[发明专利]同时脱除烟气中硫氧化物、氮氧化物和一氧化碳的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废气处理的方法，更具体地说，涉及一种脱除催化裂化装置中再生器排出的再生烟气中硫氧化物和/或氮氧化物及一氧化碳，并回收单质硫的方法。

背景技术

催化裂化催化剂在反应器和再生器之间进行循环，通常在离开反应器时，催化剂上含焦炭约3～10wt％，须在再生器内用空气中的氧烧去沉积的焦炭以恢复催化活性。催化剂上沉积的焦炭主要是反应缩合物，主要成分是碳和氢，当裂化原料含硫和氮时，焦炭中也含有硫和氮。积炭的催化剂经和氧气进行再生反应，生成CO₂、CO和H₂O，再生烟气中还含有SOx(SO₂、SO₃)和NOx(NO、NO₂)。再生反应为放热反应，热效应相当大，足以提供本装置热平衡所需的热量。离开催化裂化装置的再生器的烟气温度在620～690℃，压力在0.1～0.25MPa，具有较高能量品位。通常地，为便于烟气能量回收利用，采用烟气轮机发电，再接余热锅炉发生蒸气，最后放空时温度仅剩170～250℃，压力为微正压甚至负压。如果再生器采用贫氧方式，一氧化碳的含量会偏高，为了避免尾燃，需要采用CO燃烧助剂并额外补充氧气是其转化为二氧化碳。

另一方面，催化裂化装置的原料烃油经过裂化反应后经进一步分馏得到不同馏分，其中的气相部分有干气馏分。干气中含有H₂、小分子烃类、非烃，以及H₂S等。通常要利用干气，需经过脱除H₂S的步骤。脱除的H₂S还要经过Claus等类装置转化成单质硫(单质硫的沸点在445℃、熔点113℃)最终完成回收。

对处理工业烟气中硫氧化物和氮氧化物的污染问题，CN101094805A公开了一种从含氧气体中脱除SOx的装置和方法，该方法首先利用天然气、含氧助燃气体和含氧并含有SOx等的酸性气体在还原气发生器中燃烧，燃烧温度在593～704℃，除去酸性气中的氧并生成含有H₂和CO的还原气；还原气(不足的还可以补加)和酸性气的混合物流经过冷却后进入直接催化还原反应器，反应温度204～316℃，含硫化合物转化成单质硫得以脱除。此方法是针对单独脱除硫化物的过程，需单独设立高温还原气发生器产生还原气体，另外需要设立低温直接还原器。

CN200710065637.9公开了一种利用生物质裂解气将烟气中的SO₂气体还原为单质硫的方法，其特点在于以生物质在加热炉内进行热解反应生成的主要含有CO、CH₄、H₂的混合热解气为脱硫剂，混合裂解气与烟气一起进入催化还原炉内进行还原反应。此过程设置了脱硫剂的生产环节，有效利用了生物质来生产混合裂解气。

CN02109104.8公开了一种循环流化床活性焦脱硫与硫再资源化的方法，其特点是以活性焦为吸附剂，与燃煤锅炉烟气接触后脱除SO₂、NOx，之后失活的吸附剂进入再生塔再生后循环使用，解析出来的SO₂被还原为单质硫被回收。该方法可以同时脱硫脱销并除尘，再生塔还原SO₂的还原剂是填充煤。本质上是把烟气中的SO₂还原为单质硫，但增加了吸附和解析步骤来富集SO₂，并且后续还引入了Claus反应器，路线较长。

CN200510096466.7公开了一种循环还原法烟气脱硫脱销除尘一体化技术装置，其特点在于将高温工业烟气分配到还原液中使烟气中SO₂被还原成单质硫、NO₂被还原成N₂排放。此过程的还原剂是来自于还原液中的S^2-，反应在液相内进行。

US005853684A公开了一种同时脱除燃烧气中二氧化硫和氮氧化物的干式、催化、一步法过程及其适用于该过程的催化剂。该过程将二氧化硫转化为元素硫，将氮氧化物还原为氮气。操作时需要预处理活化催化剂，预处理气体可以含有H₂S、SO₂、H₂、CO、H₂O或它们的混合物，但正常运转阶段的还原物流可选自一氧化碳、氢气、轻烃、氨、水煤气转化产物或它们的混合物，反应的副产物为H₂S、COS、CS₂等。