234-1.3 1012.816001536-3.9 12.512.819001844-2.9 1512.8210021462.2 514

22、.88509248.8 7.514.812001167-2.7 1014.815001437-4.2 12.514.818001715-4.7 1514.820001991-0.4 实验室模型试验研究 流体动力学特性 研究结果 实验室模型试验研究 流体动力学特性研 究结果 0.095 0.100 0.105 0.110 0.115 0.120 0.125 0.130 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 实测压降值 计算压降值 气相 阻 力 Pa 表 观液速 m/s 表 观气速 16.17m/s 计算式对中试洗涤器气阻的预报比较 1

23、61820222426 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 实测压降值 计算压降值 气相阻 力pa 表 观气速m/s 表 观液速0.097531m/s 7.1.27.1.2、气液逆喷洗涤器的实验室模型试验研 究 脱硫性能试验研究包括： A、单级喷头洗涤器的脱硫性能试验 1） 气相操作参数对脱硫效率的影响 2） 液相操作参数对脱硫效率的影响 3） 液气比对脱硫效率的影响 B、 两级喷头洗涤器的脱硫性能试验 C、 多因素等脱硫率操作域图的研究 7.1.2、气液逆喷洗涤器的实验室模型试验研究 单喷头试验装置 3 P1 P3 P2 气体进口 排空 循环 洗涤

24、液 so2离心风机 出口取样口 进口取样口 制浆 流量计 流量计 排污口 1 2 空气入口 混合器 除雾器 双喷头试验装置 除雾器 混合器 喷嘴 喷嘴 排污口 流量计 流量计 制浆 进口取样口 出口取样口 离心风机so2 循环 洗涤液 排空气体进口 P3 P2 P4 P1 空气入口 7.1.2、气液逆喷洗涤器的实验室模型试验研究 洗涤液pH值 液相操作参数 洗涤液喷射速度 洗涤液CaCO3浓 度 操作参数 烟气速度 气相操作参数 烟气中SO2浓 度 气液共同作用的操作参数（L/G) 试验考察因素试验考察因素： 实验室模型试验研究 脱硫性能测试结果 1、在实验室小型冷模试验装置上考察了气液操作参

25、数 对气液逆喷撞击流洗涤器的脱硫率影响，获得了基础 的脱硫率试验数据； 2、总结了多因素影响的脱硫率曲线图，可为气液逆 喷撞击流洗涤器的设计与工业应用提供参考。 3、进行了气液逆喷洗涤脱硫模型研究， 建立了气液逆喷撞击流洗涤器的三段式洗涤吸收物 理模型； 运用渗透表面更新理论，建立了气液逆喷撞击流 洗涤脱硫吸收过程的数学模型。 实验室模型试验研究 等脱硫率相图 2 .38*)(*)(*2974. 1exp*7164. 0 01916. 003012. 01305. 0 05138. 03743. 0 3 2 CaCO SOin mCP G L pH 影响脱硫率的主要因素有：pH值、液气比、洗涤

26、液入口压力、 入口SO2浓度、CaCO3质量浓度等，以脱硫率为目标，可将 这些影响因素归纳为： 82 84 86 88 90 92 94 96 98 5.05.56.06.57.0 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 液气比 pH值 SO2浓度600mg/Nm3 SO2入口浓度600 CaCO3质量浓度2 条件下的 等脱硫率曲线 7.1.3、气液逆喷洗涤器的CFD模拟研究 洗涤液喷嘴的数值模拟 气液逆喷洗涤器内气液两相流数值模拟 7.1.3、气液逆喷洗涤器的CFD模拟研 究 喷嘴内部速度云场图喷嘴内部压力云图 喷嘴出口处速度矢量图 喷嘴内部速度矢量图 喷嘴的模拟结果

27、 从模拟结果可以看出，流体的速度在喷嘴内基本呈对称分布， 喷嘴出口处速度最高；出口液速度小于15 m/s时，喷嘴压降小 于0.15 MPa，水循环系统压损较小；喷嘴的出口处有明显的旋 转，使气液两相充分混合，有利于脱硫反应；计算得到的喷雾角 为37.5，与实验得到的36.2基本相等。 7.1.3、气液逆喷洗涤器的CFD模拟研 究 洗涤器的模拟结果 洗涤器内部水的速度云图 喷嘴出口液喷嘴出口液 相速度相速度 (m/s) 表观气相表观气相 速度速度(m/s) 实测高度实测高度 (mm) 模拟高度模拟高度 (mm) 误差误差 % 8.298.5115108 -6.09 9.958.7110115 4

28、.55 11.068.5135120 -11.11 11.0610.3115110 -4.35 13.210.7130115 -11.54 13.213.7110105 -4.55 取液滴速度为0m/s的点为泡沫柱的最高点，从而得到 泡沫柱的高度，将模拟结果与试验结果进行比较，如上表所 示。 从表中可以看出，模拟结果与实验结果的误差小于15%。 泡沫柱高度对比表 （1）气液逆喷洗涤器内速度场 （2）气液逆喷洗涤器内部力分布 气液逆喷洗涤器内部压力云图 -40004008001200160020002400 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 Y 轴向高度（m） X 表压

29、（Pa） 表观气速8.5m/s 表观气速10.3m/s 表观气速13.4m/s 喷嘴出口液速11m/s 轴向压力分布图 洗涤器的压力损失主要集中在洗涤段，在洗涤段气液两相相互接触，喷 嘴喷出的液体与洗涤器上端进入的气体形成对流，压力损失较大，而在洗涤 段以上的部分，压力损失主要是壁面摩擦损失，由于壁面光滑，所以其压力 损失较小。 7.1.3、气液逆喷洗涤器的CFD模拟研 究 7.1.4、电厂煤粉炉热烟气支线洗涤试验 南昌电厂燃煤炉烟气支线热态试验装 置 电厂烟气 去烟囱 循环 浆液 后续处理 7 主烟道 出口采样口 进口 采样口 支路热烟气洗涤试验结果 161820222426 1600 18

30、00 2000 2200 2400 2600 2800 3000 阻力损失（Pa） 表观气速（m/s） 出口液速：8.8m/s 出口液速：9.6m/s 出口液速：10.5m/s 出口液速：11.3m/s 6.06.26.46.66.87.07.2 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 （） pH L/G=5.5 L/G=6 L/G=6.5 L/G=7 7.1.5、气液逆喷洗涤器的大冷模试验 在这一装置上进行了洗涤液喷嘴的 结构优选、单喷嘴与多喷嘴组合的 对比试验以及放大效应试验等研究。 开发了一种新型旋-直混合流洗涤液 喷头（MSS）， 完善了气液逆喷动力波洗

31、涤器泡沫 段高度、洗涤器压降计算方法和放 大设计方法，为工业化应用奠定了 基础。 2009年与中国石化工程建设公司（SEI）合作在山东齐鲁建立了洗涤塔直 径1000mm的大型冷模试验装置，可洗涤5000060000m3/h气体。 7.1.5、气液逆喷洗涤器的大冷模试验 型喷嘴 型喷嘴 型喷嘴 型喷嘴 7.1.5、气液逆喷洗涤器的大冷模试验 组合喷嘴和单喷嘴的流型图 单喷嘴和多喷嘴洗涤器在 喷嘴压降和洗涤段压降方 面基本相等，变化趋势也 基本相同； 在气液速相同的情况下， 单喷嘴形成的泡沫柱高度 要高于组合喷嘴。 7.1.5、气液逆喷洗涤器的大冷模试验 喷头出口表观液速为15m/s时喷头的压降为

32、1.75公斤。试验测得喷头 压降为0.6公斤。 5孔喷头在气速为15m/s液速为15m/s时模拟的泡沫柱高度1000mm， 试验测的高度500mm。 7.1.6、工业试验油页岩干馏油气冷却洗涤 2009年将该气液逆喷洗涤技术应用 于中煤黑龙江煤化工有限公司的油页 岩干馏油气冷却洗涤，取得了良好的 效果。 7.1.6、工业试验催化剂喷雾干燥尾气洗涤 中石化催化剂齐鲁分公司催化剂喷雾干燥系统，其尾气采用急冷加两级喷淋洗 涤处理 7.1.6、工业试验催化剂喷雾干燥尾气 洗涤 试验装置 试验装置流程示意图 齐鲁催化剂公司试验装置 粒径范围/ 01 15 510 1017 重量分散度/% 5 51 38

33、 6 m 尾气中颗粒的分散度尾气中颗粒的分散度 7.1.6、工业试验催化剂喷雾干燥尾气 洗涤 催化剂喷雾干燥的尾气： 粉尘含量1500mg/m3 粉尘颗粒较小， 含有含有HCl气体（气体（2.5mg/m3） 34567891011121314151617 60 80 100 液气比 与除尘效 率的关系 液气比 与压降的关系 粉 尘浓 度1500mg/m3 L/G (L/m 3) 除尘效 率 (%) 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 压降 (Pa) 液气比对 除尘性能的影响 粒级除尘效率 在液气比11L/m3，进口粉尘浓度1500mg/m3，总除尘效率95%，

34、洗涤管内的流型为泡沫流型，具有较好的洗涤效果。 粒径范围/ m01155101017 进口粉尘粒度分布/%551386 出口粉尘粒度分布/%613900 粒级除尘效率/%3596.5100100 气液逆喷洗涤器粒级除尘效率 7.1.6、工业试验催化剂喷雾干燥尾气洗涤 浆池 烟囱 急冷水 浆液 浆液 浆液 文丘里棒 除雾层 7.2、文氏棒洗涤塔研究（Venturi Rod-Deck Scrubber） 文氏棒塔气流流动文氏棒塔气流流动 7.2.1 文氏棒喷淋洗涤塔的研究及工业试验 q文氏棒层作用文氏棒层作用 塔内气流流动形态 文氏棒层气液传质文氏棒层气液传质 7.2.1 文氏棒喷淋洗涤塔的研究及

35、工业试验 q文氏棒层作用文氏棒层作用 非均匀棒距的文氏棒层 7.2.1 文氏棒喷淋洗涤塔的研究及工业试验 q文氏棒层作用文氏棒层作用 Fluent模拟文氏棒层气体速度矢量图 7.2、文氏棒洗涤塔研究（ Venturi Rod-Deck Scrubber ） 常规的喷淋洗涤 文氏棒喷淋塔文氏棒喷淋塔 7.2、文氏棒洗涤塔研究（ Venturi Rod-Deck Scrubber ） 喷淋塔液体下落过程分析 液体表面积减少 液滴下降过程中的聚集，使液滴数量减少，表面积大大下降 高温烟气使液滴表面产生蒸发，使表面积减少 液滴表面SO2浓度迅速上升使气相中的SO2向液体表面的传质过 程减缓或中止 纵观

36、世界FGD技术，烟气通过脱硫塔的时间，是3-5秒钟，所以， 如何在3-5秒内来吸收烟气中90%的SO2是各公司努力的方向。 提高气液传质效率的提高气液传质效率的“秘密秘密”： 减薄气膜和液膜的厚度减薄气膜和液膜的厚度 打破传质平衡打破传质平衡 由由“气包液气包液”变为变为“液包气液包气”传质传质 7.2、文氏棒洗涤塔研究（ Venturi Rod-Deck Scrubber ） 文氏棒塔提高传质效率的机理 当烟气通过文丘里棒层时，气液产生强 烈的文丘里效应 文丘里效应：下落的液体在文丘里棒层被 高速向上的气流击碎，产生新的传质表面 文丘里棒上层产生了强烈的湍流层，改变 了常规的“气包液”传质过

37、程，变为“液 包气”的传质过程。 7.2、文氏棒洗涤塔研究（ Venturi Rod-Deck Scrubber ） 文氏棒塔的操作域 0.51.01.52.02.53.0 0 50 100 150 200 250 P(Pa) W(m/s) q=0.2m 3/h q=0.3m 3/h q=0.4m 3/h （4）喷射振动 （3）泡沫 （2）拦液（1）润湿 塔D286-3/10 ；流量分别为0.2m3/h、0.3m3/h 和0.4m3/h时，湿板压降用斜压差计测得。 7.2、文氏棒洗涤塔研究（ Venturi Rod-Deck Scrubber ）文氏棒 塔与空塔的洗涤试验对比 脱硫率对比 3.

38、03.23.43.63.84.04.2 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 空塔压降 (Pa) 气速 (m/s) 空塔压降 40mm文丘里塔 3.03.23.43.63.84.04.2 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 空塔效率 (Pa) 气速 (m/s) 空塔效率 40mm文氏栅塔 压降对比 q液柱塔技术特点液柱塔技术特点 气液撞击耦合文氏棒层组合脱硫技术 q综合文氏棒与液柱塔技术特点综合文氏棒与液柱塔技术特点 申请专利申请专利 201410092858.5 一种双循环文氏棒塔烟气

39、除尘脱硫系统一种双循环文氏棒塔烟气除尘脱硫系统 201410092861.7 一种非均匀棒距的文丘里棒层一种非均匀棒距的文丘里棒层 201420119229.2 一种文丘里棒层一种文丘里棒层 201420119277.1 一种双循环文氏棒喷淋塔烟气除尘脱硫装置一种双循环文氏棒喷淋塔烟气除尘脱硫装置 ZL201410092835.4 一种文氏棒液柱喷流塔烟气脱硫除尘装置一种文氏棒液柱喷流塔烟气脱硫除尘装置 ZL201420114335.1 一种文氏棒液柱塔一种文氏棒液柱塔 Pyrolyzer 55010003000 Coal capacity 1000 Kg q中捷石化中捷石化35t/h燃煤锅炉

40、燃煤锅炉 脱硫塔外观照片脱硫塔外观照片 塔高m塔径 m 进气温度含尘量 mg/m3 含氮量 mg/m3 含硫量 mg/m3 气体流量m3/h 17.53681640356128056589 取样编号取样编号 硫含量 mg/m3 氮含量 mg/m3 6th, Nov 1 2 3 7th, Nov 1 2 3 8th, Nov 1 2 3 mg/m3 Coal capacity 1000 Kg u 某石化厂120万吨/年催化裂化装置， 烟气量总计约16万Nm3/h, 硫含量620mg/m3 。 l拟采用钠碱拟采用钠碱 法湿法脱硫法湿法脱硫 技术，已完技术，已完 成工艺设计，成工艺设计， 预计年底完

41、预计年底完 成设备安装成设备安装 与调试工作。与调试工作。 炼油厂排放的SOx占总SOx排放量的6%至7%，其中催化裂化 （FCC）再生烟气约占5%。FCC再生烟气排放带来的污染问题已 受到广泛关注。FCC烟气脱硫问题也成了制约很多炼油企业发展的 瓶颈。 我国催化装置烟气脱硫工作正在密集展开，但现用技术主要为国 外技术，费用高；应加快应用国内的适用技术。 文氏棒塔具有传质效率高、压降低、自清洁等特点，值得研究关 注。 石油催化裂化烟气治理技术发展展望 应发展经济高效的烟气治理技术，服传统工艺存在二次污染的弊 端 发展多污染物一体化脱除的烟气治理技术 （脱硫脱氮脱尘三位一 体） 发展资源化烟气脱

42、硫脱硝技术 FCCU Emission Reduction Technologies 8、结语及展望 谢谢大家！ 欢迎指正! FCCU Emission Reduction Technologies 72 Wet Gas Scrubber BelcoBelco公司的公司的EDVEDV技术技术 从洗涤系统排出的洗涤液 包括悬浮的细小颗粒及溶解 的亚硫酸钠和硫酸钠。 洗涤液处理系统可以将固 体悬浮物分离，并且将亚硫 酸钠氧化为硫酸钠降低 COD值，从而可以进入炼 厂水处理系统或直接排放。 系统包括一个澄清池脱除 悬浮固体，以及一个过滤器。 氧化系统为一个塔，空气 出入塔内，将亚硫酸钠氧化 为硫酸钠

43、。 图4 EDV湿式洗涤器洗涤系统基本流程图 5.3）催化裂化烟气湿法脱硫的主要技术 73 5、催化装置的大气污染物来源及防治概述 5.4、NOX污染治理技术 目前，有下列几种方案可用于控制FCC再生器烟气的NOx排放： （1）低NOx排放的FCC再生器设计与操作； （2）低NOx CO 促进剂； （3）低NOx添加剂； （4）热脱氮（SNCR） （5）WGS NOx添加剂 WGS Plus LoTOx (低温氧化） （6）选择性催化还原 （SCR）技术 EDV湿法洗涤系统的优缺点 EDVEDV湿法洗涤系统的优点：湿法洗涤系统的优点： 除尘及脱除除尘及脱除SOSO2 2效率高，一般大于效率高，一般大于90%90%； EDVEDV湿法洗涤系统的缺点：湿法洗涤系统的缺点： EDVEDV凝并单元采用的是阻力较高的文丘里管，所造成的烟气阻力过凝并单元采用的是阻