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催化裂化裝置煙氣脫硫脫硝運(yùn)行問題及對策

文檔作者：顏軍文文檔來源：中國石化鎮(zhèn)海分公司		更新日期： 2026年05月23日	點擊數(shù)：
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齊魯石油化工,2022,50(2) ：121 -125
QILU PETROCHEMICAL TECHNOLOGY
工業(yè)技術(shù)
催化裂化裝置煙氣脫硫脫硝運(yùn)行問題及對策
顏軍文
（中國石化鎮(zhèn)海分公司，浙江寧波315207）
摘要:針對某企業(yè)催化裂化聯(lián)合裝置煙氣脫硫脫硝單元運(yùn)行中出現(xiàn)的鍋爐結(jié)垢外排煙氣NO,指標(biāo)波動外排水 COD超標(biāo)綜合塔塔壁腐蝕穿孔泄漏等問題，進(jìn)行了原因分析,并提出了相應(yīng)的解決措施措施實施后，鍋爐壓降下 降0.7 kPa,排煙溫度降低23 ，氨逃逸量下降63. 6%，外排水COD穩(wěn)定控制在20 mg/L左右，綜合塔腐蝕問題也得到 了有效地解決，保證了裝置長周期安全運(yùn)行
關(guān)鍵詞:脫硫脫硝#化學(xué)需氧量;氨逃逸
中圖分類號：X742 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1009 -9159（2022）02-0121 -05
某企業(yè)3 Mt/年催化裂化聯(lián)合裝置主要由催 化裂化、產(chǎn)品精制、氣體分?等3部分構(gòu)成，并配 置有空壓站、凝結(jié)水回收及污水預(yù)處理等輔助系 統(tǒng)。裝置于1999年11月建成投產(chǎn),2007年3月 實施了 MIP（多產(chǎn)異構(gòu)烷桂催化裂化技術(shù)）-CGP （生產(chǎn)清潔汽油并多產(chǎn)丙烯催化裂化技術(shù)）技術(shù) 改造。為了執(zhí)行“十二五”期間國家對氮氧化物 （NO*）、硫氧化物（SO*）等污染物的排放控制政 策,裝置于2014年12月完成了煙氣脫硫脫硝單 元的建設(shè)、投用，再生煙氣經(jīng)過脫硝、脫硫、除塵處 理后,達(dá)到了 GB 31570—2015《石油煉制工業(yè)污 染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求。但隨著運(yùn)行時間的延 長，煙氣脫硫脫硝單元相繼出現(xiàn)了鍋爐結(jié)垢、外排 煙氣NO*指標(biāo)波動、綜合塔塔壁腐蝕穿孔、外排 水COD（化學(xué)需氧量）超標(biāo)等問題。經(jīng)檢查和分 析,采取了相應(yīng)的措施,保證了催化裂化聯(lián)合裝置 的長周期安全運(yùn)行。
1催化脫硫脫硝工藝簡介
1.1脫硝技術(shù)
煙氣脫硝采用選擇性催化還原法（SCR）脫硝 技術(shù)⑴。SCR脫硝技術(shù)是指在催化劑的作用下， 作為還原劑的（氣態(tài)）氨通過噴氨格柵噴入SCR 反應(yīng)器上游的煙氣中，充分混合后在SCR反應(yīng)器 中催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)，大部分的NO*被脫 除。選擇性是指還原劑中NH3和煙氣中的NO* 發(fā)生還原反應(yīng)，而不與煙氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)。
化學(xué)反應(yīng)原理如下：
4NO +4NH3 +^i4N +6HO （1） 2NO, +4NH3 + O213N2 +6HO （2）
1.2脫硫除塵洗滌技術(shù)
脫硫反應(yīng)機(jī)理是NaOH （質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20% ） 與SO溶于水生成的亞硫酸溶液進(jìn)行酸堿中和反 應(yīng)。煙氣中的so與水接觸，生成hso,hso 與NaOH反應(yīng)生成Na2SO，Na2SO氧化后作為無 害的Na,SO水溶液排放⑵o
脫硫除塵采用雙循環(huán)湍沖文丘里洗滌工藝技 術(shù)⑶，即氣體或氣液一一顆粒或滴粒兩相沿著同 軸相向流動撞沖接觸，充分分散、乳化，產(chǎn)生顆粒 捕集、反應(yīng)吸收和氣體急冷等作用,達(dá)到氣體凈化 和處理的目的。
1.
3脫硫廢水處理技術(shù)
洗滌塔漿液首先與絮凝劑混合，然后送入脹 鼓式過濾器,顆粒物在脹鼓過濾器內(nèi)經(jīng)膜分離，上 清液進(jìn)入氧化罐用空氣氧化，降低其中的COD, 氧化處理后廢水達(dá)標(biāo)外排。
1.4煙氣處理工藝流程
煙氣脫硫脫硝單元依次由脫硝反應(yīng)、急冷、綜 合塔洗滌除塵、工藝水處理等部分組成。具體流 程見圖1o
收稿日期：2022 - 02 - 24；修回日期:2022-04 -11
作者簡介:顏軍文（1961—）,男，高級工程師o 1991年畢業(yè) 于撫順石油學(xué)院石油加工專業(yè),現(xiàn)在中國石化鎮(zhèn)海分公司煉 油一部從事煉油生產(chǎn)技術(shù)管理工作。電話：0574 - 16445177 ； E - mail: yanjw. zhlh@ sinopec. com。
齊魯石油化工
?122? QILUPETROCHEMICAL TECHNOLOGY 2022,50(2)
■■ 」
高溫?zé)煔?
脹鼓過濾器
圖1煙氣脫硫脫硝單元工藝流程示意
2裝置運(yùn)行情況 日6：00至9月24日6：00進(jìn)行72 h標(biāo)定。煙氣
煙氣脫硫脫硝單元投用后,2015年9月21 脫硫脫硝單元的主要參數(shù)，見表1?3。
表1脫硝反應(yīng)主要操作參數(shù)
項目設(shè)計值標(biāo)定值
濕基煙氣流量（標(biāo)準(zhǔn)態(tài)）/（m3?h"） 271 000 231 983
煙氣入口 NO*濃度（標(biāo)準(zhǔn)態(tài)）/（mg - mN） 300 256
反應(yīng)溫度/t 350 343
SCR反應(yīng)器壓降/kPa W1.40 0. 47
綜合塔出口煙氣NO*濃度（標(biāo)準(zhǔn)態(tài)）/（mg - mT） r100 51
脫硝效率,％ 70. 0 80.0
氨逃逸量（標(biāo)準(zhǔn)態(tài)）/（mg "mY） r2.5 2. 1
表2 脫硫除塵系統(tǒng)主要操作參數(shù)
項目設(shè)計值標(biāo)定值
入口煙氣SO濃度（標(biāo)準(zhǔn)態(tài)）/（mg -m3） 800 ?1 500 612
入口煙氣粉塵濃度（標(biāo)準(zhǔn)態(tài)）/（mg -m-3） 200 ?600 106
NaOH（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%）補(bǔ)入量/（t -h-'） 1.99 1.03
綜合塔循環(huán)漿液密度/（kg -mN） 1 000 ~ 1 120 1 010
綜合塔出口 SO濃度（標(biāo)準(zhǔn)態(tài)）/（mg - mN） < 100. 0 4. 1
煙氣出口粉塵濃度（標(biāo)準(zhǔn)態(tài)）/（mg -mT） <30.0 7.7
脫硫效率,％ 99.3
除塵效率,％ 92. 8
表3外排廢水分析
項目設(shè)計值標(biāo)定值
懸浮物濃度/（mg -L"） r70 22
COD/(mg -L_') r60 57
pH 6.0 ?9.0 7.6
Cl-濃度/(mg -L") 23.9
氨氮濃度/( mg -L-') r15.0 0. 1
從表1 ~3主要運(yùn)行操作參數(shù)可以看出：標(biāo)定
外排煙氣SO*濃度（標(biāo)準(zhǔn)態(tài)）為4. 1 mg/m',N0*
濃度（標(biāo)準(zhǔn)態(tài)）為51 m//m3,粉塵濃度（標(biāo)準(zhǔn)態(tài)）
為7. 7 mg/m3,均達(dá)到了設(shè)計值，并滿足GB
31570—2015（石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的
要求，脫硫和脫硝效率分別為99. 3%、80. 0%，外
2022,50(2) 顏軍文.催化裂化裝置煙氣脫硫脫硝運(yùn)行問題及對策-123 -
排煙氣除塵效率達(dá)到92. 8%
3裝置運(yùn)行中存在問題及措施
煙氣脫硫脫硝單元投用后,經(jīng)過標(biāo)定達(dá)到較
好的脫硫脫硝除塵效果,但是經(jīng)過一段時間的運(yùn)
行，問題逐漸顯現(xiàn)。
3.1鍋爐結(jié)垢及外排煙氣NO”指標(biāo)波動
煙氣脫硝采用NH與NO*進(jìn)行還原反應(yīng),
NH注入量根據(jù)煙氣入鍋爐的NO*在線檢測濃
度進(jìn)行控制。實際生產(chǎn)中煙氣NO*濃度變化較
大,注氨量配比少了，NO*可能超標(biāo),為確保達(dá)標(biāo),
操作中注氨量總體處于過剩狀態(tài),造成氨逃逸量
經(jīng)常超過2.5 mg/L以上,過量的NH與煙氣中
的SO反應(yīng)生成NH4HSO,造成余熱鍋爐省煤器
結(jié)垢,煙氣壓降上升，發(fā)氣效率下降，外排煙氣
NO*指標(biāo)波動較大。
改進(jìn)措施:首先進(jìn)行了清垢處理，采用催化裂
化裝置自身產(chǎn)生的三旋廢劑作為清垢顆粒物,通
過煙氣水封罐大排凝接口，將廢劑打入煙道，由煙
氣帶入鍋爐,對鍋爐各段進(jìn)行在線清垢。其次，優(yōu)
化注氨控制系統(tǒng)。2019年5月21日，在煙氣鍋
爐入口采用快速NO*檢測儀檢測濃度，減少檢測
滯后時間，同時采用新型噴氨控制方式。
措施實施后，煙氣排煙溫度下降23 T,發(fā)氣
量增加1. 5 t/h以上，鍋爐總壓降下降0. 7 kPa,煙
機(jī)發(fā)電量每小時增加70 kW ? h。氨逃逸量由平
均2.2 m/L降至0. 8 m/L,降幅為63.6%（見圖
2）。外排煙氣NO*濃度（標(biāo)準(zhǔn)態(tài)）下降23 mg/
m3,波動幅度也明顯降低（見圖3）。鍋爐清垢前
后工藝操作參數(shù)見表4。
表4 鍋爐清垢前、后工藝操作參數(shù)
項目清垢前清垢后
煙氣排煙溫度/弋193 170
鍋爐總壓降/kPa 3. 2 2. 5
圖2煙氣氨逃逸量變化情況（2019年）
(-E
3
3
(
董) 蚩O N
IIKX
圖3外排煙氣NO*變化情況（2019年）
3.2綜合塔腐蝕
煙氣脫硫脫硝單元投用后第2年，綜合塔上
部塔壁先后發(fā)現(xiàn)5處腐蝕穿孔（見圖4a）。停工
檢修時打開綜合塔,發(fā)現(xiàn)內(nèi)件腐蝕也較為嚴(yán)重,噴
淋管出現(xiàn)斷裂,316L材質(zhì)的支撐梁出現(xiàn)腐蝕減薄
的情況（見圖4b） o
a塔壁腐蝕穿孔
b噴淋管斷裂和支撐梁腐蝕減薄
圖4綜合塔腐蝕情況
經(jīng)檢測分析,綜合塔腐蝕泄漏處冷凝水的pH
值在1. 2-2.0,說明塔壁腐蝕穿孔為強(qiáng)酸腐蝕形
成。這是因為靜電除霧器將水霧凝結(jié)后形成高酸
度水,酸性水沿塔壁流下,最終造成塔壁304L材
齊魯石油化工
-124 - QILUPETROCHEMICAL TECHNOLOGY 2022,50(2)
質(zhì)復(fù)合層筒體腐蝕,酸性水進(jìn)入綜合塔夾套層后
導(dǎo)致外壁碳鋼層腐蝕、穿孔。
為了確保裝置的安全運(yùn)行，采取了相應(yīng)的改
進(jìn)措施:①在綜合塔壁電除霧下增加環(huán)形集液槽,
槽內(nèi)水用PP管直接引至消泡水抽出層;②在第3
層除沫器上側(cè)塔壁增加溢流槽，溢流槽上方塔壁
增設(shè)噴淋設(shè)施,連續(xù)噴入新鮮水并補(bǔ)充堿液，控制
噴淋水量不小于14 t/h,確保噴淋水沿塔壁注入
溢流槽;③塔內(nèi)壁加襯2507雙相不銹鋼板;④綜
合塔內(nèi)部3層工字鋼梁的材質(zhì)升級為2507雙相
不銹鋼。
改造后,綜合塔穩(wěn)定運(yùn)行至今,塔壁未出現(xiàn)腐
蝕穿孔，塔內(nèi)件也未出現(xiàn)腐蝕情況，較好地解決了
綜合塔腐蝕問題。
3. 3外排廢水COD超標(biāo)
煙氣脫硫脫硝水處理系統(tǒng)投用初期，外排水
COD維持在50 m/L左右,雖然達(dá)到了公司內(nèi)小
于60mg/L的內(nèi)控指標(biāo)，但是仍處偏高水平，分析
原因是氧化罐無進(jìn)風(fēng)分布設(shè)施,造成風(fēng)走短路，未
能與水進(jìn)行充分接觸發(fā)生氧化反應(yīng)⑷。經(jīng)過對
氧化罐底部進(jìn)行增設(shè)風(fēng)分布器改造后，外排水
COD平均值可降至29 mg/L以下,實現(xiàn)了直接外
排。
但是，到2011年3月開始，外排水頻繁出現(xiàn)
COD超標(biāo)情況，COD最高達(dá)到268 mg/L(見圖
5)，并伴隨水質(zhì)發(fā)黑、發(fā)臭、濾芯粘結(jié)大量黑色淤
泥等現(xiàn)象。
5(m)
5(m)
5()
(-□?
=00
0
*
^
京
03-23 04-01 04-10 04-19 <)4-28 (15-07 05-16
H期
圖5外排水COD數(shù)據(jù)(2018年)
經(jīng)檢測分析,釋放的氣體為HS,且濃度達(dá)到
30m//L以上。由于催化煙氣經(jīng)脫硫后本身不含
HS,推斷可能是細(xì)菌分解而來。由文獻(xiàn)⑸可知:
硫酸鹽還原菌在適宜的pH值(6.5 -7.5),溫度
(30 -60 ^)及硫酸鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)(1% ~4%)下會
呈現(xiàn)出爆發(fā)性繁殖。硫酸鹽還原菌將硫酸鹽還原
成S-，^-與H +結(jié)合生成HS,導(dǎo)致水發(fā)臭，與
Fe»結(jié)合生成FeS,導(dǎo)致水發(fā)黑。
進(jìn)一步分析細(xì)菌來源,發(fā)現(xiàn)由于前期脹鼓過
濾器上部出水持續(xù)出現(xiàn)混濁，因此加大了絮凝劑
的注入量,造成了過量的絮凝劑、泥漿附著在脹鼓
過濾器濾芯，長時間未及時排出,進(jìn)而引發(fā)細(xì)菌爆
發(fā)式繁殖。
改進(jìn)措施:①調(diào)整絮凝劑加入量和加入方法。
新濾芯投用時初期絮凝劑加入量約為500 mLd,
當(dāng)濾芯壓差上升至30 kPa后停止加入絮凝劑；②
消除泥漿、絮凝劑返混。絮凝劑加入量下降后脹
鼓過濾器壓差上升速度變慢，脹鼓過濾器反沖洗
間隔由2 h/次調(diào)整為8 h/次。
措施實施后,渣漿罐不再溢流,徹底消除泥漿
返混問題。調(diào)整后外排水COD明顯下降,平均可
控制在20 mg/L左右，且穩(wěn)定運(yùn)行(見圖6)o脹
鼓過濾器濾芯更換頻率由不到2月/次降為4月/
次,節(jié)約濾芯費(fèi)用90萬/a。
10-05 10-15 10-25 11-04 11-14 11-24 12-04
圖6改進(jìn)后的外排水COD數(shù)據(jù)(2018年)
4結(jié)論
(1) 氨逃逸量大會造成鍋爐結(jié)垢壓降上升,
通過采取在線清垢，鍋爐壓降下降0.7 kPa,排煙
溫度降低23 °C；優(yōu)化注氨控制方式，氨逃逸量降
至1.0 mg/L以下，降幅達(dá)到63. 6%,有效提高了
煙氣NO*排放質(zhì)量。
(2) 綜合塔增加環(huán)形集液槽以及溢流槽,并
增設(shè)水噴淋設(shè)施，保持噴水量不小于14 t/h,同時
塔內(nèi)件設(shè)備材質(zhì)升級為2507雙相不銹鋼,可較好
地解決綜合塔腐蝕問題，保證了裝置長周期安全
運(yùn)行。
(3) 過量的絮凝劑與泥漿在脹鼓過濾器中停
留，是造成細(xì)菌繁殖、外排水發(fā)臭、COD超標(biāo)的主
要原因。通過調(diào)整絮凝劑加入方案，減少泥漿返
混,外排水COD可穩(wěn)定控制在20 m//L左右,節(jié)
2022,50(2)
顏軍文?催化裂化裝置煙氣脫硫脫硝運(yùn)行問題及對策
-125 -
約濾芯費(fèi)用90萬元/a。
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OPERATION PROBLEMS AND COUNTERMEASURES OF FLUE GAS DESULFURIZATION &amp;amp; DENITRATION IN CATALYTIC CRACKING UNIT Yan Junwen
(Zhenhai Branch Co. , SINOPEC, Ningbo Zhejiang 315207)
Abstract: In view of the problems occurred in the operation of flue gas desulfurization &amp;amp; denitration unie of a catalytic cracking unie in an enteorise, such as boiler sccling, NO% index fluctuation of flue gas discharged, excessive COD in exteeiai drainage, cooGsioo and peforation leakage of tower wall, etc. , the causes were analyzed, and corresponding solutions were put forward. Ater implementation of the measures, the boiler pressure drop decreased by 0. 7 kPa, the exhaust tempeature deceased by 23 °C , the ammonia escape amount decreased by 63. 6% , the COD of etenal drainage was controlled stably at about 20 mgL, and the corrosion problem of the integrated tower was effectively solved. Long - term safe operatioo of the unit was ensured.
Key wordt: desulfuriation &amp;amp; denitration unit ； COD ； ammonio escape amount ..................................................................................................................................................................................
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一種高黏附性90A瀝青，包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料:卡夫基原油10 - 100份，其他進(jìn)口原油0 ~90份,增黏劑0. 3 ~ 0. 5份,改性劑0. 2 ~0.4份，其中卡夫基原油和其他進(jìn)口原油質(zhì)量份之和為100份。該高黏附性90A瀝青具有優(yōu)異的黏 附性，用其鋪筑的瀝青路面具有較好的抗水損害性，路面使用壽命長。還提供了該高黏附性90A瀝青的制備方法，工藝 靈活，制備難度低。(中國石油化工股份有限公司；中國石油化工股份有限公司齊魯分公司)/ CN202011172208. 3,2022 -05 -17
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