一种在线清除炼厂FCC装置余热锅炉结垢的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种在线清除炼厂FCC装置余热锅炉硫酸氢铵结垢的方法，按照烟气流动方向，在余热锅炉内依次设有燃烧室、高温过热段、低温过热段、高温蒸发段、SCR脱硝段、低温蒸发段、高温省煤器和低温省煤器，在余热锅炉燃烧室后部引出两路高温烟气，其中第一路高温烟气与高温蒸发段后的烟气混合，使混合后烟气温度达到350～400℃，减少硫酸氢铵的生成，然后进入SCR脱硝段进行脱硝处理；另一路高温烟气与低温蒸发段后的烟气混合，使混合后烟气温度达到400～470℃，然后一同进入高温省煤器，使凝结在省煤器炉管上的硫酸氢铵气化分解，达到清除结垢的目的。本发明专利技术可以有效防止硫酸氢铵堵塞FCC装置余热锅炉省煤器，降低余热锅炉由于省煤器硫酸氢铵堵塞而升高的压降，达到高效清灰目的，并且不影响锅炉的正常运行。

Method and device for on-line cleaning waste heat boiler fouling of refinery FCC device

The invention relates to a method for online cleaning device FCC refinery waste heat boiler ammonium hydrogen sulfate fouling, in accordance with the direction of gas flow, the waste heat boiler in combustion chamber, are arranged at high temperature, low temperature, high temperature, evaporator superheat section SCR denitrification section, low temperature evaporator, high temperature economizer and low temperature economizer in the two leads, the rear part of the burning chamber of high temperature flue gas waste heat boiler, the flue gas mixed first high temperature flue gas with high temperature evaporation section, the mixed gas temperature reaches 350 to 400 DEG C, reduce the generation of ammonium hydrogen sulfate, and then enter the SCR denitration denitration of flue gas treatment; the other way of high temperature flue gas and low temperature after the evaporation section, the mixed gas temperature reaches 400 to 470 DEG C, and then enters the high temperature economizer, the condensation decomposition in the economizer tube on the ammonium hydrogen sulfate gasification, to remove fouling Purpose. The invention can effectively prevent the ammonium hydrogen sulfate for the blockage of FCC boiler economizer, reduce waste heat boiler economizer and the pressure drop increased due to blockage of ammonium hydrogen sulfate, achieve high effect clear purpose of ash and does not affect the normal operation of the boiler, the.

【技术实现步骤摘要】
一种在线清除炼厂FCC装置余热锅炉结垢的方法及装置
本专利技术涉及炼厂FCC装置余热锅炉烟气脱硝
，具体涉及一种在线清除炼厂FCC装置П形余热锅炉硫酸氢铵结垢的方法及装置。
技术介绍
氮氧化物即NOx，是大气污染的主要污染源之一，主要形成硝酸型酸雨，是形成光化学烟雾的主要生成物之一。在炼油厂，催化裂化（FCC）装置排放的再生烟气是主要的NOx排放源，年排放量以吨计。由于环保标准日益严格，FCC余热锅炉均设置了脱硝单元，脱硝单元主要采用SCR脱硝工艺，是近几年来发展较快的烟气脱硝技术。SCR（SelectiveCatalyticReduction）即为选择性催化还原技术，是指在脱硝催化剂的作用和氧气存在下，NH3和烟气中NOx发生还原反应，生成氮气和水，其主要反应式为：4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O2NO2+4NH3+O2→N2+6H2OSCR脱硝工艺的要求是控制氨逃逸，如果逃逸氨过高，会导致未反应的NH3与烟气中的SO3和H2O反应生成硫酸氢铵，硫酸氢铵是引起锅炉脱硝反应器下游换热段堵塞的主要因素，其反应方程式如下：NH3＋SO3＋H2O→（NH4）HSO4硫酸氢铵的熔点是147℃，沸点是350℃，一般认为硫酸氢铵沉积的温度区间是150-270℃，沉积区域通常在脱硝反应器下游的翅片换热管上。在此温度区间的硫酸氢铵具有黏性，可以大量吸附烟气中的灰分，具有强的腐蚀性，可以腐蚀换热管件。研究结果显示，硫酸氢铵在200℃以上即有部分缓慢分解为NH3和H2SO4，在≥350℃硫酸氢铵变为气态，大部分分解但未彻底分解，在≥400℃时，硫酸氢铵才彻底分解为NH3和H2SO4。SCR脱硝工艺主要用于炼厂余热锅炉和电站的燃煤锅炉的烟气脱硝。SCR脱硝系统中烟气的SO3和NH3不能消除，所以硫酸氢铵的生成不可避免。由于SCR脱硝系统投用，严重时生成的硫酸氢铵可导致脱硝反应器之后的换热段堵塞，会造成锅炉停炉，目前使用的清除手段是停炉使炉内恢复常温，然后用高压水冲洗炉管翅片上的硫酸氢铵结垢，影响锅炉的正常运行。燃煤锅炉是指燃煤在炉膛中燃烧释放热量，把热媒水或其它有机热载体加热到一定温度（或压力）的热能动力设备。燃煤锅炉在脱硝单元下游一般设置有两个以上空气预热器，其主要功能是利用烟气加热进入锅炉燃烧室的空气，烟气通过空气预热器的温度一般为170～230℃。燃煤锅炉烟气流向为：锅炉省煤器段→SCR→空气预热器→电除尘器→引风机→湿法烟气脱硫系统→烟囱。引风机的作用为保持锅炉内的负压，并给予烟气动力。助燃空气流向为：助燃空气→空气预热器→燃烧室，作用为辅助煤的燃烧。CN102042605A公开了一种燃煤锅炉回转式空气预热器分侧热清灰方法，该方法利用夜间发电机组低负荷，在锅炉低负荷时，关闭一个空预器侧的送风机和引风机，将空预器负荷倒到另一个空预器，让烟气都走一个空预器，并减少单个空预器的空气量，使通过空预器的烟气温度到远大于硫酸氢铵露点，使在炉管上结垢的硫酸氢铵分解，达到清除的目的。该专利技术可以周期性清除中、低温段传热元件的积灰，使积灰不至于发展到严重程度。但是该法需要设置至少两组空气预热器，并且需要将一侧锅炉进行周期性运行，操作过程繁琐，不便捷；而且用来调整蒸发硫酸氢铵的烟气温度余地有限，温度太低蒸发硫酸氢铵能力也不够。CN104180378A公开了一种在线消除火电厂燃煤锅炉空预器硫酸氢铵堵灰的方法，该方法利用了机组调峰低负荷时段，根据硫酸氢铵沉积过程的可逆性原理，提出了一种运行调整方法，使单侧空预器隔绝空气，通入少量高温烟气，逐步提高空预器整体部件温度，使附着在传热元件上的液态硫酸氢铵气化，从而消除堵塞。目前我国的燃煤机组调峰频繁，经常在夜间有长时间低负荷运行时段，这样机组就能够经常利用低负荷调峰时段，对空预器进行轮流硫酸氢铵堵灰清理，降低空预器阻力，避免停机进行高压水冲洗，减少经济损失。但是，该法需要设置有至少两组空气预热器，并且需要将一侧锅炉进行周期性运行，操作过程繁琐，不便捷，而且用来调整蒸发硫酸氢铵的烟气温度余地有限，温度太低蒸发硫酸氢铵能力也不够。CN104033921A公开了一种防止硫酸氢铵堵塞燃煤锅炉空气预热器的装置及方法，该方法根据燃煤锅炉入炉煤中的含硫量、脱硝设施出口氨逃逸浓度，控制空气预热器烟气侧入口烟气与空气预热器空气侧入口空气的质量流量比，使空气预热器烟气侧出口温度上升至210～320℃，同时打开空气预热器至除尘器的管道上的烟气联络门，使除尘器入口温度≤160℃，达到清除的目的。该专利技术能够有效地防止因烟气脱硝而带来的硫酸氢铵堵塞燃煤锅炉空气预热器的问题，另一方面通过设置和调节烟气联络门可以避免烟气温度升高对除尘器特别是袋式除尘器的影响，有利于燃煤锅炉的正常运行，但用来调整蒸发硫酸氢铵的烟气温度余地有限，温度太低蒸发硫酸氢铵能力不够。上述专利都是用于燃煤锅炉，而炼厂FCC余热锅炉与燃煤锅炉不同。余热锅炉大多为П形结构，炉膛为绝热炉膛结构，炉内现在多采用翅片管作为传热元件，再生烟气和助燃风从炉膛底部进入，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。炼厂FCC余热锅炉，燃料为燃料油或高压瓦斯，并加入空气助燃，目的是将来自FCC再生器烟气中的CO烧掉，同时回收CO的燃烧热，生产中压过热蒸汽。常规炼油催化裂化装置（FCC）的再生烟气流向为：FCC再生器（0.3MPa）→烟气轮机→余热锅炉（内设脱硝单元）→空气预热器→脱硫单元→烟筒。其中余热锅炉内的烟气流向为：燃烧室→水保护段→高/低温过热段→高/低温对流蒸发段→SCR→高/低温省煤器段→炉外。瓦斯和助燃空气从炉底进入燃烧室内烧掉CO。由于锅炉结构、作用功能及相关组件的不同，燃煤锅炉和余热锅炉的不同具体表现在：（1）烟气系统压力形态不同：燃煤锅炉烟气系统的压力为负压，需要在烟囱前设引风机抽吸烟气进烟囱排放。而炼厂FCC余热锅炉系统为正压，炼厂催化裂化催化剂再生时由主压缩机供风，燃烧后烟气压力一般≥0.3MPa，烟机回收能量后，进入余热锅炉烟气压力有正压10KPa，所以余热锅炉烟气靠系统压力将烟气排入烟囱排放，没有设置引风机，无法依靠增加风机或调整风量，提高烟气温度来分解硫酸氢铵，因此用于负压炉的调控手段并不适用于正压型余热锅炉。（2）烟气粉尘浓度不同：炼厂FCC余热锅炉烟气中粉尘浓度均≤1g/Nm3，一般只有100～500mg/Nm3，主要原因是FCC再生器一般配有1～3级旋风除尘器除尘，所以再生烟气粉尘含量低。燃煤锅炉烟气粉尘浓度达到20～50g/Nm3，主要是煤燃烧后产生。由于烟气粉尘浓度不同，导致余热锅炉和燃煤锅炉生成硫酸氢铵的位置不同，余热锅炉不能通过调节引风机或送风机调节烟气温度，进而调节空预器温度，从而达到清灰目的。（3）燃煤锅炉烟气系统的硫酸氢铵堵塞发生在170～230℃的空气预热器。而炼厂FCC余热锅炉烟气系统的硫酸氢铵堵塞发生在240～270℃的省煤器。由于余热锅炉脱硝单元后无空气预热器，一般只是高中低温省煤器，因此通过引风机和送风机来调节烟气温度的清灰方式，并不适用于余热锅炉。综上可知，适用于负压型燃煤锅炉硫酸氢铵的去除方法并不适合炼厂正本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在线清除炼厂FCC装置余热锅炉硫酸氢铵结垢的方法，其特征在于包括如下内容：按照烟气流动方向，在П形余热锅炉内依次设有燃烧室、高温过热段、低温过热段、高温蒸发段、SCR脱硝段、低温蒸发段、高温省煤器和低温省煤器，在余热锅炉燃烧室后部引出两路高温烟气，其中第一路高温烟气与高温蒸发段后的烟气混合，使混合后烟气温度达到350～400℃，减少硫酸氢铵的生成，然后进入SCR脱硝段进行脱硝处理；另一路高温烟气与低温蒸发段后的烟气混合，使混合后烟气温度达到400～470℃，然后一同进入高温省煤器，使凝结在省煤器炉管上的硫酸氢铵气化分解，达到清除结垢的目的。

【技术特征摘要】
1.一种在线清除炼厂FCC装置余热锅炉硫酸氢铵结垢的方法，其特征在于包括如下内容：按照烟气流动方向，在П形余热锅炉内依次设有燃烧室、高温过热段、低温过热段、高温蒸发段、SCR脱硝段、低温蒸发段、高温省煤器和低温省煤器，在余热锅炉燃烧室后部引出两路高温烟气，其中第一路高温烟气与高温蒸发段后的烟气混合，使混合后烟气温度达到350～400℃，减少硫酸氢铵的生成，然后进入SCR脱硝段进行脱硝处理；另一路高温烟气与低温蒸发段后的烟气混合，使混合后烟气温度达到400～470℃，然后一同进入高温省煤器，使凝结在省煤器炉管上的硫酸氢铵气化分解，达到清除结垢的目的。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述余热锅炉燃烧室的炉膛燃烧温度为800～900℃，过剩空气系数为1～1.4。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在余热锅炉燃烧室后部引出的高温烟气温度为800～900℃，CO含量为3%～6%（v/v），粉尘浓度为0.2～1g/Nm3，以及含有导致余热锅炉硫酸氢铵结垢的Cu、Fe、Ni和V。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在引出的两路高温烟气管路上分别设烟气档板，根据挡板门的开度分别调整两路烟气流量，并控制总引出烟气量。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：根据余热锅炉脱硝单元下游省煤器压降进行相应调整，当发现由于硫酸氢铵结垢使余热锅炉省煤器段压降升高为原压降的1.5～2倍时，控制引出的烟气总量占总烟气量的体积比为1%～80%；当压降恢复正常后关闭挡板门。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：根据挡板门的开度控制高温烟气流量，使引出的第一路高温烟气与高温蒸发段后即将进入SCR脱硝段的烟气混合后烟气温度达到350～400℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，王学海，姜阳，
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