明晟环保氨法脱硫：炼油行业脱硝技术应用研究

明晟环保氨法脱硫：炼油行业脱硝技术应用研究

自2013年以来，国家对炼油行业给予高度重视，先后发布了一系列环保政策、排放标准等，其中《大气污染防治行动计划》对炼油行业提出重点要求：加快炼油行业脱硫、脱硝、除尘改造工程建设，因此如何控制炼油行业NOx排放量成为环境保护的工作重点。

1氮氧化物来源及烟气条件

大气中氮氧化物NOx生成机理认为主要有三种：燃料型、热力型和快速型。炼化企业NOx排放源主要来自：1)FCC装置再生烟气;2)工艺加热炉烟气：3)酸性气回收装置废气。其中FCC装置再生烟气和酸性气回收装置废气NOx属于燃料性NOx。加热炉采用燃料气作为燃料时，NOx生成主要为热力型和快速型，燃料油作为燃料时，NOx生成以燃料型为主。由于FCC再生烟气NOx排放量在炼油行业占有较大比重，此外FCC再生烟气通常具有：1)低温，正常温度180-230℃;2)硫含量较高，SO2浓度一般为700-4500mg/m3;3)粉尘硬度大，大部分为Al2O3等较硬颗粒。所有这些都对所选用的脱硝技术提出很高要求。

2、氮氧化物脱除技术

2.1催化裂化再生烟气脱硝技术

FCC再生过程产生NOx占整个炼油厂NOx排放总量的比例高达50%，排放废气中NOx浓度一般为300-4500ppm，与原料含氮量和操作条件有关。因此脱硝技术主要有催化剂加氢脱氮和烟气脱硝，其中烟气脱硝主要采用氧化法、还原法和添加助剂法等。

2.1.1原料加氢脱氮

原料加氢脱氮主要是通过加氢精制，降低原料中氮含量，减弱FCC过程中对催化活性和选择性造成的不利影响，提高油品的抗氧化稳定性。但由于加氢脱氮工艺条件苛刻，耗能大，费用高，且原料加氢脱氮主要为达到油品要求，获得更好的经济效益，对整个过程中NOx控制效果不明显。

2.1.2氧化法

氧化法是利用强氧化剂，如臭氧、双氧水、等，把烟气中不易溶于水的NOx转化为易溶于水的N2O5，并利用后续的碱液吸收处理。氧化法中尤以臭氧作为氧化剂应用最广泛，其反应机理如下：

NO+O3=NO2+O2

2NO+3O3=N2O5+3O2

2NO2+O3=N2O5+O2

N2O5+H2O=2HNO3

生成的酸与后续碱液快速反应得到相应的酸盐。

2.1.3还原法

2.1.3.1选择性催化还原(SCR)

SCR技术是指还原剂在催化剂作用下，把污染性气体NOx还原为无污染的氮气和水。其中还原剂多选用氨气、液氨、尿素，也可选用CO，H2，还可以用小分子烷烃类。反应机理如下：

4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O

2NO2+4NH3+O2=3N2+6H2O

6NO2+8NH3=7N2+12H2O

SCR工艺脱硝效率高达95%以上，是脱硝减排效率最高的技术。目前所用催化剂多以TiO2为载体，V2O5为主要活性组分，WO3或MoO3为活性助剂。催化剂主要分蜂窝、板式、波纹三种。其中传统的板式催化剂优势在于抗堵灰，抗中毒，较低的SO2转化率等。基于以上优势，通过对催化剂性能改良，使得SCR工艺1)适用温度拓宽至200-420℃，在200℃时，脱硝效率仍可以达到70%以上;2)很高的氮氧化物浓度适应性，即使是NOx浓度达到2000ppm，催化剂仍能保持很高的脱硝效率(85%以上)，实现NOx稳定达标排放。催化剂产品可以完美解决前面提到的脱硝效率，低温、NOx浓度适应性、抗硫、抗磨损等问题。

优秀的催化剂产品，顺利投用的SCR脱硝装置，SCR在炼油行业的广泛应用前景很好。

2.1.3.2选择性非催化还原(SNCR)

SNCR技术是还原剂在无催化剂条件下，把NOx转化为氮气和水的工艺。烟气温度一般在850-1100℃，反应机理同SCR技术。

该技术适用温度太高;脱硝效率很低，只有30%-40%，不能满足排放标准要求，且氨逃逸高时，和硫生成大量硫盐，腐蚀、堵塞后续设备。

2.2工艺加热炉烟气脱硝

目前燃气加热炉，低NOx气体燃烧器应用较多，基本达到NOx排放标准;而对于燃油加热炉，低NOx重油燃烧器技术尚不成熟，难以达到排放标准要求，烟气脱硝技术成为主要脱硝途径。

考虑到石化行业加热炉辐射室出口温度只有800℃左右，且需要较高的脱硝效率，所以SNCR不适用，一般选择SCR技术。部分高温加热炉可以采用SCR+SNCR组合式。

SCR技术在工艺加热炉已实现成功应用。应用SCR技术时催化剂需要根据具体烟气条件选择，不易结垢的烟气优先选用板式催化剂。

2.3酸性装置回收气废气脱硝

炼油厂酸性气回收装置烟气中NOx含量与酸性水汽提装置工艺有关。采用侧线出氨的水汽提工艺能够很大程度上减少NOx产生，也是目前主要的解决办法。

目前对与酸性装置回收废气脱硝研究很少，从技术角度分析SCR技术是不错的选择。

3、展望

随着人们对洁净空气的呼声越来越高，国家对烟气排放的标准也越来越严格，一种适用于炼油行业并能保证烟气稳定达标排放的技术是我们一直在寻找的，通过前面几种技术介绍、分析，鉴于技术优势、成功应用案例，SCR技术在炼油行业已经是一个发展趋势，有很好的前景。

明晟环保氨法脱硫技术以化工的理念解决环保问题,运用世界一流的氨法脱硫核心技术真正解决气溶胶与氨逃逸的技术性难题，真正达到超低排放，实现变废为宝的目的。