催化裂化两段再生工艺烟气中NOx的控制

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烟气中NOx的净化技术

烟气中NOx的净化技术

5.3.1 液体吸收法
5.3.1.2 液相还原吸收法——碱-亚硫酸铵吸收法 (2)工艺流程 含NOx的废气首先经碱液吸收塔进行吸收反应, 同时回收NaNO2,然后进入(NH4)2SO3吸收塔, 气液进行逆流接触,发生还原反应,将NOx还原 为N2后直接排放,吸收液循环使用。 该方法适用于同时生产H2SO4和HNO3的工厂。 工艺指标:v=1.9-2.3m/s,液气比=11.25L/m3, 吸收温度30-35℃,吸收效率可达90%。
(2)影响吸收的因素 I.废气中的氧化度:将r=NO2/NOx定义为氧化度, 当r=50%-60%时,吸收效率最高NO不能单独被 碱液吸收,因而该法不宜处理含高浓度NO的气 体。 控制NOx废气中r方法有三种: 对废气中NO进行氧化 利用NO2进行调节 利用稀硝酸吸收尾气中NO
5.3.1 液体吸收法 5.3.1.1 碱溶液吸收法
5.3 烟气中NOx的净化技术
国内外控制NOx主要方法
改革燃烧方式和生产工艺,减少NOx的 生成量; 烟气脱硝 高烟囱扩散稀释等方法
国内外控制NOx主要方法
烟气脱硝是控制NOx污染的主要方法,目 前烟气脱硝主要有: 气相反应法 液体吸收法 吸附法 液膜法 微生物法
烟气脱硝技术
脱硝技术的难点 处理烟气体积大 NOx浓度相当低 NOx的总量相对较大
5.3.3烟气脱硫脱氮技术简介
1. 液膜法 2. 电子束照射法 3. CuO脱硫脱氮一体化技术 4. NOXS一电源,2一电子加速器,3一电子束,4 一窗
同时脱硫脱氮工艺 电子书辐射法的特点
(1)过程为干法,不产生废水废渣 (2)系统简单,操作方便,过程易于控制 (3)对于不同含硫量的烟气和烟气量的变化有较 好的适应性和负荷跟踪性 (4)副产品为硝铵和硫胺混合物,可用作化肥

NOx生成及控制要求措施

NOx生成及控制要求措施

NOx生成及控制措施一概述中国是一个以煤炭为主要能源的国家,煤在一次能源中占75%,其中84%以上是通过燃烧方法利用的。

煤燃烧所释放出废气中的氮氧化物(NOx),是造成大气污染的主要污染源之一。

氮氧化物(NOx)引起的环境问题和人体健康的危害主要有以下几方面:氮氧化物(NOx)的主要危害:(1)NOx对人体的致毒作用,危害最大的是NO2,主要影响呼吸系统,可引起支气管炎和肺气肿等疾病;(2)NOx对植物的损害;(3)NOx是形成酸雨、酸雾的主要污染物;(4)NOx与碳氢化合物可形成光化学烟雾;(5)NOx参与臭氧层的破坏。

(2)不同浓度的NO2对人体健康的影响二、燃煤锅炉NOx生成机理氮氧化物(NOx)是造成大气污染的主要污染源之一。

通常所说的NOx有多种不同形式:N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4和N2O5,其中NO 和NO2是重要的大气污染物,另外还有少量N2O。

我国氮氧化物的排放量中70%来自于煤炭的直接燃烧,电力工业又是我国的燃煤大户,因此火力发电厂是NOx 排放的主要来源之一。

煤的燃烧过程中产生的氮氧化物(NOx )主要是一氧化氮(NO )和二氧化氮(NO2),在煤燃烧过程中氮氧化物的生成量和排放量与煤的燃烧方式,特别是燃烧温度和过量空气系数等密切相关。

燃烧形成的NOx 生成途径主要由以下三个:为燃料型、热力型和快速型3种。

其中快速型NOx 生成量很少,可以忽略不计。

1. 热力型NOx指空气中的氮气(N2)和氧(O2)燃料燃烧时所形成的高温环境下生成的NO 和NO2的总和,其总反应式为:22222NO O NO NO O N ↔+↔+ 当燃烧区域温度低于1000℃时,NO 的生成量较少,而温度在1300℃—1500℃时,NO 的浓度约为500—1000ppm ,而且随着温度的升高,NOx 的生成速度按指数规律增加,当温度足够高时热力型NOx 可达20%。

因此,温度对热力型NOx 的生成具有绝对性的作用,过量空气系数和烟气停留时间对热力型NOx 的生成有很大影响。

NOX控制原理及实际应用

NOX控制原理及实际应用

NOX控制原理及实际应用摘要:该发电厂1000MW超超临界燃煤机组锅炉为上海锅炉厂设计制造,单炉膛塔式布置、一次中间再热、四角切圆燃烧、双送风机、双一次风机、双汽动引风机、六台磨煤机。

对大容量燃煤机组来说,切向燃烧技术具有 NOx 排放量低的固有特点。

在利用分段燃烧方法发展先进的低 NOx 控制技术时,切向燃烧过程一直是个有利的因素。

一、控制原理选择性催化还原烟气脱氮法的主要反应是在一定的温度和催化剂的作用下,氨气与烟气中的NOx 反应生成对空气无害的氮气和水汽,目前喷氨调整器以控制烟囱侧出口Nox浓度为目标进行自动调整,一般情况下自动均能有效调节。

燃料中的氮化合物在燃烧过程中氧化反应而生成的NOx。

燃料进入炉膛被加热后,燃料中的氮有机化合物首先被热分解成氰(HCN)、氨(NH4)和CN 等中间产物,它们随挥发份一起从燃料中析出,它们被称为挥发份N。

挥发份N 析出后仍残留在燃料中的氮化合物,被称为焦炭N。

随着炉膛温度的升高及煤粉细度的减小,挥发份N 的比例增大,焦炭N 的比例减小。

挥发份N 中的主要氮化合物是HCN 和NH3,它们遇到氧后,HCN首先氧化成NCO,NCO在氧化性环境中会进一步氧化成NO,如在还原性环境中,NCO 则会生成NH,NH 在氧化性环境中进一步氧化成NO,同时又能与生成的NO 进行还原反应,使NO 还原成N2,成为NO的还原剂。

由氮氧化物(NOx)形成原因可知对NOx 的形成起决定作用的是燃烧区域的温度和过量空气量。

低NOx燃烧技术就是通过控制燃烧区域的温度和空气量(高温、富氧这两个条件都满足后,NOX产量多),以达到阻止NOx生成。

及降低其排放的目的。

二、设备选择本工程烟气脱硝采用选择性催化还原(SCR)脱硝工艺,一炉两个反应器,液氨卸料、储存、蒸发等为公用系统。

烟气脱硝系统包括:1.烟气系统烟气系统是指从锅炉尾部低温省煤器下部引出口至 SCR 反应器本体入口、SCR 反应器本体出口至回转式空预器入口、回转式空预器出口至布袋除尘器进口之间的连接烟道。

【推荐下载】垃圾焚烧发电烟气中NOx污染控制技术综述

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[键入文字]垃圾焚烧发电烟气中NOx 污染控制技术综述:摘要:垃圾焚烧技术由于其自身特点,有望成为未来中国城市垃圾处置的主要方式. 而焚烧烟气中NOx 污染的控制是垃圾焚烧技术得以广泛应用的重要前提.目前处理NOx 的主流方法为SNCR 和低温SCR.SNCR 将还原剂直接喷入炉膛内,易操作,但脱硝效率较低.低温SCR 采用低温低尘布置,能耗小,但硫酸氢铵的生成制约了低温催化剂的广泛应用.需进一步研发低温具有良好抗硫性能的催化剂,并在工程应用中优化反应器和脱硫工艺的设计,以减少NH4HSO4 的生成,增加催化剂在线加热装置,从而延长催化剂的寿命。

0 引言目前,垃圾围城已成为我国很多地区亟需解决的问题。

城市生活垃圾在其保有量巨大的同时,每年还以两位数的速率增长。

目前常用的城市生活垃圾处理处置方法包括卫生填埋、堆肥和焚烧。

卫生填埋技术的基建和维护费用较低,但垃圾减容效果差,占地面积大;堆肥对垃圾种类要求严格,加之我国垃圾分类制度尚不完善,制约了其广泛应用;垃圾焚烧有着占地面积小、减量化显着等优点,尤其适合国内大中型城市,但垃圾焚烧后的烟气带来的二次污染问题,目前尚未完全解决。

垃圾焚烧烟气的污染物控制,能否满足GB18485—垃圾焚烧尾气中含有HCl、SOx、NOx、粉尘、二恶英和重金属等污染物,目前已建成的垃圾焚烧炉普遍采用的烟气净化工艺流程为“锅炉尾气出口+半干法+干法+布袋除尘器+SCR”,对环保要求比较高的厂区,会增加SNCR 脱硝和湿法脱酸,消石灰被用作脱酸工艺半干法+干法的吸收剂。

近年来,为了后续SCR 工艺的有效运行并降低SO2 的排放浓度,也有采用NaHCO3 作为脱酸吸收剂。

采用活性炭吸附二恶英和重金属,以布袋除尘器去除粉尘,以SNCR 和SCR 联合去除NOx。

故各工艺的高效运行是垃圾焚烧技术得以广泛应用的技术前提。

垃圾焚烧发电烟气中NOx污染控制技术

垃圾焚烧发电烟气中NOx污染控制技术

垃圾焚烧发电烟气中NOX污染控制技术垃圾焚烧技术由于其自身特点,有望成为未来中国城市垃圾处置的主要方式。

而焚烧烟气中NoX的处理,则是垃圾焚烧技术得以广泛应用的重要前提。

目前处理NoX的方法为SNCR和低温SCR。

SNCR将复原剂直接喷入炉膛内,易操作,脱硝效率较低。

低温SCR采用低温低尘布置,能耗小,硫酸氢铁的生成制约了低温催化剂的广泛应用。

需进一步研发在低温时抗硫性能较好的催化剂,工程中优化反应器和脱硫工艺的设计,以减少硫酸氢铁的生成,增加催化剂在线加热装置,延长催化剂的寿命。

目前,“垃圾堆成山”已经成为我国很多地方急需要解决的问题,城市垃圾在其巨大存有量的同时,每年还以两位数的速率增长。

目前常用的城市生活垃圾处理方法包括卫生填埋、堆肥和焚烧。

卫生填埋技术的基建和维护费用较低,但垃圾减容效果差,占地面积大;堆肥对垃圾种类要求严格,加之我国垃圾分类制度尚不完善,制约了其广泛应用;垃圾焚烧有着占地面积小、减量化等优点,尤其适合中国,尤其是国内大中型城市,但垃圾焚烧后的烟气带来的二次污染问题目前尚未完全解决。

垃圾焚烧烟气的污染物控制,能否满足GB18485-20**《生活垃圾焚烧污染控制标准》或EU2000/76/EC标准中规定的污染物排放限值要求,成为该技术趋于成熟并得到有效应用的重要标志。

垃圾焚烧尾气中含有HCESOx.NOx,粉尘、二恶英和重金属等污染物,目前已建成的垃圾焚烧炉普遍采用的烟气净化工艺流程为:锅炉尾气出口+半干法+干法+布袋除尘器+SCR,对于环保要求比较高的厂区会增加SNCR脱硝和湿法脱酸,消石灰被用作脱酸工艺半干法+干法的吸收剂。

近年来,为了后续SCR工艺的有效运行和降低S02的排放浓度,也有采用NaHC03作为脱酸的吸收剂。

采用活性炭吸附二恶英和重金属,采用布袋除尘器去除粉尘,采用SNCR和SCR联合去除NOx。

故各工艺的高效运行是垃圾焚烧技术得以广泛应用技术前提。

20**年、20**年和20**年中国城市建设统计年鉴报告显示,20**年、20**年和20**年我国用于生活垃圾处理的卫生填埋、堆肥和焚烧的总厂数和垃圾处理总量如下表1所示:表1中国城市垃圾处理处置方法和处理能力变化趋势从表中数据可以看出,20**年,集中处理率约为65.7%;按处理量统计,填埋、堆肥和焚烧处理比例分别占85.6%.L3%和15.2%;20**年,集中处理率约为84.9%;按处理量统计,填埋、堆肥和焚烧处理比例分别占72.4%、2.7%和24.7%o20**年,集中处理率约为95.09%;按处理量统计,填埋、堆肥和焚烧处理比例分别占66.9%、L64%和26.9%肥年内,填埋减少了1.87个百分点,堆肥增加了0.34个百分点,焚烧处理增加了1L7个百分点,20**年相比于20**年,堆肥处理量和厂数都呈现出下降趋势。

燃烧污染物nox的控制技术

燃烧污染物nox的控制技术

开发高效低成本的脱硝技术
研发高效、低成本、适用于不 同燃烧装置的脱硝技术,提高 脱硝效率和降低运行成本。
探索新型脱硝催化剂的制备方 法和性能优化,提高其活性和 稳定性。
研究脱硝技术在不同燃烧条件 下的适应性,拓展其应用范围 和领域。
加强政策引导与监管力度
制定更加严格的NOx排放标准 和监管政策,提高污染控制要求。
NOx在大气中经过一系列化学反应后,会形成硝酸或硝酸盐,随雨 水降落到地面,导致酸雨的形成。
温室效应
NOx在大气中会与碳氢化合物反应,生成具有温室效应的二次污染 物,加剧全球气候变暖。
NOx控制技术的必要性
保护环境
控制NOx的排放是减少空气污染、保护环境的重 要措施,有助于改善人类生存环境。
健康保障
05 未来研究方向与展望
深入研究燃烧反应机理
01
深入研究燃烧过程中NOx的生 成机理,掌握其生成和转化规 律,为控制NOx排放提供理论 依据。
02
探索不同燃烧条件对NOx生成 的影响,优化燃烧参数,降低 NOx排放。
03
开展燃烧反应动力学研究,揭 示燃烧过程中化学反应的速率 和机理,为开发新型控制技术 提供支持。
NOx排放的目的。
04 燃烧污染物NOx控制技术 的效果与挑战
控制技术的效果评估
减少NOx排放
通过采用先进的燃烧技术和控制技术,可以显著降低燃烧过程中 NOx的排放量,从而减轻对环境的污染。
提高燃烧效率
一些控制技术不仅能够有效降低NOx排放,还能提高燃烧效率,减 少能源浪费。
经济效益
采用NOx控制技术可以降低污染物治理成本,提高企业经济效益。
03 燃烧污染物NOx的控制技 术
低NOx燃烧技术

NOx生成及控制措施

NOx生成及控制措施NOx是一种由氮氧化物组成的污染物,包括氮一氧化物(NO)和二氧化氮(NO2)。

它们是空气污染问题的重要来源之一,并对人类健康和环境造成严重危害。

因此,减少NOx排放成为目前环境保护的重要任务之一。

本文将探讨NOx生成的原因以及一些常用的控制措施。

首先,让我们来了解NOx的生成机制。

NOx的主要生成途径是燃烧过程中的高温烟气氧化反应。

在高温下,空气中的氮气与氧气反应生成一氧化氮(NO),随后进一步氧化生成二氧化氮(NO2)。

这个过程通常发生在燃烧设备中,如锅炉、发动机和工业炉等。

此外,雷电、生物过程和土壤释放也可能产生一些NOx。

那么,如何有效地控制NOx的排放呢?下面是一些常用的措施:1. 调整燃烧参数:通过调整燃烧设备的设计和运行参数,可以降低燃烧温度,减少NOx的生成。

例如,使用低氮燃烧器可以减少燃烧过程中的氮氧化物生成。

2. 废气再循环(EGR)技术:EGR技术是一种将部分废气重新引入燃烧区域的方法。

引入的废气中含有较高浓度的氮气,可以稀释燃烧区域中的氧气浓度,从而抑制NOx的生成。

3. 先进的排放控制装置:使用先进的排放控制装置,如选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)系统等,可以在烟气中注入还原剂,将NOx转化为氮气和水。

4. 优化燃料配比:改变燃料的组成和配比,可以减少NOx的生成。

例如,添加还原剂或催化剂,可以促使反应发生在低温下,从而减少NOx的生成。

5. 燃烧过程优化:通过优化燃烧过程,如增加燃烧区域的湍流强度、改变燃烧器的形状和尺寸,可以提高燃料的完全燃烧程度,减少NOx的生成。

6. 供应链管理:优化供应链管理,选择低NOx燃料和原材料,减少NOx的生成。

7. 环境监测和合规法规:建立有效的环境监测系统和合规法规,对NOx排放进行监管和管理,确保企业和个人能够遵守相关的排放限制。

综上所述,NOx的生成是由燃烧过程中的高温烟气氧化反应产生的。

NOx生成及控制措施

NOx生成及控制措施一、NOx生成机理氮氧化物(NOx)是指一类由氮气和氧气反应而生成的氮氧化合物,包括一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)以及氮氧化合物(N2O、N2O4等)。

在大气环境中,NOx的生成主要与燃烧过程和工业生产中的高温化学反应相关。

1. 燃烧过程中的NOx生成当有机物(如煤、原油、天然气)在高温条件下与氧气反应时,会生成NOx。

燃烧过程中的NOx生成主要分为两个步骤:燃料氮的氧化和燃料和空气中氮气的反应。

燃烧过程中的氮氧化合物种类和含量取决于燃料中氮的含量、燃烧温度和氧气浓度等因素。

2. 工业生产中的高温化学反应除了燃烧过程外,工业生产过程中的高温化学反应也会产生大量的NOx。

例如,一些化学反应、电弧炉、高温窑炉等工艺过程都会释放出大量的氮氧化物。

二、NOx控制措施由于NOx对环境和人体健康造成的危害,控制和减少NOx排放已成为工业生产和城市建设中的重要任务。

下面介绍几种常见的NOx控制措施:1. 燃烧控制技术通过改变燃料供给方式、优化燃烧设备设计和调整燃烧过程参数等方法,可以有效降低NOx的生成。

例如,采用低氮燃烧器、增加过量空气系数、控制燃烧温度等手段都能降低燃烧过程中的NOx产生量。

2. 尾气处理技术尾气处理技术是一种常见且有效的NOx控制手段。

其中最常用的技术是选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)技术。

这两种技术通过添加还原剂(如氨水或尿素)来将NOx还原为无害的氮气和水蒸气。

3. 排放监测和管理对NOx排放进行实时监测和合理管理对于控制和减少NOx污染具有重要意义。

建立健全的监测系统,加强排放标准的制定和执行,并进行定期监督和评估,能够有效地减少NOx排放。

4. 新技术研发随着科技的不断进步,一些新技术也被应用于NOx控制中。

例如,低温等离子体处理技术和吸附剂材料的研发都为NOx的控制和去除提供了新的思路和方法。

总结:针对NOx污染的严重性,我们需要采取有效的措施来降低NOx的生成和排放。

利用烟气再循环技术降低CFB锅炉NOX排放研究

利用烟气再循环技术降低CFB锅炉NOX排放研究燃煤锅炉是重要的能源转换设备之一,但其燃烧过程中会产生大量的氮氧化物(NOx)排放,对大气环境造成污染。

因此,降低锅炉NOx排放对于环境保护和减少污染物的排放具有重要意义。

目前,利用烟气再循环技术降低循环流化床(CFB)锅炉NOx排放成为了研究的热点之一、烟气再循环技术是将烟气中的一部分通过循环风扇回收再循环到炉膛中参与燃烧过程,通过稀释燃料中的氧气浓度和降低燃烧温度的方式来减少NOx的生成。

烟气再循环技术降低CFB锅炉NOx排放的原理是通过在炉膛内加入适量再循环风量,调节氧气浓度和燃烧温度。

烟气再循环技术的主要优势是可以通过增加烟气再循环风量来减少燃料中的氧气浓度,降低燃烧温度,从而抑制NOx的生成。

具体而言,烟气再循环技术的过程如下:1.将烟气通过循环风扇抽取一部分,再循环到炉膛中,与燃料一起参与燃烧过程。

2.降低燃料中的氧气浓度,减缓燃烧反应速率,从而降低燃烧温度。

3.由于燃烧温度降低,减少了氧气和氮气之间的直接反应,从而减少了NOx的生成。

通过烟气再循环技术可以有效地降低CFB锅炉的NOx排放,但其实际效果与再循环风量的控制和燃烧条件的优化密切相关。

因此,在研究过程中,需要根据具体的锅炉参数和运行条件来确定最佳的再循环风量和燃烧参数。

此外,研究人员还可以采用其他措施来进一步降低CFB锅炉的NOx排放。

例如,可以对锅炉燃烧系统进行优化设计,改变燃烧设备的结构和燃烧方式,优化燃烧补给器的布置和参数等。

总之,利用烟气再循环技术降低CFB锅炉NOx排放是一种有效的措施。

通过增加再循环风量,降低燃料中的氧气浓度和燃烧温度,可以有效抑制NOx的生成。

然而,需要根据具体的锅炉参数和运行条件来进行优化,以达到最佳的降低NOx排放效果。

此外,还可以结合其他措施进行综合应用,进一步降低CFB锅炉的NOx排放。

石油催化裂化装置烟气污染物治理技术

石油催化裂化装置烟气污染物治理技术摘要:在我国发展节能减排规划的过程中,需要重点解决烟气污染的问题,因为烟气污染对于环境的破坏是极为严重的,要想实现环境的有效治理,这是其中十分重要的一个环节,采用催化裂化装置对烟气污染物进行治理是当前应用比较普遍的一种治理技术,这一技术已经引起了相关人士的重视,但是在应用之前,需要对现行的标准进行有效的规划,本文主要对这方面的内容展开了阐述,并且对当前烟气脱硫设备在运行过程中的情况进行了研究,对脱硫脱硝除尘技术进行了综合性的比对,希望在今后的社会发展过程中,可以全面的对烟气污染物进行治理,让环境变得更加清新。

关键词:催化裂化装置;污染源;烟气污染物治理随着社会的发展建设,我国当前对城市污染问题变得愈发看重,加强节能减排的建设是目前工作的重点内容,对于社会发展具有重要的现实意义。

在节能减排实施的过程中,尤其是要重视对炼油企业的关注,炼油企业在当前的工作中主要是通过脱硫除尘的方式降低对环境造成的不良污染,在今后的发展过程中,应该进一步研究催化裂化装置在烟气污染物中的治理问题,这样才能起到良好的治理效果。

因此,本文主要对当前催化裂化装置的烟气污染物排放情况展开了探讨,并且进一步规范污染物的排放标准,将烟气脱硫脱硝除尘技术展开比选,希望可以对今后的工作带来一定的帮助。

1 我国催化裂化污染物排放标准在我国当前的催化裂化污染物排放过程中,是需要遵循一定标准的,这些标准在实施的过程中主要遵循的是综合性与行业性不交叉的原则,也就是说各个标准都具有不同的适用范围。

以在锅炉大气污染物的排放标准为例的,其主要适用的范围是在65t/h以下的发电锅炉以及其他容量的非发电锅炉,在火电厂应用的大气污染物排放标准中,主要是应用在65t/h以上的发电锅炉中等等。

而在炼油厂中,不同省市所执行的标准也会有所差异,但是他们都需要满足对于大气污染物的综合排放标准,这一标准中对于颗粒物、二氧化硫等排放情况都具有详细的要求,某公司在应用催化裂化装置并且对其进行改造以后,满足了排放标准的要求,但是需要重视的问题是在当前的很多企业中,因为忽视了对二氧化硫排放指标的执行,所以催化裂化的效果并不严格,这需要引起反思,并且进一步的强化排放标准,这样才能保证实际工作的顺利开展。

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催化裂化两段再生工艺烟气中NOx的控制
催化裂化两段再生工艺烟气中NOx控制的工业实践发现,两段再生工艺的NOx来自于再生器和CO焚烧炉;第一再生器是NOx生成和脱除的主要场所,要保证83%的焦炭在第一再生器燃烧;CO焚烧炉采用高空气过剩系数和低燃料气压力能够抑制NOx的生成。

原料突然变重时,通过提高反应温度和补充新等措施,能够快速控制NOx排放指标。

标签:催化裂化;两段再生;CO焚烧炉;NOx
随着国家环保要求日益严格,催化裂化装置作为炼油厂最重要的二次加工装置成为环保监控的重点对象。

各装置以脱氮效率高,经济性好,不用对装置进行改造的脱硝助剂作为首选技术,但部分装置生产实践出现脱氮效率不明显的现象。

脱硝助剂是作用在再生器内,使NOx转化成N2的助催化剂,因此再生器的形式和工艺条件对脱硝助剂的效率有相当大的影响,本文将对催化裂化两段再生工艺烟气中NOx的控制进行研究。

1两段再生工艺简介
两段再生工艺采用一段贫氧再生、二段富氧再生的形式,主风分别进入第一、二再生器作为流化介质和助燃介质。

反应生成的焦炭先进入第一再生器烧掉全部的氢和大部分的碳,然后进入第二再生器烧掉剩余的碳。

一再烟气进入烟气轮机做功后与二再烟气混合进入CO焚烧炉回收热量。

2烟气中NOx的来源
采用CO完全燃烧再生工艺烟气中NOx 的控制都集中在再生器,而作为CO 不完全燃烧的两段再生工艺,由于再生烟气中含有大量的CO,采用CO焚烧炉回收CO热量,必定有NOx生成,影响装置总氮的排放量,因此两段再生工艺烟气中NOx来自于再生器和CO焚烧炉。

第一、二再生器的稀密相温度(715℃)低于氮气与氧反应的最低温度(1500℃),再生烟气中NOx主要来自于焦炭中的氮,属于燃料型氮。

CO焚烧炉的燃烧介质是炼厂气(由C1、C2和少量的C3、C4组成)和烟气中的CO,炉膛的温度虽然不超过900℃,但是火焰峰值温度却达到了1500℃以上,炉内氮气在火焰高温处与氧反应生成NOx,因此CO焚烧炉中的NOx来自于空气中的氮,属于热力型氮。

3烟气中NOx的控制
3.1再生器中NOx的控制
一再烟气的氧含量1.6%,是贫氧烟气,其中CO含量高达7.2%;二再烟气的氧含量12%,是富氧烟气,其中CO含量只有0.2%。

第一再生器烧焦量为83%,第二再生器烧焦量为17%。

可见第一再生器是NOx生成和脱除的主要场所,一方面焦炭在第一再生器内以大比例进行燃烧,生成大量的NOx,另一方面贫氧再生生成大量的CO,为NOx还原成N2提供了高浓度的还原性气体。

烟气中的NOx被控制在132mg/m3,因此在使用脱硝助剂时,应保证83%的焦炭在第一再生器中燃烧,同时维持合适的贫氧度。

3.2CO焚烧炉中NOx的控制
影响火焰温度的因素都能够影响NOx的生成,因此空气过剩系数、空气预热温度和燃料气压力等因素对NOx都有影响。

高空气过剩系数、低空气预热温度和低燃料气压力能够抑制NOx的生成[2]。

高空气过剩系数是通过稀释火焰温度,来减少NOx的生成,但是分别增加了锅炉的动力消耗和降低了锅炉的热效率,应当控制在合适的范围内;低燃料气压力则是通过降低火焰燃烧强度,来减少NOx的生成,在保证燃料气燃烧的情况下,使所有燃烧器处于燃烧状态,以减小各燃烧器的压力。

4工业应用
稳态状态下,脱硝助剂占系统藏量的2.5%,并以100 kg/d的加注量维持活性,加工量达到生产计划要求,CO焚烧炉负荷较高,炉膛温度达到700℃,煙气中NOx的排放得到有效控制,维持在132 mg/m3,装置运行平稳。

非稳态状态下,原料变重,在没有做出相应调整前,回炼油大幅度增加,加工量下降了9.3%。

焦炭产率增加,大部分焦炭在第二再生器燃烧,二再稀密相温度上升。

主风量不足,烧焦量不够,催化剂活性下降,回炼油进一步增加,装置操作趋于恶化,NOx排放高达244 mg/m3。

调整后的稳态状态下,NOx排放偏高立即做出相应的调整,一是增加主风量,特别是一再主风量,从40896 Nm3/h增加至46203 Nm3/h,让大部分焦炭在第一再生器贫氧燃烧,形成足够的CO;二是提高反应深度,降低回炼油,减少非碱性氮焦炭的生成量,将一、二段反应温度提高2℃,同时补充新鲜催化剂,补充新鲜催化剂时控制适宜的速度;三是加注脱硝助剂(15 kg),保证CO和NOx 在一再密相床层燃烧,减少NOx的生成,防止烟机入口超温(<680℃),损坏烟机;四是在保证中压蒸汽压力前提下,降低CO焚烧炉负荷,炉膛温度从709℃降至680℃,通过以上措施NOx排放量仅仅用了20分钟就控制在143 mg/m3。

与工况1相比,加工量下降了4.6%,NOx排放量增加了8.3%,究其原因一是由于原料变重,即使提高反应苛刻度,回炼油量也是高于轻质原料,高回炼油比增加了非碱性氮焦炭的生成;二是重质原料中的氮含量高于轻质原料。

5结论
a.CO不完全燃烧的两段再生工艺的NOx来自于再生器和CO焚烧炉,再生
器内生成的NOx是燃料型氮,CO焚烧炉内生成的NOx是热力型氮。

b.第一再生器是NOx的主要生成场所,由于其中含有大量的CO,同时也是脱氮场所,因此要保证83%的焦炭在第一再生器燃烧。

c.CO焚烧炉采用高空气过剩系数和低燃料气压力能够抑制NOx的生成。

d.原料突然变重时,可以在少量降低加工量的情况下通过提高反应温度、补充新鲜催化剂、加注脱硝助剂以及降低CO焚烧炉负荷等措施快速控制NOx排放指标。

参考文献:
[1] 马伯文.催化裂化装置技术问答[M].北京:中国石化出版社,2008.68-69.
[2] 王艳丽.石化管式加热炉低氮燃烧器的CFD研究[J].炼油技术与工程,2018,48(3):31-34.
程文嘉,男,1987年5月10日,湖北黄梅,中国石油大学(北京),工程师,催化裂化技术,中石油辽河石化公司。

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