热炉循环流化床反应器的设计与应用.pdf

石 油机械 2008年第36卷第10期 CHINAPETROI点UMMACHINERY ．_设计计算◆ 原油加热炉循环流化床反应器的设计与应用 刘计艳 (中石化管道储运公司管道技术作业分公司) 摘要 为了解决原油长输管道热力设备加热炉排放烟气所引起的环境污染问题，开发研制了 加热炉烟气脱硫除尘系统。通过对加热炉烟气脱硫除尘技术的分析和广泛调研，确定了循环流化 床脱硫、脱硫剂选用、除尘器等技术，其脱硫原理是脱硫剂消石灰与被吸收气体中的SO，、SO，进 行化学反应。该加热炉烟气脱硫除尘系统工艺和结构合理，达到了设计提出的各项技术指标和要 求，除尘效率达到97％以上，并在原油含硫量不定及燃烧工况不同的情况下进行了简易脱硫处 理，脱硫效率达到80％以上。 关键词 原油加热炉循环流化床 脱硫 除尘 反应器 尘器后，大部分物料返回U形反应器进行循环。 引 言 其脱硫原理是脱硫剂消石灰与被吸收气体中的 SO：、SO，进行化学反应，即 为了解决原油长输管道热力设备加热炉排放烟 气所引起的环境污染问题，研制一套加热炉烟气脱 硫系统迫在眉睫。通过查阅文献¨。1，分析了影响 脱硫率和脱硫剂利用率的主要因素、喷雾干燥法脱 硫和循环流化床脱硫技术在工业上的应用以及各自 的优缺点。采用喷雾干燥和烟气循环流化床组合脱 硫工艺可使原油燃料的原油加热炉烟气净化(除 尘脱硫)，一方面脱出烟气中的s02，另一方面利 用循环流化床内高浓度脱硫剂和烟尘干粉，形成高 粘性烟尘“外包装”，保证带有粘性的烟尘不影响 高效布袋除尘器的正常运行。同时提高系统净化效 率和运行可靠性，并从工业性试验中得到验证。 图1 加热炉烟气除尘脱硫系统组成 加热炉烟气除尘脱硫系统组成 循环流化床与其他脱硫工艺特别是湿法工艺相 比，具有系统简单，占地面积小，总投资和运行费 通过对加热炉烟气脱硫除尘技术的分析和广泛 用低，没有严重腐蚀等特点。脱硫效率达到80％以 调研。并综合考虑其他因素，确定了循环流化床脱 上，实际运行脱硫效率可以达到85％～90％，运行 硫、脱硫剂选用、除尘器等技术，图1为加热炉烟 平稳可靠。所以，从技术和经济上讲，该工艺比较 J。 气除尘脱硫系统组成。加热炉烟气被引入脱硫除尘 适合应用于长输管道原油加热炉的烟气净化H 系统后，首先进入循环流化床u形反应器前后半 U形反应器喷淋系统的选择至关重要，主要涉 支进行降温和脱硫，经旋风除尘器后进入布袋除尘 及喷嘴的选型和布置。喷嘴是该套系统中的重要控 器进行除尘，最后经引风机排人大气。其中，脱硫 制因素之一，拟采用HPZ系列气．水雾化喷头，其 剂(石灰乳)以及冷却水分别由压缩空气和水泵 特点是冷却烟气均匀，水不会在小范围内局部集 注入U形反应器，脱硫剂经旋风除尘器和布袋除 中，而是在整个喷射面内均匀分布；喷水量的调节 万方数据 一42一 石油机械 2008年第36卷第lO期 范围大，最小和最大水量之比一般可达1：10；喷 设施，造成反应器物料内循环，形成惯性分离器下 雾水滴直径小，均在100岬以下，可以节约水和 高浓度区和上部稀相浓度区，以提高局部反应器颗 防止粘壁；喷嘴不易堵塞，使用寿命长。研究表 粒物浓度旧J。 明，循环物料中烟气湿度越接近饱和湿度，或者说