明晟環(huán)保氨法脫硫：煉油行業(yè)脫硝技術(shù)應(yīng)用研究

自2013年以來，國家對(duì)煉油行業(yè)給予高度重視，先后發(fā)布了一系列環(huán)保政策、排放標(biāo)準(zhǔn)等，其中《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》對(duì)煉油行業(yè)提出重點(diǎn)要求：加快煉油行業(yè)脫硫、脫硝、除塵改造工程建設(shè)，因此如何控制煉油行業(yè)NOx排放量成為環(huán)境保護(hù)的工作重點(diǎn)。

1氮氧化物來源及煙氣條件

大氣中氮氧化物NOx生成機(jī)理認(rèn)為主要有三種：燃料型、熱力型和快速型。煉化企業(yè)NOx排放源主要來自：1)FCC裝置再生煙氣;2)工藝加熱爐煙氣：3)酸性氣回收裝置廢氣。其中FCC裝置再生煙氣和酸性氣回收裝置廢氣NOx屬于燃料性NOx。加熱爐采用燃料氣作為燃料時(shí)，NOx生成主要為熱力型和快速型，燃料油作為燃料時(shí)，NOx生成以燃料型為主。由于FCC再生煙氣NOx排放量在煉油行業(yè)占有較大比重，此外FCC再生煙氣通常具有：1)低溫，正常溫度180-230℃;2)硫含量較高，SO2濃度一般為700-4500mg/m3;3)粉塵硬度大，大部分為Al2O3等較硬顆粒。所有這些都對(duì)所選用的脫硝技術(shù)提出很高要求。

2、氮氧化物脫除技術(shù)

2.1催化裂化再生煙氣脫硝技術(shù)

FCC再生過程產(chǎn)生NOx占整個(gè)煉油廠NOx排放總量的比例高達(dá)50%，排放廢氣中NOx濃度一般為300-4500ppm，與原料含氮量和操作條件有關(guān)。因此脫硝技術(shù)主要有催化劑加氫脫氮和煙氣脫硝，其中煙氣脫硝主要采用氧化法、還原法和添加助劑法等。

2.1.1原料加氫脫氮

原料加氫脫氮主要是通過加氫精制，降低原料中氮含量，減弱FCC過程中對(duì)催化活性和選擇性造成的不利影響，提高油品的抗氧化穩(wěn)定性。但由于加氫脫氮工藝條件苛刻，耗能大，費(fèi)用高，且原料加氫脫氮主要為達(dá)到油品要求，獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)整個(gè)過程中NOx控制效果不明顯。

2.1.2氧化法

氧化法是利用強(qiáng)氧化劑，如臭氧、雙氧水、等，把煙氣中不易溶于水的NOx轉(zhuǎn)化為易溶于水的N2O5，并利用后續(xù)的堿液吸收處理。氧化法中尤以臭氧作為氧化劑應(yīng)用zui廣泛，其反應(yīng)機(jī)理如下：

NO+O3=NO2+O2

2NO+3O3=N2O5+3O2

2NO2+O3=N2O5+O2

N2O5+H2O=2HNO3

生成的酸與后續(xù)堿液快速反應(yīng)得到相應(yīng)的酸鹽。

2.1.3還原法

2.1.3.1選擇性催化還原(SCR)

SCR技術(shù)是指還原劑在催化劑作用下，把污染性氣體NOx還原為無污染的氮?dú)夂退Ｆ渲羞€原劑多選用氨氣、液氨、尿素，也可選用CO，H2，還可以用小分子烷烴類。反應(yīng)機(jī)理如下：

4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O

2NO2+4NH3+O2=3N2+6H2O

6NO2+8NH3=7N2+12H2O

SCR工藝脫硝效率高達(dá)95%以上，是脫硝減排效率zui高的技術(shù)。目前所用催化劑多以TiO2為載體，V2O5為主要活性組分，WO3或MoO3為活性助劑。催化劑主要分蜂窩、板式、波紋三種。其中傳統(tǒng)的板式催化劑優(yōu)勢在于抗堵灰，抗中毒，較低的SO2轉(zhuǎn)化率等。基于以上優(yōu)勢，通過對(duì)催化劑性能改良，使得SCR工藝1)適用溫度拓寬至200-420℃，在200℃時(shí)，脫硝效率仍可以達(dá)到70%以上;2)很高的氮氧化物濃度適應(yīng)性，即使是NOx濃度達(dá)到2000ppm，催化劑仍能保持很高的脫硝效率(85%以上)，實(shí)現(xiàn)NOx穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。催化劑產(chǎn)品可以*解決前面提到的脫硝效率，低溫、NOx濃度適應(yīng)性、抗硫、抗磨損等問題。

優(yōu)秀的催化劑產(chǎn)品，順利投用的SCR脫硝裝置，SCR在煉油行業(yè)的廣泛應(yīng)用前景很好。

2.1.3.2選擇性非催化還原(SNCR)

SNCR技術(shù)是還原劑在無催化劑條件下，把NOx轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂退墓に嚒煔鉁囟纫话阍?/span>850-1100℃，反應(yīng)機(jī)理同SCR技術(shù)。

該技術(shù)適用溫度太高;脫硝效率很低，只有30%-40%，不能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求，且氨逃逸高時(shí)，和硫生成大量硫鹽，腐蝕、堵塞后續(xù)設(shè)備。

2.2工藝加熱爐煙氣脫硝

目前燃?xì)饧訜釥t，低NOx氣體燃燒器應(yīng)用較多，基本達(dá)到NOx排放標(biāo)準(zhǔn);而對(duì)于燃油加熱爐，低NOx重油燃燒器技術(shù)尚不成熟，難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求，煙氣脫硝技術(shù)成為主要脫硝途徑。

考慮到石化行業(yè)加熱爐輻射室出口溫度只有800℃左右，且需要較高的脫硝效率，所以SNCR不適用，一般選擇SCR技術(shù)。部分高溫加熱爐可以采用SCR+SNCR組合式。

SCR技術(shù)在工藝加熱爐已實(shí)現(xiàn)成功應(yīng)用。應(yīng)用SCR技術(shù)時(shí)催化劑需要根據(jù)具體煙氣條件選擇，不易結(jié)垢的煙氣優(yōu)先選用板式催化劑。

2.3酸性裝置回收氣廢氣脫硝

煉油廠酸性氣回收裝置煙氣中NOx含量與酸性水汽提裝置工藝有關(guān)。采用側(cè)線出氨的水汽提工藝能夠很大程度上減少NOx產(chǎn)生，也是目前主要的解決辦法。

目前對(duì)與酸性裝置回收廢氣脫硝研究很少，從技術(shù)角度分析SCR技術(shù)是不錯(cuò)的選擇。

3、展望

隨著人們對(duì)潔凈空氣的呼聲越來越高，國家對(duì)煙氣排放的標(biāo)準(zhǔn)也越來越嚴(yán)格，一種適用于煉油行業(yè)并能保證煙氣穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的技術(shù)是我們一直在尋找的，通過前面幾種技術(shù)介紹、分析，鑒于技術(shù)優(yōu)勢、成功應(yīng)用案例，SCR技術(shù)在煉油行業(yè)已經(jīng)是一個(gè)發(fā)展趨勢，有很好的前景。

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