鞍钢年处理量32亿立方米烟气脱硫项项目脱硫工段初步设计(附件)
本设计是对鞍钢年处理量32亿立方米的烟气脱硫项目的初步设计工段进行设计，通过查找资料，了解烟气脱硫的方法，然后经过对比筛选，选出符合本设计工段的烟气脱硫方法--氨法烟气脱硫，该法的主要产品为硫酸铵，与其他方法相比，所用设备较少，不消耗酸，而且没有SO2的副产物生出，因而不需要加工贮存SO2的设备，方法比较简单，投资较省。本设计的工艺是以氨水作为脱硫吸收剂，将氨水与反应塔的烟气进行混合，烟气中的SO2与氨水反应，生成亚硫酸铵，然后通入氧化塔中进行氧化，生成硫酸铵溶液，最后经过结晶、脱水、压滤即可制得化学肥料硫酸铵。关键词 烟气脱硫，氨法脱硫，SO2，吸收
目录
1引言 5
1.1烟气脱硫概述 6
1.2烟气脱硫各方案对比 7
2初步设计说明 9
2.1设计依据与原则 9
2.2 建设规模及产品方案 9
2.3 生产方法及全厂总流程 10
3 物料衡算 11
3.1 物料衡算的目的 11
3.2 物料衡算方法 11
3.3 总项目衡算 12
3.4 物料衡算任务 12
4 能量衡算 14
4.1概述 15
4.2 能量衡算原理 15
4.3各工段能量衡算 15
5设备选型 19
5.1 塔设备选型设计依据 19
5.2 设计要求 19
5.3 塔的类型及选择 20
5.4 塔的工艺设计 20
6 经济分析 24
6.1 概论 24
6.2 投资估算 25
6.3 建设投资估算 25
6.4 成本费用计算 28
6.5 资金筹措 29
7 安全预评价报告 29
7.1 安全预评价的目的和基本原则 30
7.2 厂址所在地的环境概况 30
8 环境影响 30
8.1 主要危险分析 31
8.2 主要污染物及处理方法 31
结 论 32
致 谢 33
参 考 文 献 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
34
1 引言
焦炉是化工生产中造成大气污染最严重的设备之一。排放的污染物包括CO、CO2、H2S、HCN、NOx、SO2、残氨、酚还有煤尘、焦油等。本设计中涉及的污染物主要有NOx、SO2。
我国于2012年拟定的《炼焦化学工业污染物排放标准》中提出将焦炉烟囱排放的氮氧化物列为我国焦化企业大气污染物，自2015年1月1日起，各个企业焦炉排放二氧化硫应小于50mg/m3，氮氧化物的排放应小于500mg/m3，颗粒物的排放应小于50mg/m3。
鞍钢焦炉现状
鞍钢厂区内共有16座焦炉，其中鞍钢5m以下焦炉都是上世纪80年代建设的，由于设计工艺落后而且炉龄较长、排放已经无法满足国家制定的新标准要求，因此2014年9月鞍钢将四座4m、两座5m焦炉拆除。
本课题要研究烟气脱硫项目脱硫工段初步设计，下面以SO2为例：
焦炉烟气中SO2来源主要是三个方面：
（1）焦炉加热用的煤气中H2S燃烧所生成的SO2；
（2）焦炉加热用的煤气有机硫燃烧所生成的SO2；
（3）因焦炉炉体泄漏导致煤气进入燃烧系统，其中所含全硫化物燃烧所生成的SO2[1]。
本设计计划用氨法工艺。该法的主要产品为硫酸铵，与其他方法相比，所用设备较少，不消耗酸，而且没有SO2的副产物生出，因而不需要加工贮存SO2的设备，方法比较简单，投资较省。氨法是以氨水作为脱硫吸收剂，然后将氨水与反应塔中的烟气进行混合，烟气中的SO2与氨水反应，生成亚硫酸铵，然后通入氧化塔中进行氧化，生成硫酸铵溶液，最后经过结晶、脱水、压滤即可制得化学肥料硫酸铵。
1.1烟气脱硫概述
烟气脱硫又可以称为“烟道气脱硫”、“排烟脱硫”。是一种从烟道气或其他工业废气中除去硫氧化物的技术。
烟气脱硫技术的分类：
（1）按脱硫剂的形态：干法、半干法、湿法；
（2）按脱硫剂是否可再生：再生法和不可再生法；
（3）按反应产物的处理方法：回收法和抛弃法；
（4）根据气体净化原理：吸收法、吸附法和催化转化法等。
在烟气脱硫技术中应用效果好、技术成熟的脱硫工艺主要有石灰石石膏法、氧化镁法、氨法等，其中以石灰石石膏法为最成熟的工艺[2]。
1.1.1 石灰石石膏法
石灰石石膏法脱硫是烟气脱硫技术中最成熟，应用最广泛的一种脱硫技术，许多国外的企业均采用本工艺进行烟气脱硫，比如日本、德国、美国的一些企业所采用的烟气脱硫装置大约有90%采用本工艺。
石灰石石膏法脱硫工艺系统主要由烟气系统、吸收氧化系统、浆液制备系统、石膏脱水系统、排放系统组成。本工艺的需要的脱硫吸收剂主要采用石灰/石灰石，将石灰/石灰石破碎磨细成粉状后，与水混合搅拌均匀后可以制成吸收浆液。吸收塔内，烟气中的SO2、浆液中的CaCO3与塔下部通入的空气进行氧化反应，生成CaSO4。CaSO4达到一定饱和度后，经过结晶就会形成二水石膏。
缺点：投资运行成本高，占地面积大，系统操作复杂，设备损耗和防腐方面的研究也有待加强[3]。
1.1.2 氧化镁法
氧化镁法是把氧化镁浆液(Mg(OH)2)作为吸收剂，在洗涤器内烟气中的SO2直接被浆液吸收，生成MgSO3或MgSO4。该法与石灰石、石灰石膏湿法类似，脱硫效率较高。
MgO+H2OMg(OH)2
SO2+Mg(OH)2MgSO3+H2O
MgSO3+SO2+H2OMg(HSO3)2
Mg(HSO3)2+Mg(OH)2MgSO3+2H2O
MgSO3+O22MgSO4
反应产物MgSO3、MgSO4不断地从吸收塔中流出并在干燥器中干燥。MgSO3、MgSO4与加入的碳在900℃温度下煅烧再生成氧化镁，并返回到吸收系统中。反应如下：
MgSO3MgO+SO2
MgSO4+CMgO+SO2+CO
工艺中可得到元素硫，硫酸或浓缩的二氧化硫，能降低部分运行费用，但再生热能耗费很大[4]。
氧化镁法的优点：该法脱硫率一般在90%以上；硫酸镁或亚硫酸镁溶解度高，不易出现结垢问题；吸收剂可重复利用。
目录
1引言 5
1.1烟气脱硫概述 6
1.2烟气脱硫各方案对比 7
2初步设计说明 9
2.1设计依据与原则 9
2.2 建设规模及产品方案 9
2.3 生产方法及全厂总流程 10
3 物料衡算 11
3.1 物料衡算的目的 11
3.2 物料衡算方法 11
3.3 总项目衡算 12
3.4 物料衡算任务 12
4 能量衡算 14
4.1概述 15
4.2 能量衡算原理 15
4.3各工段能量衡算 15
5设备选型 19
5.1 塔设备选型设计依据 19
5.2 设计要求 19
5.3 塔的类型及选择 20
5.4 塔的工艺设计 20
6 经济分析 24
6.1 概论 24
6.2 投资估算 25
6.3 建设投资估算 25
6.4 成本费用计算 28
6.5 资金筹措 29
7 安全预评价报告 29
7.1 安全预评价的目的和基本原则 30
7.2 厂址所在地的环境概况 30
8 环境影响 30
8.1 主要危险分析 31
8.2 主要污染物及处理方法 31
结 论 32
致 谢 33
参 考 文 献 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
34
1 引言
焦炉是化工生产中造成大气污染最严重的设备之一。排放的污染物包括CO、CO2、H2S、HCN、NOx、SO2、残氨、酚还有煤尘、焦油等。本设计中涉及的污染物主要有NOx、SO2。
我国于2012年拟定的《炼焦化学工业污染物排放标准》中提出将焦炉烟囱排放的氮氧化物列为我国焦化企业大气污染物，自2015年1月1日起，各个企业焦炉排放二氧化硫应小于50mg/m3，氮氧化物的排放应小于500mg/m3，颗粒物的排放应小于50mg/m3。
鞍钢焦炉现状
鞍钢厂区内共有16座焦炉，其中鞍钢5m以下焦炉都是上世纪80年代建设的，由于设计工艺落后而且炉龄较长、排放已经无法满足国家制定的新标准要求，因此2014年9月鞍钢将四座4m、两座5m焦炉拆除。
本课题要研究烟气脱硫项目脱硫工段初步设计，下面以SO2为例：
焦炉烟气中SO2来源主要是三个方面：
（1）焦炉加热用的煤气中H2S燃烧所生成的SO2；
（2）焦炉加热用的煤气有机硫燃烧所生成的SO2；
（3）因焦炉炉体泄漏导致煤气进入燃烧系统，其中所含全硫化物燃烧所生成的SO2[1]。
本设计计划用氨法工艺。该法的主要产品为硫酸铵，与其他方法相比，所用设备较少，不消耗酸，而且没有SO2的副产物生出，因而不需要加工贮存SO2的设备，方法比较简单，投资较省。氨法是以氨水作为脱硫吸收剂，然后将氨水与反应塔中的烟气进行混合，烟气中的SO2与氨水反应，生成亚硫酸铵，然后通入氧化塔中进行氧化，生成硫酸铵溶液，最后经过结晶、脱水、压滤即可制得化学肥料硫酸铵。
1.1烟气脱硫概述
烟气脱硫又可以称为“烟道气脱硫”、“排烟脱硫”。是一种从烟道气或其他工业废气中除去硫氧化物的技术。
烟气脱硫技术的分类：
（1）按脱硫剂的形态：干法、半干法、湿法；
（2）按脱硫剂是否可再生：再生法和不可再生法；
（3）按反应产物的处理方法：回收法和抛弃法；
（4）根据气体净化原理：吸收法、吸附法和催化转化法等。
在烟气脱硫技术中应用效果好、技术成熟的脱硫工艺主要有石灰石石膏法、氧化镁法、氨法等，其中以石灰石石膏法为最成熟的工艺[2]。
1.1.1 石灰石石膏法
石灰石石膏法脱硫是烟气脱硫技术中最成熟，应用最广泛的一种脱硫技术，许多国外的企业均采用本工艺进行烟气脱硫，比如日本、德国、美国的一些企业所采用的烟气脱硫装置大约有90%采用本工艺。
石灰石石膏法脱硫工艺系统主要由烟气系统、吸收氧化系统、浆液制备系统、石膏脱水系统、排放系统组成。本工艺的需要的脱硫吸收剂主要采用石灰/石灰石，将石灰/石灰石破碎磨细成粉状后，与水混合搅拌均匀后可以制成吸收浆液。吸收塔内，烟气中的SO2、浆液中的CaCO3与塔下部通入的空气进行氧化反应，生成CaSO4。CaSO4达到一定饱和度后，经过结晶就会形成二水石膏。
缺点：投资运行成本高，占地面积大，系统操作复杂，设备损耗和防腐方面的研究也有待加强[3]。
1.1.2 氧化镁法
氧化镁法是把氧化镁浆液(Mg(OH)2)作为吸收剂，在洗涤器内烟气中的SO2直接被浆液吸收，生成MgSO3或MgSO4。该法与石灰石、石灰石膏湿法类似，脱硫效率较高。
MgO+H2OMg(OH)2
SO2+Mg(OH)2MgSO3+H2O
MgSO3+SO2+H2OMg(HSO3)2
Mg(HSO3)2+Mg(OH)2MgSO3+2H2O
MgSO3+O22MgSO4
反应产物MgSO3、MgSO4不断地从吸收塔中流出并在干燥器中干燥。MgSO3、MgSO4与加入的碳在900℃温度下煅烧再生成氧化镁，并返回到吸收系统中。反应如下：
MgSO3MgO+SO2
MgSO4+CMgO+SO2+CO
工艺中可得到元素硫，硫酸或浓缩的二氧化硫，能降低部分运行费用，但再生热能耗费很大[4]。
氧化镁法的优点：该法脱硫率一般在90%以上；硫酸镁或亚硫酸镁溶解度高，不易出现结垢问题；吸收剂可重复利用。
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