江陵华电有限公司脱硫项目项目概述2003版.doc

江陵华电有限公司脱硫项目-项目概述

湖北工业大学-盘古齐化队

PAGE11

目录

TOC\o1-3\h\z\u1.工艺设计 2

1.1原料及产品方案 2

1.2工艺流程 3

1.3工艺创新 4

2.节能设计 4

3.安全设计 7

4.设备设计 9

5.控制方案 9

6.总图运输 10

7.经济分析 11

8.项目总结 13

江陵华电发电厂深度脱硫项目

摘要：空气中的二氧化硫和氮氧化物是造成酸雨的主要原因，酸雨使得森林枯萎，土壤和湖泊酸化，植被破坏，粮食、蔬菜和水果减产，金属和建筑材料被腐蚀。有研究表明我国每排放一吨二氧化硫造成的经济损失约2万元。同时空气中的二氧化硫也严重地影响人们的身心健康，二氧化硫还可形成硫酸酸雾，危害更大。二氧化硫的主要来源是化石燃料的燃烧，我国的能源结构中约有70%的煤。随着我国经济的快速发展，煤炭消耗量不断增加，二氧化硫排放量也日趋增多，造成二氧化硫污染和酸雨的严重危害，深度脱硫已经成为必要之举。

关键词：二氧化硫、氮氧化物、酸雨、污染、深度脱硫、化石燃料

1.工艺设计

1.1原料及产品方案

本项目采用的原料消耗量见表1-1。

表1-1原料组成与消耗

序号

名称

数量（t/a）

来源

运输方式

备注

1

30%过氧化氢

14120

荆州工业园

罐车

低温运输

2

臭氧

32

臭氧发生器

无

3

98%浓硫酸

136000

荆州工业园

罐车

易腐蚀

4

4%氨水

36000

荆州工业园

罐车

防泄漏

5

工艺软水

252000

总火电厂

无

产品方案如表1-2所示

按照全年工作8000小时，根据AspenPlus模拟结果，实际产量为：

表1-2产品方案

产品

产量（万吨/年）

98%浓硫酸

15.2

硝酸铵

0.6580

1.2工艺流程

高级氧化技术用于烟气同时脱硫脱硝具有巨大的优势:反应快、脱硫效率高，反应条件温和，过程易控制。由于使用UV会产生巨大的能耗，并且费用十分昂贵，而Fenton试剂里面H2O2的利用率低，所以我们选择了O3/H2O2联用的方法。该工艺通过联用O3和H2O2生成·OH，而·OH引发一系列的链式反应，加快·OH的生成速度，然后在通过·OH氧化SO2和NO生成SO3和NO2，分别用浓硫酸和水进行吸收，由于浓硫酸基本不吸收NO2，所以将SO3的吸收放在第一工段，第二工段再进行NO2的吸收

图1-1氧化脱硫工段流程

图1-2脱硝工段流程

1.3工艺创新

(1)本方案通过高级氧化技术直接进行氧化，在通过不同的吸收剂进行吸收，达到了脱硫脱硝一体化，这样能够节省占地面积，也能减少相对应的投资。

(2)通过吸收塔后，烟气中大量的水和吸收时过剩的水从塔底出来进行反应，反应完后直接通过高效蒸发，在将水送回吸收塔进行循环，这样能够节省大量的水资源。而蒸发水的能量又可以将烟气的温度降低下来，实现能量的节省。

(3)由于反应器比较长，所以在气体进入前加入在分布器。采用气体分布器后，压力分布比较均匀，而未采用气体分布器，压力分布的比较散乱，可见加入分布器后，气体流动更加接近于理想状态。

2.节能设计

通过aspenenergyanalyzer绘出如下温焓图和总组合曲线图。（如图5-1、5-2）所示

图2-1温焓图

图2-2组合曲线图

从T-H图可以看出，系统在较大的焓值区间有很好的换热潜力，通过AspenEnergyAnalyzer确定出夹点温度，以及所需的最小公用工程。

表2-1夹点温度和公用工程

夹点温度（℃）

最小公用工程（KJ/h）

热端

冷端

热公用工程

冷公用工程

74℃

50℃

1.086e+007

3.66e+007

49℃

25℃

在确定夹点温度和公用工程后，可进行物流之间的换热匹配，根据夹点原理，系统可以实现最大程度的热量集成。综合考虑系统中物流换热潜力、物流性质、以及物流输送，即可进行物流之间的换热匹配，在物流间的换热设计过程中，还需要考虑设备个数，以及由于换热面积所产生的设备投资费用。在设计完所有的物流间换热后，其余的物流换热则通过冷热公用工程实现，进而完成整个系统的全部换热。针对相同的换热目标，可以设计出不同的换热方案，在设计合理的前提下，以最小设备数，最小换热面积，最小操作费用为目标，进行不同方案的筛选和优化。从而确定出最后的换热方案。

2-3匹配方案

降温使回收硫酸的热量后面工段蒸发水进行循环利用的所需要的热量进行合理的匹配并且辅以热公用工程。烟气温度降下来的热量与加热烟气出口的温度进行合理的搭配并辅以热公用工程，其他的就用公用工程进行换热，最大程度的减少冷公用工程和热公用工程的消耗。这样可以在换热器个数比较少的情况下，节约