明晟环保氨法脱硫：炼油行业脱硝技术研究

明晟环保氨法脱硫：炼油行业脱硝技术研究
1.1 催化裂化再生烟气脱硝技术
FCC再生过程产生NOx占整个炼油厂NOx排放总量的比例高达50%，排放废气中NOx浓度一般为300-4500ppm，与原料含氮量和操作条件有关。因此脱硝技术主要有催化剂加氢脱氮和烟气脱硝，其中烟气脱硝主要采用氧化法、还原法和添加助剂法等。
1.1.1 原料加氢脱氮
原料加氢脱氮主要是通过加氢精制，降低原料中氮含量，减弱FCC过程中对催化活性和选择性造成的不利影响，提高油品的抗氧化稳定性。但由于加氢脱氮工艺条件苛刻，耗能大，费用高，且原料加氢脱氮主要为达到油品要求，获得更好的经济效益，对整个过程中NOx控制效果不明显。
1.1.2 氧化法
氧化法是利用强氧化剂，如臭氧、双氧水等，把烟气中不易溶于水的NOx转化为易溶于水的N2O5，并利用后续的碱液吸收处理。氧化法中尤以臭氧作为氧化剂应用较广泛，其反应机理如下：
NO+O3 =NO2+O2  
2NO+3O3 =N2O5+3O2
2NO2+O3=N2O5+O2
N2O5+H2O=2HNO3
生成的酸与后续碱液快速反应得到相应的酸盐。
1.1.3 还原法
1.1.3.1 选择性催化还原（SCR）
SCR技术是指还原剂在催化剂作用下，把污染性气体NOx还原为无污染的氮气和水。其中还原剂多选用氨气、液氨、尿素，也可选用CO，H2，还可以用小分子烷烃类。
SCR工艺脱硝效率高达95%以上，是脱硝减排效率较高的技术。通过对催化剂性能改良，使得SCR工艺1）适用温度拓宽至200-420℃，在200℃时，脱硝效率仍可以达到70%以上；2）很高的氮氧化物浓度适应性，即使是NOx浓度达到2000ppm，催化剂仍能保持很高的脱硝效率（85%以上），实现NOx稳定达标排放。
    优秀的催化剂产品，顺利投用的SCR脱硝装置，SCR在炼油行业的广泛应用前景很好。
1.1.3.2 选择性非催化还原（SNCR）
SNCR技术是还原剂在无催化剂条件下，把NOx转化为氮气和水的工艺。烟气温度一般在850-1100℃，反应机理同SCR技术。
该技术适用温度太高；脱硝效率很低，只有30%-40%，不能满足排放标准要求，且氨逃逸高时，和硫生成大量盐，腐蚀、堵塞后续设备。
1.1.4 添加助剂法
添加助剂法指在FCC催化剂中加入一定量低NOx燃烧促进剂或NOx还原添加剂，从而实现控制NOx排放的技术。
国外和国内都有对该技术的研究和使用，虽然该技术一直在做改进，但是助剂的主要活性组分还是Pt等贵金属，考虑到需要持续添加，损耗量大，成本太高；该技术由于脱硝效率的限制，只能应用于NOx浓度不高的装置，且助剂的适用性差，在不同装置上应用效果差别很大。
1.1.5 氧等离子法
该工艺是通过在烟气中注入高速热氧，破坏NOx前驱物，从而控制NOx 产生。热氧中含有的高浓度自由基O、H和OH具有较高活性，它们同NOx前驱物NH3和HCN快速反应生成N2。
此技术作为新技术，具有占地小，成本低优势，但是脱硝效率只有40%-60%，且只适用于不完全再生FCC装置，有很大局限性。
1.2 工艺加热炉烟气脱硝
目前燃气加热炉，低NOx气体燃烧器应用较多，基本达到NOx排放标准；而对于燃油加热炉，低NOx重油燃烧器技术尚不成熟，难以达到排放标准要求，烟气脱硝技术成为主要脱硝途径。
考虑到石化行业加热炉出口温度只有800℃左右，且需要较高的脱硝效率，所以SNCR不适用，一般选择SCR技术。部分高温加热炉可以采用SCR+SNCR组合式。
1.3 酸性装置回收气废气脱硝
炼油厂酸性气回收装置烟气中NOx含量与酸性水汽提装置工艺有关。采用侧线出氨的水汽提工艺能够很大程度上减少NOx产生，也是目前主要的解决办法。
目前对与酸性装置回收废气脱硝研究很少，从技术角度分析SCR技术是不错的选择。
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