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大唐南京发电厂290万吨燃煤发电烟气处理及资源化利用项目创新性说明

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2017年“东华科技-陕鼓杯”

第十一届全国大学生化工设计竞赛

大唐南京发电厂

290万吨燃煤发电尾气处理

及资源化利用项目

创新性说明

设计团队

合肥工业大学Sparking团队

成员姓名

汪婷婷王阳王琦玮王涛张登华

指导教师

杨则恒姚运金

设计时间

2017年7月

目录

TOC\o1-3\h\z\u一、原料方案及其体系创新 4

1.1原料方案 4

1.2产品结构方案创新 4

二、清洁生产技术创新 6

2.1深度脱硫技术 6

2.2脱除硫的资源化利用技术 7

2.3碳排放减少 7

2.3.1蜂窝状钒钛基催化剂的应用 8

2.3.2三废资源化处理 8

三、反应技术及分离技术创新 10

3.1反应技术创新 10

3.1.1双塔氨法脱硫工艺 10

3.1.2塔外氧化工艺 11

3.2分离技术创新 11

3.2.1MVR蒸发结晶工艺 12

3.2.2流化干燥技术 13

四、换热技术创新与节能降耗技术创新 15

4.1高温烟气连续换热能量再利用 15

4.2釜液废热回收设计 15

4.3低品位热量的利用 16

4.4余热综合利用预热净烟气 16

五、新型过程设备应用技术创新 18

5.1反应器结构创新 18

5.2分离设备结构创新 19

5.3输送设备结构创新 19

5.4换热设备结构创新 20

一、原料方案及其体系创新

1.1原料方案

随着人类发展的脚步进入到21世纪，人类文明进程已经和资源环境紧密联系、密不可分。大气污染，并不是子虚乌有的恐慌，而是人类自身发展与社会环境文明冲突的折射。纵观中外，环境污染尤其是大气污染的例子比比皆是，英国的伦敦至今都没有完全脱掉“雾都”这个帽子，而现今我国的津京冀及江浙等发达地区也面临着严重的大气污染危机，至今我们仍记得南京那红色的霾，那令人触目惊心的红。不论是我国还是国外各国都对大气污染有了足够的重视，习近平总书记在众多场合都强调过“金山银山与绿水青山”的辩证关系，我国政府出台了一系列的法律法规，如《大气污染物地方排放标准》就是专门针对化工企业向大气中排放的有害气体的。

本项目为大唐南京发电厂290万吨燃煤发电烟气处理及资源化利用新建项目。主要原料是来自大唐南京发电厂燃煤装置的废烟气和氨氮废水，辅助原料片碱来自南京新源化工有限公司。经过对原料方案的性能经济指标对比和发电厂燃煤发电的能力，本项目采用氨氮废水来制取SCR脱硝和脱硫的氨气和氨水，既有效地降低了原料的成本，又能够保证净化后的烟气达到排放标准。原料结构见表1-1。

表1-1原料结构方案

原料名称

主要组成与含量

用量（万吨/年）

来源

烟气

NO

0.39%

291.34

来自发电厂

燃煤锅炉

SO2

0.93%

CO2

7.00%

氨氮废水

NH3

15.00%

5.9

来自发电厂

燃煤锅炉

本工艺流程有效降低了氨气和氨水原料的成本，实现了氨氮废水的变废为宝。符合可持续发展战略，为氨法脱硫的原料来源提供了一条新的途径。

1.2产品结构方案创新

本项目秉持着SO2资源化利用和与江苏省及其邻省的农业发展现状有效融合的理念，本项目将氨法脱硫后的(NH4)2SO3、NH4HSO3和(NH4)2SO4混合物进行氧化、蒸发、结晶，最后得到含氮量≥21%的(NH4)2SO4肥料，包装后供应江苏、安徽，山东等省。

以南京—上海城市圈为中心，辐射周围县市，尤其是周边以农业为主的县市对硫酸铵的需求量极大，不妨以南京周边的和县这一国家级蔬菜大县为例进行具体的分析介绍。和县，是传统的农业大县，是“全国无公害蔬菜生产示范基地县”，蔬果种植面积达50万余亩，年产蔬果逾百万吨，素有“长江中下游地区最大菜园子”之美称。地处皖江经济带，交通便利，同时得于地区得天独厚的自然优势与和县人民的辛苦劳动，和县“皖江”牌蔬菜早在2005年就荣膺“全国蔬菜十大畅销品牌”第一名，享誉全国，与酒类的五粮液和肉类的双汇齐名。同时，和县近些年推陈出新、驱动创新，在无公害蔬菜的基础上发展大棚有机蔬菜，从国外引进先进滴灌及种植技术，同时在政策支持下开创了安徽省首个台湾农民创业园，而蔬菜及瓜果的种植期间，必不可少的肥料就是硫酸铵。硫酸铵不仅可以充当生理酸性肥料，还可以在一定程度上解决和县当地的碱性土壤问题。同时，硫酸铵还是一种较好的硫肥，在农业部的调查中显示和县的大部分土壤缺少硫分，这与当地多年种植施肥施药环境紧密相关，而硫酸铵肥料正是一种符合当地实际地合理高效地肥料，具有很大