大连西太280万吨烟气生物脱硫工厂设计项目摘要.doc

大连西太280万/吨烟气生物脱硫工厂设计摘要

三峡大学景行队PAGE1

大连西太平洋石油化工

280万吨/年烟气生物脱硫联产1万吨/年硫酸铵

及1187吨/年黄钾铁矾工厂设计

项目摘要

设计团队：三峡大学景行队

指导教师：罗华军、田毅红、刘呈雄、龚大春

团队成员：洪博、汪强军、黄建建、周钊、孙敏

2017年“东华科技-陕鼓杯”

第十一届全国大学生化工设计竞赛

摘要

1.项目简介

本项目拟为大连西太平洋石油化工有限公司设计一套含硫工业废气深度脱硫并以资源化利用的装置。大连西太石油化工厂催化裂化烟气排放量达280万吨/年，其中含SO2为1390mg/m3，若不对烟气进行处理，将会对环境造成巨大的污染。本项目拟采用生物法对烟气进行脱硫处理，可将SO2含量脱除至国家废气排放标准以下，并可生产黄钾铁钒、化肥等产品形成经济效益。

烟气生物脱硫工艺流程示意图

2.工艺设计

2.1工艺流程

本项目包括三个工段，各工段的工艺流程图及说明如下：

预处理工段

工业烟气（含SO2为1390mg/m3）经除尘器除去其中颗粒物符合国家标准后，分七个支路通入相互并联的的七个换热器，同时用流动的冷却水给烟气降温，使其能达到设计设定温度（满足氧化亚铁硫杆菌生长的适宜温度），再将降温后的烟气汇聚至总管，分四个鼓风机增加烟气流速，以保证后续生物脱硫的有效进行。

生物脱硫工段

经风机加速后，烟气从塔底通入吸收塔组，同时将循环液从塔顶喷淋，气液相在塔内逆流接触，在此之前，已将脱硫菌种氧化亚铁硫杆菌通过生物挂膜的方式富集在填料上，脱去烟气中的SO2。烟气经脱硫处理后从塔顶排出，经分析系统分析组成后排放，培养液流入循环液储罐，经泵组抽回塔顶循环利用，在循环7天后其中硫酸根离子浓度过高抑制菌的活性故不能再继续使用，进入下一工段生成产品。

氧化亚铁硫杆菌脱硫反应机制如下：

a.直接作用

氧化亚铁硫杆菌能够直接将SO32-、HSO3-氧化成S042-。从中获取能量。

b.间接作用

相对于硫化物而言，亚铁离子更容易被氧化亚铁硫杆菌利用，作为其生长的能源物质，同时产生具有强氧化性的铁离子，直接将亚硫酸根等氧化成硫酸根，同时铁离子被还原，循环利用。在此过程中，T.f菌虽不直接参与SO2的氧化，但却是维持上述氧化催化反应能够连续进行的关键。

在整个反应体系中，SO2被水溶液中溶解氧氧化的过程很慢，几乎对微生物和铁离子的催化反应都没有影响。同时，在微生物催化氧化SO2的过程中，微生物的间接作用占主导地位，而T.f菌直接催化氧化SO2占次要地位。我们将间接反应的过程看成一个多步反应，其反应速率快慢取决于多步反应中慢反应的反应速率；另外，一般生物反应速率要远小于化学反应，因此整个反应的速率由T.f菌氧化亚铁离子的生物反应速率决定。

废液处理工段

将上一工段产生的废液用大的储槽收集，通入换热器用伴热蒸汽加热至80-90℃，用泵通入反应釜中，再通入氨气调节溶液pH,促进产品黄钾铁矾的生成，再将含有黄钾铁矾的的料液用泵通入过滤器中，进行过滤操作，滤渣即为黄钾铁矾沉淀，干燥后制成产品，此时滤液中仍含有大量硫酸根离子，可继续通入过量氨气生成硫酸铵晶体，制作化肥。

料液再经泵通入反应釜，通入过量氨气使SO42-完全反应生成硫酸铵，再经三效蒸发器，结晶釜，干燥器等设备，最终制得硫酸铵晶体。

厂区布置

本设计选址为辽宁大连经济开发区。

本厂厂区形状为长方形，宽165m，长约为225m，总面积约为37125m2。建筑面积占37.27%，绿化面积占19.55%

结合厂区地理位置以及各种自然条件和外部条件，考虑目前的现状和未来的发展方向，按照工艺流程设计厂区为公用工程，辅助车间以及行政管理建筑物。同时考虑交通运输，给排水等现场条件，最终确定总厂区布置图。

总厂平面布置图

经济预算

建设项目总投资，如下表所示。

项目总投资费用一览表

序号

项目

名称

明细

估算价值/万元

1.1

固定投资

工程费用

工艺设备费

1595.42

1.2

工艺管道及防腐保温工程、仪表自控系统费用

797.71

1.3

电气设备费用

191.45

1.4

生产工1.具、器具及生产家具购置费

31.91

1.5

备品备件购置费

95.72

1.6

设备运杂费

111.7

1.7

成套设备订货手续费

23.93

总计

2847.84

2.1

安装费用

塔类设备

57.424

2.2

换热器

343.824

2.3

储罐类设备

71.24

2.4

工艺管道

229.74

2.5

仪表及自动控制

44.672

总计

747.9

3.1

建设工程费用

直接费用

4509.91

3.2

间接费用

450.991

3.3

税金

163.7