鞍山盛盟110万吨年焦炉烟气脱硫脱硝项目 5-创新性说明书.doc

鞍山盛盟110万吨/年焦炉烟气脱硫脱硝项目创新性说明书

合肥工业大学Forerunner

2017“东华科技-陕鼓杯”第十

2017“东华科技-陕鼓杯”

第十一届全国大学生化工设计竞赛

鞍山盛盟110万吨/年焦炉烟气脱硫脱硝项目

创新性说明书

创新性说明书

设计团队：合肥工业大学-Forerunner团队成员：李强

设计团队：合肥工业大学-Forerunner

团队成员：李强陈倩如蔡永丽姜潇申辰阳

指导教师：杨则恒姚运金魏凤玉张先龙张卫新

目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章清洁生产技术创新 3

1.1湿式氨法脱硫技术 3

1.2脱硫的资源化利用技术 4

1.3碳排放减少 4

第二章反应技术及分离技术创新 6

2.1高效反应新工艺 6

2.2高效分离新工艺 6

2.3反应分离集成技术 7

第三章过程节能技术创新 8

3.1换热网络集成优化 8

3.2相变潜热的多效利用 9

第四章新型过程设备应用技术创新 11

4.1反应器结构创新 11

4.2分离设备结构创新 11

4.3输送设备结构创新 12

4.4换热设备结构创新 13

第一章清洁生产技术创新

1.1湿式氨法脱硫技术

本项目采用改进的NKK湿式氨法技术对焦炉烟气进行深度脱硫。

图1-1NKK氨法脱硫示意图

氨法脱硫技术与其他脱硫技术相比，具有以下技术优势：

（1）脱硫塔不易结垢，系统阻力小

脱硫剂氨及产物硫酸铵均具有较高的化学活性，易溶解于水，因此脱硫塔不易结垢，系统总阻力约为1250Pa，利用原系统风机即可。

（2）对煤中含硫量适用性广

氨法脱硫技术对煤中含硫量适用性广，低、中、高含硫煤均能较好的适应，对中、高硫煤脱硫效果更好。煤中含硫量越高，石灰石用量越大，费用越高，而氨法脱硫采用废氨水或氨水作为脱硫剂，煤中含硫量越高，其副产品中硫酸铰产量越高、纯度越好，经济效益越大。

（3）系统占地而积小，能耗低

氨法脱硫的脱硫剂氨是一种良好的碱性吸收剂，脱硫过程中氨与二氧化硫反应是一个典型液-气反应的化学过程，反应完全且脱硫剂利用率高。与钙法脱硫相比，氨的碱性强于钙基吸收剂，无需配套建设研磨、雾化、循环等用于提高脱硫剂利用率的设备，故氨脱硫系统结构简单、占地而积小、运行能耗低。

1.2脱硫的资源化利用技术

本项目采用的脱硫技术是回收法，副产高附加值的产品硫酸铵，可使氨增值。所以氨法脱硫的运行费用小，烟气中含硫量愈高，运行费用愈低。副产品硫酸铵的回收利用使得在对位工业尾气进行净化处理时，既大幅度降低炼焦成本，又降低了脱硫费用。

脱硫原料来自于化肥产品又回到化肥，既不影响化肥的总量供应又改善了国内化肥品种的结构。本烟气脱硫项目依托我国庞大的化肥工业化害为利，同时促进了我国煤炭、炼焦和化肥工业的长期发展。

图1-2净化项目连接推动炼焦化肥

1.3碳排放减少

为减少工程中的碳排放，本项目建设余热回收工段。该工段中用焦炉烟气的多余热量参与蒸氨和朗肯循环供电环节，充分对能量进行了集成利用，有效的减少了工程中的碳排放。

余热回收主要分为蒸氨处理与有机朗肯循环两部分。自脱硝工段来的烟气先进入蒸氨塔再沸器，使部分热源用于剩余氨水的蒸氨操作，该操作下得到的12%氨水用于下一工段的脱硫处理。出再沸器的烟气则再通往过热器进行换热，参与有机朗肯循环，将多余热量用于透平机发电供电。出过热器后的低温蒸汽则送去脱硫与硫铵精制工段进行进一步污染物脱除操作。

图1-3焦炉烟气的余热利用示意图

第二章反应技术及分离技术创新

2.1高效反应新工艺

在氨法脱硫工艺中，烟气排放的气溶胶问题是阻碍脱硫反应进行的重要因素。，也是烟气脱硫行业普遍存在的问题，目前还没有得到彻底解决，只能有效控制到最小范围内。

气溶胶的成分是逃逸的硫酸铵液滴、亚硫酸铵液滴、氨水、少量三氧化硫、氮氧化物、以及少量未被吸收的二氧化硫等。气溶胶问题的主要原因是烟气夹带．而引起烟气夹带的原因又有很多．主要表现在：除雾器除雾效率低、介质密度过高、pH值调整不好、介质氧化不好、喷淋方式不合理、水洗不合理等。针对上述原因，采取了一些有效措施。

通过长期运行总结，得出适合烟气脱硫装置运行的参数。预洗塔密度控制在1280—1300kg／m3。脱硫塔控制在1250kg／m3以下。这样既满足了蒸发系统蒸发需要，又减轻了烟气夹带问题；pH值控制在5.5～6.0，提供系统一个偏酸性环境，既保证了脱硫效率又控制了氨的逃逸。

2.2高效分离新工艺

为解决氨逃逸和气溶胶问题，本方案在设计烟气脱硫反应过程时设置了塔内除雾器，对雾滴与排放烟气进行分离。本方案选用带锯齿的波形板除雾器，