化工大赛-陕鼓杯-新疆锦龙神雾2×350MW烟气脱硫资源化项目0-项目摘要.doc

项目摘要

三峡大学扬帆团队PAGE8

项目摘要

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一、项目简介

按照《关于加快发展节能环保产业的意见》（国发〔2013〕30号）和《大气污染防治行动计划》（国发〔2013〕37号）要求，2017年7月1日前，所有火力电厂锅炉烟气SO2排放降到100mg/Nm3，重点地区则为50mg/Nm3。

本项目采用可再生有机胺脱硫工艺对新疆锦龙神雾能源开发有限公司2×350MW热电联产项目的含硫废气进行处理，脱硫效果可达99%，出口SO2含量降至23mg/Nm3(设计值)，满足环保要求。

本项目利用新疆胜沃能源开发有限公司40万吨煤制乙二醇项目中的煤气化炉将从烟气中脱除的二氧化硫还原成硫化氢，以硫化氢及周边甲醇厂的甲醇为生产原料，采用硫化氢-甲醇气相合成工艺主产甲硫醇，并副产二甲基硫醚，实现二氧化硫的深度高附加值利用。

表1-1项目产品规格表

产品名称

产量/万吨

纯度（%）

硫磺

（煤制乙二醇厂）

3.0

99.9

甲硫醇

0.93

99.3

水

0.39

99.97

二甲基硫醚

0.17

91

本项目所生产的甲硫醇可以用来合成国内具有较大缺口的蛋氨酸，有很高的经济效益，考虑到甲硫醇储存和运输的危险性，后期将在本项目的发展用地上布置蛋氨酸生产装置。

本项目在生产原料上充足，基础设施和市场上有保障，并具有一定的灵活性。采用清洁生产工艺，最大程度合理生产产品，生产工艺较优，满足市场需求量的同时，对环境不造成危害，具有良好的发展前景。本项目符合当今国家节能减排的要求和“十三五”规划，实现二氧化硫能源化利用向深度高附加值利用转变，为社会、经济可持续发展做出重要贡献，具有突出的社会效益；同时生产高附加值化工产品，经济效益明显。经济发展和社会可持续发展两者紧密结合，实现了双赢局面。

二、工艺介绍

2.1火电厂联合煤制乙二醇厂含硫废气处理工艺

本项目有机胺解吸的SO2通过送至煤制乙二醇厂的煤气化工序转化为H2S，H2S经低温甲醇洗分离并提浓。为考察该工艺的可行性，我们运用AspenplusV9对关键部分工序进行了模拟研究，主要涉及SO2还原和低温甲醇洗工艺。详细内容参见《初步设计说明书》工艺方案可行性验证部分。

2.2有机胺脱硫工艺

用有机胺液吸收烟气中的SO2是气-液或气-气相反应，反应速度快，脫硫效率最高可达99.5%，吸收剂效率高，满足日益提高的环保要求。工艺适应性较强，脱硫剂对SO2有较大的吸收量及较高的选择性，在烟气量、SO2浓度大幅波动时，仍能保证稳定的脱硫效率。解吸得到较高纯度的SO2，利于进一步资源化。本项目有机胺采用循环可再生混合胺溶液，并增设APU胺液净化系统连续部分净化混合胺，保证吸收解析系统高效、连续、稳定的工作。

图2-1可再生有机胺法脱硫模拟

2.3硫化氢-甲醇气相合成工艺

我们采用硫化氢-甲醇气相合成法合成国内有较大缺口的甲硫醇，实现烟气脱硫产业链的高附加值资源化。

具体工艺流程为硫化氢和甲醇气相混合物预热进入甲硫醇反应器，采用较低温高转化率甲硫醇催化剂（考虑到技术的成熟性我们选取BASF公司催化剂），冷却除水后进入甲醇吸收塔，上部吸收塔尾气去GT-DOC废气处理系统。甲醇吸收塔下部甲醇富液经解析塔分离的上部解析气降温后气液分离，气相硫化氢回甲硫醇反应器。液相经甲醇精制塔脱去大部分重组分甲醇后，其中间组分甲硫醇约占0.8，且轻组分和重组分含量相当，符合隔壁塔应用条件。设计隔壁塔，得主产品甲硫醇和副产品二甲基硫醚。

图2-2甲硫醇合成分离模拟

三、换热网络优化及节能

3.1换热网络热集成

本项目待冷却物流偏多，而建设地水资源偏紧且冬季气温较低，特引入较多空冷器完成冷却操作。模拟按夏季气温较高时设计，温度较高的部分物流先空冷到70℃左右，再用水冷却到工艺最终要求。

换热网络热集成是根据总费用最小来评估其可行性的，但是Aspen软件中换热器设备投资估计与本地生产实际差异较大，我们根据文献资料对部分经济模型参数进行了修订，详细见《换热网络设计说明书》。

优化调节后我们得到了烟气脱硫工段换热网络（由于距离较远，独立优化换热网络），主厂区全流程换热网络（不含第一工段）。

图3-1优化后烟气脱硫换热网络

图3-2优化后的全流程换热网络（不包括烟气脱硫工段）

表3-1换热网络节能效果表

项目

热公用工程/(kJ/h)

冷公用工程/(kJ/h)

匹配前

2.17×107

2.96×107

匹配后

1.34×107

2.10×107

物流匹配节能百分率

38.9%

29.1%

能量优化量

1.69×107kJ/h

3.2其他节能措施

3.2.1隔壁塔

工业分离三组分体系多采用常规精馏模型，而利用分壁式精馏塔能够实现塔内热量集成，最终起到节能降耗的作用。在节能