8.64亿立方米每年废气脱硫项目3-创新性说明.doc

8.64亿立方米每年废气脱硫项目创新性说明

河北农业大学威风堂堂团队

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8.64亿立方米每年废气脱硫项目创新性说明

团队名称：河北农业大学威风堂堂队

团队名称：河北农业大学威风堂堂队

指导老师：李继文、刘祺凤、刘红蕾、纪晓婧、刘媛

团队成员：赵雅琦、靳晓悦、杜学朴、李军豪、陈宇翔

完成时间：2017年7月

2017“东华科技-陕鼓杯”

第十一届全国大学生化工设计竞赛

8.64亿立方米每年废气脱硫项目

创新性说明

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目录

TOC\o1-3\h\u第一章技术创新性 1

1.1深度脱硫技术 1

1.2烟气除尘技术 1

1.3脱除硫的资源化利用技术 1

1.4碳排放的减少 1

第二章产品结构方案创新 3

2.1主产品：工业级无水硫酸镁 3

2.2副产品：碱式碳酸镁 4

第三章清洁生产技术创新 6

3.1三废处理情况 6

第四章设备创新（反应塔器） 8

4.1水化反应器（R-0101） 8

4.2碱式碳酸镁合成工段设备创新 9

第五章分离设备创新 10

5.1三效蒸发器（V0201-V0203） 10

第六章过程节能降耗技术创新 11

6.1换热网络节能 11

6.2综合考虑经济性和操作弹性的换热网络优化设计 11

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第一章技术创新性

1.1深度脱硫技术

本工艺采用镁法脱硫技术，使用低价的轻烧氧化镁来处理烟气，烟气中含有大量的二氧化硫气体以及大量的二氧化碳气体，烟气经过喷淋塔水洗除尘去除其中的不溶性杂质，并对其中的部分二氧化硫进行吸收，氧化镁经过水化反应生成高浓度的氢氧化镁浆液，进入吸收塔吸收脱除烟气中的二氧化硫气体，本设计中该法的脱硫效率高达99.98%。同时本设计打破常规思维转而生产高纯度的工业级无水硫酸镁以及副产碱式碳酸镁，在产品上有很大的突破。

1.2烟气除尘技术

在本设计中，由于烟气中含有大量的不溶性杂质，会影响脱硫效率以及对设备造成一定的破坏，所以选用水洗除尘技术，这里选用了专利（专利号201510168438.5）该设备具有不易腐蚀、不生锈、不易堵塞、吸力大过滤效果好，能耗低等优点，并且清洁简单，维修方便，占地面积小等优点，该除尘技术除尘效果高达100%。

1.3脱除硫的资源化利用技术

在本设计中，烟气经过吸收塔后生成亚硫酸镁，然后经过氧化塔反应生成硫酸镁，在经过三效蒸发，结晶等过程生成高纯度的工业级无水硫酸镁，使得二氧化硫被深度脱除并资源化利用。

1.4碳排放的减少

为避免大量的二氧化碳排放会对空气质量造成影响，造成温室效应，以及未进行反应的氢氧化镁会对管道以及反应塔器等设备造成腐蚀，本设计采用实用新型专利设备，（氢氧化镁生产碱式碳酸镁的设备，专利号CN205500803U），经过碳化塔等设备使氢氧化镁以及二氧化碳进行反应，产生高纯度高价值的碱式碳酸镁，碱式碳酸镁产生附加价值，本设计对该技术做出相应的改进从而回收成本。同时响应了政府低碳环保的政策号召。该过程在设计中单独占一个车间，其模拟

过程如图1-1所示。

图1-1碱式碳酸镁工段

第二章产品结构方案创新

2.1主产品：工业级无水硫酸镁

本设计打破传统的生产方式，不仅局限于生产硫酸或者是生产亚硫酸镁煅烧回收氧化镁，在设计中考虑到成本以及能耗的问题，选择生产品质比较高的工业级无水硫酸镁，该产品是七水硫酸镁经过三效蒸发等过程达到一定的温度脱除结晶水，生成无水硫酸镁，再经过分离纯化得到高纯度的无水硫酸镁。主产物信息见表2-1。

表2-1工业级无水硫酸镁的规格

名称

分子式

主含量≥%

镁≥%

PH值(5%水溶液)

重金属(Pb)≤%

砷(As)≤%

参考价格/元

工业级无水硫酸镁

MgSO4

98

19.8

5.0-9.2

0.0008

0.0002

3500

硫酸镁在国内外有很大的潜在需求量，肥料用硫酸镁是硫酸镁的主要用途，占需求量的90%。以肥料用硫酸镁为例，根据全国1770个土壤样品有效镁含量及土壤养分状况系统研究法关于对作物镁营养的施肥推荐，按我国目前耕地1.25亿公顷计算，严重缺镁的土壤约0.1亿公顷，需要补施280万吨MgO，缺镁土壤约0.16亿公顷，需要补充374万吨MgO，土壤镁含量中等的土壤约0.41亿公顷，需补施330万吨MgO，共计每年我国需要补充984万吨MgO，折合硫酸镁（25%M