有机胺脱硫方案设计技术部分.doc

首钢京唐钢铁联合有限责任公司烧结机烟气脱硫方案设计技术部分一、 工艺技术原理以及特点1.1工艺技术选择：工艺拟采用有机胺吸收-解吸技术以及SDM自主开发的原烟气小于170-180低温不可利用余热利用专利技术和国内成熟的一转一吸制酸技术，以脱除和回收烧结机烟气中的SO2，并生产98%的工业浓硫酸。1.2工艺技术原理：1.2.1有机胺吸收-解吸专利技术：有机胺对SO2的选择吸收能力要远强于其它种类吸收液，一方面使得有机胺的循环量要求较低，大大降低了系统运行能耗，另一方面保证了解吸SO2的高纯度。l 有机胺对强酸根离子的盐化反应：R1R2N-R3-NR4R5+HXR1R2NH+-R3-NR4R5+X-式中的R1R2N-R3-NR4R5代表有机胺，X表示强酸根离子，如：CL-、NO3-及SO42-等，X-可提高有机胺的抗氧化能力及降低再生能耗。R1R2NH+-R3-NR4R5+SO2+H2OR1R2NH+-R3-NH+R4R5+HSO3该反应式表达有机胺对SO2的吸收过程。l 有机胺解吸过程： R1R2NH+-R3-NH+R4R5+HSO3R1R2NH+-R3-NR4R5+SO2+H2O有机胺解吸过程是通过加热方式实现的。l 有机胺液除盐以及过滤：有机胺在吸收过程中吸收了烟气中的强酸根离子（形成热稳定性盐）以及粉尘，为保证胺液质量，必须将胺液中多余的热稳定盐以及粉尘去除。有机胺中热稳定盐累积过多会降低对SO2吸收的能力。多余的热稳定盐都必须被除掉。除盐：采用离子交换装置将吸收过程中产生的部分“热稳定性盐”排出系统。反应如下：R1R2NH+-R3-NR4R5+ X- R1R2N-R3-NR4R5+ HX过滤：采用先进的膜过滤技术将亚微米级（0.011um）超细粉尘去除。1.2.3原烟气不可利用低温余热利用专利技术：为降低运行成本，SDM专门开发了原烟气温度为170-175热量利用技术。原烟气温度为170-175热量一般达不到利用要求。由于采用有机胺吸收-解吸技术，使得小于175的烟气热量可以利用于有机胺解吸过程，并由此大大降低了解吸过程运行成本。1.2.3一转一吸制酸技术：空气和SO2气体一并进入干燥塔，用95%浓硫酸进行干燥，经干燥后水份后由鼓风机送往转化工段；来自转化工段的SO3进入吸收塔，用转化98%浓硫酸吸收SO3，生成浓硫酸。SO2 在催化剂作用下转化为SO3，催化剂选择国产触媒。总反应方程式：2SO2 + 2H2O + O22H2SO41.3主要技术特点1.3.1技术先进性l 脱硫效率高：脱硫效率保证烟气排放指标合格，最低可达小于20 mg/Nm3。l 适应范围宽：在烟气二氧化硫含量从200343000mg/Nm3的范围内运行成本稳定，对各类烟气无限制。l 能耗低：解吸过程需求热量利用原烟气170-180的低品位废热，大大降低运行成本。l 电耗低：有机胺脱硫循环量低，电耗低。l 费用适当：采用适宜的耐腐蚀材料，降低投资费用。l 系统运行可靠：工艺流程简捷，自动化程度高。l 运行简便：开、停车方便，调试和维修费用低。1.3.2环保性l 二次污染少：废水2t/h，废渣：20kg/h。l 有机胺可再生，循环使用，损耗低，溶液无毒、无害、不燃、不爆，年消耗量6%。l 不产生CO2温室气体。1.3.3符合废物利用、循环经济理念l 达到了污染物转变为市场需要的产品，烟气中脱除的SO2最终转变为98%的浓硫酸l 节约硫酸原料硫磺。1.3.4经济可行性l 节约运力：胺液一次性运入150吨，硫酸产品及时外发，无需常规的大量运输；l 减少占地面积：不像钙法脱硫，无需规划石灰石仓库以及处理等用地。l 投资适当，企业可以承担，。l 与传统方法相比，综合经济指标具有明显优势。二、 总体工艺方案以及工艺流程2.1设计基础条件以及设计范围：2.1.1设计基础条件：根据SDM与首钢京唐钢铁联合有限责任公司的技术交流，首钢京唐钢铁联合有限责任公司烧结工程，一期工程共建设两台500m2烧结机。单台烧结机机烟气参数为：l 烟气量：162.4104Nm3/h；l 烟气温度：180；l 烟气含硫：平均600mg/Nm3；l 粉尘：50 mg/Nm3；l 原烟气余压：2000Pa；注：括号内为技术交流提供参数。l 其他成分参照莱钢烧结机烟气成分；烟气含水：按8%考虑；2.1.2设计范围：l 主要生产设施吸附、解吸、胺液除盐以及过滤、制酸系统；l 辅助生产设施：控制室、化验室。l 公用工程设施：总图运输、界区内供排水管网及循环水装置、污水处理、界区内变配电室、界区内供电及照明、自动化控制及通讯系统。2.2总体工艺方案：2.2.1采用全气脱硫；2.2.2采用有机胺脱硫-解吸、一转一吸制酸技术；2.2.3解吸需求热量利用170130烟气热量加热；2.2.4采用卧式喷雾冷却器将130烟气降温至饱和温度，满足吸收温度指标；2.2.5采用玻璃钢以及碳钢/316L复合板耐腐性材料，保证设备寿命以及降低投资费用；2.2.6 两台烧结机烟气脱硫装置主体分别配置2套吸收、2套解吸、1套胺液除盐以及过滤、1套制酸；同时配置1套循环水和废水处理装置；2.2.7脱硫净化后烟气排放：脱硫净化后烟气返回原有烟囱排放，要求对现有烟囱装置增加防腐层；2.2.8自动化水平：实现PLC计算机操作；2.2.9开工率：330d/a；2.2.10废水去向：2t/h，烧结厂一混配料；2.2.11废渣去向：20kg/h，配烧结矿；2.3主要设计指标、设计规模：2.3.1设计指标：l 原烟气指标：流量：162.41042 Nm3/h；SO2：600 mg/Nm3；粉尘：50 mg/Nm3；温度：180；水分：8%；l 烟气排放指标：流量：1881042 Nm3/h；SO2：小于50 mg/Nm3；粉尘：小于50 mg/Nm3；排放温度：55；水分：饱和；l 硫酸产品指标：硫酸（H2SO4）含量，98.0% 灰分，0.02% 铁（Fe）含量，0.005%砷（As）含量，0.0001%透明度，80mm 色度，1.0ml2.3.2设计规模：l 吸收：2套，处理烟气量：162.41042 Nm3/h；l 解吸：2套，胺液处理量：300t/h（每套吸收：150 t/h）；l 除盐以及过滤：1套，除盐能力：25kg/h，过滤能力：50 kg/h；l 制酸：1套，设计年产：2.5104t/a；l 循环水：1套，2400m3/h；l 废水处理：1套，2m3/h；2.4工艺流程简述：烟气脱硫系统分为4个子系统：吸收、解吸、胺液除盐及过滤和制酸。2.4.1吸收子系统从烧结主抽风机来的170-175高温烟道气（2000Pa），经主挡板门、进入烟气再沸器，然后再进入吸收塔，塔顶净烟气返回原烟囱排放。烟气从吸收塔下部进入，由下向上流动，来自解吸的贫胺液从吸收塔上部进入，由上向下与烟气逆向接触，吸收塔内装有高效填料，以保证气、液充分接触。烟气中的SO2被贫胺液吸收，成为富胺液。富胺液由富胺泵送胺液除盐过滤子系统的过滤单元。2.4.2胺液解吸子系统来自吸收的富胺液进入解吸，解吸出的二氧化硫气体去制酸。解吸塔塔底贫胺液去除盐过滤子系统的除盐单元。2.4.3胺液除盐以及过滤子系统（1）除盐：来自解吸的贫胺液进入除盐单元，通过离子交换树脂将热稳定性盐去除，除盐后的贫胺液送吸收。（2）过滤：来自吸收的富胺液送入到微孔精密过滤机内，由过滤机内的微孔过滤管进行固液分离，过滤后的胺滤清液通过胺滤清液泵送给解吸塔，胺浓浆通过辅助洗涤压干过滤机洗涤并压干后，将固体烟尘排出系统外,同时回收滤渣中夹带的胺液。2.4.4制酸子系统来自解吸的SO2气体进入干燥塔、再经SO2鼓风机增压后进转化器转变为SO3气体后再进入吸收塔，生成98%浓硫酸。98%成品酸进入酸库硫酸储槽，用泵送至高位计量槽，然后放至汽车槽车运出厂外。三、 投资估算3.1编制说明 本概算是首钢京唐钢铁联合有限责任公司5002m2烧结机烟气脱硫工程项目概算，概算主要内容包括工艺部分、给排水部分、电气部分、仪表部分、土建部分。3.2建设投资 第1套：建设投资 万元；第2套：建设投资 万元；11四、 经济效益计算4.1概述首钢京唐钢铁联合有限责任公司5002m2烧结机烟气脱硫工程项目采用有机胺法烟气脱硫并副产98%浓硫酸技术，以满足烧结烟气排放的质量要求。4.2资金需求量本项目估算总投资为 万元，为固定资产投资，全部由企业自筹。4.3经济效益计算4.3.1运行费用按照烧结机机头烟气中SO2排放浓度50mg/Nm3, 脱硫系统年运行费用(330天)计算。烟气量：162.42104 Nm3/h序号项目年耗量计算单价年运行费用(万元)备注1辅助材料药剂340 t/a600元/t20.4有机胺液7.5 t/a75000元/t562动力耗电22176k-kwh0.55元/ kwh1219.7软水43200t23元/t100新水消耗74t/h4.7元/t2753人工40人5万元/人.年200总计1871.14.3.2效益计算（1）环境效益在钢铁企业建设脱硫装置其社会效益是十分明显的，据资料介绍，在我国每排放1吨SO2