化肥燃煤鍋爐煙氣在線監(jiān)控系統(tǒng)

在GB 31570—2015《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》中，催化裂化(FCC)再生煙氣污染物排放二氧化硫質量濃度限值為50 mg/ m3、氮氧化物質量濃度限值為100 mg/ m3、顆粒物質量濃度限值為30mg/ m3。這與火電廠大氣污染物排放二氧化硫質量濃度限值為35 mg/ m3、氮氧化物質量濃度限值為50mg/ m3、總塵排放質量濃度限值為5 mg/ m3 相比，尚有一定差距。這一標準的制定與現(xiàn)有石油煉制化工企業(yè)采用的尾氣處理工藝相適應，但排放濃度不適應的環(huán)保要求。也有企業(yè)采用LoTOx +EDV、氨法脫硫脫硝技術處理FCC 煙氣，但其部分排放指標也未達到標準要求，且投資、運行成本偏高。筆者介紹一種臭氧脫硝氨法脫硫(O3 +NH3 )聯(lián)合處理FCC 煙氣工藝，可達到投資、運行成本都較低的效果。

1 技術分析

1. 1 臭氧氧化NOx原理

氧化脫硝是利用強氧化劑氧化NOx ，使NOx轉化為高價氮氧化物(NO2，N2 O5)，常用的氧化劑有羥基自由基HO-，O3，H2 O2，MnO-4 ，ClO2，Cl2，其中臭氧是低成本、用的氧化劑。其反應速率快，在與煙氣充分混勻條件下，氧化率達95%以上，且運行穩(wěn)定，在FCC 煙氣、鍋爐煙氣、炭黑尾氣煙氣脫硝上應用業(yè)績較多。臭氧氧化適宜溫度為50～180 ℃，且臭氧氧化選擇性強，SO2對氮氧化物氧化影響很小。

在煙道內臭氧與氮氧化物反應方程式如下：

NO+O3 →NO2 +O2

2NO2 +O3 →N2O5 +O2

2N2O5 →4NO2 +O2

1. 2 SOχ 、NOχ吸收氧化原理

在濃縮區(qū)，臭氧氧化后的FCC 煙氣與洗滌液接觸，煙氣被降溫、除塵，N2 O5 和NO2 與洗滌液反應生成硝酸溶液，其pH 值降低。具體反應方程式如下：

N2O5 +H2O →2HNO3

3NO2 +H2O →NO+2HNO3

反應中產(chǎn)生的NO 繼續(xù)被煙氣中的臭氧氧化、吸收，直到臭氧被*利用。

在吸收區(qū)，煙氣與洗滌液接觸、除塵，SO2、氮氧化物與氨水反應，生成亞硫酸銨、硝酸銨溶液。亞硫酸銨被空氣氧化，生成硫酸銨。其反應方程式如下：

SO2 + H2O →H2SO3

H2SO3 +NH3 →NH4HSO3

NH4HSO3 +NH3 →(NH4)2SO3

(NH4)2SO3 +H2SO3 →2NH4HSO3

2(NH4)2SO3 +O2 →2(NH4)2SO4

HNO3 +NH3 →NH4NO3

以上反應在裝置適當?shù)膮^(qū)域進行。

1. 3 脫硫脫硝工藝流程

臭氧脫硝氨法脫硫聯(lián)合處理FCC 尾氣工藝流程。

FCC 尾氣與臭氧混和前，先經(jīng)煙氣間冷器降溫冷卻到140 ℃以下，然后與臭氧發(fā)生器制得的臭氧在煙道內充分混合。NOx 被氧化成高價氮氧化物后，進入脫硫脫硝洗滌塔濃縮區(qū)。在濃縮區(qū)，尾氣與洗滌液接觸、降溫、除塵，高價氮氧化物溶解于洗滌液中，生成硝酸溶液。溶液pH 值降低到2. 0 左右，氮氧化物溶解過程中生成少量的NO 繼續(xù)被煙氣中的臭氧氧化、再吸收，直到臭氧被*利用，經(jīng)濃縮區(qū)后的煙氣進入洗滌塔的吸收區(qū)。在吸收區(qū)，煙氣與洗滌液接觸，SO2、氮氧化物與氨水反應，生成亞硫酸銨、硝酸銨溶液。凈化后的尾氣經(jīng)洗滌塔頂部的多級高效除霧器除霧后排放。

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