宝武集团烧结厂烟气脱硫及其资源化利用系统化设计创新性说明书.doc

目录

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296061绿色生产技术 1

56632工艺方案创新 2

46802.1原料创新 3

312322.2产品创新 3

229013换热网络优化 3

137433.1换热网络的构建和优化 5

137963.2公用工程消耗 6

103763.3节能效果 7

84463.4总结： 7

20254经济评价 8

3万吨/年含硫废气制硫酸铵项目

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1绿色生产技术

硫酸铵是一种优良的氮肥(俗称肥田粉)，适用于一般土壤和作物，能使枝叶生长旺盛，提高果实品质和产量，增强作物对灾害的抵抗能力，可作基肥、追肥和种肥。能与食盐进行复分解反应制造氯化铵，与硫酸铝作用生成铵明矾，与硼酸等一起制造耐火材料。加入电镀液中能增加导电性。也是食品酱色的催化剂，鲜酵母生产中培养酵母菌的氮源，酸性染料染色助染剂，皮革脱灰剂。此外，还用于啤酒酿造，化学试剂和蓄电池生产等。还有一重要作用就是开采稀土。

本项目采用的是氨法脱硫，整个过程不产生废水，也不产生任何工业废渣的脱硫工艺，符合中国现在的国情。氨法脱硫技术是一种湿法脱硫技术，其原理是亚硫酸铵溶液与SO2气体反应生成亚硫酸氢铵，在与氨气反应生成亚硫酸铵，在与SO2气体反应，反复循环。最后被氧气反应生成硫酸铵。氨法是高效、低耗能的湿法，它是气液相反应，反应速率快，吸收剂利用率高，能保持脱硫效率95-99%。并且氨在水中的溶解度超过20%。

氨法具有丰富的原料。氨法以氨为原料，其形式可以是液氨、氨水和碳铵。氨法的最大特点是SO2的可资源化，可将污染物SO2回收成为高附加值的商品化产品。副产品硫铵是一种性能优良的氮肥，在我国具有很好的市场前景。

基于该工艺路线的含硫废气制硫酸铵方案，不仅开创了硫酸铵生产新的原料路径，解决工业排放气的污染问题，使资源得到循环利用。

图1-1含硫废气制硫酸铵流程

2工艺方案创新

氨法是高效、低耗能的湿法。氨法是气液相反应，反应速率快，吸收剂利用率高，能保持脱硫效率95-99%。氨在水中的溶解度超过20%。氨法具有丰富的原料。氨法以氨为原料，其形式可以是液氨、氨水和碳铵。氨法的最大特点是SO2的可资源化，可将污染物SO2回收成为高附加值的商品化产品。副产品硫铵是一种性能优良的氮肥，在我国具有很好的市场前景。

进过比较诸多脱硫方法，在当今这种对环境保护、资源利用要求较高的社会大环境下，本组队员认为氨法脱硫技术比较符合时代发展的必要。同时相较于石灰石石膏法，氨法副产物的附加值更高。

2.1原料创新

本方案中氨法的原料是采用液氨和废氨水调配成一定的比例的。这样一在减少成本，同时相较于液氨与水配比可以减少水的用量，进一步减少工艺水的用量，节约了成本。二是氨气还可以作为冷源冷却烟气温度，进一步降低了公用工程冷量的使用。

2.2产品创新

本方案最具创新的是回收废气中的CO，并用来合成甲醇。CO是一种重要的工业原料可以制备H2、CH3OH等化工产品，具有较高的价值，而CO主要来源于煤，在当今资源节约、可持续发展为主题的今天，这一方案具有十分重要的意义。

3换热网络优化

利用AspenEnergyAnalyzer对分离要求较高且耗能严重的乙二醇精制工段分析计算得到结果如下，总费用随传热温差变化关系见图

图3-1最小传热温差曲线图

由图可知，最小的传热温差在6℃，但通常情况下，对于一般的化学过程选择10℃以上的传热温差更为合适，虽然总费用略有升高。通过AspenEnergyAnalyzer的自动导入功能对换热物流信息进行提取，手动检查物流信息，将提取有差异的信息输入至换热网络中，并补加部分物流，选择公用工程的类型及温度。根据物流信息和10℃的传热温差，通过软件绘出如下温焓图。

图3-2温焓（T-H）图

总组合曲线如下

图3-3总组合曲线

由T-H图可以看出，系统在较大的焓值区间有较好的换热潜力，通过软件确定出夹点温度，之后可进行物流之间的换热匹配，设计完所有的物流间换热后，其余的冷热物流则通过冷热公用工程实现，完成整个工段的换热设计。

3.1换热网络的构建和优化

通过分析上面的图表数据，建立和优化换热网络，所有流股与公用工程换热的原始网络如下

图3-4换热网络图

程序给出的自动优化的方案如下：

图3-5自动优化结果

由图可知，多股物流与再沸器换热，不甚合理，需要人工改造，改造后的换热网络如下，可实际操作。

图人工改造结果

主要是塔底出口的高温物流与低温的入塔物流换热。

主要的指标部分如下所示，更详细的部分参见AspenEne