炼厂催化裂化再生烟气同步脱硫脱硝新技术及原理

Burning catalyst is an important component unit in fluidized catalytic cracking (FCC) refining process. Coking flue gas is an important cause of SOx, NOx and particulate matter emissions in the refinery. It is an environmental problem to be solved in the refinery industry. This project aims to solve the problem of high SO3 content and strong abrasive property to catalytic in FCC flue gas: 1) explore the synergetic dust removal accompanied by catalytic reduction denitrification method based on filter-catalysis to reduce flue gas pre-denitrification in the condition of lean ammonia for reducing subsequent oxidation denitrification; 2) develop indirect ammonia new method based on the simultaneous desulfurization and denitrification of magnesium and ammonia for solving the problem of secondary ammonia pollution and reaching the goal of utilization of product; 3) explore gas phase oxidation of NOx and the reactive characteristic between the gas phase oxidation and gas-liquid absorption mass transfer; 4) develop new type of gas and liquid absorption mass transfer unit, realize high efficient absorption of SO2, NOx, and strengthen the capture of SO3; 5) explore condensation and separation unit based on acoustic-spin coupling principle to remove residual acid mist and fine particulate. Through this research, the mechanism of the key mass transfer and reaction process is clarified, the high efficient mass transfer and separation unit is developed, and the technology and application level of flue gas purification in the refinery are improved remarkably.

催化剂烧焦再生是流化催化裂化（FCC）炼油工艺中的重要组成单元，且烧焦烟气是造成炼厂SOx、NOx及颗粒物排放的重要原因，是炼油行业亟待解决的环保问题。本项目针对FCC烟气中SO3含量偏高、细粒子磨损性强等问题，探索基于过滤/催化作用同步除尘及催化还原脱硝的方法，在贫氨条件下实现烟气预脱硝，以降低后续氧化脱硝的氧化剂消耗量；研发以镁-氨组合同步脱硫脱硝为基础的间接氨法新工艺，有效解决直接氨法的二次污染问题，实现脱硫脱硝产物的充分资源化；提出并探索基于声-旋耦合原理的凝并与分离单元，对脱硫塔尾部湿烟气中残留酸雾及细粒子进行深度去除。通过此研究，对过滤/催化单元的材料及结构性能进行优化，实现除尘与脱硝的高效耦合； 阐明NOx的气相氧化及其与吸收气-液间传质与反应特性；探明声-旋耦合单元对酸雾/细粒子凝并与分离过程的作用机制，显著提升炼厂FCC再生烟气净化技术的基础研究及应用水平。

流化催化裂化（FCC）再生烟气是炼厂SOx、NOx及颗粒物排放的重要原因，是炼油行业亟待解决的环保问题。针对FCC烟气中SO3含量偏高、细粒子磨损性强等问题，提出过滤/催化作用同步除尘及催化还原脱硝的方法，通过添加硅钨酸(HSiW)、锑(Sb)等改性氧化铈的SCR催化剂，并负载于多孔陶瓷膜上研究其过滤催化耦合脱硝性能及机制；研究同步脱硫脱硝新工艺，并开发了可循环的柠檬酸-镁法脱硫再生新技术，实现了脱硫脱硝产物的充分资源化；提出基于声旋耦合原理的凝并与分离单元，分析了旋流耦合单元对细粒子凝并与分离过程的作用机制，同时探究了扰流耦合荷电凝并技术强化烟气细粒子凝并脱除的新技术。.研究发现，硅钨酸(HSiW)的表面改性可以显著提高CeO2的SCR催化性能，相对于传统钒钨钛催化剂，在温度窗口、低温活性及高温选择性方面均具有优势。通过掺杂锑(Sb)进一步提高了HSiW/Ce催化剂的性能，HSiW/Ce-Sb显示出在低温下更好的活性。同时我们将研发的催化剂负载于陶瓷膜进行改性，并研究其协同催化脱硝效率，获得了优良的脱硝表现。结合FCC再生烟气的特点，对烟气脱硫脱硝工艺中的同步吸收、镁的高效循环再生等关键技术环节进行优化，探索了柠檬酸镁可再生脱硫技术，该技术有望取代有机胺和离子液脱硫技术，具有较广的推广应用价值。基于声旋耦合原理研究新型声旋耦合气液耦合分离强化单元，在旋流耦合系统中，凝并系统对烟尘中的较大颗粒物的去除较为明显，由于水雾的凝并吸附作用，小颗粒物可有效的凝并成大颗粒物。本项目探究了扰流耦合荷电凝并技术来强化烟气细粒子凝并脱除的新技术，经过多组扰流和电凝并后，细颗粒物经过反复扰流和电荷双重作用团聚，形成更大颗粒物，然后借助后续布袋或静电除尘装置将大颗粒物进行高效脱除，从而实现对烟气细粒子强化去除。.通过研究显著提升了炼厂FCC再生烟气净化技术的基础研究及应用水平，为实现多污染物协同控制提供了理论和技术支撑。研究共发表4篇SCI论文，申请国家发明专利10件，开展了相关工程示范方面的应用研究。