化工大赛-陕鼓杯-新疆锦龙神雾2×350MW烟气脱硫资源化项目3-创新性设计说明书.docx

创新性设计说明书

三峡大学扬帆团队

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目录

TOC\o2-4\t标题1,11 工艺创新 1

1.1燃煤热电厂联合煤制乙二醇厂处理含硫废气 1

1.2含硫醇废水的真空净化技术 1

2 资源利用及产品结构创新 1

2.1有机胺高效脱硫，并资源化合成国内急需的甲硫醇 1

2.2产品结构方案创新 2

3 清洁生产技术创新 2

3.1工艺及参数优化创新 2

3.1.1SO2送至煤制乙二醇厂气化炉降低耗氧量 2

3.1.2选用新触媒低温硫醇合成催化剂 2

3.2三废处理创新 3

3.3单产碳排放量的减少 3

3.4换热网络优化后减排表 3

4 反应及分离技术创新 4

4.1动力波吸收反应塔 4

4.2新型可再生离子交换树脂净化有机胺 4

5 过程节能技术创新 5

5.1隔壁塔 5

5.2热泵精馏 5

5.3换热网络集成 6

6 过程设备运用创新 7

6.1空气冷却器代替水冷换热器 7

6.2分子筛脱水罐 7

6.3高耐腐蚀性非金属泵和管道的使用 7

6.4GT-DOS技术处理高有机含量的废气 7

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工艺创新

1.1燃煤热电厂联合煤制乙二醇厂处理含硫废气

本项目为2×350MW超临界热电联产项目进行脱硫工艺升级的初步研究。本厂建设地塔城地区硫酸盐矿产丰富，硫酸盐需求小，不宜选用硫酸或SO2作为副产品。热力学计算早就证明了二氧化硫高温还原得到硫化氢的路线的合理性，但是由于所需温度超过900℃且市场和社会需求不足，该路线一直没有大范围工业化。因毗邻该热电项目有本公司的40万吨煤制乙二醇厂，我们提出利用本厂高温气流床和合成气净化能力将SO2转化为H2S，探索开拓烟气SO2高价值利用的途径。

为探索该工艺在现有设备上的可行性，我们运用AspenOneV9对关键部分进行了模拟论证，包括SO2还原、低温甲醇洗、H2S解析等部分。模拟证明，引入SO2对乙二醇厂仅轻微影响，最大的改造出现在H2S解析塔。详细请见《初步设计说明书》工艺方案可行性验证部分。

1.2含硫醇废水的真空净化技术

通过模拟我们发现减压到50kPa时污水中甲硫醇含量可达到ppm级，因此采用真空脱甲硫醇工艺获得易回收利用的副产水。总厂为在缺水地区新建的煤化工企业，水资源的充分利用意义重大。

资源利用及产品结构创新

2.1有机胺高效脱硫，并资源化合成国内急需的甲硫醇

烟气中的SO2是空气质量不断恶化的主要污染物之一，国内外电力工业上使用的主流脱硫技术是以石灰石-石膏法为代表的钙法脱硫，但此类脱硫技术存在着脱硫率低，能耗大，运输仓储成本高，易产生二次颗粒物等问题。脱硫过程中产生废水、废渣必须处理且易造成二次污染等诸多问题。本项目采用有机胺可再生法脱硫，脱硫剂为有机化学药品，反应速度快，脱硫效率高，并且脱硫剂可以再生循环利用。解析出来的二氧化硫转化为高附加值的精细化工产品甲硫醇，可以获得很好的经济效益。

2.2产品结构方案创新

本项目联合煤制乙二醇厂秉持着含硫化合物深度资源化利用的理念，有机胺解析得到的SO2，一部分送至煤制乙二醇厂高温气化炉，还原转化为H2S，经低温甲醇洗得到的提浓硫化氢一部分作为原料和甲醇合成高附加值的精细化工产品甲硫醇，副产二甲基硫醚，一部分和另外的SO2进行超克劳斯回收硫磺工艺。实现产品结构化，提高了原子利用率。考虑到地理因素，采用硫磺回收工艺，相比于硫酸和二氧化硫，产品更易储存和运输。

本项目合成硫醇的副产水（含微量有机硫化物）将送至煤制乙二醇厂煤气化工序回收利用。

表2SEQ表\*ARABIC\s11产品的结构方案

产品名称

产量（万吨/年）

利用去向

硫磺（煤制乙二醇厂）

3.0

硫酸、染料、橡胶等

甲硫醇

0.93

合成蛋氨酸

水

0.39

送总厂配水煤浆

二甲基硫醚

0.17

合成DMSO

清洁生产技术创新

本项目生产设备选用国内外合理、成熟、可靠的生产设备，以期达到设备质量稳定可靠、节能、环保、提高产品质量和收率等目的。项目所列设备清单中没有国家限制、禁止、淘汰的设备。

3.1工艺及参数优化创新

3.1.1SO2送至煤制乙二醇厂气化炉降低耗氧量

本项目有机胺解析的SO2一部分送至煤制乙二醇厂气化炉作为煤气化的氧化剂，每年可减少氧气消耗2.55万吨。并将SO2转化为更容易资源化利用的硫化氢，一举两得。

3.1.2选用新触媒低温硫醇合成催化剂

在甲硫醇的合成工段中，选用较低温度的合成催化剂，优选360℃-370℃，实现较低温反应。此时热公用工程可以选取导热油，避免了使用融熔盐和烟道气做热介质，使预热温度更容易实现控制，同时低温反应有利于