3 创新性说明书

年产3500吨牛磺酸项目 创新性说明书目 录第1章 消除含硫工业废气污染源创新- 1 -1.1 原料方案及其体系创新- 1 -1.1.1 总厂脱除富氧型氮氧化物技术简介- 1 -1.1.2 原料来源创新性总结- 2 -1.2 脱硫技术创新- 2 -1.3 工艺流程创新- 2 -1.3.1 烟气脱硫工段- 3 -1.3.2 碳铵冷却结晶工段- 3 -1.3.3 牛磺酸合成工段- 3 -1.3.4 硫酸铵精制工段- 3 -第2章 脱除硫资源化利用创新- 4 -2.1 产品选择创新- 4 -2.2 产品结构方案创新- 4 -2.3 全厂总物料核算- 5 -2.4 硫元素流动核算- 5 -2.4.1 概述- 5 -2.4.2 各工段分析- 5 -2.4.3 结论- 6 -第3章 反应技术创新- 7 -第4章 分离技术创新- 8 -4.1 脱硫塔除雾器的设计- 8 -第5章 过程节能降耗技术创新- 9 -5.1 换热网络的设计- 9 -5.1.1 概述- 9 -5.1.2 工艺流股提取- 9 -5.1.3 夹点分析- 10 -5.1.4 三效蒸发分析- 13 -5.1.5 换热网络设计- 14 -5.2 水集成- 15 -第6章 环境保护技术创新- 17 -6.1 环境清洁- 17 -6.2 单产碳排放减少3200吨- 17 -6.3 EIAN噪声检测评价技术- 18 -第7章 新型过程设备的应用- 20 -7.1 螺旋喷嘴- 20 -7.2 双层桨搅拌系统- 20 -第1章 消除含硫工业废气污染源创新1.1 原料方案及其体系创新本项目为某一含硫工业废气源进行烟气深度脱硫，合成牛磺酸并联产硫酸铵、碳酸氢铵及氮气二氧化碳混合气的分厂建设项目，二氧化硫来自总厂脱硝脱氧除尘后排放的烟气，含量约为780 mg/m3。我厂采用是成熟的氨-亚硫酸铵法脱硫技术，脱硫母液与环氧乙烷制备牛磺酸，二氧化碳与氨气冷却结晶制备碳酸氢铵，既能充分利用烟气中的硫资源，减排二氧化碳，又充分利用了环氧乙烷资源，并且能保证二氧化硫经过本项目达标排放。表1-1 原料结构方案原料名称主要组成与含量(体积分数)用量(吨/年)来源工业废气源H2O9.1930%/来自总厂除尘脱硝的烟气N276.3324%/NO,NO20.0003%/O20.0074%/SO20.2023%3027tCO214.26%3200t本工艺流程不仅实现了硫的资源化利用，而且减排二氧化碳，符合可持续发展战略，为国内烟气脱硫，脱碳工艺选择提供一种新的思路。1.1.1 总厂脱除富氧型氮氧化物技术简介通常所说的氮氧化物（NOX）主要包括NO、NO2、N2O3、N2O、N2O5等几种，我们通常提到的氮氧化物污染气体主要是指NO和NO2。燃烧是产生氮氧化物的主要途径，总厂中的产生的氮氧化物主要为热力型氮氧化物，它是指燃烧过程中 空气中的氮气在高温下与氧气反应生成的氮氧化物，主要产生于氧和氮之间的化学反应。产生过程的最终表达式为： N2+O2=2NO （1-1） 2NO+O2=2NO2 （1-2）以上两个反应同时发生在燃烧过程中，因此烟气同时存在NO、NO2。但是根据热力学和动力学研究：在室温条件下，几乎没有NO和NO2生成，并且所有的NO转为为NO2；在800K左右，NO和NO2生成量仍然微不足道，但是NO的生成量已经超过NO2；在常规的燃烧温度下（大约1500K），有可观的NO生成，然而NO2的量仍然微不足道。因此烟气中的氮氧化物主要以NO的形式存在，NO约占总的氮氧化物含量的95%以上，剩余的氮氧化物大多为NO2。所以总厂处理的主要目标污染气体为NO，采用专利（CN 1190255C）提供的在富氧条件下脱氮的方法有效脱除NO，而剩余的极少量的NO2用水吸收，生成极稀的硝酸盐溶液，对后续的除尘，脱硫不会造成影响。 总厂采用的专利技术的原理是利用在活性非均布Pd和Pt(-M)/Al2O3催化剂上，氨还原NO反应在与氨氧反应的平行竞争过程中占优势，从而实现富氧条件下的氨部分选择性还原脱除NO过程，同时在富氧条件下催化氧化脱除还原剂（NH3）。常压、低温下（160-280C），氨还原NO选择性极高，NO脱除率高达99%以上；NH3氧化的转化率高于99%；主要反应如下：4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O （1-3） 4NH3+3O2=2N2+6H2O （1-4）反应（1-3）为NO还原反应，反应（1-4）为还原剂（NH3）氧化反应。反应引发后，氨同时分配给NO、O2进行还原反应和氨氧反应。在这个过程中，能够保证有足够的氨与NO进行还原反应并且烟气中有足够的氧与还原剂进行氧化反应。利用此法，可以一步脱除氮氧化物与烟气中高含量的氧气。1.1.2 原料来源创新性总结 总厂进行脱硝之后的烟气为我们分厂脱硫所用，其中的硫氧化物经过脱硝过程没有发生实质性的改变，烟气中水蒸气含量略有升高。并且，此时脱硫进口烟气中已经没有氧气的存在，恰好避免了脱硫过程中亚硫酸根存在氧化的风险，为生成亚硫酸铵而进一步与环氧乙烷反应生成牛磺酸提供了极为有利的条件。1.2 脱硫技术创新我们选取了湿法脱硫中四类典型的工艺石灰石/石膏脱硫法，氧化镁法，W-L脱硫法（亚钠循环法），氨法脱硫进行比较，可以得知氨法脱硫具有很多别的工艺所没有的特点，如系统设备少，投资和运行费用低，在回收工艺中较为成熟等。氨吸收烟气中的二氧化硫是气-液反应，反应速率快，反应完全，吸收剂利用率高，可以做到高效脱硫。这四类湿法脱硫工艺各有利弊。综合我们的市场调查进行考虑，氨法脱硫的副产物有硫酸铵和亚硫酸铵，我们可以选用亚硫酸铵进行进一步反应，生成附加值较高的产品牛磺酸。从资源化利用的方向考虑，我们选择氨法脱硫也符合国家发改委对于加快脱硫产业化发展的相关政策。另外，吸收塔采用填料喷淋塔进行脱硫，反应更加充分，塔顶有除雾器，有效减少气溶胶造成的氨逃逸。1.3 工艺流程创新本项目的工艺流程方框图如下所示：图1-1工艺流程方框图1.3.1 烟气脱硫工段采用成熟的氨-亚铵法脱硫技术，用稀氨水作为氨源对SO2进行吸收。为进一步提高脱硫效率，我们将烟气分成两股，分别通过两个并联的填料式脱硫塔。物料流经脱硫工段，将得到一部分气体（包含CO2、H2O、N2、NH3和达到排放量标准的SO2）和一部分液体（包含NH4HCO3、NH4HSO3和少量（NH4）2SO3）。1.3.2 碳铵冷却结晶工段来自烟气脱硫工段的溶液经过分解处理和闪蒸与来自脱硫工段的气体，在一定的条件下混合。得到的气体冷却至5摄氏度再闪蒸进行气液分离，得到的气体为氮气与二氧化碳的混合气，排至大气；得到的液体再通过冷却结晶和固液分离，得到副产品-碳铵，其中部分流股再通入混合步骤，进行循环。1.3.3 牛磺酸合成工段牛磺酸合成工段采用环氧乙烷-亚硫酸铵工艺，资源化利用氨法脱硫的产物，环氧乙烷和亚硫酸铵合成的牛磺酸根经过硫酸酸化，制得牛磺酸粗品，经过结晶提纯后得到本项目的主产品-牛磺酸。1.3.4 硫酸铵精制工段牛磺酸精制阶段分离得到的液体，与稀氨水混合，经过三效蒸发，固液分离得到我们的副产品-硫酸铵。闪蒸分离得到的液体进过分流器，其中部分流股再通入混合步骤，进行循环。第2章 脱除硫资源化利用创新2.1 产品选择创新牛磺酸以游离形式大量存在于人及哺乳动物的几乎所有脏器中，其中以脑、心脏和肌肉中含量较多，是人及动物的重要营养物质。从原料供应这个角度分析，从2013年开始， 中国环氧乙烷生产能力大大过剩，2013年中国环氧乙烷产能为546 万吨， 其中商品环氧乙烷产能为265 万吨，实际供应环氧乙烷190 万吨，全国实际需求量为170 万吨，全国环氧乙烷 生产开工率为90%，到2014年和2015 年全国有19个企业新建环氧乙烷将投入生产，预计新建生产能力将达386 万吨，在未来的几年内环氧乙烷 将继续大量过剩，可见全国环氧乙烷资源丰富，为环氧乙烷法牛磺酸提供了大量的环氧乙烷。从工艺技术的角度分析，现在环氧乙烷 法生产技术成熟，生产规模大，又因乙醇胺是环氧乙烷 氨化法生产的，所以环氧乙烷法牛磺酸生产成本比乙醇胺法便宜40005000 元/吨，环氧乙烷 法牛磺酸的生产成本最低。因此，牛磺酸的生产方法发展趋势是大力发展环氧乙烷法。全球牛磺酸的年需求量在5万吨左右，主要用于食品添加剂和传统的医药领域，其中用于食品添加剂的需求量占总需求量的95以上。近年来，牛磺酸的年需求量保持在1020的速度增长，未来牛磺酸的需求量将继续保持强劲的增长势头，有很大的发展空间。2.2 产品结构方案创新表2-1产品结构方案序号类别产品名称规格产量利用去向1主产品牛磺酸98.5%（食品级、医药级、饲料级）3500 t去往下游市场销售2副产品碳酸氢铵99.2%21000 t去往下游化肥市场销售3副产品硫酸铵99.2%1100 t去往下游化肥市场销售本项目产品多样，实现了原子利用率，实现充分资源化。故以亚硫酸铵为主体构成的产品结构方案绿色环保、价值可观、市场可调、经济可行。2.3 全厂总物料核算图2-1全厂物料核算由图可知，流入厂区物料与流出物料平衡，符合质量守恒定律。2.4 硫元素流动核算2.4.1 概述硫元素以二氧化硫的形式从脱硫车间进入全厂开始流动，共经过全厂的四个工段，分别是：脱硫工段、碳铵冷却结晶工段、牛磺酸制备工段和硫酸铵精制工段。以下是各个阶段硫元素的存在形式与含量的详尽分析。2.4.2 各工段分析（1）烟气脱硫工段年处理含硫烟气3.888亿立方米，其中二氧化硫含量为778.55 mg/m3,即烟气中共含有二氧化硫为：3.888109 m3778.55mg/m3=3.0271012 mg=3027 t换算为物质的量为：n=mM=3.027109g64g/mol=4.7294107 mol理想状况下吸收二氧化硫的物质的量为4.7294107 mol，采用本项目设计的氨法脱硫，二氧化硫吸收率高达98.68%。所以，实际吸收为： 4.7294107 mol98.68%=4.667107 mol，即生成中间产物亚硫酸铵为4.667107 mol，换算为质量为：m=nM=4.667107 mol116.14 g/mol=5.42025109 g=5420.25t经阅读大量文献，可知中间产物亚硫酸铵的纯度在87.8%-92.3%之间，我们选择亚硫酸铵的纯度为90%。那么，实际亚硫酸铵的物质的量为：4.667107 mol90%=4.2003107 mol换算为质量为：m=nM=4.2003107 mol116.14 g/mol=4878.23 t经提纯之后的母液中含硫量为4.667106 mol，通往三废处理区进行废液处理。（2）碳铵冷却结晶工段在脱硫工段中未吸收的二氧化硫,即6.24105 mol，合计39.94 t通往碳铵冷却结晶工段，在第二工段中与其他排出废气（二氧化碳，氨气等）一起通往三废处理区。（3）牛磺酸制备工段亚硫酸铵经过提纯之后进入第三个工段-牛磺酸制备工段，理想状况下，牛磺酸铵盐的产量为4.2003107 mol，即5256.68 t。但是，根据我们的工艺选择，环氧乙烷与亚硫酸铵一步制得牛磺酸铵盐的转化率为78%，产品纯度为93%。所以，牛磺酸铵盐的实际产量为：4.2003107 mol78%93%=3.0469107 mol换算为质量为：m=nM=3.0469107 mol142 g/mol=4.32654109 g=4326.54 t未转化的亚硫酸铵与提纯铵盐之后的母液中的总含硫量为1.1534107mol，通往三废处理区进行废液处理。生成的牛磺酸铵盐再经过硫酸酸化最终制得产品牛磺酸，这一过程中反应转化率为93.47%。产品纯度为98.5%。所以，牛磺酸的最终产量为：3.0469107 mol93.47%98.5%=2.805107 mol换算为质量为：m=nM=2.805107 mol125.15 g/mol=3.51068109 g=3510.68t（4）硫酸铵精制工段经提纯之后的母液通往第四个工段-硫酸铵精制工段，其中含硫量为2.419106 mol。2.4.3 结论整个流动过程中，硫元素守恒。如下图所示：图2-2 全过程硫元素守恒示意图第3章 反应技术创新国内应用的生产工艺集中在乙醇胺法和环氧乙烷法两大类工艺。采用乙醇胺法，原料的储存和运输具有很大的困难并且有毒性。而以环氧乙烷为起始原料，经与亚硫酸氢钠加成，然后经氨化，中和，分离纯化得到牛磺酸产品的反应过程久，产品提纯困难。本方案的技术反应步骤少，环氧乙烷与亚硫酸铵仅一步反应就得到牛磺酸铵盐，经酸化得到牛磺酸粗品，精制就得到牛磺酸，因此工艺简练而可体现经济性并且还可体现清洁化生产。以硫酸调节pH值，生成化肥硫酸铵。反应器在COMSOL Multiphysics多物理场数值计算软件中的设计。本团队在COMSOL Multiphysics软件中选择反应工程计算该反应器，在软件中以1:1的比例设计该反应器。表3-1 反应器设计依据环氧乙烷法制备牛磺酸工艺按操作方式可分为两种：间歇式操作与连续式操作，连续式操作的反应过程中都比较均匀稳定，反应温度和出口牛磺酸浓度都不会随反应时间而改变，通过连续地补充环氧乙烷和亚硫酸铵可以维持反应釜温度、浓度的稳定，从而确保反应稳定。从装置结构上，间歇式生产方式需要周期性切换大型阀门和控制系统，而连续性生产方式只需在进料管路上安装一些小型控制阀门，从而降低了操作和维修成本。从安全角度上讲，间歇式操作由于需要周期性的反应器的切换，对装置设计的安全系数较高。本项目选择连续式搅拌釜式反应器。第4章 分离技术创新4.1 脱硫塔除雾器的设计在脱硫塔顶层喷淋装置设置上下喷嘴，喷淋层喷嘴雾化粒径变小可增加气液接触面积，提高脱硫塔的脱硫效率，在喷淋装置的上下面设计筛板。喷淋层与一级除雾器之间距离和除雾器出口液滴含量关系密切，距离增加，除雾器出口液滴含量降低，但是较高的空塔流速下，喷淋层与一级除雾器之间的距离对除雾器出口液滴含量几乎没有影响。因此在较低孔塔流速下，应尽量增加喷淋层与一级除雾器间的距离。经计算，该脱硫塔的空塔气速为0.7874m/s，所以我们设计增大了第一层筛板与喷淋层的距离并且增大第一块筛板的开孔直径，防止出口堵塞。在湿式氨法脱硫装置中，喷淋介质为质量分数约10%的氨水溶液，因此喷嘴选用具有耐磨性且不堵塞的碳化硅材质。碳化硅喷嘴具有高强度，高硬度、抗强烈腐蚀性、抗剧烈磨损、耐高温等优良性能，使用该喷嘴的组合式除雾脱硫塔在较低的操作压力下仍具有较高的吸收效率。由于喷嘴是上下分布的，喷出的喷淋液与气流接触后产生雾化，将有小部分的小雾滴夹杂在气体中。由于设置的筛板，含有雾滴的烟气向上运动的过程中，将撞击筛板，在重力作用下滴落，从而达到除雾的效果。该筛板的作用亦可除去大颗粒的雾滴，减轻操作负荷该组合式除雾脱硫塔具有降温，吸收少量二氧化硫，有效去除烟气中的酸雾、砷、铅等杂质的多重功效。具有效率高，性能可靠等优点，可确保脱硫系统的稳定运行，具有良好的环境、社会效益和广阔的应用前景。第5章 过程节能降耗技术创新5.1 换热网络的设计5.1.1 概述本项目为吉林建龙钢铁设计一座烟气脱硫并资源合理化利用的厂，制造成本是一个关键的考核参数，其中公用工程的消耗占了很大的一部分。运用夹点技术对流程进行换热网络的设计和优化，可以尽可能地实现对内部流股热量的集成和最大化利用，从而减小公用工程的消耗。本项目具体可分为烟气脱硫、碳氨冷却结晶、牛磺酸制备、硫酸铵精制工段。从整个工艺流程来看，本项目需要大量的公用工程，冷公用工程包括冷却水、冷冻剂，热公用工程包括125和150的低压蒸汽还有175的中压蒸汽。冷公用工程来源于本项目厂区的循环水站及冷冻站，热公用工程来源于本项目厂区的蒸汽系统。为充分集成过程中的热量，本项目采用了三效蒸发技术，充分利用了蒸发产生的蒸汽，产生循环利用，多次重复利用了热能，显著地降低了热能耗用量，实现了较大程度的节能。5.1.2 工艺流股提取流股信息如下：(源文件“全流程没有三效蒸发没有换热网络”)表5-1 换热物流一览表（不含三效蒸发）物流名称加热器名称进口温度/出口温度/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_S78E040356.3458.00147.22S64_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_heatE0305155.09150.00-4557.85V0207_heatE020490.0090.500.00塔名称加热器位置进口温度/出口温度/能量kWT0101A无/T0101B无/5.1.3 夹点分析将上述流股数据输入到软件Aspen Energy Analyzer中，分析经济效益与最小传热温差的关系，拟合出投资费用、操作费用与最小传热温差的关系曲线如图5-1所示，图5-1 投资费用、操作费用-最小传热温差关系曲线（不含三效蒸发）再根据这两条曲线得到总费用与最小传热温差的关系曲线如图5-2所示，图5-2 总费用-最小传热温差关系曲线（不含三效蒸发）由图5-2可知，最小传热温差为20时，总费用最小。因此确定最小传热温差为20。设定最小传热温差为20后，得到的冷热物流的组合曲线如图5-3所示，图5-3 组合曲线（不含三效蒸发）需要的热公用工程为26.5MW，需要的冷公用工程为25.3MW。再采用三效蒸发技术，充分利用了蒸发产生的蒸汽，产生循环利用，多次重复利用了热能，显著地降低了热能耗用量， 在Aspen中重新模拟全流程，得到新的流股信息，如下表所示：(源文件“全流程含三效蒸发没有换热网络”)表5-2 工艺过程流股信息表（含三效蒸发）物流名称加热器名称进口温度/出口温度/能量/kWGAS1_To_GE010220.0044.002714.69S6_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_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塔名称加热器位置进口温度/出口温度/能量kWT0101A无/T0101B无/将上述流股数据输入到软件Aspen Energy Analyzer中，分析经济效益与最小传热温差的关系，拟合出投资费用、操作费用与最小传热温差的关系曲线如图4所示，图5-4 投资费用、操作费用-最小传热温差关系曲线（含三效蒸发）再根据这两条曲线得到总费用与最小传热温差的关系曲线如图5-5所示，图5-5 操作费用-最小传热温差关系曲线（含三效蒸发）由图5-5可知，最小传热温差为18时，总费用最小。因此确定最小传热温差为18。选择最小温差为18，得到的冷热物流的组合曲线如图5-6，图5-6 组合曲线（含三效蒸发）从组合曲线可知，相比不加三效蒸发操作，三效蒸发使热组合曲线温位上升，可以集成系统内部更多的能量，减少公用工程的消耗。需要热公用工程为25.2MW，冷公用工程为22.9MW。夹点温度88.7，70.7。得到总组合曲线如图5-7所示。图5-7 总组合曲线（含三效蒸发）通过对总组合曲线进行判断，可以得出流程内部换热后，需要达到的最高温度在150以下，因此只需要蒸汽进行加热即可，同时为了节约成本，应该使用多种品味蒸汽以降低高品位蒸汽消耗，因此我们热公用工程采用125摄氏度和150摄氏度的低压蒸汽还有175摄氏度的中压蒸汽。需要达到的最低温度为4，因此需要采用低温冷冻剂，其他使用循环冷却水即可。5.1.4 三效蒸发分析其结构如图5-8所示。图5-8 三效蒸发流程图三效蒸发技术，充分利用了蒸发产生的蒸汽，产生循环利用，多次重复利用了热能，显著地降低了热能耗用量，实现了较大程度的节能。5.1.5 换热网络设计换热网络的设计，自由度较大，所获得的方案数目众多，但是合理的换热网络需要经过筛选与优化。在设计换热网络时，需要考虑工艺流股换热的可能性，同时还要将设备费用等因素也考虑进去，以便获得最为合理的换热网络。为简化换热网络，将流股分流设置为1。在Aspen Energy Analyzer给出的design中选取其中比较经济且所需换热器较少的设计方案进行后续优化过程。所选推荐设计方案如图5-9所示：图5-9 优化前换热网络该换热网络的换热器数目为32台，按照最小换热器台数原则，还可以撤去若干台换热器。该换热网络中有部分换热器换热面积很小，热负荷也很小，可以删去，例如换热器E117、E137、E107等。当用多种公用工程换热时，可适当减少操作费，但会增加换热器数目和设备费。比如在使用冷却水和制冷剂冷却时，如果冷却水冷却的负荷较小，则可直接使用制冷剂，而不使用两种公用工程，以节省一台换热器的设备费。换热网络中存在loop，在实际操作中，一般不能有loop回路的存在，故应该删去负荷或者换热面积较小的换热器，将其合并到换热器，打破回路，减少换热器数目。再通过path通路来调节换热量，使换热器的热负荷得到松弛，甚至减少换热器的数目，例如E106与E112形成回路，我们删去了E106同时将负荷加到E112上，E115与E122形成回路，我们删去了E115并将负荷加到E122上。另外，相距较远的物流间换热会使管路成本增大，增加设备投资成本，且操作不稳定，此类换热器需要删除，例如我们删去了脱硫工段和硫酸铵精制工段的物流换热器E118。经过以上调节之后，最后获得换热网络如图5-10所示:图5-10 优化后换热网络优化后的换热网络所需换热器数目为20台，数目减少且结构更为精简，所需热公用工程为24.3MW，所需冷公用工程为19.4MW。下表是优化前后所需的冷热公用工程。表5-3 优化前后所需的冷热公用工程项目热公用工程MW冷公用工程MW直接公用工程26.525.3换热网络设计24.319.4节能百分率8.3%23.3%总节能百分率31.6%综上所述，进行换热网络优化后，过采用此换热网络，能量回收率达到31.6%，实现了较大能量的回收利用。5.2 水集成化工生产除了耗能外，还是一个大量耗水的过程。本着节能减排的生产原则，降低水资源的消耗是工艺设计过程中的重点之一。本项目为年产 6800吨丙烷制环氧丙烷项目，生产中耗水量较大，因此利用 water design 软件对本工艺的水资源消耗过程进行优化，并建立水集成网络，最大限度降低水资源的消耗。具体用水情况如下表所示： 表5-4 工厂总用水情况生产小时h每小时单耗水量t总量wt/a占生产用水量比值%车间用水72006.54.687.27公用工程用水7200251827.96废水处理用水720046.933.76852.46罐区用水72004.33.0964.81生活用水720064.326.71其他用水72000.70.5040.79总计89.464.368100 工艺实际生产中一般为多杂质的情况，较为复杂，完全分离出来较为困难，水集成技术就是点是把多杂质用水过程模假设为单杂质用水过程，再利用水夹点技术对用水网络进行分析设计，以达到全系统合理用水的目的。这样做的优点是避免各用水单元因所含杂质不同而造成的相互污染，降低处理难度、提高水的重复利用率、减少操作和处理费用。优化后用水网络分别如图所示：图5-11 优化后水网络图根据上述用水网络设计，优化前和优化后对比如下表所示： 表5-5 优化前和优化后对比表新鲜用水量/（t/h）重复利用率%优化前全部新鲜水89.46.88优化后再生重复利用6.15第6章 环境保护技术创新6.1 环境清洁在三废方面，本项目设计几乎不产生的废固，主要为废锅炉灰渣，另外还会产生工业垃圾和生活垃圾。生活垃圾则主要集中由金珠工业园区集中处理；锅炉炉渣、灰渣等，可采取综合利用方式用于水泥、筑路等。生产过程产生781 t/a综合废水，包括180 t/a高氨氮废水，综合废水经催化内电解反应器和混凝沉淀后，进入水解酸化池，再进入UASB系统。工程采用在此基础上改进的催化内电解/厌氧/A/O工艺使其对牛磺酸生产废水更有针对性。工艺中短程硝化-反硝化生物脱氮和全程硝化反硝化生物脱氮及同步硝化反硝化同时存在，微生物以兼性厌氧型为主，好氧型和厌氧型并存。再用氧化耦合絮凝技术对生化出水进行深度处理，使出水水质达到排放标准。该工程设计规模为0.6 t/d。该污水处理工艺对氨氮、总氮表现出优良的处理性能、对COD，BOD5的处理效果也非常优异。本工艺对COD、BOD5、氨氮和总氮的去除率分别为97%、95%、87%和86%。图 6-1牛磺酸生产废水及污泥处理工艺流程 含污染物的气体，通过某多孔填料床，其中含有固定的微生物，通过这些微生物的降级作用，实现对污染物的生物处理。当异味污染气体通过介质时，气流中的污染物被生物膜吸收，氧化。该技术还具有高效，低投入费用和运行费用，安全操作，低能源消耗，不产生副产品，能将许多无机物和有机物转化成无害的氧化物的特点。综上，本项目在废物利用和三废排放中做到了环境清洁。6.2 单产碳排放减少3200吨 由于CO2温室效应增强，已经产生全球气候变暖的趋势。由联合国一些机构资助的政府间气候变化研究组织（IPCC）指出如果矿物燃料的使用继续稳定增加那么到2050年全球年平均温度将达到16-19超过以往的变暖速度而加速全球的变暖。在脱硫工段，采用湿式氨法脱硫的同时，将二氧化碳一并吸收，生产碳酸氢铵，而后经冷却结晶步骤生成副产品给碳酸氢铵。在有效脱硫的同时，减排二氧化碳，减少温室效应。化工项目碳排放=燃料燃烧CO2排放 +火炬燃CO2排放+工业生产过程CO2排放+净购入电力和热力隐含的CO2排放- CO2的回收量。本项目利用氨法联合吸收二氧化碳技术、碳铵冷却结晶技术、热集成技术可直接减少净购入电力和热力隐含的CO2排放，回收混合气体中的二氧化碳可减少火炬燃烧CO2排放。综合各项创新技术使得本项目提高经济效益的同时，实现节能减排。6.3 EIAN噪声检测评价技术我国相对于欧美发达国家而言，对于工业噪声控制的起步较晚，我国对于工业噪声控制和治理方面的研究主要开展于近几年，随着我国现代工业的迅速发展，越来越多人开始重视工业噪声所造成的危害，并开始研究工业噪声的治理方法。由于我国劳动人口众多，发达地区人口相对密集，而且工业发展水平相对于发达国家较弱，因此我国的工业噪声治理更加重要也更加困难。通过对工业噪声的特点进行分析，企业或生产单位对噪声进行控制时，比较有效的方法是在工业生产中控制噪声源或阻隔工业噪声的传播途径。从企业的发展角度讲，对工业噪声进行有效治理，不但可以防止工业噪声对工作人员和周边居民的身体健康造成伤害，还有利于提高企业的形象和工作效益。背景噪声为 20dB 时，部分昼间数据及监测点对其周边环境影响数据如表 6-1所示。抽取部分数据如下：表6-1抽取部分数据Y/X020406080100120052.6153.554.4555.4856.5957.7358.831052.8653.7954.8155.9357.1758.5159.892053.154.0855.1656.3757.7459.361.043053.3254.3455.4856.7758.2760.0862.274053.5254.5855.7757.1458.7760.863.515053.754.856.0457.4759.1961.4364.636053.8654.9956.2757.7459.5461.9365.637054.0155.1756.4757.9759.8162.2566.218054.1355.3156.6458.1659.9962.4166.19054.2355.4456.858.3360.1362.4566.