不完全再生烟气烟道燃烧技术.pdf

本发明为一种不完全再生烟气烟道燃烧技术，在不完全再生烟气的烟道中，选择合适的注入点及注入方式，注入空气，并使部分CO(或部分CO及夹带烃)继续均匀燃烧，通过控制空气量，同时设置有效的自保联锁系统，控制最终的烟气不超温或尾燃，达到燃烧终温660－760℃，克服烟道本身因散热损失引起的20－80℃温降，提高烟机入口温度至640－700℃，从而提高烟机的回收功率和效率。对于单段再生烟气夹带烃的情况下，本发明消除了夹带烃因粘附催化剂而结垢而对烟机平稳运转的影响。

1.  一种不完全再生烟气烟道燃烧技术，其特征在于在介于催化剂再生器和烟机入口之间的不完全再生烟气烟道中补充空气，空气以与烟气流向一致的方式注入烟道。

2.  权利要求1中所述的烟道燃烧技术，其特征在于空气来自主风机出口，或者来自能满足压力要求的工业风。

3.  权利要求1中所述的烟道燃烧技术，其特征在于在烟道外设置环形总管，从环形总管分别引出4-8个支管沿烟道径向均布。

4.  权利要求1中所述的烟道燃烧技术，其特征在于在空气注入线上设置调节阀，调节空气流量，同时在烟道下游设置热电偶，控制和监测温度，构成自保联锁系统。

5.  权利要求4中所述的烟道燃烧技术，其特征在于空气注入烟道的注入点距温度控制点25m-50m，温度控制点距下游设备三旋至少5m。

6.  权利要求1中所述的烟道燃烧技术，其特征在于补充空气量为20-300Nm³/min。

7.  权利要求1中所述的烟道燃烧技术，其特征在于在烟道外设置环形总管，从环形总管分别引出4个支管沿烟道径向均布，空气注入线上设置调节阀，调节空气流量，同时在烟道下游设置热电偶，控制和监测温度，构成自保联锁系统，空气注入烟气管道的注入点距温度控制点43m，补充空气量为82.5-138Nm³/min。

不完全再生烟气烟道燃烧技术
技术领域
本发明涉及催化裂化技术，尤其涉及催化裂化的烟气能量回收技术。
背景技术
催化裂化催化剂再生是在再生器中通入空气，使自反应器来的附着在催化剂上的焦炭燃烧，从而恢复催化剂的活性，以供循环使用。催化剂再生分为完全再生和不完全再生，完全再生是在过氧的情况下，焦炭中的碳全部充分燃烧成CO₂；不完全再生是指焦炭中的碳未充分燃烧，燃烧后的烟气含有CO。
对于不完全再生，主要包括以下三种情况：
1.并列式两段再生，并列式两段再生的烟气系统的设置又分为以下四种型式。
1)设置第一再生器③产生的一再烟气和第二再生器②产生的二再烟气混合燃烧，即注入一定的空气或不注入空气，使烟气中CO充分燃烧，混合燃烧后地温度达到850-1200℃，混合燃烧后的烟气(不含CO)再进入烟气取热器④使其温度降低至640-700℃后通过烟道直接进入三旋即烟机⑥。(如图1所示)
2)为了不使烟气(即CO)尾燃，只降低二再烟气的温度至400-450℃，使其与一再烟气混合后的温度为550℃以下，最终导致至烟机入口处烟气的温度更低。混合后的烟气通过烟道直接进入烟机。
3)二再烟气不进入烟机，直接进入CO锅炉及余热锅炉。一再烟气通过烟道直接进入烟机。
4)设置2台烟机，一、二再烟气分别通过烟道直接进入2台烟机。
2.重叠式两段再生(如图2所示)，从第一再生器③和第二再生器②出来的烟气只有一股，其烟气中含有CO。烟气通过烟道直接进入烟机⑥。
3.单段不完全再生(如图3所示)，由于再生器②通入的主风量有限，稀相贫氧，CO部分燃烧，再生温度较低，随待生催化剂夹带一定量的烃无法继续燃烧，因此烟气中不仅含有CO，而且含有一定量的烃。该烟气通过烟道直接进入烟机④。
烟机设计入口温度一般为680-760℃，而不完全再生温度一般较完全再生低，同时由于从再生器至烟机入口的烟道较长，并且是架在空中，烟气散热损失大，其温降约为20-80℃(与烟道的长度、保温效果及环境条件有关)，所以在烟机入口处烟气温度较低，许多不完全再生催化裂化装置实际入口温度为540-630℃，对烟机回收烟气压力能的回收功率产生较大的影响，增加了装置能耗，烟机效率大大降低。上述所有类型的不完全再生都存在此种情况。
而且，对于2)类型的并列式两段再生烟气系统，一再烟气和二再烟气混合后的温度为550℃以下，所以至烟机入口处烟气的温度更低，使得烟机回收烟气压力能的功率和烟机效率更低。对于3)类型的并列式两段再生烟气系统，由于二再烟气不进入烟机，使得大量烟气压力能无法回收，增加了装置能耗。对于4)类型的并列式两段再生烟气系统，虽然它减轻了烟机入口处烟气温度低的问题，但是此种方案投资大，控制复杂。
此外，对于单段不完全再生不仅存在由于烟机入口处烟气温度低而导致烟机回收烟气压力能的功率低、烟机效率低的问题，而且烟气中含有的烃在进入烟机后易附着在烟机叶片下粘附催化剂而结垢，破坏烟机动平衡，导致烟机振动超标，从而影响烟机长周期运转。
发明内容
本发明的目的就是克服上述缺点，采用在介于催化剂再生器和烟机入口之间的不完全再生烟道中补充空气的方法，让不完全再生烟气中部分CO继续燃烧，使烟气温度升高至660-760℃，最终使得烟机入口温度达到640-700℃，提高烟机回收功率和效率，以最大限度的回收烟气的压力能从而降低装置能耗。另外，对于单段不完全再生的再生器，在烟道中补充空气，还可使烟气中夹带的烃充分燃烧，消除其对烟机运转的影响。
本发明在含有CO(或在单段不完全再生情况下，夹带一定量的烃)的不完全再生烟道中补充空气(见图1和图2中的⑤，图3中的③)。为了使注入空气与烟气混合充分、均匀，在烟道外设置环形总管，从环形总管分别引出4-8个支管沿烟道径向均布，流向与烟气流向一致。空气可以直接从装置的主风机出口引入，或能满足压力要求的工业风。空气注入线上设置调节阀，通过调节注入空气量以调节烟气燃烧末端(即进入下游设备三旋)温度，在下游烟道上设置热电偶，作为温度控制点和监测点，设置自保联锁系统。空气注入烟道与烟气流向一致切向进入，注入点距温度控制点25m-50m，温度控制点距下游设备三旋至少5m，以保证CO燃烧的时间和防止尾燃。补充空气量根据装置规模和CO(和/或夹带烃)浓度的大小，一般为20-300Nm³/min。
采用本发明，补充空气量20-300Nm³/min，能有效地提高烟气温度20-80℃，使最终进入烟机入口温度达到700℃，克服由于烟机入口温度低对烟机回收效率和效率的影响。对于单段不完全再生，抑制烟气中烃类组分附着催化剂破坏烟机动平衡的现象，提高烟机的回收功率，而且具有结构简单，控制灵活，操作稳定的优点。
附图说明
图1为并列式两段再生示意图；
图2为重叠式两段再生示意图；
图3为单段再生示意图；
图4为重叠式两段再生烟道燃烧实例图。
具体实施方式
对于140万吨/年重油催化裂化装置重叠式两段再生，实施本发明技术改造(见图4所示)。
待生催化剂自反应器①经待生斜管进入第一再生器③，在③中进行部分烧焦，仍含有部分焦炭的催化剂经过外取热器④进入第二再生器②继续烧焦，使催化剂得到再生，恢复其活性，经过再生斜管进入提升管，以循环使用。②和③底部均通入新鲜空气，③中氧气过量，是完全再生，燃烧后含有氧气的烟气进入②，②是不完全再生，燃烧后的烟气含有CO自②顶部出来后进入烟道。在烟道中补入空气，空气由空气分布环引出4根支管⑦顺着烟气流向均匀注入烟道，在烟道下游设定温度与补入的空气量串级控制，控制下游烟气不超温。空气注入烟气管道的注入点距温度控制点43m。补充空气量为82.5-138Nm³/min。
改造前烟气进入烟机的入口温度：560℃，经采用本发明技术改造后，入口温度：680-700℃，达到烟机设计入口温度，烟机功率提高14.4％。