答辩省赛最终版-(2)课件

队员：李健康胡晨雷陈张勇许董超蒋琦处理量为17万立方米/小时的含硫尾气项目指导老师：董新艳张胜建张艳辉杨志杰胡美琴PART01项目概述01项目概述02工艺设计03工艺亮点04设备设计与选型05控制方案06安全与环保07经济评价08整体布局项目目的市场需求针对尾气含硫量过高，违反政策的工厂企业处理含硫尾气原料供应总厂提供96吨活性焦、101吨氨气/每年环境政策日益严峻的环境问题，因尾气不达标，要求整改关停的企业02浓硫酸03优：经济优势明显，工艺成熟、可操作性好。缺：产品价值量较低优：联合脱硫脱硝，且产品是很好的化肥原料缺：生产该产品的流程工艺较为复杂，产生废水较多。二硫化碳01优：该产品价值较高，投资高、消耗大。缺：原料较少，产品附加值低，达不到高纯度要求。产品选择硫酸铵钙法脱硫技术脱硫氨-硫酸铵法脱硫技术固硫剂价格昂贵，相对于其它脱硫剂，氨水的价格较高，且有毒。此方法尾气中含有大量硫酸盐、硝酸盐，排放到大气中造成二次污染，容易形成雾霾。工艺路线活性焦吸附法脱硫技术工艺流程短，产品单一，反应速度快，选择性高，过程环境友好污染物排放量小，符合绿色化学和原子经济发展理念的要求丙原料入

产品及废物出物料状况硫酸（98%）尘埃ASH废水

2635.2吨/年269.42吨/年83.51吨/年含硫尾气活性焦氨气12.24亿m3/年96吨/年101吨/年烟气

Temperature(℃)362.4Pressure(MPa)0.18Volume（cum/h）170000component1CO20.1285N20.758O20.029012H2O0.08346SO20.0008799SO38.092e-06NO20.00014ASH(kmol/h)7483.96处理状况脱硫率95%脱硝率96%30ppm3.3ppm合格厂址选择宁波市镇海工业园区北纬30°、东经121°区位优势产业优势物流优势城建优势产品、销售优势选址合理浙江浙能镇海发电有限责任公司PART02工艺设计除尘ASH脱硫SCR脱硝生产流程WSA制酸除尘吸附工段脱硫制酸工段脱硝工段生产流程除尘吸附工段脱硝工段除硫制酸工段空气空气空气ASPENPLUS全流程模拟PART03工艺亮点锅炉烟气除尘工艺比较锅炉烟气除尘工艺旋风分离器和静电除尘联用：（1）除尘压降小（2）适用温度广（3）处理粒径广泛（4）除尘效率高（5）操作方式连续项目回转反吹布袋除尘湍球塔除尘旋风静电除尘联用旋风除尘组成除尘布袋、除尘分离器、反吹风机填料球，分布板，溢流槽等旋风分离器，静电除尘器旋风分离器压降较大小小小温度℃<165℃适用低温300℃均适用最小颗粒直径10mm0.3um1um>5um除尘范围广广广较窄除尘效率/%98.5909950～90操作方式间歇式连续式连续式连续式操作条件负压常压常压常压旋风分离器静电除尘器项目湿法钙法脱硫技术氨-硫酸铵法脱硫技术再生胺吸附解吸法脱硫技术活性焦吸附法脱硫技术流程复杂复杂复杂简单消耗大大大小温度/℃59～60℃影响不大<110℃80～150℃选择性/%/差高高废水多一般较多无速率快慢较慢慢脱硫剂Ca（OH)2(NH4)2SO3特级二胺溶液活性焦使用寿命//7-10年/再生方式不能再生不可再生采用蒸汽加热解吸温度110℃采用蒸汽加热解吸温400℃脱硫率/%909097.895脱硫工艺段的比较脱硫工艺段吸收剂再生技术活性焦吸附法：（1）流程简单（2）选择性高（3）无二次污染（4）吸附剂可再生

反应吸附塔加热反应器氨气的处理和再利用氨气吸收塔三氧化硫吸收塔热集成夹点技术优点：降低能耗；提高生产能力，改进质量控制；降低投资费用；降低环境污染。组合曲线热集成前后：冷工程大约减少30%热工程大约减少35%。PART04设备设计与选型GB150-2011JB4712-2007GBT151-2014JB/T4710-2005HGT21639-2005GBT25198-2010TSGR0004-2009HGT20580-20585-2011选型原则与设计标准设备设计与选型主要设备一览表Mainequipmentlist序号设备名称数量（台）1反应器42填料吸收塔23缓冲罐14风机185泵46换热器（冷却器）107冷凝器18储罐8总计48非标设备设计·塔设备设计水力学校核尺寸计算强度校核机械设计Aspenplus模拟氨气吸收塔尺寸参数

合格工艺设计条件液相气相序号

1质量流量kg/h563764质量流量kg/h782602密度kg/m3998.25密度kg/m31.2043粘度cp1.0056体系性质中等泡沫体系0.85塔的结构参数1填料种类/CMR阶梯环8塔径m2.82材料/金属9床层高度m43尺寸mm6310

4厚度mm011比表面积m2/m31235填料因子m-17212空隙率%986干填料因子m-17913堆积个数#/m3/7堆积密度Kg/m319514每米理论板数/0.88工艺计算参数1液泛分率%78.47填料层总压降Pa2402.8002空塔气速m/s2.9348单位填料层压降Pa600.73泛点气速m/s3.7409持液量m3/m35.4734气体动能因子Pa^0.53.21910喷淋密度m3/(m2.h)9.17685气体负荷因子m/s0.10211最低喷淋密度m3/(m2.h)1.237086流动参数/0.02512理论级数/3.52水力学校核参数非标设备设计·塔装配图非标设备设计·反应器设计设备位号设备名称形式数量外形尺寸/mm设计温度/℃设计压力/Mpa材料壁厚/mm衬里单台重量/tR-201脱硝塔固定床反应器1直径3500高130005000.1206Cr19Ni1020无120R-301吸附反应塔移动床反应器1直径7000高160001500.1506Cr19Ni1020无220R-302加热反应塔列管式移动床1直径5000高135007000.1506Cr19Ni1020无180R-303二氧化硫催化反应塔固定床1直径4000高90001500.1606Cr19Ni1020无65

加热反应塔物料衡算表Materialbalance活性焦再生的条件确定加热反应塔设计表非标设备设计·反应器设计OutInTemperatureC139.6140Pressurebar1.21.5VaporFrac0.9870.986MoleFlowkmol/hr149.637143.331MassFlowkg/hr3162.1883162.344VolumeFlowcum/hr4221.6894021.533EnthalpyGcal/hr-7.286-7.484MassFlowkg/hr

CO2130.150N200O2646.541579.272H2O2219.3292143.548SO2269.2030SO33.0942.933NO200NH300C24.02224.022H2SO48.2514412.57

反应器校验合格项目名称解吸塔式移动床反应器

加热段

列管

外径mm56壁厚mm3管长m1.4横向间距mm78纵向间距mm80

活性焦

堆积密度kg/m3643导热系数W/(m·k)0.2比热J/(g·℃)1.2质量流量kg/h109入口温度℃30出口温度℃400

空气

密度kg/m30.456导热系数W/(m·k)0.05123比热J/(g·℃)1.093质量流量kg/h0.06入口温度℃700流动速度m/s2.9271普朗特数0.699壁厚mm10

冷却段

列管

外径mm56壁厚mm3管长m1横向间距mm78纵向间距mm80

活性焦

堆积密度kg/m3643导热系数W/(m·k)0.2比热J/(g·℃)1.245质量流量kg/h109入口温度℃400出口温度℃100

水

密度kg/m3995.4导热系数W/(m·k)0.616比热J/(g·℃)4.19质量流量kg/h540入口温度℃30流动速度m/s2.444普朗特数5.52中间段

外径mm56壁厚mm3管长m0.3换热器的选型换热器校验合格换热器校验合格浮头式换热器装配图其他标准设备选型设备位号设备名称型号类型数量（台）E101A换热器BESX(Y)1000-1.0-260-6/25-6REd(b)固定管板浮头式1E101B换热器BESX(Y)1000-1.0-260-6/25-6REd(b)固定管板浮头式1E102A换热器BESX(Y)1000-1.0-260-6/25-6REd(b)固定管板浮头式1E102B换热器BESX(Y)1000-1.0-260-6/25-6REd(b)固定管板浮头式1E201A换热器BESX(Y)1800-2.5-1075-6/19-6REa(b)固定管板浮头式1E201B换热器BESX(Y)1800-2.5-1075-6/19-6REa(b)固定管板浮头式1E301酸冷凝器LNA-100固定管板式1E301A换热器AESX(Y)325-4.0-10-3/19-2REa(b)固定管板浮头式1E302酸冷却器阳极保护管壳式1E303A酸冷却器阳极保护管壳式1E303B酸冷却器阳极保护管壳式1

换热器设备位号设备名称型号流量/(m3/h)转速/(r/min)效率/%有效功率功率/kwG-101A/B离心式鼓风机8-09（C、E式）1848104000588020.73G-102A/B离心式鼓风机8-09（C、E式）1532114000627321.53G-201A/B离心式鼓风机4-72(2.8A)5651450680.35G-202A/B离心式鼓风机4-72(3.5A)41462900701.54G-203A/B离心式鼓风机8-09(A、D式)967742900614053.21G-204A/B离心式鼓风机8-09(A、D式)646832900643075.28G-301A/B离心式鼓风机4-79(4A)82402900585.5G-301A/B离心式鼓风机4-79(4A)82402900585.5G-302A/B离心式鼓风机7-49(6A)116001450715.5风机泵设备名称尺寸材料数量液氨储罐40m3高强度不锈钢4浓硫酸储罐60m3衬四氟钢板4储罐PART04控制方案控制方案集散控制系统DCS集中管理分布控制温度液位压力流量鼓风机控制对于鼓风机采用流量控制的控制方案对于换热器采用旁路流量控制的控制方案换热器控制对于泵采用流量控制的控制方案泵控制对于储罐采用液位指示控制的控制方案储罐控制进料压力指示，流量指示控制的控制方案塔顶具有压力报警点塔釜液位指示控制的控制方案塔底具有温度检测点吸收塔控制PID信息24个温度点13个压力点2个液位点14个流量点PART04安全与环保安全检查表危险度评价HAZOP危险性分析和可操作性研究Risksystem事故模拟DOW火灾、爆炸危险度评价安全评价方法HAZOP分析HAZOP分析偏差：没有流量在管道上增加流量计和低流量报警；并设备用泵，运行的泵出现故障时，操作人员就地及时启动备用泵。1.进入反应器的输送泵故障2.反应器进料管道堵塞2.反应系统内空气（氧气或氧化剂）浓度增大，形成爆炸性混合物，引燃发生爆炸1.反应系统进料比例失当，反应失控，反应系统超压甚至破裂，有毒化学品泄漏进入大气HAZOP分析HAZOP分析Risksystem事故模拟池火事故模型蒸汽云模型有毒有害物质扩散预测Risksystem典型事故泄漏液氨池火事故模拟Liquidammoniapoolfireaccidentsimulation12.9m范围内为死亡区12.9~15.5m范围内为二度烧伤区15.5~21.2m为一度烧伤区蒸气云爆炸模拟Ammoniacloudexplosionsimulation10.9m范围内为死亡区10.9~21m范围内为财产损失区21~32.5m范围内为重伤半径32.5~58.2m范围内为轻伤区半致死浓度范围短时间接触浓度容许范围典型液氨泄漏事故模拟Liquidammonialeakingaccidentsimulation半致死浓度范围短时间接触浓度容许范围氨气扩散预测Ammoniagasdiffusionforecast安全措施具体措施防火墙消防站监控点安全距离阶段除尘工段脱硫工段脱硝工段废气无少量未除尽的三氧化硫少量带入尾气中的氨气废水及废液无含少量硫酸铵废水含氨废水废渣尘埃固体颗粒失活的活性焦无送到特定厂家处理卖给所需厂家进行利用除去脱硫工段的废气环保氨气吸收塔吸收返回总厂集中处理PART04经济评价（1）《石油化工工程建设费用定额》（2007年版）（2）《石油化工工程建设设计概算编制方法》（2007年版）（3）无形资产的投资按《编制办法》有关规定并结合当地及本项目具体情况进行算。（4）建设投资的估算依据国家石化局(1999)第195号文《化工建设项目可行性研究投资估算编制办法》（5）《化工建设项目可行性研究投资估算编制方法》国家石化局（1999）第195号文（6）《化工工艺设计手册》化学工业出版社，第三版经济分析·编制依据经济分析·投资分析项目总投资TotalInvestment11340万元/年固定投资9812万元/年建设期贷款利息349万元/年流动资金1178万元/年经济分析·成本分析运营成本TotalInvestment1547万元/年原材料及辅助材83万元/年折旧摊销费573万元/年公用工程及废水处理250万元/年其他640万元/年经济分析经济分析·收入分析销售收入210万元/年尾气处理收入187万元/年收入构成AnnualIncome2241万元/年政府以及企业资金投入1843万元/年经济分析·财务现金流量表建设期投产期生产期

第1年第2年第3年第4年第5年第6年第7年第8年第9年第10年第11年生产负荷0.000.000.800.801.001.001.001.001.001.001.00现金流入/万元销售收入0.000.00110.68147.58184.47184.47184.47184.47184.47184.47184.47废气处理收入77.37103.16128.95128.95158.95158.95158.95178.95178.95178.95178.95政府支持资金398.23398.23299.44358.42436.32443.712444.03286.12286.12286.12286.12企业资助40004000300030003000300030002000200020002000回收固定资产0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00减免退税0.000.000.130.170.220.220.220.230.230.230.23小计4475.64501.33539.23635.123779.963787.3523787.62649.772649.772649.772649.77现金流出/万元固定资产投资3829.733829.730.000.000.000.000.000.000.000.000.00流动资金1178.521178.520.000.000.000.000.000.000.000.000.00经营成本0.000.00928.711239.281547.851547.851547.851247.851247.851247.851247.85税金租和附加0.000.005.647.529.409.409.409.519.519.519.51借款本息偿还0.000.001821.351821.351821.351821.351821.350.000.000.000.00所得税0.000.000.000.000.0082.4082.4082.4082.4082.4082.40公益金与公积金0.000.0096.91149.22198.90203.79203.79203.79203.79203.79203.79小计5008.255008.252852.613217.373577.53664.793664.791543.551543.551543.551543.55经济分析·财务核算累计现金流量图Totalcashflowchart静态投资回收期（税后）4.7年建设期2年