一种净化FCC再生烟气的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种净化FCC再生烟气的方法及装置，设微藻培养单元和吸附单元，微藻培养单元设暗反应器和光反应器形成闭合回路，使微藻培养液按光暗周期在回路中循环流动，首先将烟气通入暗反应器中，暗反应器排出气体通入吸附单元脱除SO2，吸附单元装填SO2吸附材料；吸附单元排出气体进入光反应器，固定CO2并脱除NOx。本发明专利技术通过设置暗反应器

【技术实现步骤摘要】
一种净化FCC再生烟气的方法及装置


[0001]本专利技术属于废气处理
，具体涉及一种净化FCC再生烟气的方法及装置。

技术介绍

[0002]催化裂化（FCC）作为石油炼制企业的主要生产装置，在石油加工中占有相当重要的作用，是重油轻质化，获取轻质燃料油的主要生产装置。但其原料中的部分硫、氮转化为SOx、NOx等有害物质，随FCC再生烟气排入大气，造成对环境的污染，已成为炼油厂最主要的污染源。催化裂化装置的再生烟气必须经过脱硫、脱硝、除尘才能达到环保排放标准。传统的烟气处理技术包括烟尘控制、烟气脱硫和脱硝等，存在工艺设备复杂、能耗高、处理成本高及二次污染重等问题，制约其应用。相比于传统烟气减排技术，微藻固碳减排技术具有工艺设备简单、操作方便和绿色环保等优势。
[0003]微藻烟气固碳减排技术的工业推广应用首先需要提高微藻的生物质产量，而实现微藻的高密度培养需要考虑藻种的选育、光照条件和营养元素等培养条件的优化、高效光生物反应器和曝气器结构形式的设计等多方面影响因素，特别是优良藻种的选育至关重要。研究人员在实际应用中发现，当环境中CO2体积分数大于5v%时，大部分微藻的生长将受到抑制，固碳效率低；而且工业排放的气体中CO2浓度一般为10%-20%，并同时含有对微藻有毒害作用的物质，例如SOx、NOx 等。因此，用于直接固定工业排放的气体中的CO2的微藻除了要求对CO2的转化率高、生长速率快之外，还要能够耐受高CO2浓度、耐受SOx、NOx 等有害物质。
[0004]CN109939548A公开了一种烟气脱硫脱硝方法，将烟气通入脱硫反应器中进行氨法脱硫，得到吸收液；脱硫烟气通入光生物反应器中用于微藻培养，收集排放气，所述微藻为耐受NOx的微藻；将微藻培养体系固液分离，分别收获微藻细胞和滤液；在滤液中加入过氧化钠，并将收集的排放气通入滤液中，得到净化气；氧化得到的滤液与脱硫吸收液混合，进行厌氧氨氧化处理。该专利技术将湿法脱硫与微藻培养过程相结合处理含CO2、SO2、NOX的烟气，实现了烟气的高效处理，无需使用催化剂，具有脱除效果好、处理成本低、经济环保等优点。但是，由于微藻不耐受SO2，因此需要提前脱SO2。
[0005]CN109939549A公开了一种烟气的综合处理方法及装置，将烟气通入脱硫反应器，采用炼油碱渣作为吸收剂，得到脱硫烟气和脱硫废液；对脱硫废液进行苛化再生，得到沉淀物，经高温煅烧，得到的高浓度SO2与脱硫烟气反应，制备硫磺；产生气体脱除有机硫化物和VOCs，产生的气体通入光生物反应器中用于微藻培养，收集排放气；将培养体系固液分离，分别收获微藻细胞和滤液；在滤液中加入过氧化钠，并将排放气通入滤液中进行反应，得到净化气；氧化后滤液进行反硝化处理。本专利技术将炼油碱渣与微藻培养耦合处理含SO2、CO2、NOx的烟气，实现了烟气的高效处理，具有脱除效果好、处理成本低、经济环保等优点。该专利技术采用的是仅耐受NOx的微藻，由于微藻不耐受SO2，因此也需要提前采用炼油碱渣脱SO2。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种净化FCC再生烟气的方法及装置。本专利技术设置暗反应器-光反应器闭合循环回路，并使暗反应器排放气进入吸附单元脱除SO2后进入光反应器中，避免了O2对吸附的不利影响，并且在固碳同时尽可能脱除NOx，实现烟气净化。
[0007]本专利技术提供的净化FCC再生烟气的方法，包括以下内容：微藻培养单元设培养微藻的暗反应器和光反应器形成闭合回路，使微藻培养液按照光暗周期在回路中循环流动，暗反应器只进行暗反应，光反应器只进行光反应，首先将FCC再生烟气通入暗反应器中，消耗烟气中的O2，并使部分NO氧化成NO2；暗反应器排出气体通入吸附单元脱除SO2，吸附单元装填SO2吸附材料；吸附单元排出气体进入光反应器，固定CO2并脱除NOx，排出净化气。
[0008]本专利技术中，所述的微藻为链带藻HCY-BY1（Desmodesmus abundans），保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心；保藏编号为CGMCC No. 19982；保藏日期：2020年5月12日；保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所。由于很多微藻不耐受高浓度SO2、NOx，因此不进行预先脱硫、脱硝处理会抑制微藻生长，本专利技术链带藻可以同时耐受SO2和NOx，并可以脱除部分NOx。
[0009]本专利技术中，所述的微藻培养液包括微藻种子液和微藻培养基，微藻种子液与微藻培养基的体积比为1:20～1:5。
[0010]本专利技术中，微藻培养基采用BG11培养基、SE培养基、D1培养基等中的任意一种。具体根据微藻的种类确定，培养基和微藻种子液的制备同常规方法。
[0011]本专利技术中，所述的微藻种子液的制备方法为：将微藻接种至微藻培养基，在pH值7～9，温度为20～35℃，光照周期24h，光暗时间比为14:10，光照强度为2000～20000Lux条件下，振荡培养至对数生长期，制得微藻种子液。
[0012]本专利技术中，所述的光暗周期为24h，光暗时间比为14:10～10:14。所述的微藻培养液通过循环泵实现在暗反应器和光反应器之间输送，根据微藻培养的光暗时间比，调节微藻在暗反应器和光反应器中的停留时间。
[0013]本专利技术中，所述培养微藻的条件为：pH值为6～9，温度为20～35℃。其中光反应器中的光照强度为1500～20000Lux。
[0014]本专利技术中，所述的FCC再生烟气是FCC装置催化剂再生产生的烟气，主要含有SOx、NOx和CO2等污染物，其中SOx浓度≤0.15v%，NOx浓度≤0.08v%，CO2浓度≤18v%，O2浓度根据再生形式不同差别较大，一般为0.05v%～7.0v%。
[0015]本专利技术中，所述吸附单元选择高选择性吸附SO2的吸附材料，以避免NOx和CO2被吸附以及SO2吸附效率不高。优选的，所述的SO2吸附材料是在碳化的金属有机骨架材料上负载亚硫酸钠，以所述SO2吸附材料的总重量为基准，所述亚硫酸盐的负载量不高于10%，优选2%～7%。所述的金属有机骨架材料为锌基金属有机骨架材料，如MOFs系列等中的至少一种，优选MOF-5、MOF-74等中的至少一种。
[0016]本专利技术中，所述的SO2吸附材料的制备方法，包括：（a）将金属有机骨架材料进行碳化处理，使金属有机骨架材料中的金属元素从骨架中脱除，得到碳化金属有机骨架材料；（b）在所述碳化金属有机骨架材料上负载亚硫酸钠，得到所述SO2吸附材料。所述的碳化处理是在氮气存在下，碳化温度为900～1150℃，碳化时间为5～10小时。所述的负载采用浸渍
法，浸渍完成后，在氮气存在下，在100～120℃干燥，干燥6～10小时。
[0017]本专利技术中，所述的吸附单元由两个或两个以上吸附罐组成，可以交替运行。所述的吸附条件为：吸附温度低于80℃，优选低于60℃，吸附体积空速为100～1000h-1
，吸附压力为0.002～0.3 MPaG。
[0018]本专利技术中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种净化FCC再生烟气的方法，其特征在于包括以下内容：设微藻培养单元和吸附单元，微藻培养单元设暗反应器和光反应器形成闭合回路，使微藻培养液按光暗周期在回路中循环流动，暗反应器只进行暗反应，光反应器只进行光反应，首先将FCC再生烟气通入暗反应器中，消耗烟气中的O2，并使部分NO氧化成NO2；暗反应器排出气体通入吸附单元脱除SO2，吸附单元装填SO2吸附材料；吸附单元排出气体进入光反应器，固定CO2并脱除NOx。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的微藻为链带藻HCY-BY1（Desmodesmus abundans），保藏编号为CGMCC No. 19982。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的微藻培养液包括微藻种子液和微藻培养基，微藻种子液与微藻培养基的体积比为1:20～1:5。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：微藻培养基采用BG11培养基、SE培养基、D1培养基中的任意一种。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于：所述的微藻种子液的制备方法为：将微藻接种至微藻培养基，在pH值7～9，温度为20～35℃，光照周期24h，光暗时间比为14:10，光照强度为2000～20000Lux条件下，振荡培养至对数生长期，制得微藻种子液。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的光暗周期为24h，光暗时间比为14:10～10:14。7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于：所述的微藻培养液通过循环泵实现在暗反应器和光反应器之间输送，根据微藻培养的光暗时间比，调节微藻在暗反应器和光反应器中的停留时间。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述培养微藻的条件为： pH值为6～9，温度为20～35℃，其中光反应器中的光照强度为1500～20000Lux。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的FCC再生烟气是FCC装置催化剂再生产生的烟气，主要含有SOx、NOx和CO2等污染物，其中SOx浓度≤0.15v%，NOx浓度≤0.08v%，CO2浓度≤18v%，O2浓度为0.05v%～7.0v%。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述吸附单元的SO2吸附材料是在碳化的金属有机骨架材料上负载亚硫酸钠，以所述SO2吸附材料的总重量为基准，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵磊，师文静，郝晓霞，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：