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6000标准立方米每小时含硫石化尾气精脱硫资源化利用项目创新性说明书

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武汉工程大学2017“东华科技-陕鼓杯”第十一届全国大学生化工设计竞赛设计团队：武汉工程大学-

武汉工程大学

2017“东华科技-陕鼓杯”

第十一届全国大学生化工设计竞赛

设计团队：武汉工程大学-BravoDesigners

成员姓名：杨丛、钟雅琪、朱丽丽、曾佳、季晨霖

指导老师：杨犁、金放、张林锋、喻发全

6000标准立方米每小时含硫石化尾气精脱硫资源化利用项目

——创新性说明书

目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章工艺创新 2

1.1MDEA粗脱硫工段 2

1.1.1工艺流程 2

1.1.2创新点 3

1.2合成硫氢化钠工段 3

1.2.1工艺流程 3

1.2.2创新点 4

1.3Claus深脱硫工段 5

1.3.1工艺流程 5

1.3.2创新点 6

第二章设备创新 7

2.1传统反应釜 7

2.2创新点 8

第三章集成创新 10

3.1废热锅炉的使用 10

3.2夹点分析 10

3.3热泵技术 11

3.4水循环 12

第四章环保创新 13

4.1废气 13

4.2废液 13

4.3废固 14

第一章工艺创新

1.1MDEA粗脱硫工段

1.1.1工艺流程

含硫干气自总厂来，分液后气体从塔底进入吸收塔T0101，同时MDEA贫液从塔顶进入吸收塔，入塔温度控制在40℃，两者发生气液传质，经过粗脱后的干气进入第三个工段精脱，其含硫量为108PPM，同时MDEA富液循环打回再生塔T0102，发生解吸过程，而后再生的MDEA贫液进入再沸器，一部分再次进入塔内，一部分则经冷却送去与新鲜MDEA溶液混合，再次进入吸收塔。

图1-1脱硫工艺流程

1.1.2创新点

再生塔底MDEA贫液循环再生打回吸收塔，节约了吸收剂的用量，降低了经济成本。

MDEA法和Claus法均已经较为成熟，但两者有显著差异。由于MDEA法为可逆化学反应吸收，有一定的平衡转化率。将MDEA法脱除后的气体进行Claus深度脱硫，极大地减少了废气中硫的含量，提高了硫的利用率，由于减少了废气中硫的含量，具有显著的环境和生态效益。

图1-2再生塔底MDEA贫液循环

1.2合成硫氢化钠工段

1.2.1工艺流程

来自硫化氢提浓部分的硫化氢气体首先进入第一反应釜（R-203）底部与由第三反应釜（R-201）初步反应来的物料及第二反应釜（R-202）打入的物料反应，釜顶未反应气体进入第二反应釜底部（R-202）与来自第三反应釜（R-201）的物料反应，反应温度通过夹套中冷却水进行调节。

第二反应釜（R-202）釜顶未完全反应气体进入第三反应釜（R-201）底部与来自碱液罐的48%碱液初步反应。釜底反应物料经泵一部分打入第一反应釜（R-203），一部分循环反应用。釜上部反应物料进入第二反应釜（R-202）反应。

第三反应釜（R-201）底部经过充分反应的物料经泵打入硫氢化钠产品罐储存销售。

图1-3三釜串联合成工艺

1.2.2创新点

（1）采用逆流进料

优点如下:

逆流进料热交换或传质较完全，物料或容量利用得更为充分

逆流操作有较大的平均推动力，从而有较大的传热或传质速率，操作设备所需有效容积减少，设备费用减小。

新鲜NaOH溶液富集酸气

新鲜NaOH溶液

富集酸气

图1-4逆流进料流程图

（2）采用高效半循环

在一、二级反应釜中间让部分NaOH溶液回流至三级反应釜，优点如下：

循环过程是把未起反应的物质当作原料与新的反应物混合后再重新进人循环系统的开端从而使得NaOH的转化率进一步提高。

1.3Claus深脱硫工段

1.3.1工艺流程

自前面两个工段送来的少量含硫废气经混合分液后进入换热器预热至170℃预热进入克劳斯炉，同时空气经预热预热至230℃后由鼓风机送入克劳斯炉，在炉内硫化氢被氧化成二氧化硫，反应温度为1278℃，在炉内发生以下反应：

其中，反应中H2S的转化率为60%，剩下的硫化氢则进入转化器，其转化率高达93.9%，在300℃下发生如下反应：

最终从二级转化器出来的含硫废气中的硫化氢含量低至11PPM,二氧化硫含量低至75PPM。

1.3.2创新点

（1）根据《产业结构调整指导目录（2011年本）》（修正）第三类淘汰类第四项第六条没有配套硫磺回收装置的湿法脱硫工艺。本工艺对湿法脱硫工艺进行深脱处理，符合国家政策。

采用掺和-部分燃烧法改进克劳斯，增加硫转化率并且减少能耗；

（2）采用灵敏度分析的方法优化废热锅炉冷却水的用量，使得水蒸气刚好饱和，节约了冷却水的用量。