催化裂化再生烟气脱硝技术对比 江盛阳（中国石化工程建设有限公司， 北京 １００１０１） 摘要：本文介绍了氧化法、还原法和氧等离子法等催化裂化再生烟气脱硝技术，对不同脱硝技术进行分析。选择脱硝技术应综合考虑脱 硝率、投资、运行费用、占地、装置运行经济性等多方面因素，ＬｏＴ０ｘ、ＳＣＲ、ＳＮＣＲ＠Ｃ０Ｎ０ｘ等技术有不同的适用范围。 关键词：催化裂化；烟气脱硝；氧化法；还原法；氧等离子法 ０引言 催化裂化装置是炼油工业中最重要的二次加工装置之 一６ＮＯ２＋８ＮＨ３－－７Ｎ２＋１２Ｈ２０ ＳＣＲ脱硝效率高达８０％～９５％，是燃煤发电厂烟气脱硝应 用最多的技术。由于ＳＣＲ不会外排含硝酸盐污水，国内催化裂 化再生烟气脱硝采用ＳＣＲ技术逐步增多。国内催化裂化再生 烟气ＳＣＲ型催化剂以ＴｉＯ，、Ｖ，Ｏ 为主要成分，适用工作温度为 ３２０～３８０℃，由此带来的问题是需要对锅炉进行改造，将ＳＣＲ 反应器放置在锅炉蒸发段和省煤段之间。 ，其目的是提高原油加工深度和产品质量，增加轻质油产量。 根据环保部的测算，在采取严格的污染控制措施下，“十二五” 期间将新增ＮＯ 排放量３６０万吨，污染减排消化增量的任务十 分艰巨。虽然各炼厂已经对催化原料进行加氢处理，但劣质进 口原油加工量的增加及催化原料掺渣比例的提高，催化裂化再 生烟气中ＮＯ 的排放仍达不到有关环保要求。再生烟气进行脱 ２．２选择性非催化还原技术 选择性非催化还原技术（ＳＮＣＲ）［１］是指无催化剂的作用 下，在烟气温度８５０～１１００℃范围内，将还原剂喷入烟气中， 还原剂迅速热分解成ＮＨ 并与烟气中的ＮＯ 反应生成Ｎ 和 Ｈ，Ｏ，其反应机理与ＳＣＲ一样，脱硝效率３０％～６０％。ＳＮＣＲ反 应温度高，在催化裂化烟气脱硝中，仅ＣＯ焚烧锅炉炉膛或并列 式两段再生混合燃烧烟道的温度可以满足要求。因此，ＳＮＣＲ 硝处理，对我国环境保护和节能减排具有重要的意义。目前，已 经工业应用的催化裂化再生烟气脱硝技术主要包括氧化法、还 原法和氧等离子法 １氧化法 氧化法采用强氧化剂将再生烟气中的ＮＯ 氧化成Ｎ Ｏ ， Ｎ Ｏ 溶于水生成ＨＮＯ３，再与ＮａＯＨ反应从而达到脱硝的目 的。常用的氧化剂包括臭氧、双氧水、亚氯酸钠和次氯酸钠等， 目前应用最为广泛的是臭氧，脱硝反应原理如下： ＮＯ＋Ｏ３－－２ＮＯ２＋Ｏ３－－Ｎ２０５＋Ｈ２Ｏ＝ＮＯ２＋Ｏ２ Ｎ２Ｏ５＋Ｏ２ ２ＨＮＯ３ ＮａＮＯ３＋Ｈ２Ｏ 仅适用于不完全再生且烟气中ＮＯ 含量较低的催化裂化装置。 无论是ＳＣＲ还是ＳＮＣＲ，采用氨作为还原剂时，都存在氨 逃逸的风险，当氨逃逸率过高时，会带来比Ｎ０ 更严重的二次 污染。目前，国内已投用ＳＣＲ脱硝装置主要包括镇海、海南和 安庆等多套催化裂化装置。ＳＮＣＲ由于脱硝温度窗口限制，在 催化裂化再生烟气脱硝中还处于论证阶段。 ＨＮＯ３＋ＮａＯＨ＝３氧等离子法 氧等离子技术（ＣＯＮＯ ） 是由Ｓｈｅｌｌ ＧＳ￣ＨＰｒａｘａｉｒ公司 联合开发的新型脱硝技术，ＣＯＮＯ 将热氧喷枪置于再生器烟 气出口烟道，喷枪注入经预热的氧气，以达到破坏ＮＯ 前驱物 的作用，从而降低再生口烟气ＮＯ 的排放。热氧喷枪射出的高 目前，世界上催化裂化再生烟气氧化脱硝技术绝大部分 采用美国Ｂｅｌｃｏ公司的低温臭氧氧化技术（ＬｏＴＯ ）。ＬｏＴＯ 脱 硝效率可达ｅＵｓ０％～９５％。ＬｏＴＯ 技术最大的问题是带来二 次污染含硝酸盐污水的排放，随着环保要求的提高，含硝酸盐 污水后续处理是一个比较大的问题；特别是内陆地区的炼厂， ＬｏＴＯ 技术应用受此限制。国内采用ＬｏＴＯ 脱硝技术主要有 上海金山、金陵、中化泉州和齐鲁等多套催化裂化装置。 速热氧含有高浓度的自由基Ｏ、Ｈ和ＯＨ等，这些具有极高反应 活性的自由基与烟气中的ＮＨ，和ＨＣＮ等ＮＯ 前驱物反应产 生Ｎ２。 ２还原法 ２．１选择性催化还原技术 选择性催化还原技术（ＳＣＲ）是指在催化剂的存在下，利 ＣＯＮＯ 技术的优点是投资成本和操作费用低，占地要求 小，对于老装置改动小，但该技术只适用于不完全再生催化裂 化装置，并且ＮＯ 脱除率只有４０％～６０％，对于高浓度ＮＯ 再 生烟气，需要配合其他脱硝技术才能达到排放要求。ＣＯＮＯ 技 术２０１２年美国瓦莱罗炼油厂首次工业应用，国内催化裂化装 用氨、尿素或氰酸等还原剂与烟气中的ＮＯ 反应生成Ｎ 和水。 选择性是指还原剂和烟气中的ＮＯ 发生还原反应，而不与烟气 中的Ｏ，发生反应。ＳＣＲ还原剂一般采用氨，反应机理如下： ４ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２－－ＮＯ，＋ＮＯ＋２ＮＨ －－４Ｎ２十６Ｈ２Ｏ ２Ｎ，＋３Ｈ，Ｏ 置还未有ＣＯＮＯ 脱硝业绩。 ４脱硝技术对比 选择催化裂化再生烟气脱硝技术时，需要综合考虑环保 ２ｍＳＮ０９Ｎ化， 卵 ２０１ ｌ