浅谈烟气一体化脱硫除尘技术在催化装置的应用

文增坤

(中海油石化工程有限公司，山东 青岛 266101)

2015年4月16日发布的《石油炼制工业污染物排放标准》规定，自2015年7月1日起，新建企业催化装置再生烟气SO2最高排放浓度为100 mg/m3，颗粒物的最高排放浓度为50 mg/m3；针对国土开发密度已经较高、环境承载能力开始减弱，或大气环境容量较小，生态环境脆弱，容易发生严重大气环境污染问题的特殊地区催化再生烟气SO2最高排放浓度为50 mg/m3，颗粒物排放浓度为50 mg/m3。可见国家对催化装置尾气的污染物排放要求愈加严格。

1 催化装置脱硫与除尘

催化装置主要以常压渣油、减压渣油、焦化蜡油等重质油为加工原料，其进料硫含量多少直接决定了烟气中硫含量的高低，同时催化装置因自身工艺的特点，导致烟气中催化剂粉尘含量较高且波动较大。

催化脱硫方面，按脱硫阶段划分，主要分为催化反应前脱硫和反应后脱硫，前脱硫主要包括原料加氢处理和使用硫转移助剂；后脱硫即烟气脱硫。受投资成本、脱硫效率及能否除尘等方面的制约，目前烟气脱硫被认为是控制SO2最行之有效的途径。按脱硫剂状态划分，催化烟气脱硫可分为湿法、半干法和干法脱硫，其中湿法脱硫因在脱硫效率、装置可靠性、装置操作性、同时脱除SO2和颗粒物等方面的具有明显优势，成为主流的脱硫方法[1]。

除尘方面，工业除尘技术主要有布袋除尘、静电除尘、旋风分离除尘和湿式洗涤除尘几种[2]。就催化装置而言，综合考虑除尘效果、设备投资等方面，最常见的是静电除尘及湿式洗涤除尘两种。

2 催化烟气脱硫除尘一体化技术综述

催化烟气排放要达标，脱硫和除尘两方面必不可少，因此一体化脱硫除尘技术在工业生产中应运而生。目前国内外炼厂实际应用最广泛的一体化技术有WGS、EDV和WPS-Absorber技术 。下面对这三种技术进行简要概括对比，以期对工业生产起一定指导。

2.1 WGS技术

WGS技术由美国Exxon Mobil公司开发设计，自1974年在世界上首次应用于烟气脱硫技术至今，国外已有20多套的应用业绩[2]，国内首套应用该技术的装置是锦西石化[3]。

图1 WGS法脱硫除尘工艺技术示意

图1所示WGS工艺流程，它由脱硫除尘单元和废水处理单元PTU构成，采用NaOH溶液为脱硫剂。上游来的催化烟气被吸入喷射文丘里管，与泵送循环浆液在喉径处充分混合，经扩散恢复压力后在连接弯头处脱除SO2及烟尘，脱硫除尘后的烟气与循环浆液继续以切线方向进入洗涤塔，在塔内进行气液分离，分离出的烟气经烟囱排大气，浆液留在塔底，经循环泵抽出后送至文丘里洗涤器入口。高浓度的脱硫除尘浆液经泵排至废水处理单元。另外由于装置需要外送洗涤浆液，洗涤塔需要不间断补充水和碱液。

WGS技术最大的特点是采用文丘里技术强化对烟气和洗涤液的抽吸混合，显著提高脱硫除尘效果。

2.2 EDV技术

EDV技术是美国BELCO公司设计开发的技术，自1992年该技术工业化至今，全球已经有100多套装置，在国内最早的应用是燕山石化[4]。

EDV技术与WGS技术脱硫原理基本相同，也分为脱硫除尘单元和废水处理单元，如图2所示。脱硫除尘单元由洗涤吸收塔、滤清模块、液滴分离器、喷嘴、烟囱、浆液循环泵及滤清液循环泵等构成。催化烟气首先进入洗涤吸收塔入口激冷段，被喷嘴喷出的浆液激冷到饱和温度，然后烟气在塔内上升，在吸收段内与多层喷淋层逆向接触，SO2被吸收，烟尘被洗涤，然后进入滤清模块，烟气中剩余的小颗粒被洗涤下来，最后烟气进入气液分离器分离出水汽后经烟囱排放。为控制塔底浆液的COD、TSS和TDS，部分浆液需要送往PTU。

图2 EDV法脱硫除尘工艺技术示意

EDV技术虽然起步较WGS晚，但全球应用此技术的装置总数远超过后者，主要原因是该技术具有较大的处理负荷和较低的压降，即使在事故状态也能保证烟机和余热锅炉的安全。

2.3 WSP-Absorber技术

WSP-Absorber技术是由德国GEA Bischoff公司开发的新型湿法烟气脱硫除尘一体化技术。该技术在美国有两套应用业绩，在国内的首次应用是中国化工集团的正和、昌邑和华星石化三套装置[5]。

图3 WSP-Absorber脱硫除尘技术示意

如图3所示，WSP-Absorber技术脱硫除尘塔由逆流式苛性钠吸收器与高压静电除尘器组成。烟气进入吸收塔后首先被激冷，激冷后的烟气沿垂直方向自下而上通过吸收器，吸收器由多层喷淋层构成，可喷入苛性溶液，经过脱硫后的烟气进入高压静电除尘器。高压产生的电场使灰尘及悬浮粒子带电并在收尘电极处被收集而除去。净化后的烟气经除雾器除雾后从塔顶烟囱排至大气。

为使排出的废液COD更低，从吸收器底部抽取液体至外部氧化系统氧化后回流至底部池。池内浆液循环一定时间后经泵送至PTU单元处理。

WSP-Absorber技术的最大优点是采用高压静电除尘，此方法大大降低了脱硫除尘塔压降。另外，为排出较低COD的废水，该技术采用射流曝气技术对塔底废水进行先期氧化，大大降低了PTU单元的设备占地面积。

2.4 技术对比

作为三种在工业中应用相对比较广泛的脱硫除尘一体化技术，从压降高低、运行操作复杂度、占地面积大小等指标进行对比分析，详见表1所示。

表1(续)

3 结论

主流催化装置再生烟气脱硫除尘一体化技术各有特点，在国内外均取得一定的应用业绩。WSP-Absorber技术因其压降低、占地面积小、技术经济性好等优点逐渐显现出其应用优势。