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项目概述

300MW机组烟气脱硫项目

2-棒棒糖团队

3-棒棒糖团队

项目概述

项目概述

1.项目简介

煤炭占据我国能源结构的首要地位，其消费量占一次能源的70%左右，这种局势在我国今后很长时间内不会改变。火电厂以煤炭作为主要发电燃料，其燃烧时放出大量SO2，造成严重的大气污染，并且随机组容量的增大，SO2排放总量不断增加。而随着我国工业化进程的快速发展，大气环境污染引起的大范围雾霾近几年困扰着我国的许多地区，严重影响了人民群众的生活质量。含硫工业废气源是导致雾霾问题的一个重要因素。同时随着我国大气污染防治法规的日趋严格，加快火电厂新建机组烟气脱硫工程建设和老机组脱硫技术改造势在必行，烟气脱硫技术正在迅速地推广和应用。

本项目为江苏省常熟金陵海虞热电有限公司扩建厂设计一套烟气脱硫装置，采用湿法氨法脱硫技术，用氨水洗涤含的废气，形成的吸收液体系。该溶液中的对具有很好的吸收能力，它是氨法中的主要吸收剂。吸收以后的吸收液可用不同的方法处理，获得不同的产品，从而也就形成了不同的脱硫方法。其中比较成熟的为氨一酸法、氨一亚硫酸铵法和氨一硫铵法等。本项目采用后者，得到5.98万吨/年的产品硫酸铵。本项目的厂区所在地脱硫情况较为紧急，同时厂区附近有化肥厂，可提供丰富的氨水，工艺技术创新有实力，所以项目有可行性。

2.工艺设计

本项目为深度脱硫并资源化利用装置，为了叙述方便，这里将模拟划分为：预处理工段、双循环脱硫和氧化工段、MVR蒸发工段、结晶与固液分离工段、脱碳工段。

（1）预处理工段

本工段主要是对烟气进行降温处理，使进入吸收塔的烟气达到最佳的吸收条件。预处理工段流程模拟如下：

图2-1预处理工段模拟

本项目从两方面对烟气进行降温处理:GGH换热和烟气蒸发浓缩。首先未脱硫的高温烟气与脱硫脱碳后低温烟气进行换热。既增加了脱硫后的烟气温度，降低烟羽的可见度，又降低进吸收塔的烟气温度，提高脱硫效率。接着利用烟气余热，与硫酸铵溶液直接接触。烟气带走溶液中的水分，同时温度降低，硫酸铵溶液因水的蒸发而浓度得以提高。在预处理工段，烟气余热得到充分有效利用，大大节约了因降低烟气温度而需要的冷却剂消耗。

（2）双循环脱硫与氧化工段

双循环工段主要是对烟气进行深度脱硫，使烟气中的二氧化硫含量能够达标排放。氧化工段主要是使从吸收塔采出的亚硫酸铵溶液氧化为硫酸铵溶液。这两个工段的流程图如下：

图2-2双循环脱硫与氧化工段模拟

双循环工艺介绍：经过降温处理的烟气先从T0201塔底进入，与塔顶喷淋下来的高浓度、低碱度吸收液混合。吸收剂吸收烟气中的二氧化硫后从塔底排除，此时吸收剂因吸收二氧化硫，生成一定量的亚硫酸氢根，吸收效率下降。需用氨水调节，提高吸收剂的吸收能力。之后采出一部分吸收剂进入氧化系统，另一部分吸收剂经循环泵输送到T0201的塔顶，继续循环吸收二氧化硫。烟气从T0201塔顶排出后，二氧化硫含量未达标，须进入T0202进行深度脱硫。T0202塔顶喷淋的吸收剂为低浓度，高碱度的溶液，以保证较高的二氧化硫吸收率，同时也可以减轻氨逸现象。吸收液吸收二氧化硫后塔底排出，经过混合调节后，一部分吸收液继续参与循环吸收，采出的部分吸收液由于浓度较低，若直接排入氧化系统，会增加后续蒸发工序的所消耗的烟气量，所以将该部分溶液与T0201溶液混合，继续吸收二氧化硫。

氧化工段介绍：从T0201采出吸收液中因吸收二氧化硫，含有大量的亚硫酸铵，溶液进入釜式反应器，同时通过搅拌，与通入的空气混合氧化，生成硫酸铵。

（3）MVR蒸发工段

蒸发是化工行业重要的分离操作单元,同时,蒸发过程又是一个非常耗能的单元操作过程。

MVR技术是指将蒸发(蒸馏等)过程的二次蒸汽(温度低、压力低而无法利用)用压缩机进行压缩，提高其温度、压力，重新作为热源加热需要被蒸发的物料，从而达到循环利用蒸汽的目的，使蒸发过程不需要外加蒸汽；即用少量的电能获得较多的热能，从而减少系统对外界能源的需求的一项高效节能技术.

本项目对硫酸铵稀溶液进行了MVR蒸发,用流程模拟软件AspenPlus模拟计算和优化MVR蒸发,并核算成本和比较模拟结果。MVR蒸发流程图如图2-3所示。

图2-3MVR蒸发工段模拟

本项目蒸发采用的是高效节能的MVR技术，硫酸铵溶液依次通过蒸发器F0302、F0303、F0304进行蒸发结晶。这三个蒸发器的操作压力逐渐降低，三个蒸发器中的温度经过一定时间后，温度差及压力差达到稳定，使蒸发能够连续进行，前一蒸发器产生的二次蒸汽足够给下一蒸发器加热。由于多次重复利用了热量，因而，三效蒸发可以显著降低蒸发过程的热消耗。

（4）结晶及固液分离工段

本工段主要的目的是从饱和硫酸