汽油工艺流程_汽油工艺流程图片
1.汽油如何提炼
2.甲醛汽油是怎么一回事?
3.汽油如何做脱硫处理?
原油经常减压蒸馏(一次加工)可得到约40%的轻质油品,其余是重质馏分和渣油。如果不经过二次加工,重质馏分和渣油只能作润滑油基础油原料和重质燃料油。目前国内原油中直馏轻质燃料油不能满足市场的需求,因此,如何将重质馏分甚至渣油经化学方法转化成轻质燃料是燃料生产的一个重要课题。此外,一次加工(直馏)汽油辛烷值低(一般在40~60),直接在汽车发动机中使用,会出现爆震现象,易损坏汽车发动机的零件,减少使用寿命,所以直馏汽油也需要二次加工,以提高其质量。
二次加工工艺很多,如催化裂化、催化重整、催化加氢、焦化、减黏裂化、烷基化等。本节只介绍目前炼油厂广泛用的催化裂化和催化重整工艺。
一、催化裂化
(一)催化裂化原理
所谓催化裂化,是指在裂解反应时用了催化剂的裂化工艺。催化裂化一般使用重质燃料油(如减压馏分油、焦化蜡油等)为原料。反应产物一般气体约10%~20%;汽油产率约30%~60%;柴油产率约20%~40%;焦炭产率约5%~7%。常压塔底重油和减压塔底渣油中含有较多的胶质、沥青质,在催化裂化时易生成焦炭,同时含有Fe、Ni等重金属,易使催化剂污染,降低其活性。若作裂化原料,必须解决重金属污染及焦炭生成较多的问题。
催化裂化时,原料油是在500℃左右及0.2~0.4MPa进行。在催化裂化条件下,烃类进行的反应不只是裂化一种反应,不但有大分子裂化成为小分子,而且也有小分子缩合成大分子的反应(甚至缩合成焦炭)。与此同时,还进行异构化、芳烃化、氢转移等反应。在这些反应中,裂化反应是最主要的反应。
(二)催化裂化的工业型式
催化裂化是原料油在催化剂的作用下进行的,一方面通过裂解等反应生成较小分子的产物——气体、汽油、柴油等;另一方面缩合成焦炭。这些焦炭沉积在催化剂表面使催化剂活性降低,因此必须烧去催化剂表面上积累的焦炭(积炭)来恢复催化剂的活性,这个用空气烧焦的过程称为催化剂的再生。一个催化裂化装置中,催化剂不断地进行反应和再生是催化裂化工艺的一个特点。
裂化反应是吸热反应,再生反应是放热反应。为了维持一定温度条件,必须解决周期性地进行反应和再生、供热和取热的问题,即在反应时向装置供热,再生时从装置内取走热量。解决反应和再生这一对矛盾的基本方式不同,工业催化裂化装置分为固定床、流化床、移动床和提升管四种型式,见图8-4。
图8-4 催化裂化的工业型式
1.固定床
固定床催化裂化装置是最早使用的催化裂化装置。预热后的原料进入反应器内反应,通常只经过几分钟到十几分钟,催化剂的活性就因表面积炭而下降。这时,停止进料,用水蒸气吹扫后,通入空气进行再生。因此,反应和再生是轮流间歇地在同一个反应器内进行。为了使生产连续化,可以将几个反应器组成一组,轮流地进行反应和再生。固定床催化裂化的设备结构复杂,消耗钢材多,生产连续性较差,因此,在工业生产中早已淘汰。
2.移动床
移动床与固定床不同,移动床的裂化反应和再生反应分别在反应器和再生器中进行。反应器靠催化剂循环供给热量,不设加热器;再生器内催化剂循环带走一部分热量,但再生反应器热量大,仍需要安装一些合金钢管,通过高压水来产生高压蒸汽,取走过剩热量。移动床由于设备结构复杂、钢材消耗多的问题,目前已淘汰。
3.流化床
流化床催化裂化与移动床类似,反应和再生分别在反应器和再生器进行,不同的是催化剂做成20~100μm的微球,使催化剂与油气或空气形成与沸腾的液体相似的流化状态。这种流化状态,使两器内温度分布均匀,催化剂循环量大,可携带的热量多,不必设置供热或取热设施,因此设备结构简单,操作方便;原料油气与催化剂充分接触,加速反应的进行,提高了设备的处理能力,适合于连续性生产。
4.提升管
20世纪60年代出现了一种分子筛催化剂,它的催化活性高,裂化反应在很短的时间内(几秒钟)反应完毕,必须迅速将反应物与催化剂分离,否则会引起二次反应,生成较多的气体和焦炭,降低轻质油收率,因此,流化床反应器不能充分发挥分子筛催化剂的长处,促使了流化床的改进,发展了提升管反应器。
提升管反应器是一根直立圆管(即提升管),原料油与催化剂从底部进入提升管反应器,以高速同时向上流动,经过几秒钟的反应后,由顶部离开反应器,然后反应产物与催化剂分离。提升管法大大减少了二次反应,提高了轻质油的收率。
(三)催化裂化工艺流程
图8-5是高低并列式提升管催化裂化装置的工艺流程。它由三部分组成:反应—再生系统、分馏系统和吸收—稳定系统。
1.反应—再生系统
新鲜原料油经换热后与回炼油进行混合,经加热炉加热到200~400℃后至提升管反应器下部的喷嘴。原料油用蒸汽雾化并喷入提升管内,与来自再生器的高温催化剂(约600~750℃)接触,油雾迅速汽化并进行反应,反应产物携带着催化剂上升,在反应器内呈流化状态。油气在反应器内停留时间很短(1~4s),减少了二次反应。反应产物油气夹带的催化剂经沉降器后,由于沉降器直径增大,使油气流速下降,其夹带的催化剂散落下来,油气再经旋风分离器分离出夹带的催化剂,离开反应器去分馏塔。
带有积炭的催化剂(待生催化剂)由沉降器落入汽提段。汽提段内装有几层人字形挡板,在其底部能通入过热水蒸气,将待生催化剂上的油气置换而返回上部,催化剂经汽提后由待生斜管进入再生器。
再生器的主要作用是用空气烧去催化剂上的积炭,即恢复其活性。空气由主风机供给。再生过程也是在流化状态进下行,再生后的催化剂(再生催化剂)经再生斜管送回反应器循环使用。
图8-5 催化裂化工艺流程图
再生产生的烟气经旋风分离器分离出夹带的催化剂后,进入烟气能量回收系统,充分利用烟气的热能和压力能做功。对于一些不完全再生的装置再生烟气中含有5%~10%的CO,有时设有CO锅炉,利用再生烟气来产生水蒸气以回收能量。
催化剂在反应和再生过程中会有损失或减少,需定期向反应器内补充或置换一定量的催化剂。为此,装置内至少应设2个催化剂储罐,供装卸催化剂使用。
2.分馏系统
由反应器来的反应油气进入分馏塔的底部,在分馏塔分馏为几个产品:塔顶为富气(裂解气)及粗汽油,侧线有轻柴油、重柴油和回炼油,塔底产品是油浆。轻柴油与重柴油分别经汽提后,再经换热冷却后出装置。回炼油进入回炼油罐后进入反应器中,再次裂化。塔底的油浆有催化剂粉末(>2g/L),为了减少催化剂损失和提高轻质油收率,将部分油浆送回反应器再次裂化,部分冷却后用于分馏塔下部进行循环,将进入分馏塔过热油气(460℃以上)冷却到饱和状态,以避免催化剂粉末堵塞塔盘和便于分馏。裂化富气及粗汽油送往吸收—稳定系统。
典型的催化裂化分馏塔有4个循环回流取走塔内剩余热量:1个顶循环回流,2个中段循环回流,1个油浆循环回流。后3个回流取热比例大(80%),引起塔的下部负荷大,上部负荷小。因此分馏塔一般缩径。
3.吸收—稳定系统
从分馏塔顶油气分离器分离出的富气中带有汽油组分,而粗汽油中则溶解有气态烃。吸收—稳定系统的作用就是利用吸收和精馏的方法将富气分离为干气(C2以下组分)和液化气(C3、C4)以及将粗汽油中混入的少量气体分出,生产蒸气压合格的稳定汽油。
二、催化重整
催化重整是以汽油馏分(直馏汽油、焦化汽油等)为原料,在催化剂(过去是用铂,20世纪60年代后出现铂铼双金属或其他金属催化剂)作用下,对原料油的分子结构加以重新“调整”的工艺过程。催化重整可以生产高辛烷值的重整汽油,作为优质发动机燃料;还可生产芳烃(苯、甲苯、二甲苯),作为重要的化工原料;同时副产纯度很高的氢气(75%~95%),是炼油厂获得廉价氢气的重要来源。因此,催化重整与催化裂化工艺同样重要。
(一)催化重整的基本原理
在催化重整过程中,原料发生的化学反应主要有以下五种:六元环烷烃的脱氢反应、五元环烷烃的异构脱氢反应、烷烃的环化脱氢反应、异构化反应、加氢裂化反应。重整反应中有大量H2存在,当大分子烃裂解为小分子烯烃时,烯烃加氢变为饱和烃,使产物安定性好。重整也会在催化剂表面生成焦炭,但与催化裂化相比较,重整催化剂促进加氢反应,抑制生焦。一般铂催化剂使用一年再烧焦再生,而铂铼或多金属催化剂可用2~3年再烧焦再生。
(二)催化重整工艺流程
生产的产品不同时,用的工艺流程也不尽相同。当以生产高辛烷值汽油为主要目的时,催化重整工艺流程主要包括原料预处理和重整反应两大部分。而当以生产轻芳烃为主要目的时,则工艺流程中还应设有芳烃分离部分。这部分包括反应产物后加氢以使其中的烯烃饱和、芳烃溶剂抽提、混合芳烃精馏分离等几个单元过程。下面介绍以生产高辛烷值汽油为目的铂铼重整工艺原理流程,见图8-6。
图8-6 催化重整工艺原理流程图
(a):1—预分馏塔;2—预加氢加热炉;3,4—预加氢反应器;5—脱水塔(b):1,2,3,4—加热炉;5,6,7,8—重整反应器;9—高压分离器;10—稳定塔
1.原料预处理部分
原料预处理包括原料的预分馏、预脱砷、预加氢。其目的是得到馏分范围和杂质含量都合乎要求的重整原料。
(1)预分馏:直馏汽油馏分(≤180℃馏分)进入预分馏塔,从塔顶切除原料中低于80℃的馏分(≤C6,因这部分烃类易裂化成非汽油馏分而降低汽油产率),作汽油调和组分或化工原料。塔底得到80~180℃馏分可作重整原料。
(2)预加氢:预加氢的目的是除去原料中的砷、铅、铜、铁、氧、硫、氮等催化剂“毒物”,使其含量降至允许范围内,同时可以使烯烃饱和,减少催化剂上积炭。预加氢反应放出H2S、NH3、H2O等,以及砷、铅等金属化合物,砷、铅等吸附在加氢催化剂(钼酸镍或钼酸钴)上除去。预加氢反应物经冷却后进入高压分离器,分离出富氢气体后,液体油中溶有少量的H2S、NH3、H2O等需除去,因此将液体油送到脱水塔、脱硫器,经处理后,可作为重整反应部分的进料。
有些炼油厂在预加氢单元设置单独的预脱砷反应器,用吸附法或化学氧化法脱砷。
2.重整反应及分馏部分
经预处理的原料油与循环氢混合,经加热炉加热后进入重整反应器。重整反应是吸热反应,反应时温度要下降。为了维持反应器较高的反应温度(480~520℃),工业上重整反应器用了3~4个反应器串联,每个反应器前都设有加热炉,加热至每个反应器所需的温度。
在催化重整反应时,反应器应通入大量氢气进行循环,目的是抑制生焦反应,保护催化剂;同时起到热载体作用,减少反应床层温降,提高反应器内的平均温度;此外,可稀释原料使原料分布更均匀。
由最后一个反应器出来的反应产物经换热、冷却后进入高压分离器,分出气体(含氢85%~95%),经循环氢压缩机升压后大部分作重整反应器的循环氢使用,少部分去预处理部分,分离出的重整生成油进入稳定塔。稳定塔是一个分馏塔,塔顶分出液态烃,塔底为蒸气压满足要求的稳定汽油。
从原油经减压、催化裂化等加工过程得到的轻质燃料中,仍含少量杂质(如含硫、氧、氮等化合物),这些杂质对油品的使用性能有很大影响,会使油品色泽加深、气味加浓,使油品具有腐蚀性,燃烧后放出气体,易于变质等,因此,必须将这些杂质除去。因而可通过燃料产品精制过程将半成品加工成商品,满足产品的规格要求。有时,单靠精制仍满足不了产品的某些性能要求,这时可向燃料中加入油品添加剂(如抗爆剂、抗氧化剂、降凝剂等)来改善燃料的质量。油品的调和无一定的规范,由各炼厂实际情况确定。比如,车用汽油的调和,主要组分用直馏汽油、二次加工所产的汽油,另外加入抗爆剂、抗氧化剂、金属钝化剂等。
汽油如何提炼
从原油到石油的基本途径一般为:
1、 将原油先按不同产品的沸点要求,分割成不同的直馏馏分油,然后按照产品的质量标准要求,除去这些馏分油中的非理想组分;
2、通过化学反应转化,生成所需要的组分,进而得到一系列合格的石油产品。
3、石油炼化常用的工艺流程为常减压蒸馏、催化裂化、延迟焦化、加氢裂化、溶剂脱沥青、加氢精制、催化重整。
扩展资料:
催化剂提炼原油的方法:
所谓催化裂化是指在催化剂存在下进行裂化反应,可以在较低温度下、较短时间内完成反应,大大提高了生产的效率和汽油的质量。
其反应温度大体在500摄氏度,反应时间只有几秒钟。
催化裂化的原料比较广泛,最初主要用沸点范围为350摄氏度至500摄氏度的中间馏分为原料,现在大量用重质原料(全部或部分掺入常压渣油或减压渣油),就是所谓重油催化裂化。
参考资料来源:百度百科-原油
甲醛汽油是怎么一回事?
1.延迟焦化工艺流程:
本装置的原料为温度90℃的减压渣油,由罐区泵送入装置原料油缓冲罐,然后由原料泵输送至柴油原料油换热器,加热到135℃左右进入蜡油原料油换热器,加热至160℃左右进入焦化炉对流段,加热至305℃进入焦化分馏塔脱过热段,在此与来自焦炭塔顶的热油气接触换热。原料油与来自焦炭塔油气中被凝的循环油一起流入塔底,在380~390℃温度下,用辐射泵抽出打入焦化炉辐射段,快速升温至495~500℃,经四通阀进入焦碳塔底部。
循环油和减压渣油中蜡油以上馏分在焦碳塔内由于高温和长时间停留而发生裂解、缩合等一系列的焦化反应,反应的高温油气自塔顶流出进入分馏塔下部与原料油直接换热后,冷凝出循环油馏份;其余大量油气上升经五层分馏洗涤板,在控制蜡油集油箱下蒸发段温度的条件下,上升进入集油箱以上分馏段,进行分馏。从下往上分馏出蜡油、柴油、石脑油和富气。
分馏塔蜡油集油箱的蜡油在343℃温度下,自流至蜡油汽提塔,经过热蒸汽汽提后蜡油自蜡油泵抽出,去吸收稳定为稳定塔重沸器提供热源后降温至258℃左右,再为解吸塔重沸器提供热源后降温至242℃左右,进入蜡油原料油换热器与原料油换热,蜡油温度降至210℃,后分成三部分:一部分分两路作为蜡油回流返回分馏塔,一路作为下回流控制分馏塔蒸发段温度和循环比,一路作为上回流取中段热;一部分回焦化炉对流段入口以平衡大循环比条件下的对流段热负荷及对流出口温度;另一部分进水箱式蜡油冷却器降温至90℃,一路作为急冷油控制焦炭塔油气线温度,少量蜡油作为产品出装置。
柴油自分馏塔由柴油泵抽出,仅柴油原料油换热器、柴油富吸收油换热器后一部分返回分馏塔作柴油回流,另一部分去柴油空冷器冷却至55℃后,再去柴油水冷器冷却至40℃后分两路:一路出装置;另一路去吸收稳定单元的再吸收塔作吸收剂。由吸收稳定单元返回的富吸收油经柴油富吸收油换热器换热后也返回分馏塔。
分馏塔顶油气经分馏塔顶空冷器,分馏塔顶水冷器冷却到40℃,流入分馏塔顶气液分离罐,焦化石脑油由石脑油泵抽出送往吸收稳定单元。焦化富气经压缩机入口分液罐分液后,进入富气压缩机。
焦炭塔吹汽、冷焦产生的大量蒸汽及少量油气,进入接触冷却塔下部,塔顶部打入冷却后的重油,洗涤下来自焦炭塔顶大量油气中的中的重质油,进入接触冷却塔底泵抽出后经接触冷却塔底油及甩油水冷器冷却后送往接触冷却塔顶或送出装置。塔顶流出的大量水蒸气经接触冷却塔顶空冷器、接触冷却塔顶水冷器冷却到40℃进入接触冷却塔顶气液分离罐,分出的轻污油由污油泵送出装置,污水由污水泵送至焦池,不凝气排入火炬烧掉。甩油经甩油罐及甩油冷却器冷却后出装置。
2.吸收稳定工艺流程:
从焦化来的富气经富气压缩机升压至1.4Mpa,然后经焦化富气空冷器冷却,冷却后与来自解吸塔的轻组份一起进入富气水冷器,冷却到40℃后进入气液分离罐,分离出的富气进入吸收塔;从石脑油泵来的粗石脑油进入吸收塔上段作吸收剂。从稳定塔来的稳定石脑油打入塔顶部与塔底气体逆流接触,富气中的C3、C4组分大部分被吸收下来。吸收塔设中段回流,从吸收塔顶出来带少量吸收剂的贫气自压进入再吸收塔底部,再吸收塔顶打入来自吸收柴油水冷器的柴油,柴油自下而上的贫气逆流接触,以脱除气体中夹带的汽油组分。再吸收塔底的富吸收油返回分馏塔,塔顶气体为干气,干气自压进入焦化脱硫塔。
从富气分液罐抽出的凝缩油,经解析塔进料泵升压后进入解析塔进料换热器加热至75℃进入解析塔顶部,吸收塔底富吸收油经吸收塔底泵升压后进入富气分液罐,解析塔底重沸器由分馏来的蜡油提供热源。凝缩油经解析脱除所含有的轻组份,轻组份送至富气水冷器冷却后进入富气分液罐,再进入吸收塔。
解吸塔底油经稳定塔进料泵升压进入稳定塔,稳定塔底重沸器由分馏来的蜡油提供全塔热源,塔顶流出物经稳定塔顶水冷器冷至40℃后进入稳定塔顶回流罐,液化烃经稳定塔顶回流泵升压后一部分作为回流,另一部分至液化烃脱硫塔,稳定塔底的稳定汽油经解析塔进料换热器换热后再经稳定汽油冷却器冷却后,一部分经稳定汽油泵升压后进入吸收塔作为吸收剂,另一部分送至加氢装置进行加氢精制。
3.加氢工艺流程:
原料油自罐区来,经过滤后进入滤后原料缓冲罐,再由反应进料泵抽出升压后,先与氢气混合,再与加氢精制反应产物进行换热,然后经加热炉加热至要求温度,自上而下流经加氢精制反应器,在反应器中,原料油和氢气在催化剂作用下,进行加氢脱硫、脱氮、烯烃饱和等精制反应。
从加氢精制反应器中出来的反应产物与混氢原料及低分油换热后,再进入反应产物空冷器,冷却至60℃左右进入反应产物后冷器,冷至45℃左右进入高压分离器进行油、水、气三相分离。为了防止加氢反应生成的硫化氢和氨在低温下生成氨盐。堵塞空冷器。在空冷前注入洗涤水,高压分离器顶气体经循环氢压缩机升压后,与经压缩后的新氢混合,返回到反应系统。
从高压分离器中部出来的液体生成油减压后进到低压分离器,继续分离出残余的水、液相去分馏部分。
从高压分离器及低压分离器底部出来的含硫含氨污水经减压后送至污水汽提单元处理。
2、分馏系统
低分油经与反应产物及柴油产品换热后,经行生成油脱硫化氢塔。塔顶油汽经空冷器、水冷器冷凝冷却至40℃,进入塔顶回流罐,罐顶少量油汽至放火炬系统,罐底轻石脑油用塔顶回流泵抽出,一部分作为回流打入分馏塔顶部,一部分作为产品(乙烯料)送出装置。分馏塔底重沸炉提供热量,精制柴油、轻蜡油从塔底抽出后,经精制柴油泵升压与低分油换热后,再经精制柴油空冷器,后冷器冷却至45℃,作为产品出装置。
汽油如何做脱硫处理?
甲醇汽油是指国标汽油和甲醇及添加剂按一定的体积(质量)比例经过严格的流程调配而成的一种新型环保燃料,是汽车用燃料替代品,它是新能源的重要组成部分。
原油是全球最主要的一次能源,当前能源短缺的实质是原油短缺。车用燃料是原油最主要的应用领域,占全球原油总消耗量的70%以上。甲醇汽油是一种"以煤代油"路径,可以作为汽油的替代物从而实现对原油的部分替代。
甲醇汽油的技术特点甲醇汽油是以国标汽油为主要原料,再加入20%的甲醇及0.05%的添加剂,经专用设备和特殊工艺合成。
扩展资料
甲醇汽油具有以下特点:
1、甲醇汽油原材料广泛:化工厂、石化厂、炼油厂、化工市场等均可提供。
2、甲醇汽油生产工艺简单:几种原材料勾兑混合反应即可成产品。
3、甲醇汽油设备投资少:核心设备价格为3.8万元,核心设备为纳米乳化机、高能静态混合器等。
4、甲醇汽油质量稳定,储存三年以上不分层、不变质,可与国标汽油任意比例混合,不怕水。
5、甲醇汽油生产过程不用水、不耗电、无“三废”污染,属国家大力提倡环保、高新技术项目,国家有税收减免政策支持。生产甲醇汽油无需高温、高压,生产过程安全,且规模可大可小。
百度百科-甲醇汽油
国内烟气脱硫技术
我国目前的经济条件和技术条件还不允许象发达国家那样投入大量的人力和财力,并且在对二氧化硫的治理方面起步很晚,至今还处于摸索阶段,国内一些电厂的烟气脱硫装置大部分欧洲、美国、日本引进的技术,或者是试验性的,且设备处理的烟气量很小,还不成熟。不过由于近几年国家环保要求的严格,脱硫工程是所有新建电厂必须的建设的。因此我国开始逐步以国外的技术为基础研制适合自己国家的脱硫技术。以下是国内在用的脱硫技术中较为成熟的一些,由于资料有限只能列举其中的一些供读者阅读。
石灰石——石膏法烟气脱硫工艺
石灰石——石膏法脱硫工艺是世界上应用最广泛的一种脱硫技术,日本、德国、美国的火力发电厂用的烟气脱硫装置约90%用此工艺。
它的工作原理是:将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙,硫酸钙达到一定饱和度后,结晶形成二水石膏。经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水,使其含水量小于10%,然后用输送机送至石膏贮仓堆放,脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴,再经过换热器加热升温后,由烟囱排入大气。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触,吸收剂利用率很高,钙硫比较低,脱硫效率可大于95% 。
旋转喷雾干燥烟气脱硫工艺
喷雾干燥法脱硫工艺以石灰为脱硫吸收剂,石灰经消化并加水制成消石灰乳,消石灰乳由泵打入位于吸收塔内的雾化装置,在吸收塔内,被雾化成细小液滴的吸收剂与烟气混合接触,与烟气中的SO2发生化学反应生成CaSO3,烟气中的SO2被脱除。与此同时,吸收剂带入的水分迅速被蒸发而干燥,烟气温度随之降低。脱硫反应产物及未被利用的吸收剂以干燥的颗粒物形式随烟气带出吸收塔,进入除尘器被收集下来。脱硫后的烟气经除尘器除尘后排放。为了提高脱硫吸收剂的利用率,一般将部分除尘器收集物加入制浆系统进行循环利用。该工艺有两种不同的雾化形式可供选择,一种为旋转喷雾轮雾化,另一种为气液两相流。
喷雾干燥法脱硫工艺具有技术成熟、工艺流程较为简单、系统可靠性高等特点,脱硫率可达到85%以上。该工艺在美国及西欧一些国家有一定应用范围(8%)。脱硫灰渣可用作制砖、筑路,但多为抛弃至灰场或回填废旧矿坑。
磷铵肥法烟气脱硫工艺
磷铵肥法烟气脱硫技术属于回收法,以其副产品为磷铵而命名。该工艺过程主要由吸附(活性炭脱硫制酸)、萃取(稀硫酸分解磷矿萃取磷酸)、中和(磷铵中和液制备)、吸收( 磷铵液脱硫制肥)、氧化(亚硫酸铵氧化)、浓缩干燥(固体肥料制备)等单元组成。它分为两个系统:
烟气脱硫系统——烟气经高效除尘器后使含尘量小于200mg/Nm3,用风机将烟压升高到7000Pa,先经文氏管喷水降温调湿,然后进入四塔并列的活性炭脱硫塔组(其中一只塔周期性切换再生),控制一级脱硫率大于或等于70%,并制得30%左右浓度的硫酸,一级脱硫后的烟气进入二级脱硫塔用磷铵浆液洗涤脱硫,净化后的烟气经分离雾沫后排放。
肥料制备系统——在常规单槽多浆萃取槽中,同一级脱硫制得的稀硫酸分解磷矿粉(P2O5 含量大于26%),过滤后获得稀磷酸(其浓度大于10%),加氨中和后制得磷氨,作为二级脱硫剂,二级脱硫后的料浆经浓缩干燥制成磷铵复合肥料。
炉内喷钙尾部增湿烟气脱硫工艺
炉内喷钙加尾部烟气增湿活化脱硫工艺是在炉内喷钙脱硫工艺的基础上在锅炉尾部增设了增湿段,以提高脱硫效率。该工艺多以石灰石粉为吸收剂,石灰石粉由气力喷入炉膛850~1150℃温度区,石灰石受热分解为氧化钙和二氧化碳,氧化钙与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙。由于反应在气固两相之间进行,受到传质过程的影响,反应速度较慢,吸收剂利用率较低。在尾部增湿活化反应器内,增湿水以雾状喷入,与未反应的氧化钙接触生成氢氧化钙进而与烟气中的二氧化硫反应。当钙硫比控制在2.0~2.5时,系统脱硫率可达到65~80%。由于增湿水的加入使烟气温度下降,一般控制出口烟气温度高于露点温度10~15℃,增湿水由于烟温加热被迅速蒸发,未反应的吸收剂、反应产物呈干燥态随烟气排出,被除尘器收集下来。
该脱硫工艺在芬兰、美国、加拿大、法国等国家得到应用,用这一脱硫技术的最大单机容量已达30万千瓦。
烟气循环流化床脱硫工艺
烟气循环流化床脱硫工艺由吸收剂制备、吸收塔、脱硫灰再循环、除尘器及控制系统等部分组成。该工艺一般用干态的消石灰粉作为吸收剂,也可用其它对二氧化硫有吸收反应能力的干粉或浆液作为吸收剂。
由锅炉排出的未经处理的烟气从吸收塔(即流化床)底部进入。吸收塔底部为一个文丘里装置,烟气流经文丘里管后速度加快,并在此与很细的吸收剂粉末互相混合,颗粒之间、气体与颗粒之间剧烈磨擦,形成流化床,在喷入均匀水雾降低烟温的条件下,吸收剂与烟气中的二氧化硫反应生成CaSO3 和CaSO4。脱硫后携带大量固体颗粒的烟气从吸收塔顶部排出,进入再循环除尘器,被分离出来的颗粒经中间灰仓返回吸收塔,由于固体颗粒反复循环达百次之多,故吸收剂利用率较高。
此工艺所产生的副产物呈干粉状,其化学成分与喷雾干燥法脱硫工艺类似,主要由飞灰、CaSO3、CaSO4和未反应完的吸收剂Ca(OH)2等组成,适合作废矿井回填、道路基础等。
典型的烟气循环流化床脱硫工艺,当燃煤含硫量为2%左右,钙硫比不大于1.3时,脱硫率可达90%以上,排烟温度约70℃。此工艺在国外目前应用在10~20万千瓦等级机组。由于其占地面积少,投资较省,尤其适合于老机组烟气脱硫。
海水脱硫工艺
海水脱硫工艺是利用海水的碱度达到脱除烟气中二氧化硫的一种脱硫方法。在脱硫吸收塔内,大量海水喷淋洗涤进入吸收塔内的燃煤烟气,烟气中的二氧化硫被海水吸收而除去,净化后的烟气经除雾器除雾、经烟气换热器加热后排放。吸收二氧化硫后的海水与大量未脱硫的海水混合后,经曝气池曝气处理,使其中的SO32-被氧化成为稳定的SO42-,并使海水的PH值与COD调整达到排放标准后排放大海。海水脱硫工艺一般适用于靠海边、扩散条件较好、用海水作为冷却水、燃用低硫煤的电厂。海水脱硫工艺在挪威比较广泛用于炼铝厂、炼油厂等工业炉窑的烟气脱硫,先后有20多套脱硫装置投入运行。近几年,海水脱硫工艺在电厂的应用取得了较快的进展。此种工艺最大问题是烟气脱硫后可能产生的重金属沉积和对海洋环境的影响需要长时间的观察才能得出结论,因此在环境质量比较敏感和环保要求较高的区域需慎重考虑。
电子束法脱硫工艺
该工艺流程有排烟预除尘、烟气冷却、氨的充入、电子束照射和副产品捕集等工序所组成。锅炉所排出的烟气,经过除尘器的粗滤处理之后进入冷却塔,在冷却塔内喷射冷却水,将烟气冷却到适合于脱硫、脱硝处理的温度(约70℃)。烟气的露点通常约为50℃,被喷射呈雾状的冷却水在冷却塔内完全得到蒸发,因此,不产生废水。通过冷却塔后的烟气流进反应器,在反应器进口处将一定的氨水、压缩空气和软水混合喷入,加入氨的量取决于SOx浓度和NOx浓度,经过电子束照射后,SOx和NOx在自由基作用下生成中间生成物硫酸(H2SO4)和硝酸(HNO3)。然后硫酸和硝酸与共存的氨进行中和反应,生成粉状微粒(硫酸氨(NH4)2SO4与硝酸氨NH4NO3的混合粉体)。这些粉状微粒一部分沉淀到反应器底部,通过输送机排出,其余被副产品除尘器所分离和捕集,经过造粒处理后被送到副产品仓库储藏。净化后的烟气经脱硫风机由烟囱向大气排放。
氨水洗涤法脱硫工艺
该脱硫工艺以氨水为吸收剂,副产硫酸铵化肥。锅炉排出的烟气经烟气换热器冷却至90~100℃,进入预洗涤器经洗涤后除去HCI和HF,洗涤后的烟气经过液滴分离器除去水滴进入前置洗涤器中。在前置洗涤器中,氨水自塔顶喷淋洗涤烟气,烟气中的SO2被洗涤吸收除去,经洗涤的烟气排出后经液滴分离器除去携带的水滴,进入脱硫洗涤器。在该洗涤器中烟气进一步被洗涤,经洗涤塔顶的除雾器除去雾滴,进入脱硫洗涤器。再经烟气换热器加热后经烟囱排放。洗涤工艺中产生的浓度约30%的硫酸铵溶液排出洗涤塔,可以送到化肥厂进一步处理或直接作为液体氮肥出售,也可以把这种溶液进一步浓缩蒸发干燥加工成颗粒、晶体或块状化肥出售。
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