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摘 要：湿法烟气脱硫技术的脱硫系统处于重油催化裂化装置余热锅炉烟道的末端，脱硫过程在脱硫塔中进行。湿法烟气脱硫过程是气液反应，其特点是反应速度快，脱硫效率高。目前重油催化裂化装置湿法烟气脱硫的方法主要有双碱法、钠碱法、石灰石法、氧化镁法、氨吸收法等，本文主要介绍了钠碱法在重油催化裂化装置的应用。
关键词：烟气脱硫；气液反应；石灰石
1 前言
随着人们生活水平的提高，环境问题越来越被关注，降污减排成为石油行业的重中之重。重油催化裂化装置是炼油企业重要的二次加工装置，其生产过程中产生的烟气严重污染大气。因此烟气脱硫技术在重油催化裂化装置中应用刻不容缓。
2 催化裂化烟气组成
重油催化裂化烟气组成主要由原料油性质和催化剂决定。原料油中通常含有硫醚、硫醇、硫酚、噻吩等含硫化合物及含氮化合物。因此，在催化裂化反应的过程中，烟气中的粉尘和SQx、NOx、氨（NH3）等污染物组分主要来自催化剂和原料油。催化剂体积在40μm以上的细粉经多级旋风分离后可回收，其余小体积催化剂粉尘随烟气直接排入大气。在烧焦过程中，待生催化剂上的硫元素部分以硫酸盐形式沉积在催化剂上，部分转化成SQx进入烟气；氮元素部分转化成N2，部分转化成NQx或NH3进入烟气。其中部分硫氧化物与氮氧化物等酸性气体吸收水汽后形成硫酸、亚硫酸、硝酸等以酸雨的形式沉降到地面危害环境。而催化剂细粉颗粒会被吸入人体内，造成呼吸系统的损害。在控制原料油硫含量、催化剂的性质外，烟气治理已成为炼油行业重要的环境保护课题。烟气脱硫技术在重油催化裂化装置得到应用。
3 烟气脱硫技术
3.1 烟气脱硫技术简介
烟气脱硫的历史悠久，早在一百多年前就有人进行研究。就目前的技术水平和现实能力而言，控制SQx排放世界上最广泛、最经济、最有效的技术就是烟气脱硫（Flue gas desulfurization，缩写FGD）技术。FGD技术比较成熟的有湿法烟气处理、半干法烟气处理和干法烟气处理。湿法烟气脱硫占世界80%以上的脱硫市场，是应用最广的FGD技术，具有设备简单、投资少、脱硫效率高、操作技术易掌握等优点。而石灰石法又占湿法的近80%。但其缺点是设备容易结垢，严重时造成设备、管道堵塞而无法运行，且运行成本高、工程投资大。钠碱法是石灰石法基础之上而发展起来的。在具有石灰石法的优点之上，解决了设备和管道的结垢和堵塞问题。脱硫废液主要是硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠。此外，钠基还具有吸收其他酸性气体（例如：HCI，HF，HBr）等的良好性能。
濕法烟气脱硫技术分为烟气洗涤吸收系统和废液处理系统。，烟气洗涤吸收系统将催化裂化装置的烟气在洗涤塔内部洗涤吸收，大量的烟气与液体在洗涤塔内解除，一方面用NaOH/Na2CO3溶液使催化剂颗粒洗涤下来，另一方面可以使SQx被吸收，避免了排放超标；废液处理过程中，对吸附粉尘和酸性气体后的污水进行碱洗和粉尘脱除后，降低污水中的化学需氧量、粉尘悬浮物、氨氮等，检测合格的污水进入处理厂循环利用或直接外排。
3.2 反应原理
在烟气洗涤吸收系统中，钠碱法脱硫工艺是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的二氧化硫，将浆液送至废液处理系统处理。
（1）洗涤吸收
在洗涤塔中，烟气的SO2与碱液吸收接触后，发生如下反应：
2NaOH+SO2？圳Na2SO3+H2O
Na2CO3+SO2？圳Na2SO3+CO2
Na2SO3+H2O+SO2？圳2NaHSO3
钠碱法吸收实际是利用NaxH2-xSO3（x=1，2）不断的循环过程来吸收烟气中的SO2，吸收过程中所产生的酸式盐NaHSO3对SO2没有吸收能力，但是，随着吸收过程的进行，溶液中的NaHSO3增多，吸收能力下降，因此需要向吸收液中不断补充碱液，促使部分NaHSO3转化为Na2SO3，保持吸收液中的Na2SO3浓度比例相对稳定，保持吸收液的吸收能力。反应过程如下：
NaSO3+NaOH？圳Na2SO3+H2O
烟气中含有的SO3、HCl等酸性气体也会同时被吸收剂洗涤吸收，发生如下反应：
Na2SO3+SO3？圳Na2SO4+SO2
Na2SO3+2HCl？圳2NaCl+SO2+H2O
因此，在钠碱法脱硫工艺中，洗涤塔的吸收段将烟气中的SO2吸收得到要硫酸钠或亚硫酸氢钠中间品及少量硫酸钠和氯化钠。
（2）废液处理
钠碱法脱硫过程中，由于悬浮物（SS）、重金属、以及的影响，浆液不能完全循环，会排放一定量的废水，该废水呈弱酸性（PH值一般低于6.0），悬浮物、亚硫酸钠及亚硫酸氢钠含量高。
当前悬浮物的处理方法主要有絮凝沉淀，自由沉降，过滤和离心等，工业中前两种方法用的较多。向废水中加入高分子絮凝剂，通过絮凝剂与悬浮物微粒的吸收附架桥作用，把悬浮物微粒絮凝成较大的絮团沉降下来，达到降低废水悬浮物浓度的目的。通过向澄清后的酸性废水中通入碱液，发生中和反应，提高废水的PH值，达到污水外排标准。
澄清后的废水溢流至氧化罐，由氧化风机送来强压的空气注入氧化罐，使废水与空气充分接触，废水中的与空气发生氧化反应，降低废水的化学需氧量（COD），反应过程如下：
4 问题与建议
钠碱法虽然不存在石灰石法的结垢问题，其钠吸收液还可再生循环使用，但由于钠碱价格昂贵，且废水中的钠盐直接外排造成污染及浪费。双碱法即克服了结垢问题，又因用廉价的钙盐再生、钠盐重复利用，大大降低了运行成本。但双碱法设备复杂，投资有所增加，生产中各单位可根据运行的实际情况进行选择。
参考文献
[1]杨德祥，余龙红，吴雷.催化烟气湿法洗涤塔脱硫技术探讨[J].石油化工设计，2008，（3）：1-4.
[2]马佰文.催化裂化装置技术问答[M].第二版.北京：中国石化出版社.2003.
[3]催化裂化装置操作工/中国石油化工集团公司人事部，中国石油天然气集团公司人事服务中心编.北京：中国石化出版社，2009.
关键词：烟气脱硫；气液反应；石灰石
1 前言
随着人们生活水平的提高，环境问题越来越被关注，降污减排成为石油行业的重中之重。重油催化裂化装置是炼油企业重要的二次加工装置，其生产过程中产生的烟气严重污染大气。因此烟气脱硫技术在重油催化裂化装置中应用刻不容缓。
2 催化裂化烟气组成
重油催化裂化烟气组成主要由原料油性质和催化剂决定。原料油中通常含有硫醚、硫醇、硫酚、噻吩等含硫化合物及含氮化合物。因此，在催化裂化反应的过程中，烟气中的粉尘和SQx、NOx、氨（NH3）等污染物组分主要来自催化剂和原料油。催化剂体积在40μm以上的细粉经多级旋风分离后可回收，其余小体积催化剂粉尘随烟气直接排入大气。在烧焦过程中，待生催化剂上的硫元素部分以硫酸盐形式沉积在催化剂上，部分转化成SQx进入烟气；氮元素部分转化成N2，部分转化成NQx或NH3进入烟气。其中部分硫氧化物与氮氧化物等酸性气体吸收水汽后形成硫酸、亚硫酸、硝酸等以酸雨的形式沉降到地面危害环境。而催化剂细粉颗粒会被吸入人体内，造成呼吸系统的损害。在控制原料油硫含量、催化剂的性质外，烟气治理已成为炼油行业重要的环境保护课题。烟气脱硫技术在重油催化裂化装置得到应用。
3 烟气脱硫技术
3.1 烟气脱硫技术简介
烟气脱硫的历史悠久，早在一百多年前就有人进行研究。就目前的技术水平和现实能力而言，控制SQx排放世界上最广泛、最经济、最有效的技术就是烟气脱硫（Flue gas desulfurization，缩写FGD）技术。FGD技术比较成熟的有湿法烟气处理、半干法烟气处理和干法烟气处理。湿法烟气脱硫占世界80%以上的脱硫市场，是应用最广的FGD技术，具有设备简单、投资少、脱硫效率高、操作技术易掌握等优点。而石灰石法又占湿法的近80%。但其缺点是设备容易结垢，严重时造成设备、管道堵塞而无法运行，且运行成本高、工程投资大。钠碱法是石灰石法基础之上而发展起来的。在具有石灰石法的优点之上，解决了设备和管道的结垢和堵塞问题。脱硫废液主要是硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠。此外，钠基还具有吸收其他酸性气体（例如：HCI，HF，HBr）等的良好性能。
濕法烟气脱硫技术分为烟气洗涤吸收系统和废液处理系统。，烟气洗涤吸收系统将催化裂化装置的烟气在洗涤塔内部洗涤吸收，大量的烟气与液体在洗涤塔内解除，一方面用NaOH/Na2CO3溶液使催化剂颗粒洗涤下来，另一方面可以使SQx被吸收，避免了排放超标；废液处理过程中，对吸附粉尘和酸性气体后的污水进行碱洗和粉尘脱除后，降低污水中的化学需氧量、粉尘悬浮物、氨氮等，检测合格的污水进入处理厂循环利用或直接外排。
3.2 反应原理
在烟气洗涤吸收系统中，钠碱法脱硫工艺是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的二氧化硫，将浆液送至废液处理系统处理。
（1）洗涤吸收
在洗涤塔中，烟气的SO2与碱液吸收接触后，发生如下反应：
2NaOH+SO2？圳Na2SO3+H2O
Na2CO3+SO2？圳Na2SO3+CO2
Na2SO3+H2O+SO2？圳2NaHSO3
钠碱法吸收实际是利用NaxH2-xSO3（x=1，2）不断的循环过程来吸收烟气中的SO2，吸收过程中所产生的酸式盐NaHSO3对SO2没有吸收能力，但是，随着吸收过程的进行，溶液中的NaHSO3增多，吸收能力下降，因此需要向吸收液中不断补充碱液，促使部分NaHSO3转化为Na2SO3，保持吸收液中的Na2SO3浓度比例相对稳定，保持吸收液的吸收能力。反应过程如下：
NaSO3+NaOH？圳Na2SO3+H2O
烟气中含有的SO3、HCl等酸性气体也会同时被吸收剂洗涤吸收，发生如下反应：
Na2SO3+SO3？圳Na2SO4+SO2
Na2SO3+2HCl？圳2NaCl+SO2+H2O
因此，在钠碱法脱硫工艺中，洗涤塔的吸收段将烟气中的SO2吸收得到要硫酸钠或亚硫酸氢钠中间品及少量硫酸钠和氯化钠。
（2）废液处理
钠碱法脱硫过程中，由于悬浮物（SS）、重金属、以及的影响，浆液不能完全循环，会排放一定量的废水，该废水呈弱酸性（PH值一般低于6.0），悬浮物、亚硫酸钠及亚硫酸氢钠含量高。
当前悬浮物的处理方法主要有絮凝沉淀，自由沉降，过滤和离心等，工业中前两种方法用的较多。向废水中加入高分子絮凝剂，通过絮凝剂与悬浮物微粒的吸收附架桥作用，把悬浮物微粒絮凝成较大的絮团沉降下来，达到降低废水悬浮物浓度的目的。通过向澄清后的酸性废水中通入碱液，发生中和反应，提高废水的PH值，达到污水外排标准。
澄清后的废水溢流至氧化罐，由氧化风机送来强压的空气注入氧化罐，使废水与空气充分接触，废水中的与空气发生氧化反应，降低废水的化学需氧量（COD），反应过程如下：
4 问题与建议
钠碱法虽然不存在石灰石法的结垢问题，其钠吸收液还可再生循环使用，但由于钠碱价格昂贵，且废水中的钠盐直接外排造成污染及浪费。双碱法即克服了结垢问题，又因用廉价的钙盐再生、钠盐重复利用，大大降低了运行成本。但双碱法设备复杂，投资有所增加，生产中各单位可根据运行的实际情况进行选择。
参考文献
[1]杨德祥，余龙红，吴雷.催化烟气湿法洗涤塔脱硫技术探讨[J].石油化工设计，2008，（3）：1-4.
[2]马佰文.催化裂化装置技术问答[M].第二版.北京：中国石化出版社.2003.
[3]催化裂化装置操作工/中国石油化工集团公司人事部，中国石油天然气集团公司人事服务中心编.北京：中国石化出版社，2009.