一种FCC装置再生烟气的脱硝方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种FCC装置再生烟气的脱硝方法，包括如下内容：（1）使颗粒状的脱硝催化剂与含有氨气的混合气经过混合步骤，混合步骤的产物为气固混合物；（2）经过混合步骤的气固混合物进料至脱硝反应区底部区域，与来自锅炉的含有NOx、SOx以及杂质的催化裂化装置再生烟气混合，使颗粒状的脱硝催化剂悬浮于烟气中，脱硝催化剂吸附烟气中的NOx进行选择性催化还原反应，反应后的物流自脱硝反应区顶部区域排出，经脱硫除尘步骤得到净化后的烟气，由烟囱排放。本方法减少副反应的发生，扩大了反应温度范围，提高催化剂和反应器的利用率，提高了脱硝率，同时降低了生产成本。

Denitration method for regeneration flue gas of FCC device

The invention discloses a device for FCC denitration method of regenerated flue gas, including the following contents: (1) the mixed gas denitration catalyst containing ammonia and granular after mixing step, product mixing step into gas-solid mixture; (2) after mixing step gas solid mixture feed to the denitrification reaction zone the bottom of the region, and containing NOx, SOx and catalytic cracking of impurities from the boiler flue gas mixing device, the denitration catalyst suspended particulate removal in flue gas denitration catalyst, the adsorption of NOx in flue gas by selective catalytic reduction reaction, after the reaction of the logistics autospasy denitration reaction zone at the top of the discharge flue gas purification the desulfurization step by chimneys. The method reduces the occurrence of side reactions, enlarges the reaction temperature range, improves the utilization ratio of the catalyst and the reactor, improves the denitration rate, and reduces the production cost.

【技术实现步骤摘要】
一种FCC装置再生烟气的脱硝方法
本专利技术属于烟气脱硝
，具体地涉及一种FCC装置再生烟气的脱硝方法。
技术介绍
氮氧化物总称为NOx，是大气污染的主要污染源之一。危害最大的主要是：NO、NO2。NOx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。近几年来，随着我国经济的高速发展，对能源的需求越来越旺，而能源结构中占主要位置的石油资源十分短缺，为了生产清洁燃料满足日益增长的需求，必须对石油进行深加工，而催化裂化（FluidCatalyticCracking，简称FCC）是石油深加工必不可少的工序。FCC催化剂的再生过程中会产生大量的烟气，并且需要排放大气，这部分烟气中含有NOx、SOx、粉尘等污染物，对环境存在污染。随着我国政府制定的环保政策与法规对NOx的排放量进行了严格限制，于是各大炼油企业开展了对FCC再生烟气的NOx、SOx、粉尘的综合治理。一般FCC再生烟气治理包括脱硝、脱硫、除尘。根据《石油炼制工业污染物排放标准》征求意见稿规定，NOx的排放标准为200mg/Nm3，重点控制地区为100mg/Nm3。因此，FCC再生烟气的脱硝势在必行。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（选择性非催化还原）法氨的逃逸率高，会产生安全问题。SCR（选择性催化还原）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。常规的SCR脱硝工艺均采用固定床脱硝反应器，催化剂以模块的形式放置在反应器内。在反应床层前面首先注入还原剂NH3，让NH3与烟气中的NOx充分混合，通过脱硝催化剂床层，将NOx催化还原为N2。由于烟气中含有SO2、SO3，O2，并且烟气中含有12%~15%的水蒸气，因此存在副反应，具体反应方程如下：主反应：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O（1）副反应：4NH3+5O2→4NO+6H2O（2）副反应：NH3+SO2+H2O→NH3HSO3（3）副反应：NH3+SO3+H2O→NH3HSO4（4）反应温度高有利于反应（2）进行，反应（2）会增加新的NOx。反应温度低有利于反应（3）与（4）进行，生成的铵盐会在SCR脱硝反应器的下游装置引发结垢堵塞与腐蚀，影响装置运行周期，因此，SCR脱硝反应器温度一般限制在320~420℃，如果烟气中SO2、SO3的浓度较高时，反应温度区间一般需要提升至380~420℃左右，大大降低了温度操作范围。FCC再生烟气一般设置余热锅炉进行回收热量，而SCR固定床反应器根据设计温度，设置在余热锅炉的换热床层之间，位置固定，反应温度很难调节，SO2、SO3的浓度与NOx浓度受原料性质的影响，而FCC装置原料性质变化频繁，因此，SO2、SO3的浓度与NOx浓度波动较大，有时需要的SCR反应温度也会有变化，而反应温度很难调节，因此固定床SCR反应器的操作弹性太小，不利于FCC生产。固定床反应器具有一般的通性就是在运行期间，催化剂的活性是渐渐下降，当反应器出口NOx无法达标排放的时候，就需要更换催化剂。一般SCR装置的运行周期至少要求4年，否则会影响FCC装置的运转。一般SCR装置脱硝率需求至少在60%以上，当更换催化剂的时候，催化剂的活性至少还有60%左右。由此可见，采用固定床SCR反应器对催化剂的利用率太低。SCR固定床反应器要考虑催化剂床层积灰吹灰问题，同时要考虑吊梁，催化剂支承梁的问题，因此，一般SCR反应器的利用率只有30%～40%左右，反应器利用率较低。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种FCC装置再生烟气的脱硝方法。本专利技术采用悬浮床反应器替代传统的固定床反应器，并且催化剂由传统蜂窝状条形催化剂更改为颗粒状的催化剂，减少副反应的发生，扩大了反应温度范围，提高催化剂和反应器的利用率，提高了脱硝率，同时降低了生产成本。本专利技术的FCC装置再生烟气的脱硝方法，包括如下内容：（1）使颗粒状的脱硝催化剂与含有氨气的混合气经过混合步骤，混合步骤的产物为气固混合物；其中固相为吸附了氨气的颗粒状脱硝催化剂，气相为未被吸附的混合气；（2）经过混合步骤的气固混合物进料至脱硝反应区底部区域，与来自锅炉的含有NOx、SOx以及杂质的催化裂化装置再生烟气混合，使颗粒状的脱硝催化剂悬浮于烟气中，脱硝催化剂吸附烟气中的NOx进行选择性催化还原反应，反应后的物流自脱硝反应区顶部区域排出，经脱硫除尘步骤得到净化后的烟气，由烟囱排放。本专利技术方法中，颗粒状的脱硝催化剂具有如下性质：颗粒大小为0.1～0.6mm，堆积密度为0.4～0.8g/cm3，比表面积为40～60m2/g；催化剂活性组分为本领域技术人员熟知的组分。活性组分具体为V的氧化物、Ti的氧化物、W的氧化物和Mo的氧化物，活性组分含量以氧化物计，如下：V（0.01wt%～1wt%）、Ti（1wt%～99wt%）、W（0.1wt%～10wt%）和Mo（0.01wt%～1wt%）。催化剂制备过程为本领域技术人员熟知，一般主要过程为：物料干混-捏合-过滤-练泥-挤出造粒-阴干-干燥-焙烧-成品，其中挤出造粒可以根据催化剂颗粒大小配备不同型号的捏合式挤出造粒机。本专利技术方法中，所述的含有氨气的混合气为氨气与空气的混合物，其中氨气在混合气中的体积浓度为0.5%~10%，优选3%~7%。本专利技术方法中，步骤（1）所述的气固混合物中颗粒状的脱硝催化剂的体积分数为10～500ppm，优选100~200ppm。本专利技术方法中，步骤（1）所述的混合步骤可以在一个或多个混合器中进行，所述的混合器可以为静态混合器、机械搅拌混合器、喷射混合器等，优选静态混合器。混合温度在常温下进行即可，混合时间0.1s~10s，保证催化剂、氨气均匀分散在稀释空气中即可。本专利技术方法中，步骤（2）所述的气固混合物中氨气与FCC再生烟气中的NOx的摩尔比为0.9：1~1.15：1。本专利技术方法中，步骤（2）所述的脱硝反应区采用上流式悬浮床反应器，其中悬浮床反应器入口有均流元件，烟气流速为2～24m/s，优选4~12m/s。反应器停留时间为0.5～20s；其中上流式悬浮床反应器可以设置一个或多个，反应器底部区域设置喷氨格栅，步骤（1）中经过混合步骤的气固混合物由喷氨格栅喷入上流式悬浮床反应器。本专利技术方法中，步骤（2）所述的来自锅炉的含有NOx、SOx以及杂质的催化裂化装置再生烟气的温度为260~520℃，优选280～420℃，其中所述的杂质一般为粉尘、水、CO2和O2等。本专利技术方法所述的脱硫除尘步骤可以采用常规的湿法洗涤系统，将自脱硝反应区顶部区域排出的物流中的SOx、催化剂微粒及粉尘一起洗涤下来。洗涤下来的催化剂微粒处理方式与烟气中的粉尘处理方式一致，用沉降的方式进行固液分离，固体进行填埋，液体进污水处理厂。本专利技术的悬浮床SCR脱硝反应系统，包括原料供给区、混合区、脱硝反应区、脱硫除尘区和烟囱筒；其中原料供给区提供脱硝催化剂和含氨气的混合气，一般采用催化剂料斗、稀释风机以及氨气罐等常用设备，可以根据需要设置一个或多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种FCC装置再生烟气的脱硝方法，其特征在于包括如下内容：（1）使颗粒状的脱硝催化剂与含有氨气的混合气经过混合步骤，混合步骤的产物为气固混合物；其中固相为吸附了氨气的颗粒状脱硝催化剂，气相为未被吸附的混合气；（2）经过混合步骤的气固混合物进料至脱硝反应区底部区域，与来自锅炉的含有NOx、SOx以及杂质的催化裂化装置再生烟气混合，使颗粒状的脱硝催化剂悬浮于烟气中，脱硝催化剂吸附烟气中的NOx进行选择性催化还原反应，反应后的物流自脱硝反应区顶部区域排出，经脱硫除尘步骤得到净化后的烟气，由烟囱排放。

【技术特征摘要】
1.一种FCC装置再生烟气的脱硝方法，其特征在于包括如下内容：（1）使颗粒状的脱硝催化剂与含有氨气的混合气经过混合步骤，混合步骤的产物为气固混合物；其中固相为吸附了氨气的颗粒状脱硝催化剂，气相为未被吸附的混合气；（2）经过混合步骤的气固混合物进料至脱硝反应区底部区域，与来自锅炉的含有NOx、SOx以及杂质的催化裂化装置再生烟气混合，使颗粒状的脱硝催化剂悬浮于烟气中，脱硝催化剂吸附烟气中的NOx进行选择性催化还原反应，反应后的物流自脱硝反应区顶部区域排出，经脱硫除尘步骤得到净化后的烟气，由烟囱排放。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：颗粒状的脱硝催化剂具有如下性质：颗粒大小为0.1～0.6mm，堆积密度为0.4～0.8g/cm3，比表面积为40～60m2/g。3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的含有氨气的混合气为氨气与空气的混合物，其中氨气在混合气中的体积浓度为0.5%~10%。4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的混合步骤在一个或多个混合器中进行，混合时间0.1~10s。5.按照权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李欣，齐慧敏，王明星，王学海，李勇，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11