荥阳300MW发电厂烟气脱硫联产2万吨每年硫酸铵项目0-项目摘要.doc
荥阳300MW发电厂烟气脱硫联产2万吨/年硫酸铵项目
项目摘要
以梦为马
2017“东华科技-陕鼓杯”
第十一届全国大学生化工设计竞赛
荥阳300MW发电厂烟气脱硫联产2万吨/年硫酸铵项目
项目摘要
设计单位
郑州大学
设计团队
以梦为马
团队成员
代维康刘露轲李亚飞赵梦瑶杨艳伟
指导教师
白净侯翠红
年产2万吨烟气脱硫制硫酸铵项目项目摘要
目录
TOC\o1-3\h\z\u1.项目简介 1
2.工艺设计 1
3.车间布置及厂区设计 2
4.设备设计与选型 2
5.自动控制 3
6.安全性分析 3
7.经济性分析 3
8.项目总结 4
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1.项目简介
近年来我国工业化进程飞速发展，诸如雾霾、酸雨等的环境污染问题也随之凸显出来。含硫工业废气的排放是导致环境污染的一个重要因素，目前我国对含硫废气的处理还难以达到环境保护的要求，这就制约着我国社会、经济的可持续发展。因此，对工业废气的深度脱硫工作刻不容缓。
本项目是以河南省荥阳市一火电厂为基础的配套烟气脱硫项目，拟以火电厂排放的烟气及化肥厂所生产的氨水为生产原料，通过氨法脱硫工艺进行年产2万吨硫酸铵的清洁生产。采用氨法脱硫技术对火电厂排出的含硫废气进行深度脱硫并副产硫酸铵，生产工艺较优，符合当今国家节能减排的要求和“十三五”规划，显著地降低了火电厂排放烟气对环境造成的影响，为社会、环境可持续发展做出重要贡献，具有突出的社会效益；同时最大程度利用烟气中的硫资源，生产硫酸铵，经济效益明显。经济发展和社会可持续发展两者紧密结合，实现了双赢局面。
2.工艺设计
本工艺为采用氨法脱硫副产硫酸铵，所述工艺工段包括除尘工段，吸收工段、蒸发结晶工段、干燥工段。该工艺具有显著节约装置消耗的特点，特别是多效蒸发结晶工艺，有效的降低了能量消耗。
除尘工段:
本工段主要是采用静电除尘的方法，脱除烟气中的固体颗粒。经过静电除尘后的烟气，通过压缩机进行提压，然后通过换热器进行换热，在进入到吸收工段进行吸收。
吸收工段:
在吸收塔中，烟气中的二氧化硫与氨吸收剂接触后，发生如下反应：
在吸收过程中所生成的酸式盐NH4HSO3对S02不具有吸收能力,随着吸收过程的进行，吸收液中的数量增多，吸收液的吸收能力下降，因此需向吸收液中补充氨，使部分NH4HSO3转化为(NH4)2S03，以保持吸收液的吸收能力。因为气体处理量较大，所以设计两个吸收塔进行吸收。在反应工段，通入空气进行氧化，发生的离子反应主要有：
蒸发结晶工段：
本工段主要是将硫酸铵溶液进行蒸发结晶，得到产品。在此根据含水量和产品量，采用二效蒸发的蒸发方法。首先将硫酸铵溶液通过第一个闪蒸罐，在0.8bar的压力下进行蒸发提浓，然后部分液体循环回去，其他的液体进入下一个闪蒸罐在0.2bar压力下蒸发得到部分固体硫酸铵。最后通过闪蒸罐控制其压力温度增大硫酸铵的产量。
3.车间布置及厂区设计
车间布置主要是设备的布置，工艺人员首先确定设备布置的初步方案，对厂房建筑的大小、平立面结构、跨度、层次、门窗、楼梯等以及与生产操作、设备安装有关的平台、预留孔等向土建专业提出设计要求，待厂房设计完成后，工艺人员再根据厂房建筑图，对设备布置进行修改和补充，最终的设备布置图（施工图）就作为设备安装和管道安装的依据。
本项目设计过程中根据相关规范对厂区进行了布置，利用AutoCAD绘制了厂区平面布置图。具体详见AutoCAD图纸绘制源文件及设计图册。
4.设备设计与选型
本项目设计过程中主要对吸收塔、反应器、储罐等设备进行了设计，对换热器、泵、压缩机等设备进行了选型。具体详见《初步设计说明书》第九章：设备。
5.自动控制
本厂所有的工艺装置和大部分公用工程、辅助设施等，均采用DCS控制系统进行过程控制和检测，辅助SIS安全仪表系统，实现分布式集中操作，并建立全厂实时数据库，同时对控制系统中检测的结果实施报警动作或调节或停机控制，为全厂计算机信息管理和生产调度建立基础。为了应对生产过程中可能发生的危险，本厂还采用紧急停车系统（ESD）对全厂的生产装置及与工艺生产装置相配套的公用工程部分进行控制。
设计中对各工段均绘制了PID图，具体详见AutoCAD图纸绘制源文件及设计图册。
6.安全性分析
安全是工业生产最重要的考虑因素，本项目贯彻“安全第一，预防为主，综合治理”的指导思想，设计了从上至下的五个安全保护层次。本项目在全厂布置上严格遵循《石油化工企业设计防火规范》和《建筑设计防火规范》，使设计做到规范标准；在平时生产操作时，通过多次的安全培训，提高员工安全意识，规范安全操作，降低人为事故发生的概率。
本项目运用Risk