双碱法气动再生脱硫技术如何实现催化裂化烟气脱硫除尘?

双碱法气动再生脱硫技术是中国石化燕山分公司、中国航天空气动力技术研究院、中国石化北京化工研究院燕山分院共同开发的DRG ( Dynamic Regeneration Gypsum)催化裂化再生烟气脱硫技术，首套工业化装置于2011年投用。

DRG催化裂化再生烟气脱硫技术是在气动脱硫技术与双碱法脱硫技术的基础上发展起来的，它利用钠盐在脱硫塔内进行脱硫，然后用熟石灰对脱硫后的钠盐进行再生，通过增设酸化系统，利用烟气里SO2形成的酸性溶液对再生产物进行酸化和氧化，最终生成稳定的副产物-石膏。具体工艺过程如下:

烟气首先进入脱硫酸化塔的酸化段，酸化溶液吸收烟气中的SO2提高酸化溶液的酸性，烟气随后上升进入脱硫段。在脱硫段的气动脱硫单元内，脱硫溶液中的NaOH、Na2SO3，与烟气中SO2发生快速化学反应，生成Na2SO3、NaHSO3，并除去烟气中大部分催化剂粉尘。酸化段内的溶液与酸化罐之间不停地进行浆液循环，利用酸化溶液吸收的SO2对进入酸化罐的再生浆液进行酸化。

脱硫段不仅吸收SO2，还捕获烟气粉尘，并通过脱硫段排浆泵将脱硫段浆液输送至沉淀器，脱硫浆液经过沉淀后，上清液进入再生系统，底部高浓度催化剂粉尘沉淀进行固液分离，分离出来的催化剂通过脱水后形成泥饼，拉出场外填埋，沉淀器的上清液返塔回用。

双碱法脱硫工艺对脱硫后生成的含有亚硫酸钠、亚硫酸氢钠和硫酸钠的脱硫浆液进行再生处理，脱硫浆液采用Ca(OH)2浆液进行再生置换，生成亚硫酸钙沉淀和NaOH溶液。再生浆液经沉淀浓缩后，含有NaOH的上清液作为脱硫剂回用，底流则进入酸化系统。在酸化系统内生成亚硫酸氢钙，随后进入氧化系统，通空气氧化，同时结晶，生成石膏晶体并长大，最后经真空皮带机产成石膏。

双碱法气动再生脱硫技术的流程特点是:

①脱硫液再生后循环利用，降低了脱硫液的使用量；

②工艺中增加软化系统，采用补加Na2CO3的方法降低再生液的结垢趋势；

③在石膏生成系统中首先将再生分离的沉淀物进一步采用旋液分离器浓缩处理，减少了沉淀物酸化时的用酸量；

④底流酸化的用酸取自酸化系统，无外加硫酸，工艺更加环保；

⑤硫以稳定的石膏形式脱除，降低了二次污染的风险。

双碱法脱硫过程中发生的反应如下：

1) SOx

吸收过程Na2SO3+ SO2+ H2O →2NaHSO3  ( pH=5～9时)  (1)

2NaOH+SO2→Na2SO3+ H2O  ( pH>9时)        (2)

2NaOH+SO3→Na2SO4+ H2O                   (3)

其中，式(1)是运行过程的主要反应式；式(2)和式(3)是再生液pH值较高时的主要反应式。

2)再生过程

2NaHSO3+Ca(OH)2→Na2SO3+CaSO3·1/2H2O↓+3/2H2        (4)

2Na2SO3+ 2Ca(OH)2+ H2O→4NaOH+2CaSO3·1/2H2O↓       (5)

Na2SO4+Ca(OH)3+2H2O→2NaOH+CaSO4·2H2O↓            (6)

由于的CaSO4在水中溶解度远远大于CaSO3的溶解度，式(6)的反应在再生阶段不易进行，需要溶液中的Ca2+浓度保持在较高浓度条件下才能发生。

3)酸化过程

SO3+H2O→H2SO3                               (7)

SO3+ H2O→H2SO4                              (8)

CaSO3·1/2H2O+H2SO3→Ca(HSO3)2+ 1/2H2O     (9)

4)氧化结晶过程

Ca(HSO3)3+O2→CaSO4+ H2SO4             (10)

CaSO4+2H2O→CaSO4·2H2O                （11）

钠一钙双碱法是为了克服石灰石(石灰)一石膏法易结垢的缺点而发展起来的，该法实现了吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀独立于吸收系统之外。该技术以NaCO3或NaOH溶液作为第一碱吸收烟气中的SO3生成NaHSO3和NaSO3，然后用石灰或石灰石作为第二碱再生出NaOH同时得到CaSO3·1/2H2O后经氧化得到CaSO4·2H2O晶体。

钠基脱硫液溶解度大，减少了堵塞现象，便于设备运行与保养，提高了运行的可靠性；钠基脱硫液液气比小，脱硫效率高，一般在90%以上。但是吸收系统中副产的Na2SO4，再生困难，需要向系统内补充Na2CO3或NaOH。

钠-钙双碱法有一个突出的优点是可以和EDV湿法脱硫工艺形成组合工艺，组合工艺可以较好的利用EDV系统的高脱硫效率，在钠一钙双碱法石膏系统故障时可再利用EDV的后处理系统保证外排水的处理，这种处理方案既可以将烟气中的二氧化硫转化为固体石膏，也可以将烟气中的二氧化硫转化为浓盐水，可以有效地控制浓盐水的外排量，也可以两条处理路线同时开启。

实际运行中还发现Belco技术的脱硫塔产生的亚硫酸根离子多于中国航天空气动力技术研究院开发的脱硫塔，亚硫酸根离子越多，越有利于后续碱液再生反应的进行，因此，如果两套催化裂化装置处理量不同，处理量大的催化裂化装置采用Belco技术较好。在组合流程中，两套脱硫工艺共有一套沉淀器和污泥脱水系统，可有效地降低总投资。

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