一种FCC再生烟气中NOx、SOx的脱除系统
技术领域
本实用新型涉及烟气排放技术领域，尤其涉及一种FCC再生烟气中NOx、SOx的脱除系统。
背景技术
目前，随着经济的发展和社会的进步，环境问题已然成为人们越来越关注的热点问题，尤其是对一些排污企业的环保治理工作极为重视。企业生产过程中需要排放烟气，为了保证烟气排放满足环保达标，烟气排放前需要对烟气进行催化裂化(FCC，即fluid catalytic cracking)处理，但是，在催化剂再生阶段会释放大量热量，同时产生SOx、NOx、颗粒物等污染物。待生剂焦炭中硫占原料油的3-15％，再生过程中焦炭中的硫全部转化成SOx，其中SO2/SO3≈9:1，再生烟气中NOx浓度一般在50-400mg/Nm3。三氧化硫和水蒸气结合在设备内壁形成酸性水溶液，极易导致设备的腐蚀开裂，沉积在换热元件表面，造成结垢、积灰和腐蚀等问题，另外三氧化硫的存在还会使烟囱排烟产生有色烟羽，极易出现省煤器积灰和低温省煤器泄露问题。目前，烟气中三氧化硫主要有两种治理方案：DSI(碱性吸收剂以固体粉末形式喷射进烟道)和WSI(碱性吸收剂溶解后喷射进烟道)。
中国专利《一种催化裂化炼油再生烟气的除尘脱硫的方法》 (201310199692.2)中公开了钠碱与氧化镁作为碱液吸收剂脱除烟气中SOx，专利不能解决SO3形成的气溶胶较难去除的问题。
因此，提供一种FCC再生烟气中NOx、SOx的脱除系统，在实现高效脱硝的同时能够有效提高SO3脱除率，减小了SO3对设备的腐蚀和对环境的危害，就成为本领域技术人员亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种FCC再生烟气中NOx、SOx的脱除系统及方法，在实现高效脱硝的同时能够有效提高SO3脱除率，减小了SO3对设备的腐蚀和对环境的危害。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种FCC再生烟气中NOx、 SOx的脱除系统,包括余热锅炉和烟囱，介于余热锅炉和烟囱之间设置有脱除反应装置，所述余热锅炉包括高温蒸发段和低温蒸发段，所述高温蒸发段的前端连通有过热段，所述低温蒸发段的后端连通有省煤器，所述脱除反应装置包括SCR反应器和第一脱硫塔，所述高温蒸发段依次通过所述SCR反应器和所述第一脱硫塔与所述低温蒸发段连通，所述高温蒸发段通过所述过热段和三级旋风分离器与催化裂化再生器连通，所述低温蒸发段依次通过所述省煤器和第二脱硫塔与所述烟囱连通；
所述第一脱硫塔用于烟气中三氧化硫的脱除，所述第二脱硫塔用于烟气中二氧化硫的脱除。
优选地，所述第一脱硫塔为立式结构或卧式结构中的任意一种。
优选地，所述第一脱硫塔包括塔体，所述塔体具有烟气进口和烟气出口，介于所述塔体内部的所述烟气进口与所述烟气出口之间分别设置有气流分布板和喷射装置，所述气流分布板靠近所述烟气进口的方向设置，所述喷射装置靠近所述烟气出口的方向设置，所述气流分布板的开孔率为30-60％，所述气流分布板与所述喷射装置的间隔距离为300-600mm，所述喷射装置与吸收剂供给装置连通。
优选地，所述喷射装置的数量为多个，各所述喷射装置沿所述烟气的运动方向间隔设置，相连两所述喷射装置的间隔距离为 400-600mm，各所述喷射装置的喷射方向与烟气的流动方向一致。
优选地，所述喷射装置包括有喷枪枪体，沿所述喷枪枪体的长度方向上等间距设置有多个喷头，各所述喷头通过管路与所述吸收剂供给装置连通。
优选地，所述吸收剂供给装置包括依次连通的溶解罐、第一泵组、储液罐、第二泵组、计量分配装置和喷液装置，所述喷液装置与所述喷射装置连通。
优选地，所述溶解罐内置有加热件，所述加热件使得吸收剂溶液获得稳定温度，所述吸收剂溶液的溶质包括Na2CO3或Na2CO3、NaHCO3的混合物。
优选地，所述计量分配装置电连接有实时监测所述烟气中三氧化硫的浓度传感器，所述传感器设置于所述SCR反应器的出口，所述计量分配装置依据所述传感器的监测数据稀释所述吸收剂溶液的浓度，使得所述吸收剂溶液的浓度及流量与所述三氧化硫的浓度相匹配。
优选地，所述烟气进口在所述塔体的内部形成第一喇叭口，所述烟气出口在所述塔体的内部形成第二喇叭口，所述第一喇叭口和所述第二喇叭口的扩展角度均为100°-130°。
本实用新型所提供的脱除系统通过FCC再生烟气中NOx、SOx的脱除方法实现，该方法包括如下步骤：
S1：将催化裂化再生器的烟气通入三级旋风分离器，去除烟气中的颗粒物；
S2：将经过三级旋风分离器的烟气依次通入余热锅炉的过热段和高温蒸发段进行换热；
S3：将经过高温蒸发段的烟气通入SCR反应器进行脱硝处理；
S4：将经过脱硝处理的烟气通入第一脱硫塔，脱除烟气中的三氧化硫；
S5：将脱除三氧化硫的烟气通入余热锅炉的低温蒸发段和省煤器；
S6：将经过省煤器的烟气通入第二脱硫塔，脱除烟气中的二氧化硫；
S7：将经过第二脱硫塔的烟气通过烟囱进行排放。
优选地，在步骤S4中，第一脱硫塔内置有喷射装置，所述喷射装置通过喷头向第一脱硫塔内喷射吸收剂溶液使得烟气中的三氧化硫被中和，所述喷射装置连接有吸收剂供给装置，所述吸收剂供给装置包括依次连通的溶解罐、第一泵组、储液罐、第二泵组、计量分配装置和喷液装置，所述喷液装置与所述喷射装置连通；
所述溶解罐用于吸收剂的溶解，所述溶解罐内置有加热件，所述加热件使得吸收剂溶液获得稳定温度，所述吸收剂溶液的溶质包括 Na2CO3或Na2CO3、NaHCO3的混合物；
所述第一泵组将溶解罐内的吸收剂溶液泵入所述储液罐内；
所述储液罐用于储存吸收剂溶液；
所述第二泵组将储液罐内的吸收剂溶液泵入所述计量分配装置；
所述计量分配装置根据SCR反应器出口三氧化硫的浓度将溶解后的吸收剂溶液稀释到适合的浓度；
所述喷液装置采用双流体喷射，使得吸收剂溶液通过喷射装置在第一脱硫塔内形成细小雾滴，使得三氧化硫与吸收剂进行充分反应。
本实用新型所提供的脱除系统,包括余热锅炉和烟囱，其特征在于，介于余热锅炉和烟囱之间设置有脱除反应装置，所述余热锅炉包括高温蒸发段和低温蒸发段，所述高温蒸发段的前端连通有过热段，所述低温蒸发段的后端连通有省煤器，所述脱除反应装置包括SCR反应器和第一脱硫塔，所述高温蒸发段依次通过所述SCR反应器和所述第一脱硫塔与所述低温蒸发段连通，所述高温蒸发段通过所述过热段和三级旋风分离器与催化裂化再生器连通，所述低温蒸发段依次通过所述省煤器和第二脱硫塔与所述烟囱连通；所述第一脱硫塔用于烟气中三氧化硫的脱除，所述第二脱硫塔用于烟气中二氧化硫的脱除。上述系统中，再生烟气先进入三级旋风分离器，去除烟气中60-80％的颗粒物，然后进入余热锅炉内，依次经过余热锅炉的过热段3和高温蒸发段，温度降低至350℃左右通入SCR反应器对烟气进行脱硝处理，经过脱硝处理的烟气进入第一脱硫塔去除烟气中的三氧化硫，然后经余热锅炉低温蒸发段和省煤器进入第二脱硫塔脱除烟气中二氧化硫，最终经烟囱排入大气。
上述系统能够有效提高烟气的NOx和SOx的脱除效率，避免环境污染，另一方面能够有效避免三氧化硫对设备的腐蚀和对环境的影响。
附图说明
图1为本实用新型所提供的脱除系统的结构示意图；
图2为吸收剂供给装置的结构示意图；
图3为第一脱硫塔结构示意图(卧式结构)；
图4为第一脱硫塔结构示意图(立式结构)；
图5为本实用新型所述提供的脱除方法的流程图。
附图标记说明：
1为催化裂化再生器，2为三级旋风分离器，3为过热段，4为高温蒸发段，5为SCR反应器，6为吸收剂供给装置，61为溶解罐，62为第一泵组，63为储液罐，64为第二泵组，65为计量分配装置， 66为喷液装置，7为第一脱硫塔，71为喷射装置，711为喷头，712 为喷枪枪体，72为气流分布板，73为烟气进口，74为烟气出口，75 为出灰口，8为低温蒸发段，9为省煤器，10为第二脱硫塔，11为烟囱，12为输灰装置。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
请参考图1至图4，图1为本实用新型所提供的脱除系统的结构示意图；图2为吸收剂供给装置的结构示意图；图3为第一脱硫塔结构示意图(卧式结构)；图4为第一脱硫塔结构示意图(立式结构)。
在一种具体实施方式中，本实用新型所提供的脱除系统,包括余热锅炉和烟囱11，其特征在于，介于余热锅炉和烟囱11之间设置有脱除反应装置，所述余热锅炉包括高温蒸发段4和低温蒸发段8，所述高温蒸发段4的前端连通有过热段3，所述低温蒸发段8的后端连通有省煤器9，所述脱除反应装置包括SCR反应器5和第一脱硫塔7，所述高温蒸发段4依次通过所述SCR反应器5和所述第一脱硫塔7与所述低温蒸发段8连通，所述高温蒸发段4通过所述过热段3和三级旋风分离器2与催化裂化再生器1连通，所述低温蒸发段8依次通过所述省煤器9和第二脱硫塔10与所述烟囱11连通；所述第一脱硫塔 7用于烟气中三氧化硫的脱除，所述第二脱硫塔10用于烟气中二氧化硫的脱除。上述系统中，再生烟气先进入三级旋风分离器22，去除烟气中60-80％的颗粒物，然后进入余热锅炉内，依次经过余热锅炉的过热段3和高温蒸发段4，温度降低至350℃左右通入SCR反应器5对烟气进行脱硝处理，经过脱硝处理的烟气进入第一脱硫塔7去除烟气中的三氧化硫，然后经余热锅炉低温蒸发段8和省煤器9进入第二脱硫塔10脱除烟气中二氧化硫，最终经烟囱11排入大气。
上述系统一方面能够有效提高烟气的NOx和SOx的脱除效率，避免环境污染，另一方面能够有效避免三氧化硫对设备造成腐蚀。
需要指出的是，第一脱硫塔7脱除烟气中三氧化硫的操作，通过向第一脱硫塔7内通入吸收剂和烟气中的三氧化硫充分反应，从而实现脱除三氧化硫的目的，上述通入第一脱硫塔7内的吸收剂为Na2CO3或Na2CO3、NaHCO3的混合物，三氧化硫的脱除有效避免设备的腐蚀开裂、结垢、积灰和腐蚀等问题，保证设备的使用安全、降低设备维修更换的成本，另外避免烟囱11排烟产生有色烟羽及省煤器9积灰和低温省煤器9泄露问题。
进一步理解的是，所述第一脱硫塔7为立式结构或卧式结构中的任意一种。当第一脱硫塔7为卧式结构时，所述第一脱硫塔7包括塔体，所述塔体具有烟气进口73、出灰口75和烟气出口74所述烟气进口73和所述烟气出口74分别设置在所述塔体的左右两端，所述出灰口75设置在所述塔体的底部，所述烟气进口73在所述塔体的内部形成第一喇叭口，所述烟气出口74在所述塔体的内部形成第二喇叭口，第一喇叭口和第二喇叭口的扩展角度均为为100°-130°。塔内沿烟气的流动方向设置有气流分布板73和喷射装置71，气流分布板 72靠近烟气进口73的方向设置，喷射装置71靠近烟气出口74的方向设置，气流分布板72开孔率为30-60％，距离喷射装置71为 300-600mm，喷射装置71与吸收剂供给装置6连通；烟气进入第一脱硫塔7后，气流分布板72对烟气进行分布，使得烟气在第一脱硫塔 7内部均匀分散，喷射装置71通过双流体喷射形式将吸收剂溶液喷入第一脱硫塔7中，吸收剂溶液形成细小雾滴，雾滴表面水分蒸发后和三氧化硫结合生成稳定硫酸盐，大部分硫酸盐随烟气进入下一阶段，一部分经过出灰口75进入输灰装置12。
另外，第一脱硫塔7为卧式结构时，塔体上的出灰口75为多个，设置多个出灰口75能够使得第一脱硫塔7内产生的硫酸盐能够快速有效的排出，避免硫酸盐对第一脱硫塔7的影响，保证设备的使用寿命，降低设备维护的成本。
当第一脱硫塔7为立式结构时，所述第一脱硫塔7包括塔体，所述塔体具有烟气进口73和烟气出口74，所述烟气进口73设置在所述塔体的顶部，所述烟气出口74设置在所述塔体的底部，所述烟气进口73在所述塔体的内部形成第一喇叭口，所述烟气出口74在所述塔体的内部形成第二喇叭口，第一喇叭口和第二喇叭口的扩展角度均为100°-130°。塔内沿烟气的流动方向设置有气流分布板72和喷射装置71，气流分布板72靠近烟气进口73的方向设置，喷射装置 71靠近烟气出口74的方向设置，气流分布板72开孔率为30-60％，距离喷射装置71为300-600mm，喷射装置71与吸收剂供给装置6连通；烟气进入第一脱硫塔7后，气流分布板72对烟气进行分布，使得烟气在第一脱硫塔7内部均匀分散，喷射装置71通过双流体喷射形式将吸收剂溶液喷入第一脱硫塔7中，吸收剂溶液形成细小雾滴，雾滴表面水分蒸发后和三氧化硫结合生成稳定硫酸盐，硫酸盐随烟气进入下一阶段。。
进一步地，所述喷射装置71的数量为多个，各所述喷射装置71 沿所述烟气的运动方向间隔设置，相连两所述喷射装置71的间隔距离为400-600mm，各所述喷射装置71的喷射方向与烟气的流动方向一致。烟气在第一脱硫塔7内的停留时间为0.5-2s，多个喷射装置71能够实现吸收剂和烟气中三氧化硫的充分反应，从而保证反应效率，进而提高去除三氧化硫的效果。
进一步地，所述喷射装置71包括有喷枪枪体712，沿所述喷枪枪体712的长度方向上等间距设置有多个喷头711，各所述喷头711 通过管路与所述吸收剂供给装置6连通。各喷头711等间隔设置在喷枪枪体712上，各喷头711同时向塔体内喷射吸收剂，吸收剂在塔体内形成细小雾滴，通过多个喷头711使得形成的细小雾滴在塔体内的密度有效提高，同时细小雾滴的分布更加均匀使得烟气中的三氧化硫被充分中和，从而有效提高反应的效果，进而提高设备使用的寿命，降低设备的维护成本。
进一步地，所述吸收剂供给装置6包括依次连通的溶解罐61、第一泵组62、储液罐63、第二泵组64、计量分配装置65和喷液装置66。上述吸收剂供给装置6中通过溶解罐61实现对吸收剂的有效溶解，并且通过第一泵组62将溶解后的吸收剂泵入储液罐63中，储液罐63将溶解后的吸收剂溶液进行暂时储藏，通过第二泵组64将储存罐中的吸入剂溶液泵入计量分配装置65中，计量分配装置65依据烟气中三氧化硫的浓度将吸收剂的浓度调整至与三氧化硫浓度相适配的浓度，从而保证三氧化硫的脱除率，同时能够有效避免吸收剂的浪费，有效降低使用成本，经过计量分配装置65的吸收剂溶液进入喷液装置66中，喷液装置66与喷射装置71连通，喷射装置71通过双流体喷射将吸收剂溶液喷入第一脱硫塔7内，从而实现对三氧化硫的充分脱除。
具体理解的是，所述溶解罐61内置有加热件，所述加热件使得吸收剂溶液获得稳定温度，所述吸收剂溶液的溶质包括Na2CO3或 Na2CO3、NaHCO3的混合物。溶解罐61中吸收剂溶液的浓度为10％-20％，通过溶解罐61内的加热件，使得吸收剂能够实现充分溶解，另外采用Na2CO3或Na2CO3、NaHCO3的混合物作为吸收剂溶液的溶质，一方面来源广泛，能够降低使用的成本，另一方面能够与三氧化硫进行有效反应，反应条件简单，反应效率高。
需要指出的是，上述溶质为Na2CO3、NaHCO3的混合物时，二者质量比例为1：(0.02-0.1)。
具体地，所述计量分配装置65电连接有实时监测所述烟气中三氧化硫的浓度传感器，所述传感器设置于所述SCR反应器5的出口，所述计量分配装置65依据所述传感器的监测数据稀释所述吸收剂溶液的浓度，使得所述吸收剂溶液的浓度和流量与所述三氧化硫含量相匹配。
从而使得反应充分进行，有效提高三氧化硫吸收的效率，进而有效提高三氧化硫的脱除率，同时避免吸收剂的浪费，有效降低吸收剂的使用成本。
请参考图1至图5，图1为本实用新型所提供的脱除系统的结构示意图；图2为吸收剂供给装置的结构示意图；图3为第一脱硫塔结构示意图(卧式结构)；图4为第一脱硫塔结构示意图(立式结构)；图5为本实用新型所述提供的脱除方法的流程图。
本实用新型所提供的脱除系统通过FCC再生烟气中NOx、SOx的脱除方法实现，该方法包括如下步骤：
S1：将催化裂化再生器1的烟气通入三级旋风分离器2，去除烟气中的颗粒物；
S2：将经过分离器2的烟气通入余热锅炉的过热段3和高温蒸发段4进行换热；S3：将经过高温蒸发段4的烟气通入SCR反应器5进行脱硝处理；
S4：将经过脱硝处理的烟气通入第一脱硫塔7，脱除烟气中的三氧化硫；
S5：将脱除三氧化硫的烟气通入余热锅炉的低温蒸发段8和省煤器9；
S6：将经过省煤器9的烟气通入第二脱硫塔10，脱除烟气中的二氧化硫；
S7：将经过第二脱硫塔10的烟气通过烟囱11进行排放。
具体地，在步骤S4中，第一脱硫塔7内置有喷射装置71，所述喷射装置71通过喷头711向第一脱硫塔7内喷射吸收剂溶液和烟气中的三氧化硫反应，所述喷射装置71连接有吸收剂供给装置6，所述吸收剂供给装置6包括依次连通的溶解罐61、第一泵组62、储液罐63、第二泵组64、计量分配装置65和喷液装置66，所述喷液装置66与所述喷射装置71连通；
所述溶解罐61用于吸收剂的溶解，所述溶解罐61内置有加热件，所述加热件使得吸收剂溶液获得稳定温度，所述吸收剂溶液的溶解物质包括Na2CO3或Na2CO3、NaHCO3的混合物；所述第一泵组62将溶解罐61内的吸收剂溶液泵入所述储液罐63内；所述储液罐63用于储存吸收剂溶液；所述第二泵组64将储液罐63内的吸收剂溶液泵入所述计量分配装置65；所述计量分配装置65根据SCR反应器5出口三氧化硫的浓度将溶解后的吸收剂溶液稀释到适合的浓度；所述喷液装置66通过双流体喷射，使得吸收剂溶液通过喷射装置71在第一脱硫塔7内形成细小雾滴，使得三氧化硫与吸收剂进行充分反应。
基于上述方法，一方面能够有效提高烟气的NOx和SOx的脱除效率，另一方面能够有效避免三氧化硫对设备造成腐蚀及对环境的危害。
上述各实施例仅是本实用新型的优选实施方式，在本技术领域内，凡是基于本实用新型技术方案上的变化和改进，不应排除在本实用新型的保护范围之外。
