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1、毕业论文 延安职业技术学院毕毕 业 论 文题目:焦化厂脱硫工艺及主要设备设计 专业: 化工设备维修技术 班级:化工设备维修技术（1）班 学号: 作者: 指导教师: _ 2012年05月4日摘要目前，火电经过多年的脱硫治理，已初见成效，焦化厂脱硫将是下一个重点治理的领域，也是政府和企业关注节能减排的热点和难点。焦化厂烟气具有二氧化硫浓度变化大，温度变化量大，水分含量大，从而使焦炉烟气进行脱硫具有较大难度。生产工艺中将产生焦炉废气，焦炉废气主要含二氧化硫和粉尘。本文将主要分析当前我国已投运的焦炉烟气脱硫装置中，采用循环流化床法、氨 硫铵法、石灰石石膏法、氧化镁法等不同的脱硫工艺方法，及其各自的优势
2、和局限的基础上，本文就焦化厂脱硫主要工艺与设备进行设计。关键词： 脱硫 效率分析 工艺系统 设备 设计目录摘要.2引言.4第一章 设计任务及依据1.1设计任务.51.2设计依据.51.2.1废气中所含主要污染物种类及温度.51.2.2设计规模 .51.2.3设计范围.51.2.4设计指标.51.3控制系统.6第二章 主要工艺设计3.1设计原则.73.2脱硫方法及其脱硫方法选择 .73.2.1脱硫方法.73.2.2脱硫方法选择.10第三章 工艺系统说明4.1工艺系统说明.114.2工艺原理说明.11第四章 主要设备设计4.1脱硫工艺概述.124.2 SO2吸收系统.124.2.1系统简介及原则.
3、124.2.2吸收塔设备选型.134.3辅助系统.144.3.1循环泵设备选型.144.3.2鼓风机设备选型.144.3.3氧化风机设备选型.143.4吸液泵设备选型.144.4石膏脱水系统.144.5自动控制系统.15参考文献.16致谢.17引言随着经济和社会的发展，燃煤锅炉排放的二氧化硫严重的污染了我们赖以生存的环境。由于中国燃料以煤为主的特点，致使中国目前大气污染仍以煤烟型为主，其中尘埃和酸雨危害最大。焦化厂焦炉煤气中SO2 及其粉尘对大气环境的污染问题日趋严重，甚至影响到我国焦化行业的可持续发展。因此，随着环保要求的日益提高，焦化厂脱硫工艺急需完善，对焦炉煤气进行脱硫除尘的净化处理势在
4、必行。 第一章 设计任务及依据1.1 设计任务 某焦化厂生产时间为 6:0022:00，生产工艺中将产生焦炉废气。每日生 产中最大排放废气量170000m3N/h。焦炉废气中含焦炉粉尘浓度为6 g/m3,初始SO2浓度为 17.6g/m3，初始废气温度为393K，烟气其余性质近似于空气。要求设计一套烟气脱硫除尘系统，使该锅炉烟气排放达到国家标准中二级的排放标准。1.2 设计依据1.2.1 废气中所含主要污染物种类及浓度主要污染物种类：SO2，粉尘。污染物排放量：最大废气排放量170000 m3N/h，其中初始SO2 浓度17.6 g/m3 。含焦炉粉尘浓度为6g/m3 。初始废气温度为393K
5、。1.2.2 设计规模、范围及指标设计规模废气处理量：170000 m3N/h；初始 SO2, 浓度：11.6 g/ m3 。(备注：本方案按最大值计算)二氧化硫的物质的量: n: n=170000*11.6/(3600*64)=8.56 mol/s设计范围从车间排气管汇合后出口开始，经装置入口至排风机出口之间所有工艺设备、连接管道、管件、阀门、电气装置、自动控制设备。设计指标烟气排放标准应执行国家大气污染物综合排放标准 （GB16297-1996）按表 2-1 可知，执行标准应为：二氧化硫1200mg由此可以计算出相关的除尘效率和脱硫效率： 总除尘效率计算： =（Gc/Gi)100% = (
6、Gi-Go)/Gi100% 其中:Gi、Go、Gc：分别为除尘器进口、出口和落入灰斗的尘量，单位是 mg/3。 总脱硫率计算得：=（170000*6-170000*0.022）/(170000*6)*100%=99.6% 总脱硫效率计算： =(Ci-Co)/Ci100% 其中： Ci、Co 、Cc分别为吸收塔进口和出口处二氧化硫含量，单位是mg/ m3。解得：=(170000*8.56-170000*0.12)/(170000*8.56)*100%=98.6%1.3控制系统本脱硫工艺采用 PLC 控制系统，脱硫装置实现自动控制、显示、记录整个工艺过程，运行人员在脱硫控制室内通过操作监控界面完成
7、脱硫装置的起停操作作脱硫装置的控制均能够自动运行。可见，能达到最优化，运行费用较低，增加设备的可行性的目的。 第二章 主要工艺设计2.1 设计原则1.严格执行国家环境保护有关法规，按规定的排放标准，使处理后废气各项指标达到且优于标准指标。2.采用先进、合理、成熟、可靠的处理工艺，并具有显著的环境效益、社会效益和经济效益。3.工艺设计与设备选型能够在生产运行过程中具有较大的灵活性和节余地，确保达标排放。4.运行过程中，便于操作管理、便于维修、节省动力消耗和运行费用。2.2脱硫方法及其选择2.2.1脱硫方法 （1）石灰石石膏法烟气脱硫工艺 工作原理：将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气
8、充分接触混合，烟气中二氧化硫与浆液中的碳酸钙及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水使其含水量小于10%，然后用输送机送至石膏贮仓堆放，脱硫后烟气经过除雾器除去雾滴，再经过换热器加热升温后，由烟囱排入大气。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触，吸收剂利用率很高，钙硫比较低，脱硫效率可大于95% 。 （2）旋转喷雾干燥烟气脱硫工艺 喷雾干燥法脱硫工艺以石为脱硫吸收剂，石灰经消化并加水制成消石灰乳，消石灰乳由泵打入位于吸收塔内的雾化装置，在吸收塔内，被雾化成细小液滴的吸收剂与烟气混合接触，与烟气中的SO2
9、发生化学反应生成CaSO2烟气的SO2被脱除。吸收剂带入的水分迅速被蒸发而干燥，烟气温度随之降低。脱硫反应产物及未被利用的吸收剂以干燥的颗粒物形式随烟气带出吸收塔，进入除尘器被收集下来。脱硫后的烟气经除尘器除尘后排放。为提高脱硫吸收剂的利用率，一般将部分除尘器收集物加入制浆系统进行循环利用。该工艺的雾化形式有两种可供选择，一种为旋转喷雾轮雾化，另一种为气液两相流。喷雾干燥法脱硫工艺具有技术成熟、工艺流程较为简单、系统可靠性高等特点，脱硫率可达到85%以上。（3）磷铵肥法烟气脱硫工艺磷铵肥法烟气脱硫技术属于回收法，以其副产品为磷铵而命名。该工艺过程主要由吸附（活性炭脱硫制酸）、萃取（稀硫酸分解磷
10、矿萃取磷酸）、中和（磷铵中和液制备）、吸收（磷铵液脱硫制肥）、氧化（亚硫酸铵氧化）、浓缩干燥（固体肥料制备）等单元组成。它分为两个系统：烟气脱硫系统烟气经高效除尘器后使含尘量小于200mg/m3，用风机将烟压升高到7000Pa，先经文氏管喷水降温调湿，然后进入四塔并列的活性炭脱硫塔组（其中一只塔周期性切换再生），控制一级脱硫率大于或等于70%，并制得30%左右浓度的硫酸，一级脱硫后的烟气进入二级脱硫塔用磷铵浆液洗涤脱硫，净化后的烟气经分离雾沫后排放。肥料制备系统在常规单槽多浆萃取槽中，同一级脱硫制得的稀硫酸分解磷矿粉（P2O5含量大于26%），过滤后获得稀磷酸（其浓度大于10%），加氨中和后制得磷氨，作为二级脱硫剂，二级脱硫后的料浆经浓缩干燥制成磷铵复合肥料。（4）炉内喷钙尾部增湿烟气脱硫工艺 炉内喷钙尾部增湿活化脱硫工艺是在炉内喷钙脱硫工艺的基础上在锅炉尾部增设了增湿段，以提高脱硫
