H2S废气制酸设计方案.doc

20kt/a硫 化 氢 制 酸基 础 设 计 方 案扬州化工设备有限公司 2013.1.1目 录一、设计依据二、设计采用的工艺技术：三、装置设计规模和运行的技术经济指标：四、烟气制酸装置设备清单五、非标设备设计采用的主要标准、规范六、自动控制及仪表七、水、电规格要求八、装置建设投资硫化氢制酸装置基础设计方案按照业主提供烟气制酸条件，特编制本基础设计方案。一、设计依据1、建厂原则（指导思想）：成熟适用的工艺技术，设备经久耐用，质量好，技术经济好、环保达标，建设速度快，费用省。2、装置范围：自硫化氢焚烧炉出口起，至吸收塔尾气排放烟囱出口止，此范围内的工艺配管、化工设备、电器、仪表自控、上、下水（含装置区内的循环水系统），等的全套装置。3、设计条件：烟气量为8000Nm2/h, SO2 6.5%， O2 10%， H20 8.5%（3）气压：年平均气压 夏季平均气压 96.5kPa 冬季平均气压 98.26kPa （4）海拔高度： +300m（5）气温：年平均气温 18.0极端最高气温 39.5最热月平均气温 26.5 极端最低气温 -3.0（6）湿度：最热月平均相对湿度 82%最冷月平均相对湿度 82%（7）降雨量：年平均降雨量 日最大降雨量 时最大降雨量 历年平均积雪深度 （8）地震烈度： 7度 （9）地表水水温：夏季18，冬季12。（10）常年主导风向为 ，年均风速 m/s，最大风速 m/s。瞬时最大风速 m/s。（11）工作制度：年生产333天，三班制连续生产。（12）环保水平：符合国家环保标准二、设计采用的工艺技术： 净化工段：采用成熟的、并经充分证实效果很好的“绝热蒸发封闭稀酸洗净化工艺”，即为“动、填、电”流程。配置为逆喷洗涤器、填料洗涤塔、高效电除雾器等。稀酸冷却采用板式换热器，使炉气获得高的除尘、除雾效率。逆喷洗涤器、填料洗涤塔均为落地式布置，降低了泵的扬程，同时还大大降低了土建成本，节约了施工周期。由于净化工段为负压操作，为防止气体管道及设备抽坏，在电除雾器后设置安全水封以保护设备和管道。流程简述:烟气首先进入余热锅炉降温后进入逆喷波洗涤器，与喷入逆喷洗涤器的515%稀硫酸接触，经绝热增湿洗涤，炉气温度由320降温至65，炉气中大部分矿尘被洗涤进入稀酸中。出口炉气依次进入填料洗涤塔、高效电除雾器除雾，使酸雾降至0.03g/Nm3后，进入干燥塔。转化工段：设计按国产触媒采用(3+1)转化工艺流程，换热系统采用高效低阻力换热器。换热流程采用外部换热流程，全转化系统采用应力全消除设计，转化率99.80，尾气中的SO2140PPM.流程简述:出干燥塔的气体依次经过第、换热器升温后，进入转化器的第一段进行转化。经一段反应后，经第换热器降温，使温度降至465，进入转化器第二段催化剂床层进行催化反应，然后出转化器进入第II换热器降温至430进入转化器第三段催化剂床层进行反应。从转化器第三段出口的气体，进入第III换热器降温，进入第一吸收塔，在一吸塔中气体中的SO3被吸收，再经过塔顶的除雾器除去酸沫后，再依次通过、II换热器换热的壳程，气体被加热至420左右进入转化器第四段催化剂床层进行第二次转化，转化器第四段出口气体通换热器降温进入第二吸收塔，在第二吸收塔中，气体中的SO3被吸收后并经过塔顶的除雾器除去其中的酸雾，出二吸塔的尾气由尾气烟囱放空。为调节和控制各层的反应温度，转化工段设置了必要的副线和阀门。干吸、成品工段：干吸采用高温吸收工艺，有利于系统热平衡，减少酸雾，节省酸冷器面积。采用高效、低阻力填充塔，干吸塔内设新型管式分酸器和两层合金丝网除沫器。酸液流程采用：塔槽泵器塔；酸泵采用高效耐用的LSB型立式合金泵；冷却器采用高效耐用的新型阳极保护浓酸（316L合金）冷却器。干燥、吸收酸的热量，通过各自的阳极保护管壳式酸冷却器冷却换热。干吸系统通过串酸、加水和产出成品酸来维持各塔循环酸浓度和循环槽的液位。产品酸为93、98工业浓硫酸。产品酸从管壳式冷酸器出口酸侧直接引出经计量后，送往贮酸罐作为成品酸。成品酸从贮酸罐经酸泵送入装酸高位槽装汽车，设成品酸槽可确保成品停车或检修时排酸，同时成品酸罐可以低位配置。防腐保温：转化系统设备及管道保温采用复合硅酸盐，外刷防水涂料，其它外露金属设备和管道刷防腐漆二遍，高温外露设备刷耐高温油漆二遍。三、装置设计规模和运行的技术经济指标：硫 酸 20000t/a净化率 98.5 转化率 99.8 吸收率 99.95酸 雾 0.03g/Nm3 水 份 0.1g/Nm3 尘 0.005g/Nm3 产品质量 93、98工业浓硫酸质量符合国家标准GB534-2002要求四、烟气制酸装置设备清单（一）序号设备名称规格 材质数量(台套)价格(万元)备 注（一）净化工段 66.41逆喷洗涤器350/1400、H=12m FRP115.02填料洗涤塔内1400X11000 FRP、 PP海尔环填料120.03脱气塔300/2000X7300、FRP17.54安全封8001620、PVC10.55稀酸板式换热器F30、254SMO15.06电除雾器52管塑料电除雾器115.07逆喷稀酸循环泵Q=40m3/h、H=28m、超高分子聚乙烯 20.7一开一备8稀酸输送泵Q=10m3/h、H=20m、超高分子聚乙烯 20.5一开一备9填料洗涤塔稀酸循环泵Q=40m3/h、H=28m、超高分子聚乙烯 20.7一开一备10安全高位槽12001500、FRP11.5（二）转化工段 137.51SO2主风机Q=150m3/min、H35kPa 变频调速130.02转化器（四段）内2500、H13500、Q235、耐热铸铁、纤维砖、火砖135.0触媒业主自购3换热器F80、Q235、20# 16.54换热器F80、Q235、20# 16.55换热器F160、Q235、20# 223.06换热器F175、Q235、20# 225.07一段电加热器YSH95-180、180kw、Q235、合金14.58四段电加热器YSH95-120、120kw、Q235、合金12.59电动单梁起重机LD型Q=3t LK8.5 H8m 14.5（三）干吸、成品工段 135.71干燥塔140010280 Q235衬瓷砖、合金、填料、丝网除沫器 122.0两层金属丝网2第一吸收塔140010280 Q235衬瓷砖、合金、填料、丝网除沫器122.03第二吸收塔140010280 Q235衬瓷砖、合金、填料、丝网除沫器122.04干燥阳极保护酸冷却器F=26、316L、304合金等14.05一吸阳极保护酸冷却器F=35、316L、304合金等15.26二吸阳极保护酸冷却器F=15、316L、304合金等12.57干燥酸循环槽内24002250、钢壳、衬瓷砖17.28一吸酸循环槽内24002250、钢壳、衬瓷砖17.29二吸酸循环槽内24002250、钢壳、衬瓷砖17.210干燥酸循环泵Q=40m3/h、H=28m 、合金12.511一吸酸循环泵Q=40m3/h、H=28m 、合金 25.0备一台在库12二吸酸循环泵Q=40m3/h、H=28m 、合金12.513地下酸槽内20002250、钢壳、衬瓷砖16.014地下酸槽泵 Q=20m3/h、H=24m 、合金24.4库备一台15酸罐60006000 Q235111.516尾气烟囱426、Q235、PVC、风绳等（二吸塔顶）14.5总标高为45m)（四）循环水 12.01凉水塔 10BNGZ Q=200 m3/h、14.52循环水泵 Q=200 m3/h、H=32m24.4一开一备3加药装置124多功能电子除垢仪表DA-100DN15011.1（五）综合 360.01工艺管道160.02电器（装机600kw、正常运行约250kW配电、电控、避雷、照明）1100.03DCS仪表自控（温度、压力、浓度、流量检测、显示）170.04阀门、平台、爬梯、栏杆130.05装置内上、下水系统（含循环水）130.06装置保温(复合硅酸盐)、防腐漆二遍125.07设计费120.0 8调试、开车指导费15.0 9运费120.0总计：柒百壹拾壹万陆仟元 ￥711.6万元装置主要自控仪表清单（二）自控设备清单序号名称规 格单位数量1热电偶WRN-430支302热电阻WZP-430支323压力变送器WPBGP4E22M台364液位计UQK-92GF台45SO2浓度分析仪EN-60015%SO2套26低浓SO2浓度分析仪EN-460 01000PPM套17流量积分仪ZLRJ-IIIC-100 0800m3/min台1898%H2SO4自动分析仪96.099.0%H2SO4套2993%H2SO4自动分析仪9095%H2SO4套110水流量计（浮子流量计）LZB-25套 311漏酸报警器EN-743套112DCS集散控制JX-300XP（包括操作站、控制站）（浙大中控）套1五、非标设备设计采用的主要标准、规范TSGR0004-2009 压力容器安全技术监察规程 GB1502011 钢制压力容器GB1511999 钢制管壳式换热器JB/T47102005 钢制塔式容器HG/T205832011 钢制化工容器结构设计规定HG/T205842011 钢制化工容器制造技术要求HG/T205922009 钢制管法兰型式、参数JB/T5303292 管式电除雾器 IEC 国际电气公司标准HG/T206761990 砖板衬里化工设备JB/T4735.1-2009 钢制焊接常压容器HG/T206782000 衬里钢壳设计技术规定HG20640-1997 塑料设备HG/T20696-1999 玻璃钢化工设备设计规定HGJ21083 圆筒形钢制焊接贮罐施工验收规范HG/T20580-2011 钢制化工容器设计基础规定HG/T20668-2000 化工设备设计文件编制规定GB/T7002006 碳素结构钢GB70988 热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差 GB/T5117 碳钢焊条GB/T1470 铅及铅锑合金板GB1472 铅及铅锑合金管GB/T8488 耐酸砖GB/T4219 化工用硬聚氯乙烯管材GB/T4220 化工用硬聚氯乙烯管件GB/T4454 硬聚氯乙烯板材GB/T4218 化工用硬聚氯乙烯管材耐蚀度试验方法ZB J88001.4 电除尘器气流分布测试ZB J88001.5 电除尘器压力降测试ZB J88001.7 电除尘器空载通电升压试验方法ZB K46008.1 高压静电除尘用整流设备ZB K46008.2 高压静电除尘用整流设备试验方法六、自动控制及仪表1、设计采用的标准、规范过程、检测和控制流程图用图形符号和文字符号 (GB2625) 过程、检测和控制系统用图形符号和文字符号 (HG20505)分散型控制系统工程设计规定 (HG/T20573-95)2、自动化水平根据工艺设备配置和操作特点，采用集中与分散监控相结合的方式。本装置检测参数较多、相互关联密切，为确保系统运行稳定可靠，监控系统采用控制器、电源、I/O等模件均具有冗余功能的DCS系统，DCS系统设备采用浙大中控的产品,系统预留通讯端口，以便于与其它管理计算机进行通讯。DCS电源用在线式UPS。现场仪表设备根据不同使用需要，分别采用国产、合资组装的设备，其目的就是要保证仪表设备在各个参数的检测与控制中工作可靠性；因制酸工艺环境的特点是高温、含尘、腐蚀性强，现场仪表选型时充分考虑工艺介质的特点，原则是可靠、先进、性价比较优。主要调节、联锁控制回路有：1. 逆喷洗涤器循环泵断流（或出口压力低）自动加水联锁；2. 锅炉汽包液位自动给水三冲量调节及连锁3. 电加热器与SO2主风机联锁； 4. 转化一段温度自动调节；5. 转化四段温度自动调节；6. 干吸循环槽液位自动产酸调节；7. 吸收酸浓度自动加水调节；3、仪表选型（1） 温度仪表温度测量选用铂热电阻和热电偶，在温度低于300C时将选用铂热电阻，在温度高于300C时选用镍铬-镍硅热电偶。就地温度仪表测量采用双金属温度计。（2）压力仪表压力变送器选用智能压力变送器，输出信号均为两线制标准的4-20mADC。所有压力，差压变送器均带有现场指示表头。 就地压力的测量一般采用普通弹簧管压力表,测量有腐蚀性的介质，选用隔膜式压力表，隔膜材质将根据不同的工艺介质分别用F4和合金材料。对于转化工段及干吸工段的微压及微负压的测量将采用不锈钢膜盒压力表。（3）液位仪表所选用的液位传感器将是性能稳定可靠的，且能满足工艺精度要求液位计。硫酸储罐液位测量选用防腐型雷达液位计，硫酸循环槽的液位测量选用防腐型顶装式液位变送器。输出信号均为两线制标准的4-20mADC，防护等级均为IP65。（4） 流量仪表硫酸流量选用电磁流量计，水的流量测量采用标准孔板。上述各种流量仪表都选用智能变送器，输出信号均为两线制4-20mA的标准信号，防护等级均为IP65，其接液部分材料将根据具体的工艺介质和场合而定。（5）分析仪表分析仪表选用能够对工艺参数进行连续测量的在线式分析仪表，进转化工段SO2浓度分析采用热导式SO2气体分析仪，并配有相应的予处理装置，安装于现场保护箱。98%酸浓分析采用无电极电导式分析仪，93%酸浓分析选用超声波分析仪。（6）调节阀调节阀选用电动型调节阀，配套智能电子执行机构，控制信号为420mA，所有调节阀均带阀位反馈信号。转化工段温度调节采用调节蝶阀，对于温度高于450时将使用高温型调节蝶阀。干吸工段硫酸流量调节选用防腐型调节阀。（7）控制室和操作室设置净化、转化、干吸、成品工段在相对集中的地方设置一个总控制室。整个装置的控制在总控制室完成。七、水、电规格要求（1）工业用水 水温 一次水 20 循环水 30 压力 3kgf/cm2(表) 混浊度 50PPM 循环水量 200m3/h 补充新鲜水量 7.5m3/h2、电源(1)电源:以380/220伏50赫,三相四线制交流电源，单电源分段母线供电。(2)电动设备总装机容量约600kW(包括检修、照明用电),其中正常生产用电容量约250kW。(3)年耗电量平均每吨硫酸(100%H2SO4)约115度。八、装置建设投资（含设计、制造、采购、安装、调试和运输费，不含土建费） 人民币：万元1、冶化设备 351.62、工艺配管 60.03、常规电器(含变压器、不含高压柜) 100.0 4、DCS仪表自控 70.05、装置内上、下水(含装置内循环水系统) 30.0 6、装置内操作钢平台、爬梯、栏杆等 30.0 7、装置内保温、油漆 25.0 8、调试、开车指导费 5.09、设计费 20.010、运输费 20.0合计：柒百壹拾壹万陆仟元 ￥711.6万元 九、技术经济分析1 产品成本和费用估算 (1) 主