[发明专利]一种FCC装置CO余热锅炉的烟气脱硝方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化裂化（FCC）再生烟气的治理方法，特别是涉及炼厂FCC装置再生烟气处理的选择性催化还原（SCR）脱硝工艺。

背景技术

氮氧化物总称为NO_x，是大气污染的主要污染源之一。危害最大的主要是：NO和NO₂。NO_x的主要危害如下：（1）对人体有毒害作用；（2）对植物有毒害作用；（3）可形成酸雨、酸雾；（4）与碳氢化合物形成光化学烟雾；（5）破坏臭氧层。

在炼油厂，FCC(流化催化裂化)工艺中，催化剂颗粒在催化裂化区和催化剂再生区域之间反复循环，在再生期间，催化剂颗粒上的来自裂化反应的焦炭在高温下通过空气氧化除去，焦炭沉积物的去除使催化剂的活性恢复，并在裂化反应中能再被利用。

燃烧过程中的主要生成3种NO_x，（1）温度型NO_x（THermol NO_x）：空气中的氮气在高温下氧化产生的NO_x。（2）快速型NO_x（Promot NO_x）：碳氢燃料在空气系数小（碳氢燃料过浓）的情况下，在火焰内急剧生成的大量NO_x。（3）燃料型NO_x（Fuel NO_x）：燃料中的含氮化合物在燃烧过程中生成的NO_x。

催化裂化再生产生的烟气中NO和NO₂均有，但热力学和动力学的研究表明，主要生成NO，总NOx中，NO约占90%，NO₂约占10%。FCC烟气中的NO_x几乎全部来自催化剂上的含氮的焦炭燃烧产生的烟气。因此由于催化剂的再生，所有处理含氮原料的FCCU都会存在NO_x的排放问题。在炼油厂，FCCU是最大的NO_x排放源。

为控制NO_x排放，国外制定了各类标准。美国环保局与13家炼油企业签订了污染物控制协定（Consent Decree），欧盟要求所有炼油厂执行《综合污染和控制指南》，日本制定了FCCU的NO_x的排放标准。我国制定的《大气综合污染物排放标准－GB16297－1996》和《锅炉大气污染物排放标准－GWPB3－1999》均对NO_x的排放作出限制，随着环保法规的日益严格，对NO_x排放指标要求会随之提高。因此，NO_x污染治理到了刻不容缓的地步。

目前烟气脱硝技术主要有：气相反应的SCR(选择性催化还原法)和SNCR(选择性非催化还原法)、液体吸收法、固体吸附法、高能电子活化氧化法（EBA电子束照射法和PPCP脉冲电晕等离子体法）等。

在众多烟气脱硝处理技术中，液体吸收法脱硝效率低；吸附法脱硝效率高，但吸附量小，再生频繁，应用不广泛；高能电子活化氧化法可以同时脱硫脱硝，但能耗高，寿命短；SNCR法氨的逃逸率高，会产生安全问题。

SCR技术与其他技术相比，具有脱硝效率高，技术成熟等优点，是目前国内外烟气脱硝工程应用最多的技术。SCR法是指在反应温度200℃~400℃，用NH₃作还原剂将NOx催化还原为N₂，废气中的氧很少参加反应，放热量小。

SCR技术中，反应器内未参加反应的氨即逃逸氨，随净化烟气从反应器出口被带入下游的空气预热器（换热器）中，与烟气中的硫氧化物生成铵盐，积聚在换热管上，腐蚀并堵塞换热器。所以SCR脱硝反应需要控制逃逸氨。

重油催化裂化装置CO余热锅炉，主要是利用催化裂化（FCC）装置生产过程中产生的高温再生烟气余热和再生器烧焦产生的CO来生产中压过热蒸汽。CO余热锅炉一般为π形结构，炉膛为绝热炉膛结构，CO再生烟气和冷却风从炉膛底部进入，炉膛出口的水平烟道上布置水保护段，尾部烟道依次布置高低温过热器、对流蒸发段、高低温省煤器等受热面设备，烟气由尾部烟道底部排出。

CO余热锅炉所焚烧的烟气来自催化裂化催化剂再生器，再生烟气进入锅炉后加入空气和燃料焚烧，目的是除去再生烟气中的CO及其它有害物，回收加燃气燃烧CO产生的热能；余热锅炉另一个主要用途是：在催化裂化装置事故停车时，通过燃油产出蒸汽，起到动力锅炉的作用，以满足全厂蒸汽负荷调节的需要。