催化烟气脱硫脱硝技术进展

随着环境问题在全球范围内越来越突出，世界各国纷纷加大了环境治理的力度。我国也陆续制定并出台了一系列法律法规、规划、技术政策，为了实现"十二五"规划的污染减排目标，实施《石油炼制工业污染物排放标准》。研究催化烟气脱硫脱硝技术在此背景下便显出一定的社会效益和环境效益。

1 烟气脱硫脱硝的必要性

拟实施新标准中，SO2最高允许排放浓度为200mg/Nm3，NOx最高允许排放浓度为300mg/Nm3，而现有炼油厂催化装置SO2、NOx实际排放浓度与指标相差较大，因此，合理利用催化烟气脱硫脱硝技术，保证催化烟气排放指标达标是势在必行。

2 烟气脱硫的技术方法

目前，国内外常用催化烟气脱硫除尘技术有很多，按照脱硫方式和产物的处理形式不同，可划分为湿法、干法、半干三大类。目前，处理催化裂化再生器烟气的技术主要以湿法为主。另外，湿法工艺又可分为可再生湿法和非可再生湿法两种。以WGS湿法洗涤工艺、海水洗涤工艺和EDV湿法洗涤工艺为代表的非可再生湿法洗涤工艺和labsorb、cansolv可再生湿法洗涤工艺最具代表性。

(1)WGS湿法洗涤工艺

该工艺主要包括两部分：湿法气体洗涤装置(WGSR)和净化处理装置(PTU)。WGSR主要包括JEV型文丘里洗涤器、分离塔、烟囱、循环泵等，脱除二氧化硫及固体颗粒物，生成亚硫酸钠及硫酸钠，SOx脱除率可达94%以上。PTU与BELCO洗涤液处理装置流程基本相同。排出的洗涤液在澄清器中沉降，固体物运出厂外填埋，澄清池分离的澄清液约含5%的可溶解盐，排到后处理设施，经过pH值调节混合器、氧化塔，用空气氧化法降低其COD，氧化处理后排液进入污水处理场进一步生化处理。该技术成熟可靠，在国外已有25套应用。

(2)ALSTOM公司填料吸收塔海水脱硫技术

ALSTOM公司填料吸收塔海水脱硫技术，利用海水的弱碱性，来洗涤烟气中的二氧化硫，达到烟气净化的目的。海水采用一次通过的方式吸收烟气中的SO2，烟气中的SO2首先在吸收塔中被海水吸收，吸收塔排出的酸性海水依靠重力流入海水处理场。在海水处理场的曝气池中鼓入大量的空气，使海水中的pH值得以处理。ALSTOM公司的海水脱硫技术大多应用于电厂烟气脱硫，在炼油厂催化装置业绩较少。

(3)EDVR湿法洗涤工艺

EDVR湿法洗涤技术是先进的控制烟气中的颗粒物、SO2和NOX的技术，由美国贝尔格(BELCO)技术公司开发，包括烟气洗涤系统和排液处理系统两部分。烟气进入洗涤塔后，除去气体中较大的颗粒、SO2，清洁气体通过上部的烟囱排入大气，为防止催化剂积累，装置运行中将排出部分洗涤液进入排出液处理系统。排液处理系统的特点在于减少了排液化学需氧量(COD)和固体悬浮颗粒在排液中的含量，同时也除去所收集的固体悬浮颗粒物的水分。该技术成熟可靠，在国内外应用最广，包含在建装置国内已有12套应用，国外应用80多套。

3 烟气脱硝的技术方法

烟气脱硝主要有两种方式：一种在燃料基本燃烧完毕后通过还原剂把烟气中的NOX还原成N2的一种技术，另外一种是用氧化剂将NOX氧化成可用水吸收成酸类物质，再用碱中和的方法。在催化裂化烟气脱硝中，还原法应用较多的是SCR法脱硝技术;氧化法最具有代表性的是臭氧氧化技术(LoTOxTM)。

(1)SCR法脱硝技术

选择性催化还原法(SCR)是指在催化剂的作用下，利用还原剂(如NH3或尿素)"有选择性"地与烟气中的NOX反应并生成无毒无污染的N2和H2O。选择性催化还原系统中，一般由氨的储存系统、氨和空气的混和系统、氨喷入系统、反应器系统及监测控制系统等组成，高温SCR反应器大多安装在余热锅炉锅炉蒸发段与省煤器之间，因为此区间的烟温刚好适合SCR脱硝还原反应(350℃)，氨则喷射于蒸发段与SCR反应器之间烟道内的适当位置，使其与烟气混合后在反应器内与NOX反应。

(2)LoTOxTM臭氧氧化技术

臭氧氧化法就是在烟气进入烟气洗涤塔前，烟气中注入臭氧把不可溶的NOX氧化成易溶于水的N2O5，在脱硫塔里N2O5溶于水形成硝酸，并与脱硫塔内循环浆液中的碱性物质反应生成盐类，从而达到脱硝的目的。采用臭氧氧化技术可得到较高的NOX脱除率，一般为70%～90%，并且可在不同的NOX浓度和NO、NO2的比例下保持高NOX脱除率，臭氧可以在现场由臭氧发生器直接生成。因为罗塔斯技术(LoTOxTM)是低温处理技术，故在流程中不需像SCR一样需要合适的温度。这个流程不使用氨，因此避免了在下游热转换阶段出现硫酸铵/重硫酸铵的沉淀，但消耗碱产生了硝酸盐。

4 结束语

在现阶段催化装置脱硫脱硝设计施工过程中，应综合考虑多方面指标，经过方案比选和经济评价优选出适合的脱硫脱硝方案，这样既能达到国家要求的催化烟气排放标准，还能带来一定的经济效益。目前，实施《石油炼制工业污染物排放标准》，应加深对催化装置脱硫脱硝技术的引进与开发，加快相关技术的发展。