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1、精品文档尾气收集与净化工程设备技术协议书（TSA净化装置）需 方： 哈密宣力燃气发电有限公司中航世新安装工程（北京）有限公司供 方： 上海同助化工科技有限公司设计方： 中冶赛迪工程技术有限公司日 期：二一四年八月六日目录一、概述- 3 -二、工程条件- 4 -三、工艺方案- 7 -四、规范与标准- 14 -五、主要设备选型- 19 -六、界区和供货范围、占地面积- 25 -七、资料交付- 28 -八、设备监造及检验- 31 -九、质量及验收- 34 -十、性能保证值和考核方法- 35 -十一、工程实施、工期- 37 -十三、售后服务- 42 -附图： 管道及仪表流程图 & 设备平面布置图-可编
2、辑修改-一、概述1.1工程名称新疆哈密煤化工尾气综合利用宣力发电项目尾气收集净化站设备TSA净化装置。1.2建设地点新疆维吾尔自治区哈密市。1.3工程简介为配合新疆哈密煤化工尾气综合利用宣力发电项目的建设，在发电项目之前，先将兰炭尾气进行处理，设置尾气处理站。尾气处理站设有电捕焦油器、净化装置、脱硫装置、事故燃烧放散塔和煤气柜等主要设施。本技术方案为TSA净化装置设计。1.4装置主要组成本装置采用“TSA净化”工艺，脱除煤化工尾气中的粉尘、萘、焦油、部分H2S及HCN等杂质。二、工程条件2. 1厂址本工程位于新疆东部哈密地区，东与甘肃酒泉地区接壤，南接巴音郭勒蒙古自治州，西临吐鲁番地区，北与蒙
3、古人民共和国比邻。2.2 气象条件1) 大气温度平均气温 10.5最热月平均气温 28.9最冷月平均气温 -11.6极端最高气温 45.1极端最低气温 -33.92) 大气压力年平均大气压： 96.16kPa3) 湿度：年平均相对湿度： 33%4) 降雨量年平均降雨量： 18.7mm日最大降雨量： 22.8 mm5) 风速风向平均风速： 4.3 m/s最大风速（2min定时）： 28m/s。6) 风压及雪压：10m处基本风压： 0.84kN/m2基本雪压： 0.25kN/m27) 抗震设防裂度 建设场地的抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第二组，设计基本地震加速度值0.10g。2.3 公用工程
4、1) 氮气接点压力 0.65MPa温度 常温纯度 99.52) 蒸汽接点压力 1.3MPa温度 2003) 工业水接点压力： 0.25 0.35MPa水温： 最高35水质：碳酸盐硬度(mg/L)： 200含油量(mg/L) ： 5浊度(mg/L) ： 50有机物含量(mg/L)； 254) 供电电压等级： AC 220V/380V频率： 50Hz2.4 技术参数a) 装置处理能力:装置的处理煤化工尾气的额定能力500000Nm3/h。b) 原料气条件:1) 工作介质：含焦油、尘等，含饱和水分的兰炭尾气。2) 兰炭尾气量设计量： 50104 Nm3/h（标况：1atm，0；干尾气）设计量折合成入
5、口工况量：约66104 m3/h（12kPa，55；含湿量饱和）3) 兰炭尾气组分:进TSA净化装置前尾气湿度饱和，其干尾气成分含量及主要参数见下表：序号组份单位数值备注1H2vol23.192N2vol41.183CH4vol6.304COvol13.325O2vol0.916CO2vol12.777C2C6vol1.148H2Smg/m35009萘vol0.110-4该数值需卖方参考兰炭尾气历史经验值确定10氮氧化物vol0.110-411焦油mg/m32012灰分、粉尘和微粒mg/m31013低位发热量kJ/m3702514温度456015压力kPa（G）1216工况密度kg/m30.8
6、855，8KPa工况下c) 产品气要求出口H2S含量300mg/Nm3；焦油量1mg/Nm3；粉尘1mg/Nm3；萘5mg/Nm3（煤气入口萘含量需卖方参考兰炭尾气历史经验值确定，本技术方案按照100 mg/Nm3设计）。尾气通过TSA净化装置的总阻力损失不得大于4kPa。 三、工艺方案3.1、工艺原理3.1.1、吸附3.1.1.1、吸附的概念吸附分离技术是近30 多年来发展起来的一项新型气体分离与净化技术。1942年德国发表了第一篇无热吸附净化空气的专利文献。60年代初，美国联合碳化物公司首次实现了变压吸附四床工艺技术的工业化。由于变压吸附技术投资少、运行费用低、产品纯度高、操作简单、灵活、
7、环境污染小、原料气源适应范围宽，因此，进入70年代后，这项技术被广泛应用于石油化工、冶金、轻工及环保等领域。吸附是指：当两种相态不同的物质接触时，其中密度较低物质的分子在密度较高的物质表面被富集的现象和过程。具有吸附作用的物质（一般为密度相对较大的多孔固体）被称为吸附剂，被吸附的物质（一般为密度相对较小的气体或液体）称为吸附质。吸附按其性质的不同可分为四大类，即：化学吸附、活性吸附、毛细管凝缩和物理吸附。变压吸附（PSA）和变温吸附（TSA）气体分离与净化装置中的吸附主要为物理吸附。物理吸附是指依靠吸附剂与吸附质分子间的分子力（包括范德华力和电磁力）进行的吸附。其特点是：吸附过程中没有化学反应
8、，吸附过程进行的极快，参与吸附的各相物质间的动态平衡在瞬间即可完成，并且这种吸附是完全可逆的。变压吸附气体分离工艺过程之所以得以实现是由于吸附剂在这种物理吸附中所具有的两个基本性质：一是对不同组分的吸附能力不同，二是吸附质在吸附剂上的吸附容量随吸附质的分压上升而增加，随吸附温度的上升而下降。利用吸附剂的第一个性质，可实现对混合气体中某些组分的优先吸附而使其它组分得以提纯；利用吸附剂的第二个性质，可实现吸附剂在低温、高压下吸附而在高温、低压下解吸再生，从而构成吸附剂的吸附与再生循环，达到连续分离气体的目的。3.1.1.2、吸附剂工业装置所选用的吸附剂都是具有较大比表面积的固体颗粒，主要有：活性氧
9、化铝类、活性炭类、硅胶类和分子筛类吸附剂；另外还有针对某种组分选择性吸附而研制的特殊吸附材料，如CO专用吸附剂和碳分子筛等。吸附剂最重要的物理特征包括孔容积、孔径分布、表面积和表面性质等。不同的吸附剂由于有不同的孔隙大小分布、不同的比表面积和不同的表面性质，因而对混合气体中的各组分具有不同的吸附能力和吸附容量。吸附剂对各种气体的吸附性能主要是通过实验测定的吸附等温线和动态下的穿透曲线来评价的。优良的吸附性能和较大的吸附容量是实现吸附分离的基本条件。同时，要在工业上实现有效的分离，还必须考虑吸附剂对各组分的分离系数应尽可能大。所谓分离系数是指：在达到吸附平衡时，（弱吸附组分在吸附床死空间中残余量
10、/弱吸附组分在吸附床中的总量）与（强吸附组分在吸附床死空间中残余量/强吸附组分在吸附床中的总量）之比。分离系数越大，分离越容易。一般而言，变压吸附气体分离装置中的吸附剂分离系数不宜小于3。另外，在工业变压吸附过程中还应考虑吸附与解吸间的矛盾。一般而言，吸附越容易则解吸越困难。如对于C5、C6等强吸附质，就应选择吸附能力相对较弱的吸附剂如硅胶等，以使吸附容量适当而解吸较容易；而对于N2、O2、CO等弱吸附质，就应选择吸附能力相对较强的吸附剂如分子筛等，以使吸附容量更大、分离系数更高。 此外，在吸附过程中，由于吸附床内压力是周期性变化的，吸附剂要经受气流的频繁冲刷，因而吸附剂还应有足够的强度和抗磨
11、性。在变压吸附气体分离装置常用的几种吸附剂中，活性氧化铝类属于对水有强亲和力的固体，一般采用三水合铝或三水铝矿的热脱水或热活化法制备，主要用于气体的干燥。硅胶类吸附剂属于一种合成的无定形二氧化硅，它是胶态二氧化硅球形粒子的刚性连续网络，一般是由硅酸钠溶液和无机酸混合来制备的，硅胶不仅对水有极强的亲和力，而且对烃类和CO2等组分也有较强的吸附能力。活性炭类吸附剂的特点是：其表面所具有的氧化物基团和无机物杂质使表面性质表现为弱极性或无极性，加上活性炭所具有的特别大的内表面积，使得活性炭成为一种能大量吸附多种弱极性和非极性有机分子的广谱耐水型吸附剂。沸石分子筛类吸附剂是一种含碱土元素的结晶态偏硅铝酸
12、盐，属于强极性吸附剂，有着非常一致的孔径结构和极强的吸附选择性，对CO、CH4、N2、Ar、O2等均具有较高的吸附能力。碳分子筛是一种以碳为原料，经特殊的碳沉积工艺加工而成的专门用于提纯空气中的氮气的专用吸附剂，使其孔径分布非常集中，只比氧分子直径略大，因此非常有利于对空气中氮氧的分离。3.1.1.3、吸附平衡吸附平衡是指在一定的温度和压力下，吸附剂与吸附质充分接触，最后吸附质在两相中的分布达到平衡的过程，吸附分离过程实际上都是一个平衡吸附过程。在实际的吸附过程中，吸附质分子会不断地碰撞吸附剂表面并被吸附剂表面的分子引力束缚在吸附相中；同时吸附相中的吸附质分子又会不断地从吸附剂分子或其它吸附质
13、分子得到能量，从而克服分子引力离开吸附相；当一定时间内进入吸附相的分子数和离开吸附相的分子数相等时，吸附过程就达到了平衡。在一定的温度和压力下，对于相同的吸附剂和吸附质，该动态平衡吸附量是一个定值。在压力高时，由于单位时间内撞击到吸附剂表面的气体分子数多，因而压力越高动态平衡吸附容量也就越大；在温度高时，由于气体分子的动能大，能被吸附剂表面分子引力束缚的分子就少，因而温度越高平衡吸附容量也就越小。3.1.2、变温吸附3.1.2.1、变温吸附示意图吸附量AQ1BQ2吸附温度T2T1相同压力下的变温吸附示意图3.1.2.2、变温吸附概述从上图可以看出：在压力一定时，随着温度的升高吸附容量逐渐减小。实际上，变温吸附过程正是利用上图中吸附剂在A-B段的特性来实现吸附与解吸的。吸附剂在常温(即A点)下大量吸附原料气中的某些杂质组分，然后升高温度(即B点) 使杂质得以解吸。在温度一定时，随着杂质分压的升高吸附容量逐渐增大；吸附过程正是利用吸附剂在A-B段的特性来实现吸附与解吸的。吸附剂在常温高压(即A点)下大量吸附原料气中除的某些杂质组分，然后降低杂质的分压(到
