催化裂化催化剂焙烧尾气吸收塔流场模拟及结构优化

发布时间：2020-03-22 03:16

【摘要】：在FCC(催化裂化)催化剂生产过程中,为了调节反应的pH值和提高催化剂颗粒的耐磨性,在成胶过程中加入双铝粘结剂,即铝石和铝溶胶(氯化铝溶液),其中铝石需要用盐酸酸化,后续增加分子筛浆液、高岭土等原料进行生产。原生产过程中氯化氢无法在FCC催化剂的后续生产中参加反应,氯化氢在高温焙烧条件下挥发出来,造成FCC催化剂焙烧工序排出的尾气中夹带大量氯化氢气体,其排放温度高,氯化氢含量大,氯化氢直接外排将对环境产生很大影响。对于这部分氯化氢的排放,大部分的催化剂公司现有的处理办法是将产生的氯化氢气体通过碱洗的方法进行处理,通过氢氧化钠碱洗之后会产生氯化钠废水,这部分氯化钠废水将直接进入综合污水处理系统。其中氯化钠在废水中的含量为15000mg/L~20000mg/L,这是导致外排污水中含盐量过高的原因之一。随着国家环保检测及环保立法的越来越严格,含盐废水的排放标准即将出台,如何处理高盐废水,成为企业急需解决的重要问题。本文创新性的提出源头治理和资源化回用工艺,第一,可将源头中的氯化氢气体直接通过水洗吸收的方法,进行回收,避免氯离子进入后续工艺,减少了含盐废水的外排,第二,产生的氯化氢气体溶于水形成的盐酸,可回收利用。文章中对FCC焙烧尾气中氯离子回用工程技术进行研究。在目前大多数催化剂厂家现有的一级急冷+二级吸收的基础上,创新性的提出了一级急冷+三级吸收的尾气处理技术,在废气处理达标排放的同时,将废气中的氯化氢吸收、提浓,制成浓度大于25%的工业盐酸并回用于催化剂成胶工序,从而实现降低环境污染、氯离子的资源化回用、提高产品收率等目的。文章针对催化裂化催化剂焙烧尾气中氯化氢气体目前的处理现状,确定了工艺流程并对关键设备进行核算,建立塔器的数学模型,对尾气成分进行试验分析,吸收塔作为本套系统中最重要的设备,对吸收塔气体入口处结构进行模拟,对入口的结构进行流场模拟,并进行优化,对比选出最均匀的气体入口结构。其次还对吸收塔塔身承受热载和机械载荷共同作用下的强度能力进行研究,并与实际实验数据进行对比,模拟值与实验值吻合较好。文章对催化裂化催化剂焙烧尾气中氯化氢的回收的工业化运用提供了理论依据,并为企业节能减排和环保达标,提供了新方法,新技术。
【图文】：

本文在催化剂齐鲁分公司原有系统的基础上进行了新的改进。分子筛焙烧炉尾气中含有氯化氢的高温尾气处理系统的工艺流程图见图 2.1，工艺流程简述如下：图2.1 金属膜除尘器+一级急冷+三级吸收系统工艺流程示意图1.金属膜除尘器 2.急冷塔 3.冷却吸收塔 4.一级吸收塔 5.二级吸收塔6.石墨冷却器 7.循环泵 8.盐酸储罐 9.引风机图2.2 FCC催化剂焙烧尾气吸收提浓系统工艺流程图来自分子筛焙烧炉高温高粉尘含酸尾气进入高温金属膜除尘器，除尘后的高温含酸尾气进入急冷塔，过滤下来的 FCC 粉尘进入移动式粉尘收集槽。为保证金属膜过滤器进风的温度在设定值范围内工作，避免进风温度低在过滤器内结露使粉尘粘结在金属膜过滤器孔隙中。设置进风旁路一条，在系统操作时，根据进风温度和现场实际操作情况进行手动切换[21]。

11图 2.3 催化剂焙烧炉烟气粉尘粒度分析报告据检测结果可知，90%的催化剂粉尘粒径分布在 10~40μm，，粉尘的安息角为拟采用平均孔径 20μm 左右的 YT 柔性膜滤筒作为验证性试验的过滤器材的锥角设计为 45°。. 除尘效果验证试验空气作为假想气相介质，加入催化剂焙烧炉烟气粉尘，尽可能模拟实验工粉尘过滤验证试验，在实验期间，考虑风速控制在小于 1.6 m/min，灰分3，空气由加热器加热，反吹使用 0.3 MPa 的压缩空气。采用定期人工卸灰灰，定期记录除尘器进出口温度、滤筒前后压差等数据，测试现场图和测
【学位授予单位】：天华化工机械及自动化研究设计院有限公司
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE624.91

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本文编号：2594386