新疆新业能源化工焦化烟气深度脱硫及联产对甲苯磺酸项目3-创新性说明书.docx

BUCT-匿名用户新疆新业能源化工25×104N

北京化工大学-匿名用户团队

新疆新业能源化工25?104Nm3/h焦化烟气

深度脱硫及联产对甲苯磺酸项目

项目摘要

北京化工大学匿名用户团队

团队成员：陈冉陈余陈云逸林晓韵韦欣怡

指导老师：王水代建军陈晓春刘晓林陆颖舟

创新性说明书

工艺创新

第1.1节资源利用方案创新

本项目是为新疆新业能源化工年产130万吨的焦化厂的焦化烟囱废气设计一套深度脱硫并予以资源化利用的装置。本项目在原料利用上很好的实现了与焦化总厂的集成。

入炉煤随着炼焦炉温的升高发生高温裂解，部分氨分子与化合水有气态随着煤气一道进入桥管被冷却为液体，成为氨水。因此脱硫工段选用湿式氨法脱硫工艺原料为10%的氨水，来源于焦化厂，湿式氨法工艺与焦化厂实现了原料的集成。10%的氨水可由本厂焦化过程产生，不需要外购，同时可达到连续生产的要求，降低了原料的费用，提高了装置的生产能力。

焦炉煤气中回收粗苯经酸洗，或加氢精馏获得工业级甲苯，因此磺化工艺选用的原材料甲苯也不需要外购运输，可来源于工业级焦化甲苯大大降低了该项目的生产成本。

第1.2节工艺流程创新

雾霾问题逐渐严重的今天，脱硫技术受到越来越多的关注，湿式氨法脱硫由于具有适用范围广不受含硫量、锅炉容量的限制；脱硫效率高，很容易达到98%以上，脱硫后烟气二氧化硫和含尘量都大大降低，吸收剂易于采购；氨法脱硫装置对机组负荷变化有较强的适应能力，能适应快速启动、冷态启动、温态启动、热态启动等方式；副产化肥硫铵，可在某种程度上回收硫资源；无结垢现象等众多优势而引起广泛的关注。但是同时湿式氨法也具有氨逃逸，脱硫剂利用率不高，回收过程投资费用较高，最终获得产品硫酸铵需要的能耗较多且受到生产地条件制约产品销路的问题。因此本项目从深度脱硫和硫资源化利用的角度出发，考虑节能减排对湿式氨法工艺进行改进。

1.2.1余热回收利用

脱硝后的烟气经压缩机送进脱硫吸收塔，在喷淋段通过亚硫铵母液的循环喷淋，将一部分亚硫酸铵反应为亚硫酸氢铵，并使其在塔内富集；脱硝处理后的烟气的温度为110摄氏度，相对高温的烟气与亚硫酸铵溶液接触，使亚硫酸铵在某种程度上实现提浓富集。

1.2.2SO2再生

常规湿式氨法吸收剂吸收二氧化硫后生成亚硫酸铵和部分硫酸铵，一般选用塔内或塔外氧化将亚硫铵转化成硫酸铵，经过蒸发结晶包装获得产品硫铵。硫铵显酸性，一般碱性地的化肥，但由于中国的土壤国情，大部分土地显酸性，故硫酸铵的市场受到了很大的限制。因此考虑将氨法吸收的产物进行改进。将亚硫酸铵溶液通过调节pH，转化为亚硫酸氢铵，亚硫酸氢铵在酸性环境下发生复分解反应，生成铵盐和SO2。通过热空气将SO2吹出，得到体积分数为8%-10%的SO2/空气混合物。发生的反应如下式所示：

H2SO4+(NH4)2SO3→(NH4)2SO4+SO2+H2O

将烟气中的低浓SO2的硫元素转化为亚硫酸铵，亚硫酸氢铵，再转化为高浓的SO2/空气混合物，最终完成SO2的富集和再生。

1.2.3气相SO3的磺化

目前常用的磺化工艺有气相SO3磺化，浓硫酸和发烟硫酸的磺化，氯磺酸和氨基磺酸的磺化，但硫酸的磺化技术存在反应收率低、产品纯度低、产生大量废酸、耗酸量大、二次污染大、废液处理困难、反应时需要进行加热能耗较大、设备腐蚀严重的问题；氯磺酸磺化技术虽然生成的产品纯度较高，但由于生成盐酸，设备腐蚀严重，工业上应用较少；氨基磺酸是国外新开发的一种磺化技术，不产生三废，清洁度高，但成本也相对较高。理论上来说，SO3是最有效的磺化剂，因为是直接反应而不用脱除反应生成的水，以气相SO3作为磺化剂，优点是：（1）不生成水，无大量废酸污染问题；（2）磺化能力强，反应快，转化率高；（3）原料单耗低，用量省，接近理论量，成本低。（4）反应生成的产品质量高，杂质少；（5）由于反应速度快，工艺流程大大简化，易于连续和自控，所以单位时间内反应设备的生产的效率高。但由于SO3具有强氧化性，反应激烈，瞬时放热量大，需要及时移走热量。

1.2.4双效蒸发

本套脱硫装置采用双效蒸发结晶系统。该套蒸发结晶系统是在负压的情况下，利用新蒸汽通过加热器对浆液进行升温，在分离室闪蒸出饱和蒸汽，冷凝闪蒸汽，从而达到浓缩浆液，产生硫酸铵结晶体。

通过对双效蒸发改造，能够使双效运行的方式多样化，一效、二效可串联运行、并联运行及单独运行。使得脱硫装置能够连续运行，以便于在装置运行期间对设备设施进行检维修工作。通过调整一二效运行参数，保障设备安全、长周期稳定运行。从而大大改善脱硫装置目前的运行状况。

图2-1双效蒸发流程简图

（1）通过将一二效轴流泵后玻璃钢管道更换为316L不锈钢管道，运行半年来，管道弯头处再没有发