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催化裂化催化劑噴霧干燥尾氣熱量回用技術(shù)

文檔作者：譚永鵬王天寶葉紀(jì)華高妍文檔來源： 1．天華化工機(jī)械及自動化研究設(shè)計院有限公司 2．四川中煙工業(yè)有限責(zé)任公司西昌卷煙廠		更新日期： 2026年05月04日	點擊數(shù)：
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第35卷第5期
2017年9月
石 化 技 術(shù) 與 應(yīng) 用
Petrochemical Technology ＆ Application
Vo1．35 NO．5
Sep．2017
工業(yè)技術(shù)(396—398)
催化裂化催化劑噴霧干燥尾氣熱量回用技術(shù)
譚永鵬 ，王天寶 ，葉紀(jì)華 ，高妍
(1．天華化工機(jī)械及自動化研究設(shè)計院有限公司，甘肅蘭州730060；2．四JlI中煙工業(yè)有限責(zé)任公司西昌卷煙廠，l~Jll西昌615000)
摘要：基于在線清灰高粉塵換熱器及閃蒸技術(shù)，開發(fā)出催化裂化催化劑噴霧干燥尾氣熱量回用工業(yè)
試驗裝置，考察了不同閃蒸壓力下該裝置的運(yùn)行情況。結(jié)果表明，該裝置可實現(xiàn)長周期穩(wěn)定運(yùn)行，關(guān)鍵
設(shè)備在線清灰高粉塵換熱器及閃蒸罐運(yùn)行狀況良好，系統(tǒng)具有良好的換熱效率，可產(chǎn)生110～115℃ ．
340～380 kg／h的低壓飽和蒸汽，蒸汽流量實際值與理論值的誤差在±5％ 以內(nèi)。
關(guān)鍵詞：催化裂化；催化劑；噴霧干燥尾氣；熱量回用；閃蒸技術(shù)；換熱器；低壓蒸汽
中圖分類號：TE 624．9 1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1009—0045(2017)05—0396—03
催化裂化(FCC)催化劑噴霧干燥尾氣(以下
簡稱尾氣)中含有大量的氯離子、水蒸氣和粉塵。
目前，國內(nèi)就此尾氣的熱量尚未實現(xiàn)回用，對其
僅采取急冷吸收的方法進(jìn)行處理。急冷塔采用
鈦合金或碳鋼外部涂搪玻璃等材料，噴霧干燥工
序稍有波動，急冷塔出口溫度偏高，導(dǎo)致吸收
塔(材質(zhì)為玻璃鋼)易損壞，造成設(shè)備維修成本
高；另外，還需消耗大量的補(bǔ)充工藝水，造成能量
浪費(fèi)且污水處理量增加。因此，如何使尾氣既能
達(dá)到環(huán)保排放要求，又能充分利用其熱量，這就
成為研究的關(guān)鍵。
筆者將換熱設(shè)備及閃蒸技術(shù) 用于尾氣的
熱量回用過程中，基于此開發(fā)出工業(yè)試驗裝置，
熱量回用產(chǎn)生的低壓飽和蒸汽作為分子篩洗滌
水的熱源，熱量回用后低于120 oC 的低溫尾氣再
進(jìn)入急冷吸收裝置，降低了該裝置的能耗及污水
生成量。工業(yè)試驗裝置能夠長周期穩(wěn)定運(yùn)行，關(guān)
鍵設(shè)備在線清灰高粉塵換熱器(以下簡稱換熱
器)及閃蒸罐運(yùn)行狀況良好，其工藝流程設(shè)計合
理，為高溫尾氣的熱量回用提供了一種新的
途徑
1 工業(yè)試驗裝置的開發(fā)
1．1 工藝流程
工業(yè)試驗裝置主要由軟水處理系統(tǒng)、閃蒸
罐、換熱器等組成，其工藝流程如圖1所示。
低壓蒸汽 干燥尾氣
圈1 工業(yè)試驗裝置工藝流程
由圖1可見，工藝水(常溫，O．3—0．4 MPa)
先進(jìn)入軟水處理系統(tǒng)，在此其中的部分鈣、鎂離
子被除去，得到軟化水。軟化水進(jìn)入閃蒸罐中，
再由循環(huán)泵輸送至換熱器中，在此軟化水與尾
氣(150—180℃)進(jìn)行間接的逆流換熱，在換熱器
出口處，軟化水被加熱至1 15～120 oC。然后再
進(jìn)入閃蒸罐中進(jìn)行減壓閃蒸，得到110～115 oc
的低壓飽和蒸汽，對其進(jìn)行回收利用。
1．2 關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備
閃蒸技術(shù)是一種先進(jìn)的工業(yè)化應(yīng)用技術(shù)。
工業(yè)試驗裝置先利用尾氣對循環(huán)水進(jìn)行加熱，將
其加熱至一定溫度(115～120 oC)后再進(jìn)行降壓
閃蒸，產(chǎn)生110～115 oc 的低壓飽和蒸汽。即通
過閃蒸的方式將尾氣中的能量變成低壓飽和蒸
汽，從而實現(xiàn)熱量的清潔回用。
尾氣中含有粉塵、氯離子等介質(zhì)，換熱器為
收稿日期：2017—05—20；修回日期：2017—07—19
作者簡介：譚永鵬(1976一)，男，陜西渭南人，高級工程師。
從事干燥及焙燒工藝研發(fā)工作，已發(fā)表論文1O篇。
第5期 譚永鵬等．催化裂化催化劑噴霧干燥尾氣熱量回用技術(shù) ·397·
工業(yè)試驗裝置的一個關(guān)鍵設(shè)備。為了防止尾氣
中的粉塵造成換熱器堵塞，采用單管程列管式換
熱器，尾氣由管程進(jìn)入。另外，由于尾氣中含有
氯離子，換熱器管程選用耐氯離子腐蝕的雙相不
銹鋼材質(zhì)。閃蒸罐為循環(huán)水發(fā)生閃蒸產(chǎn)生蒸汽
的場所，閃蒸罐上部為閃蒸空間，并設(shè)置除霧器，
除去閃蒸過程中夾帶的液滴；閃蒸罐下部為凝液
存儲空間。
1．3 工藝操作過程及參數(shù)的優(yōu)化
由于尾氣中含有氯化氫等腐蝕性介質(zhì)，其露
點溫度大約為110℃ ，為了防止?jié)穹帜Y(jié)而造成
粉塵在換熱器中發(fā)生黏結(jié)，換熱器出口煙氣的溫
度控制在約為120℃ 。
工業(yè)試驗裝置運(yùn)行一段時間后，通過調(diào)節(jié)煙
氣管路上的閥門來實現(xiàn)其流速的變化，使換熱器
達(dá)到脈沖噴吹的效果，以清除其內(nèi)沉積的少量
粉塵。
2 工業(yè)試驗裝置運(yùn)行情況
2．1 試驗條件
以2．5萬t／a工業(yè)試驗裝置為例，具體試驗
條件列于表1。
表1 工業(yè)試驗裝置試驗條件
項目 數(shù)值
煙氣流量／(m ·h )
煙氣溫度／~C
煙氣
p(CO2)／％
(02)／％
妒(N2)／％
(H20)／％
P(粉塵)／(mg·mI3)
P(HC1)／(mg·mI3)
急冷塔冷卻水消耗量／(m ·h )
吸收塔冷卻水消耗量／(m ·hI1)
2．2 運(yùn)行數(shù)據(jù)
對工業(yè)試驗裝置進(jìn)行了不同壓力(工況1一
工況3)下的長周期運(yùn)行考察，實際運(yùn)行數(shù)據(jù)及與
理論結(jié)果的對比列于表2(表中所列數(shù)據(jù)為平均
值)，蒸汽流量實際值與理論值的隨機(jī)誤差分布
示于圖2。
表2 工業(yè)試驗裝置實際運(yùn)行數(shù)據(jù)與理論結(jié)果的對比
-
· o
o O
圖2 蒸汽流量實際值與理論值的誤差分布
由表2可見：工業(yè)試驗裝置設(shè)計換熱器進(jìn)出
口尾氣溫差為60℃ ，產(chǎn)生l10℃ 飽和蒸汽流量
為661．60 kg／h，而在實際運(yùn)行工況下，換熱器進(jìn)
出口尾氣溫差為30～50℃ ，產(chǎn)生飽和蒸汽的流
量為340．00—380．00 kg／h，這表明實際工況與設(shè)
計工況有所差別，這是由于實際運(yùn)行過程中存在
熱量損失，但就換熱器出口尾氣溫度而言，該熱
量回收系統(tǒng)達(dá)到了較好的換熱效率；工況1～工
況3下，蒸汽流量的實際值與理論值相差不大，
且換熱器出口尾氣溫度在1 14．00—123．00℃ ，
即控制在露點溫度以上，這表明該系統(tǒng)的傳熱效
果可達(dá)到設(shè)計要求。另外，由圖2可見，蒸汽流
量實際值與理論值的隨機(jī)誤差基本分布在
一5．0％ ～5．0％ ，最大為7．1％ ，說明實際值與理
論值基本一致。
2．3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
工業(yè)試驗裝置將尾氣中的熱量進(jìn)行潔凈回
用，既產(chǎn)生了飽和蒸汽，又減少了尾氣的排放量。
該裝置運(yùn)行時間已超過2 ft．，運(yùn)行狀態(tài)平穩(wěn)，換熱
器未出現(xiàn)粉塵堵塞及換熱效率下降等問題。表3
麓
· 398· 石化技術(shù)與應(yīng)用 第35卷
列出了該裝置投用前后相關(guān)指標(biāo)的對比。
表3 工業(yè)試驗裝置投用前后相關(guān)指標(biāo)的對 B
由表3可見：工業(yè)試驗裝置投用后，尾氣溫
度由180℃ 降至120℃ ，理論上可生產(chǎn)蒸汽
661．6 kg／h，若運(yùn)行時間按7 920 h／a，蒸汽價格按
0．02萬元／t計算，則理論最大直接經(jīng)濟(jì)效益約為
105萬元／a；急冷塔冷卻水消耗量降低6．9 m ／h。
由表3還可見，投用前進(jìn)后續(xù)尾氣處理系
統(tǒng)尾氣(180℃，)的流量為30 000 m ／h，投用
后(12O℃ 尾氣)則為26 026 m ／h。由于尾氣
風(fēng)機(jī)的實際運(yùn)行功率與尾氣的實際流量成正
比 ，因此投用后尾氣風(fēng)機(jī)的運(yùn)行功率為投用
前的0．87倍。
3 結(jié)束語
考察了FCC催化劑噴霧干燥尾氣熱量回用
工業(yè)試驗裝置的運(yùn)行情況。結(jié)果表明，該裝置能
實現(xiàn)長周期穩(wěn)定運(yùn)行，在線清灰高粉塵換熱器及
閃蒸罐運(yùn)行狀況良好，可產(chǎn)生110～115℃ ，
340～380 kg／h的低壓飽和蒸汽，蒸汽流量實際
值與理論值的誤差在±5％ 以內(nèi)，系統(tǒng)具有良好
的換熱效率，完全可實現(xiàn)尾氣的熱量回用，經(jīng)濟(jì)
創(chuàng)效顯著。
目前，該裝置產(chǎn)生的低壓飽和蒸汽直接進(jìn)入
原料反應(yīng)罐加熱物料。為了使該尾氣熱量回用
技術(shù)具有更好地推廣前景，建議可采用離心式壓
縮機(jī)對產(chǎn)生的低壓蒸汽進(jìn)行壓縮 ，將之轉(zhuǎn)換成
中壓蒸汽后再進(jìn)行利用。
參考文獻(xiàn)：
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相關(guān)文獻(xiàn)鏈接：
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Heat recycling technology for catalytic cracking catalyst spray dry tail gas
TAN Yong—peng ，WANG Tian—bao ，YE Ji—hua。，GA0 Yan
(1．Tianhua Institute of Chemical Machinery&amp;amp;Automatic Co Ltd，Lanzhou 730060，China；
2．Xichang Cigarette Factory of China Tobacco Sichuan Industrial Co Ltd，Xichang 6 1 5000，China)
Abstract：Based on the online ash cleaning high
dust heat exchanger and the flashing technology，the
heat recycling industry experimental installment for
catalytic craking catalyst spray dry tail was devel—
oped，and the running conditions for the installment
were investigated at different flash pressures．The resuhs
showed that the long ——period stable operation
could be achieved，the key equipments including the
online ash cleaning high dust heat exchanger and the
flash tank had good operational state，the system had
well—heated exchange efi ciency，and the low pressure
saturated steam with 110 — 150 oC and 340～
380 kg／h could be generated from the system ，and
the error between the actual steam flow and the theo．
retical steam flow was within ±5％ ．
Key words：fluid catalytic cracking；catalyst；
spray dry taft gas；heat recycling；flashing technologY；
heat exchanger；low —pressure steam

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