[发明专利]一种FCC两段再生装置烟气脱硝方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化裂化(FCC)两段再生装置烟气的治理方法，特别是涉及炼油厂FCC装置再生烟气处理的选择性非催化还原(SNCR)脱硝方法。

背景技术

在催化裂化两段再生过程中，由于供入再生段的空气量低于待生剂完全燃烧所需要的空气量，因而，两段再生烟气中一般会含有3.5～10％(体积)的CO和少量的NH₃和HCN等氮化物，为了回收能量和消除CO对大气的污染，两段再生装置一般都会设有CO焚烧炉，将烟气中的CO氧化燃烧成CO₂，同时烟气中含有的少量NH₃和HCN等氮化物会部分或全部转化成NO，由于CO焚烧炉的火焰温度较高，在此过程中也会有空气中的N₂被氧化成少量的NO，这样烟气中携带的少量NH₃和HCN等氮化物氧化成的NO和空气中的N₂被氧化成少量的NO构成了两段再生装置烟气中NOx排放。

在世界范围内，目前有10余套SCR技术用于降低完全再生催化裂化装置烟气NOx排放，全部使用NH₃或尿素作还原剂，尚没有SCR或SNCR技术用于降低催化裂化两段再生装置NOx排放，这主要是由于催化裂化两段再生装置烟气中的NOx含量相对较低，可以符合原有NOx排放标准。但是随着新的催化裂化烟气排放标准的实施，部分两段装置烟气中的NOx排放超过新标准要求，因而这类装置的NOx治理成为关注对象。催化原料加氢精制、SCR、SNCR、烟气臭氧氧化洗涤和使用催化助剂技术，都可以用于降低催化裂化两段再生装置烟气NOx超标排放，但催化原料加氢精制、烟气臭氧氧化洗涤操作成本相对很高，现有的SCR和SNCR技术存在某些弊端，催化助剂只是对完全再生装置有较高的NOx脱除效率，对两段再生装置的NOx脱除效率相对较低。

上世纪70年代开发并运用的选择性催化还原(SCR)，80年代中期开发成功并得到广泛应用的选择性非催化还原(SNCR)技术，是世界上目前比较成熟的燃烧后处理技术。SNCR工艺的工作机理是把含有氨基的还原剂如氨水或尿素等化合物喷入到锅炉炉膛中900～1100℃的区域内，该还原剂快速热解成NH₃并和烟气中的NOx进行还原反应，把NOx还原成N₂和H₂O。该方法以锅炉炉膛 为反应器，可通过对锅炉的改造实现。一个典型的SNCR系统是由还原药剂的储藏、输送和喷射装置组成，主要包括还原药剂储藏罐、泵、管道、喷射器和与之相关的控制系统以及NOx在线监测系统。还原剂的喷入系统必须将还原剂喷到锅炉内最有效的部位-炉膛上部温度适宜还原反应的区域，并保证与烟气充分混合。为了得到适当的NOx排放控制，必须同时满足以下四个条件：(1)合适的还原剂喷入位置，喷入点必须保证使还原剂进入炉膛内适宜反应的温度区间(900～1100℃)。(2)适宜的停留时间。(3)适当的NH₃/NOx摩尔比，NH₃/NOx摩尔比对NOx还原率的影响也很大。根据化学反应方程，NH₃/NOx摩尔比应该为1，但实际上都要比1大才能达到较理想的NOx还原率，已有的运行经验显示，NH₃/NOx摩尔比一般控制在1.0～2.0之间，最大不要超过2.5。NH₃/NOx摩尔比过大，虽然有利于NOx还原率增大，但氨逃逸加大又会造成新的问题，同时还增加了运行费用。(4)还原剂和烟气的充分混合，两者的充分混合是保证充分反应的又一个技术关键，是保证在适当的NH₃/NOx摩尔比下得到较高的NOx还原率的基本条件之一。

与SCR工艺相比SNCR普遍采用尿素做还原剂，很少使用氨。其优点为：(1)工程造价低、占地面积小，；(2)SNCR可适于各种燃料、各种类型锅炉；(3)无SO₂氧化成SO₃的问题，不会增加SO₃，因此允许稍大的氨逃逸。(4)使用尿素做还原剂，是安全的脱硝药剂工艺。