荥阳300MW发电厂烟气脱硫联产2万吨每年硫酸铵项目3-创新性说明.doc

荥阳300MW发电厂烟气脱硫联产2万吨/年硫酸铵项目

创新性说明书

以梦为马

2017“东华科技-陕鼓杯”

第十一届全国大学生化工设计竞赛

荥阳300MW发电厂烟气脱硫联产2万吨/年硫酸铵项目

创新型说明书

设计单位

郑州大学

设计团队

以梦为马

团队成员

代维康刘露轲李亚飞赵梦瑶杨艳伟

指导教师

白净侯翠红

年产2万吨烟气脱硫制硫酸铵项目创新性说明书

目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章清洁生产技术创新 1

1.1湿式氨法深度脱硫技术 1

1.2脱硫的资源化利用技术 2

1.3碳排放减少 2

第二章反应技术及分离技术创新 4

2.1高效反应新工艺 4

2.1.1吸收工艺 4

2.1.2反应工艺 4

2.2高效分离新工艺 5

2.3反应分离集成技术 5

第三章过程节能技术创新 7

3.1换热网络集成优化 7

3.2多效利用技术 8

第四章新型过程设备应用技术创新 9

4.1反应器结构创新 9

4.1.1吸收塔材料创新 9

4.2分离设备结构创新 10

4.3输送设备结构创新 10

4.4换热设备结构创新 11

4.5自控创新 11

4.5.1自动控制系统 11

4.5.2SIS自动化系统控制 12

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第一章清洁生产技术创新

1.1湿式氨法深度脱硫技术

本项目采用改进的湿式氨法技术对焦炉烟气进行深度脱硫。

图1-1氨法脱硫工艺流程示意图

氨法脱硫技术与其他脱硫技术相比，具有以下技术优势：

★装置阻力小，节省运行电耗；

利用氨法脱硫的高活性，使液气比较常规湿法脱硫技术降低。脱硫塔的阻力仅为850Pa左右，系统阻力较常规脱硫技术节电30%以上。另外，循环泵的功耗降低了近70%。

★装置设备占地小；

氨回收法脱硫装置无需原料预处理工序，副产物的生产过程也相对简单，总配置的设备在30台套左右，且处理量较少，设备选型无需太大。

★既脱硫又脱硝--适应环保更高要求；

氨对NOX同样有吸收作用，另外脱硫过程中形成的亚硫铵对NOX还具有还原作用，所以氨法脱硫的同时也可实现脱硝的目的，环保实测数据氮氧化物去除率为22.3%。

★脱硫塔不易结；

★燃料含硫变化范围适应性强，特别是高含硫煤、高硫重油、高硫石油焦的脱硫，无二次污染。

1.2脱硫的资源化利用技术

氨法的最大特点SO2的可资源化，可将污染物SO2回收成为高附加值的商品化产品。副产品硫铵是一种性能优良的氮肥，在我国具有很好的市场前景。

氨法脱硫在资源化利用方面的技术特点如下：

（1）完全资源化——变废为宝、化害为利

氨回收法技术将回收的二氧化硫、氨全部转化为化肥，不产生任何废水、废液和废渣，没有二次污染，是一项真正意义上的将污染物全部资源化，符合循环经济要求的脱硫技术。

（2）脱硫副产物价值高

氨回收法脱硫装置的运行过程即是硫酸铵的生产过程，相比石灰石-石膏法，氨法相对运行费用较小，并且煤中含硫量愈高，运行费用愈低。企业可利用价格低廉的高硫煤，同时大幅度降低燃料成本和脱硫费用，一举两得。

氨法技术本身已经通过专家及工程实践证明是成熟可靠的，如果企业采用合成氨生产过程中产生废氨水作脱硫剂，将更符合循环经济和节能要求，可以申报国家发改委专项资金奖励。脱硫副产的亚硫铵溶液既可以通过后续装置干燥结晶制成硫铵化肥出售，也可以不用干燥，将亚硫铵溶液直接运去氮肥厂做复合肥原料，进一步降低能耗，成本低廉。本项目考虑到氨水及碳铵的经济效益，以及河南省及周围省市的农业需求，参考了其他厂氨法脱硫工艺，决定采用发电厂燃煤锅炉产生的氨氮废水作为原料制取氨水和氨气用于脱硫。并且采用创新工艺，直接在本厂将亚硫酸铵和亚硫酸氢铵氧化生产硫酸铵肥料，进行出售。

1.3碳排放减少

在氨法流程设计过程中，为减少工程中的碳排放，本项目建设热量回收装置。该装置中用焦炉烟气的多余热量参与供电环节，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。

本项目公用工程主要使用冷却水与低压蒸汽，使用量分别为64万吨/年和24万吨/年，公用工程的大量使用会提高工艺系统能耗，增大公用工程的碳排放量。为了节能降耗，节省投资，本项目采用了二效蒸发、闪蒸罐回收蒸汽等热集成技术对原工艺系统进行优化，项目公用工程用量与能耗明显降低，有效的降低了碳排放量。通过过程优化，公用工程可减少能量利用的30％左右，每年碳排放量可减少0.8531万吨标煤/年。每吨产品（SO2）碳排放减少量0.42655吨标煤/吨产品（SO2）。

除此之外，我们采用国际上的一项发明专利[[1]D·塞赫;F昂罗