年处理20万吨含硫废气项目7-创新性说明书 .doc

年处理20万吨含硫废气项目——创新说明书

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目录

TOC\o1-3\h\z\u一、原料方案和产品结构创新 3

1.1资源利用创新 3

1.2产品方案创新 3

二、工艺方案创新 4

2.1工艺方案比选 4

2.2催化剂使用创新 6

2.3分离技术的创新 6

2.4分离技术的创新 7

三、过程节能降耗技术创新 8

3.1MEA多级循环吸收 8

3.2浓硫酸多级循环吸收 9

3.3换热网络热集成及物流间换热 9

3.4多级压缩及压缩机级间降温 12

3.5设备及管道的保温 15

四、控制方案的创新 16

4.1串级控制 16

4.2分程控制 17

4.3前馈反馈控制系统 17

一、原料方案和产品结构创新

1.1资源利用创新

本项目以含硫废气为主要原料，液氮为辅助原料，含硫废气来自于总厂的淮北火力发电厂，符合我国资源的高效利用，以及相比煤资源的直接燃烧排放对环境污染小的优势，实现了废气源的清洁利用，也提高了总厂的煤资源的利用率，符合清洁生产，绿色环保的生产概念。

本项目中辅助原料有机胺，可直接从南京化学工业园区空气化工（南京）有限公司购买，减少了原料的运输成本。建设充分考虑了园区的配套设施、以及总厂现有的辅助生产设施，以便减少项目总资金的投入。

本项目的工艺流程相比传统制硫酸工艺主反应选择性高、流程简单、设备投入少，而且增长了浓硫酸的产业链，符合高效利用发展战略，为硫酸行业开启了一条低碳生产，高效创收的新思路、新途径。

1.2产品方案创新

本项目的产品结构为年主要生产发烟硫酸78.58万吨，同时副产二氧化碳1.45万吨、氮气0.37万吨。此外，为了更好地回收成本从而实现资源利用的最大化，考虑到二氧化碳量比较多可以作为产品出售。

在选定了本工艺以后，为了提高本项目的抗风险的能力，我们对本项目进行

了产品结构多样化以及产品可调的设计。由于本相目的主产品为发烟硫酸，副产品有二氧化碳和氮气，而在工艺流程中用液氮作为冷却物质。

二、工艺方案创新

2.1工艺方案比选

目前世界上的脱硫工艺有很多种，有的技术成熟，已经达到商业化应用的水平，有的处于研究阶段。脱硫工艺总体可以分为干法脱硫和湿法脱硫两大类。目前应用较多的湿法脱硫工艺主要有石灰石/石膏湿法脱硫工艺、海水脱硫工艺、氧化镁湿法脱硫工艺、双碱法脱硫工艺、氨法脱硫工艺和有机胺脱硫工艺。其性能比较见下表：

表2.1常见湿法烟气脱硫工艺优缺点对比表

生产路线

优点

缺点

石灰石/石膏湿法脱硫法

1、脱硫率高、脱硫剂利用率高；

2、烟气含硫量变化时，易于控制；

3、工艺成熟、操作稳定；

4、脱硫剂易得、运行成本低。

1、工艺流程长；

2、占地面积大；

3、脱硫石膏供应需求地域差异大；

4、废水、废渣量大

海水脱硫工艺

脱硫率90%

工艺流程简单

占地面积小

受地域条件限制，只适用于沿海地区

有二次污染

氧化镁湿法

脱硫工艺

1、技术成熟，运行可靠

2、脱硫效率高，一般情况下氧化镁的脱硫效率可达到95%～98%

3、副产物有利用前景

1、副产品回收困难

2、到目前为止，国内还没有带回收副产品的镁法脱硫装置

双碱法脱硫工艺

在循环过程对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象

吸收SO2速率快，有较高的脱硫率

吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀在塔外，提高了运行的可靠性

需不断的补充NaOH或Na2CO3而增加碱的消耗

氨法脱硫工艺

将回收的二氧化硫、氨全部转化为硫酸铵化肥

尤其适用高硫煤;

脱硫效率较高，可达90%～95%;

占地面积相对较小;

对烟气中的尘含量要求较高

脱硫成本主要取决于氨的价格

如氨系统泄漏，易造成二次污染

有机胺脱硫工艺

1、脱硫效率大于99%；

2、工艺流程简单、系统操作、维护简单可靠；?

3、无二次污染，产品硫酸市场需求大

4、吸收液具有高的热稳定性和化学稳定性

1、一次投资大

2、需要硫酸回收等下游配套装置

3、能耗成本较高

4、有机胺的抗氧化性、过程中生成的热稳定盐需脱除

从上表可以看出，采用有机胺脱硫工艺制备硫酸有着种种优势，具体体现如下：

有机胺是良好的SO2吸收剂，其溶解度远高于钙基等吸收剂。用其吸收烟气中的SO2是气-液或气-气相反应，反应速度快，脫硫效率最高可达99.5%，吸收剂效率高，满足日益提高的环保要求；

工艺适应性较强，脱硫剂对二氧化硫有较大的吸收量和对二氧化硫有较高的选择性，在烟气量、SO2浓度大幅波动时，仍能保证稳定的脱硫效率；

由于解吸塔采用负压再生，不但提高了解吸效率，降低了再生温度，有效减缓了设备腐蚀和脱硫液老化,为脱硫系统高效低耗长周期运行奠定了基础；

将真空