[发明专利]FCC烟气湿法脱硫工艺的烟羽脱除剂、制备方法、应用

说明书

技术领域

本发明涉及涉及FCC烟气湿法脱硫工艺生成的烟羽治理领域，具体而 言，涉及一种用于FCC烟气湿法脱硫工艺中的烟羽脱除剂及制备方法、应 用。

背景技术

随着新的《石油炼制工业污染物排放标准》的实施，为了实现催化裂 化烟气中SOx和NOx的达标排放，遏制酸雨和雾霾天气的蔓延，最近和未 来几年国内大多数炼厂将建立催化裂化烟气脱硫脱硝装置。据统计，在已 建或将要建设的烟气脱硫装置中湿法烟气脱硫装置将占到绝大多数。湿法 烟气洗涤在大幅度降低催化裂化烟气SOx、NOx和粉尘排放的同时也可能存 在一些新的潜在的排放问题，如FCC烟气烟羽生成和湿烟气排放的腐蚀问 题。

世界上首次发生出现蓝烟/黄烟烟羽现象是在2000年美国电力公司 Gavin电厂，该厂在总容量为2600MW的多个机组上安装了SCR脱硝装置和 湿法烟气脱硫装置后，烟囱排烟由原来几乎看不到的烟羽，改变为较为浓 厚的蓝色/黄色烟羽。

国内外多年的研究结果表明，SO₃分子与水分子之间存在着较大的亲和 力，即使在较高温度下也很容易与水分子结合形成H₂SO₄分子，且H₂SO₄分子 与水分子间也存在较大的亲和力，容易与水作用形成酸雾。在湿法烟气脱 硫过程中，当含有气态SO₃或H₂SO₄的烟气通过湿法烟气脱硫系统时，由于 烟气被急速冷却到酸露点之下，这种冷却速率比气态SO₃或H₂SO₄被吸收塔 内吸收剂吸收的速率要快得多，因此，SO₃或H₂SO₄不仅不能有效脱除，而 且会快速形成难于捕集的亚微米级的H₂SO₄酸雾。同时烟气中含有的亚微米 催化剂粉尘，强化了H₂SO₄酸雾气溶胶的形成过程。一般来说，酸雾气溶胶 中颗粒较大的雾滴是可以被吸收塔除去的，但是对亚微米级的雾滴，吸收 塔则无能为力，形成的亚微米级的雾滴只能通过烟囱排入大气。当含有亚 微米级雾滴的烟气被排入到大气中之后，由于这些雾滴粒径与可见光的波 长接近，会对光线产生瑞利散射，瑞利散射的特点是散射光的强度与波长 的四次方成反比，短波的蓝色光线散射要比长波的红色光线强许多，最终 使得烟囱在阳光照射侧烟气的烟羽呈蓝色，而在烟羽的另一侧(透射侧)呈 黄褐色，这就是一些烟气在湿法脱硫后出现黄色或蓝色烟羽的原因。

形成蓝烟/黄烟问题主要是由两个因素造成的：一是烟气中SO₃的浓度 过高，二是采用了湿法烟气脱硫工艺，使得烟气中的水分处于饱和状态， 形成硫酸气溶胶，如果不形成硫酸的气溶胶，SO₃是无色的气体，即使浓度 很高，也不会出现蓝烟/黄烟。在大多数情况下，当烟气中硫酸气溶胶的 浓度为5～10μg/g时，就有可能出现可见的蓝烟/黄烟烟羽，当浓度在 10～20μg/g时，蓝烟/黄烟烟羽出现的几率就很高。硫酸气溶胶的浓度越 高，烟羽的颜色越浓、烟羽的长度也越长，严重时甚至可以落地，同时太 阳光的照射角度、烟囱的排烟温度、大气环境条件等也对烟羽的形成产生 影响。

湿法烟气洗涤对SO₃的脱除效率取决于洗涤塔的设计，尤其是塔内的 温度剖面。在目前国内已投运的湿法脱硫设备中，SO₃脱除效率一般在 30-50％之间，也有说可以达到60-67％，甚至还有说采用钠法湿式脱硫系统 中的SO₃脱除效率达到99％以上。但目前的湿法脱硫设备主要是针对SO₂， 对SO₃的脱除并没有特殊考虑，普遍的结果是是SO₃脱除率低于SO₂。