浙江師范大學(xué)白馬非馬設(shè)計(jì)3創(chuàng)新性說明書

1、年產(chǎn) 3500 噸?；撬犴?xiàng)目創(chuàng)新性說明書目錄第 1 章 消除含硫工業(yè)廢氣污染源創(chuàng)新. -1112223333444555567889999-1.1原料方案及其體系創(chuàng)新. -1.1.1 總廠脫除富氧型氮氧化物技術(shù)簡介. -1.1.2 原料來源創(chuàng)新性總結(jié). -脫硫技術(shù)創(chuàng)新. -工藝流程創(chuàng)新. -1.21.31.3.11.3.21.3.31.3.4第 2 章 脫除硫煙氣脫硫工段. -碳銨冷卻結(jié)晶工段. -?；撬峁ざ? -硫酸銨精制工段. -化利用創(chuàng)新. -2.12.22.32.4選擇創(chuàng)新. -結(jié)構(gòu)方案創(chuàng)新. -全廠總物料核算. -硫元素核算. -2.4.12.4.22.4.3概述. -各工段分析.

2、-結(jié)論. -第 3 章 反應(yīng)技術(shù)創(chuàng)新. -第 4 章 分離技術(shù)創(chuàng)新. -4.1 脫硫塔除的設(shè)計(jì). -第 5 章 過程節(jié)能降耗技術(shù)創(chuàng)新. -5.1 換熱5.1.15.1.25.1.35.1.45.1.5的設(shè)計(jì). -概述. -工藝流股提取. -夾點(diǎn)分析. -三效蒸發(fā)分析. -1013141517171718202020換熱設(shè)計(jì). -5.2 水集成. -第 6 章 環(huán)境保護(hù)技術(shù)創(chuàng)新. -6.16.26.3環(huán)境清潔. -單產(chǎn)碳排放減少 3200 噸. -EIAN 噪聲檢測評(píng)價(jià)技術(shù). -第 7 章 新型過程的應(yīng)用. -7.1 螺旋噴嘴. -7.2 雙層槳攪拌系統(tǒng). -年產(chǎn) 3500 噸?；撬犴?xiàng)目創(chuàng)新性說

3、明書第 1 章 消除含硫工業(yè)廢氣污染源創(chuàng)新1.1 原料方案及其體系創(chuàng)新本項(xiàng)目為某一含硫工業(yè)廢氣源進(jìn)行煙氣深度脫硫，?；撬岵⒙?lián)產(chǎn)硫酸銨、碳酸氫銨及氮?dú)饣旌蠚獾姆謴S建設(shè)項(xiàng)目，二氧化硫來自總廠脫硝脫氧除塵后排放的煙氣，含量約為 780 mg/m3。我廠采用是成氨-亞硫酸銨法脫硫技術(shù)，脫硫母液與環(huán)氧乙烷?；撬?，與氨氣冷卻結(jié)晶碳酸氫銨，既能充分利用煙氣中的硫，減排二氧化碳，又充分利用了環(huán)氧乙烷，并且能保證二氧化硫經(jīng)過本項(xiàng)目達(dá)標(biāo)排放。表 1-1 原料結(jié)構(gòu)方案本工藝流程不僅實(shí)現(xiàn)了硫的化利用，而且減排，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，為國內(nèi)煙氣脫硫，脫碳工藝選擇提供一種新的思路。1.1.1 總廠脫除富氧型氮氧化物技術(shù)簡介

4、通常所說的氮氧化物（NOX）主要NO、NO2、N2O3、N2O、N2O5 等幾種，我們通常提到的氮氧化物污染氣體主要是指 NO 和 NO2。燃燒是產(chǎn)生氮氧化物的主要途徑，總廠中的產(chǎn)生的氮氧化物主要為熱力型氮氧化物，它是指燃燒過程中 空氣中的氮?dú)庠诟邷叵屡c氧氣反應(yīng)生成的氮氧化物，主要產(chǎn)生于氧和氮之間的化學(xué)反應(yīng)。產(chǎn)生過程的最終表：（1-1）（1-2）NO、NO2。但是根據(jù)熱力學(xué)2 + 2 = 22NO + 2 = 22以上兩個(gè)反應(yīng)同時(shí)發(fā)生在燃燒過程中，因此煙氣同時(shí)和動(dòng)力學(xué)研究：在室溫條件下，幾乎沒有 NO 和 NO2 生成，并且所有的 NO 轉(zhuǎn)為為 NO2；在800K 左右，NO 和 NO2 生成

5、量仍然微不足道，但是 NO 的生成量已經(jīng)超過 NO2；在常規(guī)的燃燒溫度下（大約 1500K），有可觀的 NO 生成，NO2 的量仍然微不足道。因此煙氣中的氮氧化物主要以 NO 的形式，NO 約占總的氮氧化物含量的 95%以上，剩余的氮氧化物大多為 NO2。所以總廠處理的主要目標(biāo)污染氣體為 NO，采用專利（CN 1190255C）提供的在富氧條件下脫氮的有效脫除 NO，而剩余的極少量的 NO2 用水吸收，生成極稀的硝酸鹽溶液，對(duì)后續(xù)的除塵，脫硫造成影響?？倧S采用的專利技術(shù)的原理是利用在活性非均布 Pd 和 Pt(-M)/Al2O3 催化劑上，氨還原NO 反應(yīng)在與氨氧反應(yīng)的平行競爭過程中占優(yōu)勢，從

6、而實(shí)現(xiàn)富氧條件下的氨部分選擇性還原脫除 NO 過程，同時(shí)在富氧條件下催化氧化脫除還原劑（NH3）。常壓、低溫下（160-280C），氨還原 NO 選擇性極高，NO 脫除率高達(dá) 99%以上；NH3 氧化的轉(zhuǎn)化率高于 99%；主要反應(yīng)如下：- 1 -原料名稱主要組成與含量(體數(shù))用量(噸/年)來源工業(yè)廢氣源H2O9.1930%/來自總廠除塵脫硝的煙氣N276.3324%/NO,NO20.0003%/O20.0074%/SO20.2023%3027tCO214.26%3200t年產(chǎn) 3500 噸牛磺酸項(xiàng)目創(chuàng)新性說明書（1-3）（1-4） 后，氨同4 + 43 + 2 = 42 + 6243 + 32

7、 = 22 + 62反應(yīng)（1-3）為 NO 還原反應(yīng)，反應(yīng)（1-4）為還原劑（NH3）氧化反應(yīng)。反應(yīng)時(shí)分配給 NO、O2 進(jìn)行還原反應(yīng)和氨氧反應(yīng)。在這個(gè)過程中，能夠保證有足夠的氨與 NO 進(jìn)行還原反應(yīng)并且煙氣中有足夠的氧與還原劑進(jìn)行氧化反應(yīng)。利用此法，可以一步脫除氮氧化物與煙氣中高含量的氧氣。1.1.2 原料來源創(chuàng)新性總結(jié)總廠進(jìn)行脫硝之后的煙氣為我們分廠脫硫所用，其中的硫氧化物經(jīng)過脫硝過程沒有發(fā)生實(shí)質(zhì)性的改變，煙氣中水蒸氣含量略有升高。并且，此時(shí)脫硫進(jìn)口煙氣中已經(jīng)沒有氧氣的存在，恰好避免了脫硫過程中亞硫酸根氧化的風(fēng)險(xiǎn)，為生成亞硫酸銨而進(jìn)一步與環(huán)氧乙烷反應(yīng)生成牛磺酸提供了極為有利的條件。1.2

8、脫硫技術(shù)創(chuàng)新我們選取了濕法脫硫中四類典型的工藝石灰石/石膏脫硫法，氧化鎂法，W-L脫硫法（亞鈉循環(huán)法），氨法脫硫進(jìn)行比較，可以得知氨法脫硫具有很多別的工藝所沒有的特點(diǎn)，如系統(tǒng)少，投資和運(yùn)行費(fèi)用低，在回收工藝中較為成熟等。氨吸收煙氣中的二氧化硫是氣-液反應(yīng)，反應(yīng)速率快，反應(yīng)完全，吸收劑利用率高，可以做到高效脫硫。這四類濕法脫硫工藝各有利弊。綜合我們的市場進(jìn)行考慮，氨法脫硫的副產(chǎn)物有硫酸銨和亞硫酸銨，我們可以選用亞硫酸銨進(jìn)行進(jìn)一步反應(yīng)，生成附加值較高的?；撬?。從化利用的方向考慮，我們選擇氨法脫硫也符合發(fā)改委對(duì)于加快脫硫發(fā)展的相關(guān)政策。另外，吸收塔采用填料噴淋塔進(jìn)行脫硫，反應(yīng)更加充分，塔頂有除膠造成

9、的氨逃逸。1.3 工藝流程創(chuàng)新本項(xiàng)目的工藝流程方框圖如下所示：，有效減少氣溶圖 1-1 工藝流程方框圖- 2 -年產(chǎn) 3500 噸?；撬犴?xiàng)目創(chuàng)新性說明書1.3.1 煙氣脫硫工段采用成硫效率，氨-亞銨法脫硫技術(shù)，用稀氨水作為氨源對(duì) SO2 進(jìn)行吸收。為進(jìn)一步提高脫煙氣分成兩股，分別通過兩個(gè)并聯(lián)的填料式脫硫塔。物料流經(jīng)脫硫工段，將得到一部分氣體（包含 CO2、H2O、N2、NH3 和達(dá)到排放量標(biāo)準(zhǔn)的 SO2）和一部分液體（包含 NH4HCO3、NH4HSO3 和少量（NH4）2SO3）。1.3.2 碳銨冷卻結(jié)晶工段來自煙氣脫硫工段的溶液經(jīng)過分解處理和閃蒸與來自脫硫工段的氣體，在一定的條件下混合。得

10、到的氣體冷卻至 5 攝氏度再閃蒸進(jìn)行氣液分離，得到的氣體為氮?dú)馀c的混合氣，排至大氣；得到的液體再通過冷卻結(jié)晶和固液分離，得到副-碳銨，其中部分流股再通入混合步驟，進(jìn)行循環(huán)。1.3.3 ?；撬峁ざ闻；撬岷蛠喠蛩徜@工段采用環(huán)氧乙烷-亞硫酸銨工藝，化利用氨法脫硫的產(chǎn)物，環(huán)氧乙烷的?；撬岣?jīng)過硫酸酸化，制得牛磺酸粗品，經(jīng)過結(jié)晶提純后得到本項(xiàng)目的主-?；撬?。1.3.4 硫酸銨精制工段?；撬峋齐A段分離得到的液體，與稀氨水混合，經(jīng)過三效蒸發(fā)，固液分離得到我們的副-硫酸銨。閃蒸分離得到的液體進(jìn)過分流器，其中部分流股再通入混合步驟，進(jìn)行循環(huán)。- 3 -年產(chǎn) 3500 噸?；撬犴?xiàng)目創(chuàng)新性說明書第 2 章 脫除硫

11、化利用創(chuàng)新2.1選擇創(chuàng)新?；撬嵋杂坞x形式大量及哺乳動(dòng)物的幾乎所有臟器中，其中以腦、心臟和肌肉中含量較多，是人及動(dòng)物的重要營養(yǎng)物質(zhì)。從原料供應(yīng)這個(gè)角度分析，從 2013 年開始， 中國環(huán)氧乙烷生產(chǎn)能力大大過剩，2013 年中國環(huán)氧乙烷產(chǎn)能為 546 萬噸， 其品環(huán)氧乙烷產(chǎn)能為 265 萬噸，實(shí)際供應(yīng)環(huán)氧乙烷 190 萬噸，實(shí)際需求量為 170 萬噸，環(huán)氧乙烷 生產(chǎn)開工率為 90%，到 2014 年和 2015 年有 19 個(gè)企業(yè)新建環(huán)氧乙烷將投入生產(chǎn)，預(yù)計(jì)新建生產(chǎn)能力將達(dá) 386 萬噸，在未來的幾年內(nèi)環(huán)氧乙烷 將繼續(xù)大量過剩，可見環(huán)氧乙烷豐富，為環(huán)氧乙烷法?；撬崽峁┝舜罅康沫h(huán)氧乙烷。從工藝技術(shù)的

12、角度分析，現(xiàn)在環(huán)氧乙烷 法生產(chǎn)技術(shù)成熟，生產(chǎn)規(guī)模大，又因乙醇胺是環(huán)氧乙烷 氨化法生產(chǎn)的，所以環(huán)氧乙烷法牛磺酸生產(chǎn)成本比乙醇胺法便宜 40005000 元/噸，環(huán)氧乙烷 法?；撬岬纳a(chǎn)成本最低。因此，牛磺酸的生產(chǎn)氧乙烷法。發(fā)展趨勢是大力發(fā)展環(huán)全球牛磺酸的年需求量在 5 萬噸左右，主要用于食品添加劑和傳統(tǒng)的領(lǐng)域，其中用于食品添加劑的需求量占總需求量的 95以上。近年來，?；撬岬哪晷枨罅勘３衷?1020的速度增長，未來?；撬岬男枨罅繉⒗^續(xù)保持強(qiáng)勁的增長勢頭，有很大的發(fā)展空間。2.2結(jié)構(gòu)方案創(chuàng)新表 2-1結(jié)構(gòu)方案本項(xiàng)目多樣，實(shí)現(xiàn)了原子利用率，實(shí)現(xiàn)充分化。故以亞硫酸銨為主體的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方案綠色環(huán)保、價(jià)值可

13、觀、市場可調(diào)、可行。- 4 -序號(hào)類別名稱規(guī)格產(chǎn)量利用去向1主?；撬?8.5%（食品級(jí)、級(jí)、飼料級(jí)）3500 t去往下游市場銷售2副碳酸氫銨99.2%21000 t去往下游化肥市場銷售3副硫酸銨99.2%1100 t去往下游化肥市場銷售年產(chǎn) 3500 噸?；撬犴?xiàng)目創(chuàng)新性說明書2.3全廠總物料核算圖 2-1 全廠物料核算由圖可知，流入廠區(qū)物料與流出物料平衡，符合質(zhì)量守恒定律。2.4 硫元素2.4.1 概述硫元素以二氧化硫的形式從脫硫車間進(jìn)入全廠開始核算，共經(jīng)過全廠的四個(gè)工段，分別是：脫硫工段、碳銨冷卻結(jié)晶工段、?；撬嵩氐男问脚c含量的詳盡分析。工段和硫酸銨精制工段。以下是各個(gè)階段硫2.4.2 各

14、工段分析（1）煙氣脫硫工段年處理含硫煙氣 3.888 億立方米，其中二氧化硫含量為 778.55 mg/m3,即煙氣中共含有二氧化硫?yàn)椋?.888109 m3778.55mg/m3=3.0271012 mg=3027 t換算為物質(zhì)的量為：n=3.027109=4.7294107 mol64/理想狀況下吸收二氧化硫的物質(zhì)的量為 4.7294107 mol，采用本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的氨法脫硫，二氧化硫吸收率高達(dá) 98.68%。所以，實(shí)際吸收為：4.7294107 mol98.68%=4.667107 mol，即生成中間產(chǎn)物亞硫酸銨為 4.667107 mol，換算為質(zhì)量為：- 5 -年產(chǎn) 3500 噸?；撬?/p>

15、項(xiàng)目創(chuàng)新性說明書m=nM=4.667107 mol116.14 g/mol=5.42025109 g=5420.25t經(jīng)閱讀大量文獻(xiàn)，可知中間產(chǎn)物亞硫酸銨的純度在 87.8%-92.3%之間，我們選擇亞硫酸銨的純度為 90%。那么，實(shí)際亞硫酸銨的物質(zhì)的量為：4.667107 mol90%=4.2003107 mol換算為質(zhì)量為：m=nM=4.2003107 mol116.14 g/mol=4878.23 t經(jīng)提純之后的母液中含硫量為 4.667106 mol，通往三廢處理（2）碳銨冷卻結(jié)晶工段在脫硫工段中未吸收的二氧化硫,即 6.24105 mol，合計(jì) 39.94 t 通往碳銨冷卻結(jié)晶工段，

16、廢液處理。在第二工段中與其他排出廢氣（，氨氣等）一起通往三廢處理區(qū)。（3）?；撬峁ざ蝸喠蛩徜@經(jīng)過提純之后進(jìn)入第三個(gè)工段-牛磺酸工段，理想狀況下，?；撬徜@鹽的產(chǎn)量為 4.2003107 mol，即 5256.68 t。但是，根據(jù)我們的工藝選擇，環(huán)氧乙烷與亞硫酸銨一步制得?；撬徜@鹽的轉(zhuǎn)化率為 78%，純度為 93%。所以，?；撬徜@鹽的實(shí)際產(chǎn)量為：4.2003107 mol78%93%=3.0469107 mol換算為質(zhì)量為：m=nM=3.0469107 mol142 g/mol=4.32654109 g=4326.54 t未轉(zhuǎn)化的亞硫酸銨與提純銨鹽之后的母液中的總含硫量為 1.1534107mol

17、，通往三廢處廢液處理。理生成的?；撬徜@鹽再經(jīng)過硫酸酸化最終制得牛磺酸，這一過程中反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為93.47%。純度為 98.5%。所以，?；撬岬淖罱K產(chǎn)量為： 3.0469107 mol93.47%98.5%=2.805107 mol換算為質(zhì)量為：m=nM=2.805107 mol125.15 g/mol=3.51068109 g=3510.68t（4）硫酸銨精制工段經(jīng)提純之后的母液通往第四個(gè)工段-硫酸銨精制工段，其中含硫量為 2.419106 mol。2.4.3 結(jié)論整個(gè)過程中，硫元素守恒。如下圖所示：圖 2-2 全過程硫元素守恒示意圖- 6 -年產(chǎn) 3500 噸?；撬犴?xiàng)目創(chuàng)新性說明書第 3 章

18、反應(yīng)技術(shù)創(chuàng)新國內(nèi)應(yīng)用的生產(chǎn)工藝集中在乙醇胺法和環(huán)氧乙烷法兩大類工藝。采用乙醇胺法，原料的儲(chǔ)存和具有很大的并且性。而以環(huán)氧乙烷為起始原料，經(jīng)與亞硫酸氫鈉加成，然后經(jīng)氨化，中和，分離純化得到?；撬岬姆磻?yīng)過程久，提純。本方案的技術(shù)反應(yīng)步驟少，環(huán)氧乙烷與亞硫酸銨僅一步反應(yīng)就得到?；撬徜@鹽，經(jīng)酸化得到?；撬岽制?，精制就得到?；撬幔虼斯に嚭喚毝审w現(xiàn)化生產(chǎn)。以硫酸調(diào)節(jié)pH值，生成化肥硫酸銨。性并且還可體現(xiàn)清潔反應(yīng)器在 COMSOL Multiphysics 多物理場數(shù)值計(jì)算中的設(shè)計(jì)。本團(tuán)隊(duì)在 COMSOL Multiphysics中選擇反應(yīng)工程計(jì)算該反應(yīng)器，在比例設(shè)計(jì)該反應(yīng)器。中以 1:1 的表 3-1

19、 反應(yīng)器設(shè)計(jì)依據(jù)環(huán)氧乙烷備?；撬峁に嚢床僮鞣绞娇煞譃閮煞N：間歇式操作與連續(xù)式操作，連續(xù)式操作的反應(yīng)過程中都比較均勻，反應(yīng)溫度和出口?；撬釢舛榷茧S反應(yīng)時(shí)間而改變，通過連續(xù)地補(bǔ)充環(huán)氧乙烷和亞硫酸銨可以維持反應(yīng)釜溫度、濃度的，從而確保反應(yīng)。從裝置結(jié)構(gòu)上，間歇式生產(chǎn)方式需要周期性切換大型閥門和系統(tǒng)，而連續(xù)性生產(chǎn)方式只需在進(jìn)料管路上安裝一些小型閥門，從而降低了操作和維修成本。從安全角度上講，間歇式操作由于需要周期性的反應(yīng)器的切換，對(duì)裝置設(shè)計(jì)的安全系數(shù)較高。本項(xiàng)目選擇連續(xù)式攪拌釜式反應(yīng)器。- 7 -年產(chǎn) 3500 噸?；撬犴?xiàng)目創(chuàng)新性說明書第 4 章 分離技術(shù)創(chuàng)新4.1 脫硫塔除的設(shè)計(jì)在脫硫塔頂層噴淋裝置設(shè)

20、置上下噴嘴，噴淋層噴嘴霧化粒徑變小可增加氣液接觸面積，提高脫硫塔的脫硫效率，在噴淋裝置的上下面設(shè)計(jì)篩板。噴淋層與一級(jí)除之間距離和除出口液滴含量密切，距離增加，除出口液滴含量降低，但是較高的空塔流速下，噴淋層與一級(jí)除之間的距離對(duì)除出口液滴含量幾乎沒有影響。因此在較低流速下，應(yīng)盡量增加噴淋層與一級(jí)除間的距離。經(jīng)計(jì)算，該脫硫塔的空塔氣速為 0.7874m/s，所以我們設(shè)計(jì)增大了第一層篩板與噴淋層的距離并且增大第一塊篩板的開孔直徑，防止出口堵塞。在濕式氨法脫硫裝置中，噴淋介質(zhì)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)約 10%的氨水溶液，因此噴嘴選用具有耐磨性且不堵塞的碳化硅材質(zhì)。碳化硅噴嘴具有高強(qiáng)度，高硬度、抗強(qiáng)烈腐蝕性、抗劇烈磨

21、損、耐高溫等優(yōu)良性能，使用該噴嘴的組合式除霧脫硫塔在較低的操作效率。下仍具有較高的吸收由于噴嘴是上下分布的，噴出的噴淋液與氣流接觸后產(chǎn)生霧化，將有小部分的夾雜在氣體中。由于設(shè)置的篩板，含有霧滴的煙氣向上運(yùn)動(dòng)的過程中，將撞擊篩板，在重力作用下滴落，從而達(dá)到除霧的效果。該篩板的作用亦可除去大顆粒的霧滴，減輕操作負(fù)荷該組合式除霧脫硫塔具有降溫，吸收少量二氧化硫，有效去除煙氣中的酸霧、砷、鉛等雜質(zhì)的多重功效。具有效率高，性能可靠等優(yōu)點(diǎn)，可確保脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行，具有良好的環(huán)境、效益和廣闊的應(yīng)用前景。- 8 -年產(chǎn) 3500 噸?；撬犴?xiàng)目創(chuàng)新性說明書第 5 章 過程節(jié)能降耗技術(shù)創(chuàng)新5.1 換熱5.1.1 概

22、述本項(xiàng)目為吉林建龍鋼鐵設(shè)計(jì)一座煙氣脫硫并的設(shè)計(jì)合理化利用的廠成本是一個(gè)關(guān)鍵的參數(shù)，其中公用工程的消耗占了很大的一部分。運(yùn)用夾點(diǎn)技術(shù)對(duì)流程進(jìn)行換熱的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，可以盡可能地實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)部流股熱量的集成和最大化利用，從而減小公用工程的消耗。本項(xiàng)目具體可分為煙氣脫硫、碳氨冷卻結(jié)晶、?；撬帷⒘蛩徜@精制工段。從整個(gè)工藝流程來看，本項(xiàng)目需要大量的公用工程，冷公用工程熱公用工程125和 150的低壓蒸汽還有 175的中壓蒸汽。冷卻水、冷凍劑，冷公用工程來源于本項(xiàng)目廠區(qū)的循環(huán)水站及冷凍站，熱公用工程來源于本項(xiàng)目廠區(qū)的蒸汽系統(tǒng)。為充分集成過程中的熱量，本項(xiàng)目采用了三效蒸發(fā)技術(shù)，充分利用了蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽，產(chǎn)生循環(huán)利用

23、，多次重復(fù)利用了熱能，顯著地降低了熱能耗用量，實(shí)現(xiàn)了較大程度的節(jié)能。5.1.2 工藝流股提取流股信息如下：(源文件“全流程沒有三效蒸發(fā)沒有換熱”)表 5-1換熱物流一覽表（不含三效蒸發(fā)）- 9 -塔名稱加熱器位置進(jìn)口溫度/出口溫度/能量 kWT0101A無/物流名稱加熱器名稱進(jìn)口溫度/出口溫度/能量/kWGAS1_To_GE010220.0044.002714.69S6_To_S7E010420.0044.002714.69S11_To_S52E020224.6690.002495.37S54_To_V0408_FeedE0404100.0069.86-2987.52S75_To_S78E04

24、0356.3458.00147.22S64_To_S65E040269.8590.00317.08S20_To_S18E0302122.50150.0029.07S21_To_S22E030490.054.00-350.91S51_To_S44E040123.88100.003658.11S35_To_S58E030370.6690.0014453.80S4_To_S5E010320.006.00-286.75L1_To_LE010120.006.00-286.75V0206_heatE02035.004.50-0.01R0301_heatE0305155.09150.00-4557.85V0

25、207_heatE020490.0090.500.00年產(chǎn) 3500 噸?；撬犴?xiàng)目創(chuàng)新性說明書5.1.3 夾點(diǎn)分析將上述流股數(shù)據(jù)輸入到Aspen Energy Analyzer 中，分析效益與最小傳熱溫差的，擬合出投資費(fèi)用、操作費(fèi)用與最小傳熱溫差的曲線如圖 5-1 所示，圖 5-1 投資費(fèi)用、操作費(fèi)用-最小傳熱溫差曲線（不含三效蒸發(fā)）再根據(jù)這兩條曲線得到總費(fèi)用與最小傳熱溫差的曲線如圖 5-2 所示，圖 5-2 總費(fèi)用-最小傳熱溫差曲線（不含三效蒸發(fā)）由圖 5-2 可知，最小傳熱溫差為 20時(shí)，總費(fèi)用最小。因此確定最小傳熱溫差為 20。設(shè)定最小傳熱溫差為 20后，得到的冷熱物流的組合曲線如圖 5

26、-3 所示，- 10 -T0101B無/年產(chǎn) 3500 噸牛磺酸項(xiàng)目創(chuàng)新性說明書圖 5-3 組合曲線（不含三效蒸發(fā)）需要的熱公用工26.5MW，需要的冷公用工25.3MW。再采用三效蒸發(fā)技術(shù)，充分利用了蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽，產(chǎn)生循環(huán)利用，多次重復(fù)利用了熱能，顯著地降低了熱能耗用量， 在 Aspen 中重新模擬全流程，得到新的流股信息，如下表所示：(源文件“全流程含三效蒸發(fā)沒有換熱”)表 5-2工藝過程流股信息表（含三效蒸發(fā)）- 11 -塔名稱加熱器位置進(jìn)口溫度/出口溫度/能量 kWT0101A無/物流名稱加熱器名稱進(jìn)口溫度/出口溫度/能量/kWGAS1_To_GE010220.0044.002714

27、.69S6_To_S7E010420.0044.002714.69S11_To_S52E020224.6690.002492.36S62_To_S76E040369.8658.007077.74S54_To_V0408_heatE0404100.0069.862987.52S75_To_S78E040356.3458.00146.61S64_To_S65E040269.8590.00317.08S20_To_S18E0302122.50150.0029.07S21_To_S22E030490.054.00350.91S51_To_S44E040123.88100.003658.11S35_To

28、_S58E030370.6690.0014453.80S53_To_S66E0402100.0087.006147.53S4_To_S5E010320.006.00286.75L1_To_LE010120.006.00286.75V0206_heatE02035.004.500.01R0301_heatE0305155.09150.004557.85V0207_heatE020490.0090.500.00年產(chǎn) 3500 噸?；撬犴?xiàng)目創(chuàng)新性說明書將上述流股數(shù)據(jù)輸入到Aspen Energy Analyzer 中，分析效益與最小傳熱溫差的，擬合出投資費(fèi)用、操作費(fèi)用與最小傳熱溫差的曲線如圖 4 所

29、示，圖 5-4 投資費(fèi)用、操作費(fèi)用-最小傳熱溫差曲線（含三效蒸發(fā)）再根據(jù)這兩條曲線得到總費(fèi)用與最小傳熱溫差的曲線如圖 5-5 所示，圖 5-5 操作費(fèi)用-最小傳熱溫差曲線（含三效蒸發(fā)）由圖 5-5 可知，最小傳熱溫差為 18時(shí)，總費(fèi)用最小。因此確定最小傳熱溫差為 18。選擇最小溫差為 18，得到的冷熱物流的組合曲線如圖 5-6，- 12 -T0101B無/年產(chǎn) 3500 噸?；撬犴?xiàng)目創(chuàng)新性說明書圖 5-6 組合曲線（含三效蒸發(fā)）從組合曲線可知，相比不加三效蒸發(fā)操作，三效蒸發(fā)使熱組合曲線上升，可以集成系統(tǒng)內(nèi)部的能量，減少公用工程的消耗。需要熱公用工25.2MW，冷公用工22.9MW。夾點(diǎn)溫度 8

30、8.7，70.7。得到總組合曲線如圖 5-7 所示。圖 5-7 總組合曲線（含三效蒸發(fā)）通過對(duì)總組合曲線進(jìn)行，可以得出流程內(nèi)部換熱后，需要達(dá)到的最高溫度在 150以下，因此只需要蒸汽進(jìn)行加熱即可，同時(shí)為了節(jié)約成本，應(yīng)該使用多種品味蒸汽以降低高品位蒸汽消耗，因此我們熱公用工程采用 125 攝氏度和 150 攝氏度的低壓蒸汽還有 175 攝氏度的中壓蒸汽。需要達(dá)到的最低溫度為 4，因此需要采用低溫冷凍劑，其他使用循環(huán)冷卻水即可。5.1.4 三效蒸發(fā)分析其結(jié)構(gòu)如圖 5-8 所示。- 13 -年產(chǎn) 3500 噸?；撬犴?xiàng)目創(chuàng)新性說明書圖 5-8 三效蒸發(fā)流程圖三效蒸發(fā)技術(shù)，充分利用了蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽，產(chǎn)生

31、循環(huán)利用，多次重復(fù)利用了熱能，顯著地降低了熱能耗用量，實(shí)現(xiàn)了較大程度的節(jié)能。5.1.5 換熱設(shè)計(jì)換熱的設(shè)計(jì)，度較大，所獲得的方案數(shù)目眾多，但是合理的換熱需要經(jīng)過篩選與優(yōu)化。在設(shè)計(jì)換熱時(shí)，需要考慮工藝流股換熱的可能性，同時(shí)還要將費(fèi)用等因素也考慮進(jìn)去，以便獲得最為合理的換熱。為簡化換熱，將流股分流設(shè)置為 1。在 Aspen Energy Analyzer 給出的 design 中選取其中比較進(jìn)行后續(xù)優(yōu)化過程。所選推薦設(shè)計(jì)方案如圖 5-9 所示：且所需換熱器較少的設(shè)計(jì)方案圖 5-9 優(yōu)化前換熱該換熱器。該換熱的換熱器數(shù)目為 32 臺(tái)，按照最小換熱器臺(tái)數(shù)原則，還可以撤去若干臺(tái)換熱中有部分換熱器換熱面積

32、很小，熱負(fù)荷也很小，可以刪去，例如換熱器 E117、E137、E107 等。當(dāng)用多種公用工程換熱時(shí)，可適當(dāng)減少操作費(fèi)，但會(huì)增加換熱器數(shù)目和設(shè)備費(fèi)。比如在使用冷卻水和制冷劑冷卻時(shí)，如果冷卻水冷卻的負(fù)荷較小，則可直接使用制冷劑，而不使用兩種公用工程，以節(jié)省一臺(tái)換熱器的費(fèi)。換熱中l(wèi)oop，在實(shí)際操作中，一般不能有 loop 回路的，故應(yīng)該刪去負(fù)荷或者換熱面積較小的換熱器，將其合并到換熱器，打破回路，減少換熱器數(shù)目。再通過 path 通路來調(diào)節(jié)換熱量，使換熱器的熱負(fù)荷得到松弛，甚至減少換熱器的數(shù)目，例如 E106 與 E112 形成回路，我們刪去了 E106 同時(shí)將負(fù)荷加到 E112 上，E115 與

33、 E122 形成回路，我們刪去了 E115 并將負(fù)荷加到 E122 上。另外，相距較遠(yuǎn)的物流間換熱會(huì)使管路成本增大，增加設(shè)備投資成本，且操作不，此類換熱器需要?jiǎng)h除，例如我們刪去了脫硫工段和硫酸銨精制- 14 -年產(chǎn) 3500 噸?；撬犴?xiàng)目創(chuàng)新性說明書工段的物流換熱器 E118。經(jīng)過以上調(diào)節(jié)之后，最后獲得換熱如圖 5-10 所示:圖 5-10優(yōu)化后換熱優(yōu)化后的換熱所需換熱器數(shù)目為 20 臺(tái)，數(shù)目減少且結(jié)構(gòu)更為精簡，所需熱公用工24.3MW，所需冷公用工19.4MW。下表是優(yōu)化前后所需的冷熱公用工程。表 5-3 優(yōu)化前后所需的冷熱公用工程優(yōu)化后，過采用此換熱，能量回收率達(dá)到 31.6%，實(shí)現(xiàn)了綜上

34、所述，進(jìn)行換熱較大能量的回收利用。5.2 水集成化工生產(chǎn)除了耗能外，還是一個(gè)大量耗水的過程。本著節(jié)能減排的生產(chǎn)原則，降低水資源的消耗是工藝設(shè)計(jì)過程中的重點(diǎn)之一。本項(xiàng)目為年產(chǎn) 6800 噸丙烷制環(huán)氧丙烷項(xiàng)目，生產(chǎn)中耗水量較大，因此利用 water design對(duì)本工藝的水消耗過程進(jìn)行優(yōu)化，并建立水集成，最大限度降低水的消耗。具體用水情況如下表所示：表 5-4 工廠總用水情況- 15 -生產(chǎn)小時(shí) h每小時(shí)單耗水量 t總量 wt/a占生產(chǎn)用水量比值%車間用水72006.54.687.27公用工程用水7200251827.96廢水處理用水720046.933.76852.46罐區(qū)用水72004.33.

35、0964.81生活用水720064.326.71其他用水72000.70.5040.79項(xiàng)目熱公用工程 MW冷公用工程 MW直接公用工程26.525.3換熱設(shè)計(jì)24.319.4節(jié)能百分率8.3%23.3%總節(jié)能百分率31.6%年產(chǎn) 3500 噸?；撬犴?xiàng)目創(chuàng)新性說明書工藝實(shí)際生產(chǎn)中一般為多雜質(zhì)的情況，較為復(fù)雜，完全分離出來較為，水集成技術(shù)就是點(diǎn)是把多雜質(zhì)用水過程模假設(shè)為單雜質(zhì)用水過程，再利用水夾點(diǎn)技術(shù)對(duì)用水進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，以達(dá)到全系統(tǒng)合理用水的目的。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是避免各用水單元因所含雜質(zhì)不同而造成的相互污染，降低處理難度、提高水的重復(fù)利用率、減少操作和處理費(fèi)用。優(yōu)化后用水分別：圖 5-11優(yōu)化后水

36、圖根據(jù)上述用水設(shè)計(jì)，優(yōu)化前和優(yōu)化后對(duì)比如下表所示：表 5-5優(yōu)化前和優(yōu)化后對(duì)比表- 16 -新鮮用水量/（t/h）重復(fù)利用率%優(yōu)化前全部新鮮水89.46.88優(yōu)化后再生重復(fù)利用6.15總計(jì)89.464.368100年產(chǎn) 3500 噸?；撬犴?xiàng)目創(chuàng)新性說明書第 6 章 環(huán)境保護(hù)技術(shù)創(chuàng)新6.1 環(huán)境清潔在三廢方面，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)幾乎不產(chǎn)生的廢固，主要為廢鍋爐灰渣，另外還會(huì)產(chǎn)生工業(yè)和生活。生活則主要集中由金珠工業(yè)園區(qū)集中處理；鍋爐爐渣、灰渣等，可采取綜合利用方式用于水泥、筑路等。生產(chǎn)過程產(chǎn)生 781 t/a 綜合廢水，180 t/a 高氨氮廢水，綜合廢水經(jīng)催化內(nèi)電解反應(yīng)器和混凝沉淀后，進(jìn)入水解酸化池，再進(jìn)

37、入 UASB 系統(tǒng)。工程采用在此基礎(chǔ)上改進(jìn)的催化內(nèi)電解/厭氧/A/O 工藝使其對(duì)?；撬嵘a(chǎn)廢水更有全程硝化反硝化生物脫氮及同步硝化反硝化同時(shí)性。工藝中短程硝化-反硝化生物脫氮和，微生物以兼性厭氧型為主，好氧型和厭氧型并存。再用氧化耦合絮凝技術(shù)對(duì)生化出水進(jìn)行深度處理，使出水水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。該工程設(shè)計(jì)規(guī)模為 0.6 t/d。該污水處理工藝對(duì)氨氮、總氮表現(xiàn)出優(yōu)良的處理性能、對(duì)COD，BOD5 的處理效果也非常優(yōu)異。本工藝對(duì) COD、BOD5、氨氮和總氮的去除率分別為97%、95%、87%和 86%。圖 6-1 ?；撬嵘a(chǎn)廢水及污泥處理工藝流程含污染物的氣體，通過某多孔填料床，其中含有固定的微生物，

38、通過這些微生物的降級(jí)作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的生物處理。當(dāng)異味污染氣體通過介質(zhì)時(shí)，氣流中的污染物被生物膜吸收，氧化。該技術(shù)還具有高效，低投入費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用，安全操作，低能源消耗，不產(chǎn)生副 ，能將許多無機(jī)物和有機(jī)物轉(zhuǎn)化成無害的氧化物的特點(diǎn)。綜上，本項(xiàng)目在廢物利用和三廢排放中做到了環(huán)境清潔。6.2 單產(chǎn)碳排放減少 3200 噸由于 CO2 溫室效應(yīng)增強(qiáng)，已經(jīng)產(chǎn)生全球氣候變暖的趨勢。由一些機(jī)構(gòu)資助的政增加那么到 2050 年全球府間氣候變化研究組織（IPCC）指出如果礦物年平均溫度將達(dá)到 16-19超過以往的變暖速度而在脫硫工段，采用濕式氨法脫硫的同時(shí)，將的使用繼續(xù)全球的變暖。一并吸收，生產(chǎn)碳酸氫銨，而后

39、經(jīng)冷卻驟生成副化工項(xiàng)目碳排放=給碳酸氫銨。在有效脫硫的同時(shí)，減排，減少溫室效應(yīng)。燃燒 CO2 排放 +火炬燃 CO2 排放+工業(yè)生產(chǎn)過程 CO2 排放+凈購- 17 -年產(chǎn) 3500 噸?；撬犴?xiàng)目創(chuàng)新性說明書入電力和熱力隱含的 CO2 排放- CO2 的回收量。本項(xiàng)目利用氨法吸收技術(shù)、碳銨冷卻結(jié)晶技術(shù)、熱集成技術(shù)可直接減少凈購入電力和熱力隱含的CO2 排放，回收混合氣體中的可減少火炬燃燒CO2 排放。綜合各項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)使得本項(xiàng)目提高效益的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。6.3EIAN 噪聲檢測評(píng)價(jià)技術(shù)我國相對(duì)于歐美發(fā)達(dá)而言，對(duì)于工業(yè)噪聲的起步較晚，我國對(duì)于工業(yè)噪聲和治理方面的研究主要開展于近幾年，隨著我國現(xiàn)

40、代工業(yè)的迅速發(fā)展，越來越多人開始重視工業(yè)噪聲所造成的危害，并開始研究工業(yè)噪聲的治理。由于我國勞動(dòng)人口眾多，發(fā)達(dá)地區(qū)人口相對(duì)密集，而且工業(yè)發(fā)展水平相對(duì)于發(fā)達(dá)較弱，因此我國的工業(yè)噪聲治理更加重要也更加。通過對(duì)工業(yè)噪聲的特點(diǎn)進(jìn)行分析，企業(yè)或生產(chǎn)對(duì)噪聲進(jìn)行時(shí)，比較有效的是在工業(yè)生產(chǎn)中噪聲源或阻隔工業(yè)噪聲的途徑。從企業(yè)的發(fā)展角度講，和周邊居民的身體健康造成傷對(duì)工業(yè)噪聲進(jìn)行有效治理，不但可以防止工業(yè)噪聲對(duì)害，還有利于提高企業(yè)的形象和工作效益。背景噪聲為 20dB 時(shí)，部分晝間數(shù)據(jù)及監(jiān)測點(diǎn)對(duì)其周邊抽取部分?jǐn)?shù)據(jù)如下：表 6-1 抽取部分?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)據(jù)如表6-1 所示。- 18 -Y/X020406080100120

41、052.6153.554.4555.4856.5957.7358.831052.8653.7954.8155.9357.1758.5159.892053.154.0855.1656.3757.7459.361.043053.3254.3455.4856.7758.2760.0862.274053.5254.5855.7757.1458.7760.863.515053.754.856.0457.4759.1961.4364.636053.8654.9956.2757.7459.5461.9365.637054.0155.1756.4757.9759.8162.2566.218054.1355.3156.6458.1659.9962.4166.19054.2355.4456.858.3360.1362.4566.0210054.3155.5556.9458.4960.2562.465.971105