1、开题报告开题报告环境化学 烟气脱硫脱硝技术应用与研究烟气脱硫脱硝技术应用与研究目录目录v 前言前言v 第一章第一章 现阶段主要脱硫技术现阶段主要脱硫技术v 第二章第二章 催化烟气催化烟气脱硝技术脱硝技术v 第三章第三章 研究进展研究进展v 第四章第四章 本论文的主要研究内容本论文的主要研究内容v 第五章第五章 致谢致谢前言前言v一、一、石油炼制工业生产过程是 SO2、NOX和颗粒物等大气污染物排放的主要来源。随之而来的大气污染问题也越来越严重，人类和动植物的健康，生态环境正经受着前所未有的考验。烟气脱硫脱硝已成为我国的一项重要任务，“十三五”规划将“节能减排”列为重要的约束性指标，为了实现对酸
2、雨和二氧化硫污染的控制，各国均加快了对工业脱硫脱硝技术和设备的研发并取得了显著的成效。在石油石化领域，二氧化硫及氮氧化物的排放主要集中在石油石化领域，二氧化硫及氮氧化物的排放主要集中在催化裂化等炼油装置。在催化裂化等炼油装置。第一章第一章 现阶段主要脱硫技术现阶段主要脱硫技术1 1、原料油加氢脱硫原料油加氢脱硫 对原料油进行加氢预处理，能够比较有效地将对原料油进行加氢预处理，能够比较有效地将催化裂化原料中的硫、氮和重金属等杂质脱除，使催化催化裂化原料中的硫、氮和重金属等杂质脱除，使催化装置焦炭上的硫含量以及催化烟气中的硫含量大幅降低装置焦炭上的硫含量以及催化烟气中的硫含量大幅降低。对于有催化原
3、料加氢预处理的炼油企业，通过此项措。对于有催化原料加氢预处理的炼油企业，通过此项措施在改善催化裂化装置产品质量的同时，也能减少外排施在改善催化裂化装置产品质量的同时，也能减少外排烟气对大气的污染。可是目前我国大多数炼油厂没有催烟气对大气的污染。可是目前我国大多数炼油厂没有催化裂化原料加氢处理装置。近几年，新建的大型炼油厂化裂化原料加氢处理装置。近几年，新建的大型炼油厂在加工高硫劣质原料时，均设置了催化原料加氢处理装在加工高硫劣质原料时，均设置了催化原料加氢处理装置，担负着脱硫、脱重金属、脱残炭等改善催化原料性置，担负着脱硫、脱重金属、脱残炭等改善催化原料性质的任务，但是即使经过预处理后，催化原
4、料硫含量降质的任务，但是即使经过预处理后，催化原料硫含量降低到一定程度，排放烟气也难以满足污染物排放标准要低到一定程度，排放烟气也难以满足污染物排放标准要求求。根据实际运行的情况看，在催化根据实际运行的情况看，在催化原料硫含量在原料硫含量在0.4%0.4%（wtwt）时，再）时，再生烟气中生烟气中SOSO2 2含量在含量在500500600mg/Nm600mg/Nm3 3左右，而催化料含硫左右，而催化料含硫量在量在0.7%0.7%（wtwt）时，再生烟气中）时，再生烟气中SOSO2 2含量达到含量达到2000mg/Nm2000mg/Nm3 3左右。左右。2 2 湿法烟气脱硫技术湿法烟气脱硫技术
5、(1)(1)钠碱法钠碱法 钠碱法从脱硫技术原理上来说是最简钠碱法从脱硫技术原理上来说是最简单的再生烟气脱硫技术之一，也是在国内外催化单的再生烟气脱硫技术之一，也是在国内外催化裂化再生烟气脱硫上应用最多的工艺技术，其中裂化再生烟气脱硫上应用最多的工艺技术，其中大多数工艺装置均使用大多数工艺装置均使用BelcoBelco公司的公司的EDVEDV工艺和工艺和Exxon MobilExxon Mobil公司的公司的WGSWGS工艺技术，现投入生产工艺技术，现投入生产的装置达一百余套的装置达一百余套。埃克森美孚公司（埃克森美孚公司（Exxon MobilExxon Mobil）的喷射）的喷射文丘里（文丘
6、里（JEVJEV）湿气洗涤系统）湿气洗涤系统(WGS)(WGS)杜邦坝尔格公司的杜邦坝尔格公司的EDVEDV湿法洗涤脱硫技术湿法洗涤脱硫技术 (2)(2)氧化镁法氧化镁法 (3)(3)镁钙双碱法镁钙双碱法(4)CANSOLV(4)CANSOLV可再生胺法可再生胺法(5)(5)磷酸二氢钠吸收法磷酸二氢钠吸收法(6)(6)孟山都公司动力波（孟山都公司动力波（Dyna WaveDyna Wave）逆喷洗涤塔技术）逆喷洗涤塔技术 (7)(7)洛阳石化工程公司洛阳石化工程公司RASOCRASOC烟气脱硫技术烟气脱硫技术 (8)(8)海水脱硫法海水脱硫法3 3 硫转移助剂硫转移助剂现在有很多装置在使用硫转
7、移剂，但硫转移催化现在有很多装置在使用硫转移剂，但硫转移催化剂的成本比传统催化剂高出许多，该种方法只有剂的成本比传统催化剂高出许多，该种方法只有当原料中硫含量不很高时，才能显示出较好的经当原料中硫含量不很高时，才能显示出较好的经济性。目前，国内使用硫转移剂进行烟气脱硫的济性。目前，国内使用硫转移剂进行烟气脱硫的装置不多，大部分数据均来源于文献报道，可靠装置不多，大部分数据均来源于文献报道，可靠性不强。而且从文献报道来看，使用脱硫剂均为性不强。而且从文献报道来看，使用脱硫剂均为工业实验性质，并且催化装置规模均不大，并且工业实验性质，并且催化装置规模均不大，并且脱硫率有限，有的仅能满足达标排放。脱
8、硫率有限，有的仅能满足达标排放。4 4 活性炭法脱硫技术活性炭法脱硫技术活性炭烟气脱硫技术是利用活性炭的吸附性能来净化烟活性炭烟气脱硫技术是利用活性炭的吸附性能来净化烟气中气中SOSO2 2的方法，在消除的方法，在消除SOSO2 2污染的同时还可回收硫资源污染的同时还可回收硫资源。但活性炭还需进一步研究再生方法，以延长催化剂寿。但活性炭还需进一步研究再生方法，以延长催化剂寿命，降低成本。命，降低成本。5 5 其它脱硫技术其它脱硫技术 等等等等第二章第二章 催化烟气催化烟气脱硝技术脱硝技术 主要包括前端控制和末端治理技术：主要包括前端控制和末端治理技术：前端控制技术例如壳牌和普莱克斯公司联合开发
9、的新前端控制技术例如壳牌和普莱克斯公司联合开发的新型型CONOXCONOX喷枪技术和富氧再生技术，喷枪技术和富氧再生技术，CONOXCONOX喷枪技术已于喷枪技术已于20122012年在美国成功应用。年在美国成功应用。末端烟气脱硝技术主要有末端烟气脱硝技术主要有SCRSCR（选择性催化还原）、（选择性催化还原）、SNCRSNCR（选择性非催化还原）和（选择性非催化还原）和LoTOxLoTOx（低温臭氧氧化脱硝）（低温臭氧氧化脱硝），末端烟气脱硝技术应用较多。，末端烟气脱硝技术应用较多。总体而言，催化裂化脱硫与脱硝技术在项目一次性投总体而言，催化裂化脱硫与脱硝技术在项目一次性投资、运行成本、脱除
10、效果方面相比较各有优缺点，在实际应资、运行成本、脱除效果方面相比较各有优缺点，在实际应用中往往根据现场的需要进行组合。用中往往根据现场的需要进行组合。常见的脱硝技术中，根据常见的脱硝技术中，根据NOxNOx的形成机理，降氮减排的的形成机理，降氮减排的技术措施可以分为两大类：一类是从源头上治理。控制技术措施可以分为两大类：一类是从源头上治理。控制煅烧中生成煅烧中生成NOxNOx。其技术措施：采用低氮燃烧器其技术措施：采用低氮燃烧器;分解炉和管道内的分段燃烧分解炉和管道内的分段燃烧，控制燃烧温度，控制燃烧温度;改变配料方案，采用矿化剂改变配料方案，采用矿化剂，降低熟料烧成温度。，降低熟料烧成温度。
11、另一类是从末端治理。控制烟气中排放的另一类是从末端治理。控制烟气中排放的NOxNOx，其，其技术措施：技术措施：“分级燃烧分级燃烧+SNCR+SNCR”，国内已有试点，国内已有试点;选择性非催化还原法选择性非催化还原法(SNCR)(SNCR)，国内已，国内已有试有试;、选择性催化还原法选择性催化还原法(SCR)(SCR)，目前欧洲只，目前欧洲只有三条线实验有三条线实验;生物脱硝技术生物脱硝技术(正处于研发阶段正处于研发阶段)。国内的脱硝技术，尚属探索示范阶段，还未进行国内的脱硝技术，尚属探索示范阶段，还未进行科学总结。各种设计工艺技术路线和装备设施是否科学科学总结。各种设计工艺技术路线和装备设
12、施是否科学合理、运行是否可靠、脱硝效率、运行成本、能耗、二合理、运行是否可靠、脱硝效率、运行成本、能耗、二次污染物排放有多少等都将经受实践的检验。次污染物排放有多少等都将经受实践的检验。第三章第三章 研究进展研究进展 2014 2014年前国内炼厂大部分催化裂化装置未进行烟气年前国内炼厂大部分催化裂化装置未进行烟气脱硫净化，但在国外发达国家，由于执行严格的大气污脱硫净化，但在国外发达国家，由于执行严格的大气污染物排放标准，已有几百套催化烟气脱硫装置投入运行染物排放标准，已有几百套催化烟气脱硫装置投入运行，大部分烟气脱硫技术为国外专业公司开发，其技术被，大部分烟气脱硫技术为国外专业公司开发，其技
13、术被垄断，目前在欧美日等发达国家普遍采用的技术主要有垄断，目前在欧美日等发达国家普遍采用的技术主要有EDVEDV湿法洗涤系统技术，喷射文丘里湿气洗涤系统湿法洗涤系统技术，喷射文丘里湿气洗涤系统(WGS)(WGS)以及动力波（以及动力波（Dyna WaveDyna Wave）逆喷洗涤塔技术）逆喷洗涤塔技术。1 1、BELCOBELCO公司的公司的EDVEDV技术技术2 2、Exxon MobilExxon Mobil公司的喷射文丘里公司的喷射文丘里(JEV)(JEV)湿气洗涤系统湿气洗涤系统WGSWGS3 3、MECS MECS公司的动力波公司的动力波(Dyna Wave)(Dyna Wave)
14、逆喷洗涤塔技术逆喷洗涤塔技术 4 4、选择性催化还原法（选择性催化还原法（SCRSCR）脱硝技术）脱硝技术 +湍冲文丘里除尘湍冲文丘里除尘脱硫技术脱硫技术（1 1）选择性催化还原法（选择性催化还原法（SCRSCR）脱硝技术）脱硝技术 装置采用选择性催化还原法（装置采用选择性催化还原法（SCRSCR）脱硝技术。）脱硝技术。SCRSCR脱硝脱硝技术是指在催化剂的作用下，作为还原剂的氨气和稀释空气技术是指在催化剂的作用下，作为还原剂的氨气和稀释空气混合，通过喷氨格栅喷入混合，通过喷氨格栅喷入SCRSCR反应器上游含反应器上游含NONOX X烟气中；充分烟气中；充分混合后的还原剂和烟气中的混合后的还原
15、剂和烟气中的NONOX X在在SCRSCR反应器中催化剂的作用反应器中催化剂的作用下发生反应，生成下发生反应，生成N N2 2和和H H2 2O O，大部分的，大部分的NOxNOx被去除。选择性是被去除。选择性是指还原剂指还原剂NHNH3 3和烟气中的和烟气中的NOxNOx发生还原反应，而不与烟气中的发生还原反应，而不与烟气中的氧气发生反应。氧气发生反应。主要反应式如下：主要反应式如下：6NO 6NO2 28NH8NH3 37N7N2 2+12H+12H2 2O O 4NO+4NH 4NO+4NH3 3O O2 24N4N2 2+6H+6H2 2O O（2 2）流量控制方案流量控制方案 氨气缓
16、冲罐出口管线上流量调节氨气缓冲罐出口管线上流量调节 氨气缓冲罐（氨气缓冲罐（D-4202D-4202）出口管线流量（）出口管线流量（120-FIC4201A/B120-FIC4201A/B）采用）采用DCSDCS自动控制，由调节阀（自动控制，由调节阀（120-FV4201A/B120-FV4201A/B）根据）根据烟气流烟气流量量、NOxNOx浓度浓度和和影响因子影响因子等相关控制参数进行调节。等相关控制参数进行调节。稀释风稀释风氨气氨气过热段烟气过热段烟气至蒸发段至蒸发段（3 3）烟气脱硫洗涤系统工艺原理烟气脱硫洗涤系统工艺原理脱硫过程的化学反应机理脱硫过程的化学反应机理 SO SO2 2+
17、H+H2 2OHOH2 2SOSO3 3 H H2 2SOSO3 3+2NaOHNa+2NaOHNa2 2SOSO3 3+2H+2H2 2O O H H2 2SOSO3 3+Na+Na2 2SOSO3 32NaHSO2NaHSO3 3 NaHSO NaHSO3 3+NaOH2Na+NaOH2Na2 2SOSO3 3+2H+2H2 2O O Na Na2 2SOSO3 3+1/2O+1/2O2 2NaNa2 2SOSO4 4消泡器循环浆液消泡器循环浆液 pH pH 值调节值调节 综合塔综合塔(C-4302)(C-4302)消泡器积液槽和消泡器浆液循环泵消泡器积液槽和消泡器浆液循环泵(120-P-
18、4302A/B)(120-P-4302A/B)入口处的入口处的pHpH值值(120-AI-4302A/B)(120-AI-4302A/B)，取平均，取平均值。消泡器浆液循环泵值。消泡器浆液循环泵(P-4302A/B)(P-4302A/B)入口处的入口处的pHpH值值(120-A-(120-A-4302A/B)4302A/B)与至综合塔消泡器区与至综合塔消泡器区30%30%碱液的流量计碱液的流量计(120-FI-(120-FI-4308)4308)构成主副串级调节回路，构成主副串级调节回路，pHpH计计(120-AI-4302A/B)(120-AI-4302A/B)为主为主回路，流量计回路，流量
19、计(120-FI-4308)(120-FI-4308)为副回路。为副回路。逆喷循环浆液逆喷循环浆液pHpH值调节值调节逆喷浆液循环泵逆喷浆液循环泵(P-4301A/B)(P-4301A/B)入口处的入口处的pHpH值值(120-AI-(120-AI-4301A/B)4301A/B)，取平均值。，取平均值。pHpH值值(120-AI-4301A/B)(120-AI-4301A/B)与碱液的流与碱液的流量调节量调节(120-FV-4307)(120-FV-4307)构成主副串级调节回路，构成主副串级调节回路，pHpH值值(120-(120-AI-4301A/B)AI-4301A/B)为主回路，流量
20、调节为主回路，流量调节(120-FV-4307)(120-FV-4307)为副为副回路回路,控制控制pHpH值在值在6.07.56.07.5之间。之间。稀释风管道上温度调节稀释风管道上温度调节电加热器（电加热器（EH-4201A/BEH-4201A/B）出口管线温度（）出口管线温度（120-TIC4208A/B120-TIC4208A/B）由电加热器进行调节。由电加热器进行调节。来自氨气缓冲罐来自氨气缓冲罐来自稀释风机来自稀释风机至脱硝反应器喷氨格栅至脱硝反应器喷氨格栅至脱硝反应器喷氨格栅至脱硝反应器喷氨格栅第四章第四章 本论文的主要研究内容本论文的主要研究内容 本文结实例对选择性催化还原法（
21、本文结实例对选择性催化还原法（SCRSCR）脱硝技术）脱硝技术 +湍冲文丘里除尘脱硫技术的工业化实际运用进行实例分析湍冲文丘里除尘脱硫技术的工业化实际运用进行实例分析和理论研究，主要包括下面几个肉容：和理论研究，主要包括下面几个肉容：（1 1）脱硫脱硝技术的研究，通过试验测量）脱硫脱硝技术的研究，通过试验测量SOSO2 2浓度、浓度、NONOx x浓浓度、烟气温度、烟气速度、浆液度、烟气温度、烟气速度、浆液P P值、液气比等几个重要值、液气比等几个重要参数对脱硫效率的影响；参数对脱硫效率的影响；（2 2）工艺中关键工艺流程及关键设备和催化剂的选型；（）工艺中关键工艺流程及关键设备和催化剂的选型；（3 3）脱硫脱硝工艺的工程运行过程中常见问题的研究；（）脱硫脱硝工艺的工程运行过程中常见问题的研究；（4 4）研究各个运行参数对烟气脱硫脱硝效率的影响，确定最）研究各个运行参数对烟气脱硫脱硝效率的影响，确定最佳工艺条件；佳工艺条件；（5 5）最佳工艺条件下，分析评估本工艺的社会价值、经济）最佳工艺条件下，分析评估本工艺的社会价值、经济效益。效益。
