催化裂化烟气脱硫技术分析

李永杰 李永文

摘 要：催化裂化烟气脱硫技术是现阶段主要的污染物控制措施，我国催化裂化装置（FCC装置）在运行过程中可经过内部结构与烟气内二氧化硫的一系列反应，结合配套污水处理单元及外排污水管网，保证烟气的有效脱硫，同时可减少外环境负担。本文从可再生循环技术、抛弃法、干法烟气脱硫等方面对催化裂化烟气脱硫技术进行了分析。

关键词：催化裂化烟气脱硫；可再生循环技术；抛弃法；干法烟气脱硫

中图分类号：O643 文献标志码：A

社会经济的发展促使石油需求量不断增加，进而加速了石化行业的发展。石化行业运行过程中催化裂化脱硫技术非常重要，可降低石油中硫化合物的含量，进而降低石油应用时对环境及人体的危害。烟气脱硫工艺主要通过催化裂化烟气脱硫技术的合理选择，为石油硫含量的有效控制提供依据。

1 可再生循环技术

可再生循环技术主要有亚硫酸钠循环、磷酸法和柠檬酸法等方法，现阶段应用范围较大的是Labsorb技术。Labsorb可再生循环技术在发展过程中已出现了RASOC可再生湿法脱硫技术，主要通过吸收剂在蒸汽的实现下促使烟气再生，常用的吸收剂为磷酸钠盐、LAS等。其中LAS可利用自身独特的双胺官能团对烟气中三氧化硫进行有效吸收，且最大程度降低蒸汽损耗量。利用RASOC可再生湿法脱硫技术在FCC装置中的应用可得到纯度较高的二氧化硫气体，从而便于后续产物的有效处理。

S-Zorb是一种新型的可再生循环脱硫技术，主要利用气相汽油分子与吸附试剂的大面积接触将烟气中的含硫化合物进行吸附，然后利用吸附剂烃类部分与含硫化合物之间的作用，促使其与烟气脱离。S-Zorb烟气脱硫技术在实际应用中可吸收98%以上的含硫化合物，且无其他额外产物。由于S-Zorb烟气脱硫过程无硫化氢等物质，可完全避免硫醇产物增加硫含量。

2 抛弃法

2.1 氨法烟气脱硫

氨法烟气脱硫主要通过对氨水浓度的控制进行硫吸收，且吸收后所产生的硫酸铵可作为农业施肥。氨法烟气脱硫主要在我国东北部石化公司得到有效应用，在实际应用中极易出现氨逃逸、重金属污染等问题，氨逃逸主要是由于FCC装置中三氧化硫含量远高于电厂氨气，从而导致实际氨气吸硫过程中会发生氨雾、气溶胶扩散问题，再加上FCC装置内部催化剂含有较高浓度的镍、钒等重金属离子，从而影响后续产物质量，因此氨法烟气脱硫技术应用范围较小。

2.2 WGS脱硫

WGS脱硫技术是应用较早的脱离技术，主要在我国南部及北美洲国家FCC装置内进行应用。WGS脱硫技术可将含硫烟气进行分离，即利用文丘里管喷水装置进行烟气除尘措施，然后在除尘烟气进入塔内后利用丝网除雾、循环液注氢氧化钠等措施，促使塔内烟气与硫离子有效分离并维持适宜的液体PH。在实际应用中根据文丘里管内部结构的区别WGS技术具有不同的气压等级，如JEV、HEV等，烟气压力均在4.8kPa以下。WGS技术在实际应用中具有较高的性价比及运行稳定性，同时可通过内部技术优化进行烟气脱硝处理，但由于后期含盐污水成分过高，对后期维护带来较大的难题。

2.3 EDV脱硫

EDV脱硫技术主要来自美国BELCO公司，目前已在我国四川石化分公司、燕山分公司、金陵分公司等的FCC装置中得到有效应用。在实际应用中FCC再生烟气装置可将含硫气体吸入吸收塔，利用内部冷却装置进行烟气冷却，在烟气冷却后可脱离硫离子，然后综合采用液滴、酸雾、氢氧化钠注入等措施促使烟气中硫离子转化为硫酸盐和水，同时利用氢氧化钠进行液体pH调制，待生成氧化物沉淀后可利用排液處理技术进行废液排除。废液处理装置主要由汽提塔、澄清器等几个部分构成，为了进一步降低废液排除物含硫量，可利用吸收装置间液体抽出措施，通过液体抽出后在外部氧化系统中的反应降低残余污染物质。EDV技术由于资金损耗低、压力低和稳定性高等优良特点得到了广泛应用，可在整体烟气脱硫过程中将空气压力维持在4.8kPa以下，从而避免烟气压力过高影响锅炉正常运转。在冷却装置中通过停电连锁等最差工况维护功能的设置，可将冷却装置内部各项无动设备进行有效整合，提高设备运行稳定性。EDV技术在实际应用中由于排放废液内盐类成分过高，增加了周边水体生态的运载负荷，若采取含盐污水结晶处理，则会增加整体结构成本，甚至影响能源有效利用。

3 干法烟气脱硫

干法烟气脱硫技术主要是在脱硫过程中不需要水分参与的基础上，利用颗粒吸收剂、干粉状吸收剂等进行烟气内二氧化硫的吸收，然后在内部催化剂的作用下，将二氧化硫气体转化为硫化物或脱硫渣回收。在干法烟气脱硫技术应用过程中，由于烟气吸收、反应过程中没有水分子参与，可完全避免污水废液的产生，从而降低对周边水体环境的负担，再加上干法烟气脱硫装置运行能源损耗量低、操作便捷等独特优点，可在气候较干旱地区的石化行业得到良好的应用，但由于干法烟气脱硫技术工作效率远低于湿法烟气脱硫技术，在其他地区并没得到广泛应用。活性炭脱硫技术为主要的干法烟气脱硫措施，可以在温度较低的环境中将二氧化硫氧化成三氧化硫，然后利用相关装置将三氧化硫转化为硫酸进行吸附处理。活性炭内部结构空隙较多，具有优良的二氧化硫吸附能力及催化氧化能力，在含硫烟气通过活性炭时可在其催化作用下与氧气、水分子逐次反应，生成最终产物的硫酸。活性炭技术在催化裂化装置中的应用可得到良好的烟气脱硝效果，通过自身催化作用促使烟气中三氧化氮与氨气进行反应，产生氮气、水，最后利用活性炭吸附层对其进行吸附处理。活性炭吸附技术资金损耗较低，且工艺操作较便捷，活性炭自身的可再生能力提高了应用效益，现阶段活性炭干法烟气脱硫技术已在四川、湖北等地催化裂化装置中得到良好的应用。

Lurgi循环流化床烟气脱硫、回流式循环流化床烟气脱硫技术等为新型干法脱硫技术，回流式循环流化床烟气脱硫技术主要是在循环流化床的基础上利用二氧化硫吸收系统石灰与烟气中二氧化硫之间的反应产生硫酸盐产物，然后由静电除尘系统等的连续作用对硫酸盐产物进行处理。这种措施操作较便捷，且能源损耗量较低，在西方国家得到了有效应用。

半干法烟气脱硫技术是介于湿法烟气脱硫、干法烟气脱硫之间的一种脱硫方法，在实际应用中可利用脱硫试剂进行烟气二氧化硫吸附，然后在内部吸附设备的作用下产生干态物质。常用的半干法烟气脱硫技术主要有粉膜颗粒喷动法、喷雾干燥法和半干半湿法等。半干法烟气脱硫技术在实际应用中可产生稳定的干态物质，对周边生态环境具有一定的维护作用，但半干法烟气脱硫技术工作效率较低，且后续混合物质较多，会影响最终吸附产物的处理效率。

结语

为了促使催化裂化装置发挥最良好的效用，须结合经济成本及烟气排放情况选择合理的催化裂化装置，然后再根据烟气内二氧化硫浓度选择合理的烟气脱硫技术。抛弃法可应用于烟气硫含量较低的情况，而可再生循环法可在烟气硫含量较高时发挥良好的效用。通过合理的烟气脱硫技术选择可有效控制硫氧化物的排放量，促进石化企业的可持续发展。

参考文献

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