一种活性焦烟气净化系统再生尾气的处理方法及装置与流程

本发明属于活性焦烟气净化工艺领域，具体涉及一种活性焦烟气净化系统再生尾气的处理方法及装置。

背景技术：

活性焦干法净化技术于20世纪80年代开始工业应用，具有脱硫效率高、反应不耗水、无废水废渣排放、无设备腐蚀问题等突出优势。随着环保要求的日益提高，该技术引起了越来越多的重视，应用日益广泛。

典型的活性焦干法净化工艺主要依托于吸收塔和再生塔。在吸收塔内，烟气通过活性焦床层时其中的so2被活性焦吸附捕集，同时在活性焦表面官能团的催化下转化为h2so4并被固定在活性焦的空隙结构内，从而实现脱硫功能。如需脱硝，则需要在吸收塔入口或塔内喷氨，烟气中的nox和nh3在活性焦的催化作用下反应生成n2和h2o，从而实现脱硝。经过净化后，烟气从吸收塔排出。经过一段时间的运行，活性焦的吸附能力基本达到饱和，此时需要将活性焦送至再生塔进行再生。在再生塔内的高温再生环境下(400～450℃)，活性焦孔隙内的h2so4被活性焦还原为so2并随再生尾气(富硫气体)排出。经过再生后的活性焦冷却至合适温度后可重新送回至吸收塔使用。

再生塔排出的再生尾气，也叫富硫气体，一般温度约300～350℃，压力约-1kpa(g)，组分以h2o、n2、co2和so2等为主，同时还会含有少量的so3、nh3(喷氨导致的氨逃逸)和焦粉(再生过程中伴有活性焦颗粒的破碎)。这部分再生尾气中的so2含量通常13～15v％，须进一步处理，通常被送至制硫酸装置或硫磺回收装置。

再生尾气制硫酸装置的典型流程为：再生尾气依次通过增湿冷却塔、除氟塔、电除雾、干燥处理，最后送至转化塔制取硫酸。此流程较长，且烟气经过增湿冷却后，由于再生尾气中含有so3，酸腐蚀较为严重，对设备的防腐性能要求较高，成本高昂。同时还需外排含酸废水，其处理难度也很大。

再生尾气如送至硫磺回收装置，需要将气体净化、冷却和增压，典型的流程为：首先将再生尾气压缩至10kpa(g)，冷却至250℃后过滤，过滤后的再生尾气经压缩机压缩至70kpa(g)，最后送至硫磺回收装置。此流程全程干态，无腐蚀，且不产生废水。但由于烟气中含有h2o、nh3和so3，在烟气降温的过程中可能会生成硫酸铵和硫酸氢铵。其中硫酸氢铵的粘性很大，容易粘附焦粉堵塞过滤器。同时，高温烟气增压后其温度还会进一步升高，所采用的高温压缩机条件较为苛刻，设备投资大，易发生泄漏，其可靠性尚需进一步验证。另外，由于活性焦烟气净化系统所产生的再生尾气组成和流量波动较大，可能会影响硫磺回收装置的正常操作。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种活性焦烟气净化系统再生尾气的处理方法及装置，可实现再生尾气中硫资源的回收，并解决现有再生尾气处理中存在的腐蚀严重、易结盐堵塞等问题。

本发明的第一方面提供了一种活性焦烟气净化系统再生尾气的处理方法，该处理方法包括：利用蒸汽喷射器将活性焦烟气净化系统再生尾气增压，增压后的活性焦烟气净化系统再生尾气与喷射蒸汽混合送至催化裂化装置提升管，使得活性焦烟气净化系统再生尾气中的so2和so3在催化裂化装置提升管内的高温和强还原性气氛下转化为h2s。

本发明的第二方面提供了一种活性焦烟气净化系统再生尾气的处理装置，该处理装置包括：沿活性焦烟气净化系统再生尾气流动方向依次设置的蒸汽喷射器和催化裂化装置提升管。

本发明的处理方法是将再生尾气中的硫资源捕捉后送至反应系统，充分利用了催化裂化装置提升管内现有的高温还原性气氛来将so2、so3还原为h2s，其借助于催化裂化装置现有的设施及工艺流程来实现硫资源的回收，再生尾气中的焦粉也可沉积在催化剂上，并在再生器中被脱除，该处理方法可作为对催化裂化装置烟气或锅炉等其它装置烟气采用活性焦净化系统时再生尾气的处理，流程简单可靠，投资和操作费用较低。采用本发明的处理方法可避免现有再生尾气处理中存在的腐蚀严重、易结盐堵塞等问题。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1为实施例1的活性焦烟气净化系统再生尾气处理的工艺流程图。

附图标记说明：

设备：a-活性焦再生塔；b-蒸汽喷射器；c-催化裂化装置提升管(c1-预提升段、c2-反应段)；

物流：1-待生活性焦；2-再生活性焦；3-再生尾气；4-3.5mpa(g)蒸汽；5-1.0mpa(g)蒸汽；6-预提升蒸汽；7-再生催化剂。

具体实施方式

为使本发明更加容易理解，下面将结合实施例来详细说明本发明，这些实施例仅起说明性作用，并不用于限制本发明。

本发明的第一方面提供了一种活性焦烟气净化系统再生尾气的处理方法，该处理方法包括：利用蒸汽喷射器将活性焦烟气净化系统再生尾气增压，增压后的活性焦烟气净化系统再生尾气与喷射蒸汽混合送至催化裂化装置提升管，使得活性焦烟气净化系统再生尾气中的so2和so3在催化裂化装置提升管内的高温和强还原性气氛下转化为h2s。

本发明中，再生尾气与喷射蒸汽的混合及增压可采用如下方式进行：再生尾气被送至蒸汽喷射器抽气口，喷射蒸汽由蒸汽喷射器进气口进入，通过喷射时形成的低压将再生尾气抽入并增压，完成喷射蒸汽与再生尾气的混合后，送入催化裂化装置提升管。

根据本发明，活性焦烟气净化系统再生尾气可从催化裂化装置提升管的任意部位进入，只要能够利用催化裂化装置提升管内现有的高温还原性气氛将so2、so3还原为h2s，实现硫资源的回收即可。

优选情况下，活性焦烟气净化系统再生尾气由催化裂化装置提升管的底部预提升段进入，即增压后的活性焦烟气净化系统再生尾气与喷射蒸汽混合后，作为预提升蒸汽经催化裂化装置提升管的预提升段进入催化裂化装置提升管。

本发明中，当活性焦烟气净化系统再生尾气由催化裂化装置提升管的预提升段进入时，在催化裂化装置提升管的预提升段，再生尾气中的部分so2和so3被来自再生斜管的高温催化裂化再生催化剂捕捉，并与之反应生成亚硫酸盐和硫酸盐，再生尾气中未被捕捉的so2和so3以及反应生成的亚硫酸盐和硫酸盐在催化裂化装置提升管的反应段内的高温和强还原性气氛下被还原为h2s。

根据本发明，活性焦烟气净化系统再生尾气中的焦粉沉积在催化裂化装置提升管中的催化剂上，随催化剂进入再生器中被脱除，转化生成的h2s与活性焦烟气净化系统再生尾气中的nh3随油气进入下游的分馏系统被脱除。

按照本发明的一种优选实施方式，采用蒸汽喷射器对再生尾气进行增压，增压后的再生尾气与蒸汽混合作为预提升气体送入催化裂化装置提升管；再生尾气中的部分so2、so3在提升管的预提升段内先与自再生斜管来的大量高温催化裂化再生催化剂接触，再生尾气中的部分so2、so3被再生催化剂捕捉并与催化剂反应生成亚硫酸盐和硫酸盐，未被捕捉的so2、so3随着预提升蒸汽继续进入提升管的反应段；进入反应段后，再生尾气中未被捕捉的余下部分so2、so3及捕捉下来生成的亚硫酸盐和硫酸盐在反应段内的高温及强还原性气氛下被还原成h2s，h2s随油气进入下游的分馏系统被进一步脱除。再生尾气中的焦粉进入催化裂化装置提升管后沉积在催化剂上，随催化剂一起进入催化装置的再生器被脱除。再生尾气中的nh3进入提升管后随油气进入下游的分馏系统被进一步脱除。

根据本发明，喷射蒸汽的表压可为3.0～4.0mpa，优选为3.5mpa。

本发明中，蒸汽喷射器的出口表压可为0.25～0.5mpa。

根据本发明，当蒸汽喷射器出口的总气体量不满足催化裂化装置提升管预提升段的气速要求时，在催化裂化装置提升管的预提升段来补充蒸汽，补充的蒸汽表压可为0.5～1.5mpa，优选为1.0mpa。

本发明的处理方法可以作为对于将含有so2、so3气体的处理方法，流程简单可靠，投资和操作费用较低，充分利用了催化裂化装置提升管内现有的高温还原性气氛来将so2、so3还原为h2s，回收硫资源。

本发明的处理方法可作为对催化裂化装置烟气采用活性焦净化系统时再生尾气的处理，此工况下，相当于把烟气中的硫资源捕捉后送至反应系统，在提升管内被还原成h2s，并借助于催化裂化装置现有的工艺流程来实现硫资源的回收。主要工艺过程如下：活性焦烟气净化系统再生尾气自再生塔出来后送至蒸汽喷射器进行增压，增压后的再生尾气与蒸汽混合，一起送至催化装置的提升管用作预提升气体。在提升管内的还原性氛围下，再生尾气中的so2、so3最终被还原为h2s，在后续的分馏系统中被除去；再生尾气中的焦粉进入提升管后沉积在催化裂化的催化剂上，随催化剂一起进入催化装置的再生器被脱除；再生尾气中的nh3进入提升管后随油气进入下游的分馏系统被进一步脱除。

本发明的处理方法也可作为对锅炉等其它装置烟气采用活性焦净化系统时再生尾气的处理，把烟气中的硫资源捕捉后送至反应系统，在提升管内被还原成h2s，并借助于催化裂化装置现有的工艺流程来实现硫资源的回收。

本发明的第二方面提供了一种活性焦烟气净化系统再生尾气的处理装置，该处理装置包括：沿活性焦烟气净化系统再生尾气流动方向依次设置的蒸汽喷射器和催化裂化装置提升管。

优选情况下，所述蒸汽喷射器的出气口与催化裂化装置提升管的底部连接，所述蒸汽喷射器的抽气口与活性焦再生塔连接。

本发明装置亦可作为其它含有so2、so3气体的处理装置。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

实施例1

本实施例用于说明本发明的活性焦烟气净化系统再生尾气的处理方法及装置。

如图1所示，待生活性焦1自活性焦再生塔a顶部进入，完成加热、冷却等再生程序后，再生活性焦2自塔底送出，再生尾气3由加热段底部引出，送至蒸汽喷射器b抽气口。3.5mpa(g)蒸汽4由蒸汽喷射器b进气口进入，通过喷射时形成的低压将再生尾气3抽入并增压。完成喷射的蒸汽与再生尾气3混合后，作为预提升蒸汽6，送入催化裂化装置提升管c。当预提升蒸汽6的流量不满足要求时，可补充1.0mpa(g)蒸汽5。预提升蒸汽6在催化裂化装置提升管c内上行过程中与再生催化剂7混合，将再生催化剂7充分分散并携带再生催化剂7一起上行。再生尾气3中的so2、so3在催化裂化装置提升管c内的还原性氛围下可以被还原为h2s，随油气离开催化裂化装置提升管c，在后续脱硫工艺中除去。再生尾气3中含有的焦粉则随再生催化剂7一起被分离，在再生催化剂7进行再生时燃烧转化为催化装置的再生尾气，进入后续净化工艺处理。再生尾气3中的nh3进入催化裂化装置提升管c后随油气进入下游的分馏系统被进一步脱除。至此，完成活性焦再生尾气的处理。

以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。