《学士学位论文—-华润锦州电厂年捕集量160万吨ccs》由会员分享，可在线阅读，更多相关《学士学位论文—-华润锦州电厂年捕集量160万吨ccs（173页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、华润锦州电厂年捕集量160万吨CCS&U子系统项目 初步设计说明书目 录第1章 总论11.1 编制依据11.2 编制原则11.3 项目总述11.4 项目可行性分析21.5 项目审核21.6 厂区及生产概况21.7 原料来源21.8 设计工艺3第2章 总图运输42.1 厂址概况42.2 厂址的气候、交通运输条件52.3 厂区布置52.3.1 车间布置范围52.3.2 设计规范62.4 主要布置理念62.5 分区说明62.5.1 生产区布置62.5.2 辅助车间布置72.5.3 绿化布置72.5.4 车间布置82.6 合成车间布置图8第3章 工艺方案93.1 概述93.2 二氧化碳捕集方案设计93
2、.2.1 溶剂吸收分离法93.2.2 固体吸附法103.2.3 膜分离方法113.2.4 膜基吸收123.2.5 其它捕集方法133.2.6 工艺技术方案比较和选择133.2.7 双效精馏节能原理153.2.8 捕集工艺方案选择163.2.9 CO2捕集工艺方案流程173.3 二氧化碳的利用183.3.1 二氧化碳的直接利用183.3.2 二氧化碳的化学利用193.3.3 二氧化碳利用方案比较243.4 二氧化碳封存243.4.1 碳酸盐矿石固存253.4.2 海洋处置CO2253.4.3 CO2的地质储存253.4.4 生物封存273.4.5 二氧化碳封存方案比较283.5 CO2利用工艺方
3、案流程293.5.1 工艺流程示意图293.5.2 工艺条件选择293.6 物料衡算313.6.1 物料衡算原理313.6.2 物料衡算结果323.7 能量衡算323.7.1 能量衡算原理323.7.2 能量衡算结果333.8 初步设计结果333.8.1 工艺流程图333.8.2 物料衡算图333.8.3 带控制点的工艺流程图33第4章 设备设计和计算及选型344.1 膜接触器设计344.1.1 概述344.1.2 设计原则344.1.3 中空纤维膜组件选择344.1.4 膜接组合方式设计354.1.5 塔式膜接触器设计364.2 塔设备设计与选型374.2.1 概述374.2.2 T101低
4、压塔设计374.2.3 T102高压塔设计414.2.4 T202 精馏塔设计444.2.5 塔设备的制造474.3 反应器设计474.3.1 概述474.3.2 反应器的设计474.4 其它设备选型524.4.1 换热器选型524.4.2 压缩机设计与选型53第5章 自动控制555.1 自控水平和主要控制方案555.2 仪表类型的确定555.3 标准化555.3.1 泵的控制选择的标准。555.3.2 离心压缩机的控制选择565.3.3 换热器的控制选择575.4 工艺各单元自动控制585.4.1 膜接触塔Y101的控制585.4.2 解析塔低压塔T101的控制595.4.3 解析塔高压塔T
5、102的控制605.4.4 反应塔T201的控制615.4.5 反应塔T201的控制62第6章 设备布置及管道布置646.1 车间设备布置646.1.1 捕集车间设备646.1.2 合成车间设备布置646.1.3 合成车间布置图656.2 管道铺设656.2.1 管道铺设原则656.2.2 管道敷设666.3 管道轴测图67第7章 给水与排水687.1 给排水设计设计标准与依据687.2 给排水系统设计687.2.1 供水687.3 排水707.3.1 生产用水70第8章 节能与环保728.1 热量集成技术与节能工艺728.1.1 概述728.1.2 换热网络优化728.1.3 换热网络设计7
6、78.1.4 公用工程情况828.2 主要换热路线83第9章 空压站、氮站、冷冻站859.1 设计依据859.2 空压站859.2.1 工艺用压缩空气859.2.2 仪表空气869.3 氮站869.3.1 设计总则869.3.2 氮封装置879.4 冷冻站879.4.1 冷却水系统879.4.2 冷却塔设计88第10章 供热8910.1 蒸汽系统设计标准与依据8910.2 供热系统设计8910.2.1 蒸汽冷凝水系统8910.2.2 本分厂的用蒸汽项目90第11章 采暖通风与空气调节9111.1 采暖通风与空气调节设计标准与依据9111.2 采暖通风与空气调节系统设计9111.2.1 设计范围
7、9111.2.2 设计目标9111.2.3 通风系统9111.2.4 采暖系统92第12章 储运设计9312.1 设计依据9312.2 原料和辅助原料9312.2.1 环氧丙烷9412.2.2 N-甲基二乙醇胺（MDEA）9412.2.3 乙醇胺（MEA）9512.2.4 二氧化碳9512.3 产品9512.4 厂内运输设计96第13章 维修9713.1 设计原则与依据9713.2 设备维护9713.2.1 压力容器定期检修9813.2.2 压力管道的操作与维护9913.3 维修人员的配备与管理10013.3.1 维修人员的主要任务10013.3.2 人员要求101第14章 技术安全与防火及卫
8、生10214.1 物料性质10214.2 工艺参数10214.2.1 设计规范10214.2.2 危险性分析10314.3 消防方案10314.3.1 消防措施10314.3.2 火警探测系统10314.3.3 自动报警系统104第15章 供电与电信10715.1 供电与电信系统设计标准与依据10715.1.1 设计依据10715.1.2 设计范围10715.1.3 用电负荷及负荷性质10715.1.4 供电电源10815.2 供电方案10815.2.1 变电所和配电间10815.2.2 总降压变电所设计10915.2.3 继电保护的选择与整定10915.2.4 生产车间环境特征11015.2
9、.5 工业建筑电气照明11015.2.6 防雷和接地111第16章 劳动安全与卫生11316.1 设计准则11316.2 设计中采用的主要安全卫生防护措施113第17章 土建11617.1 土建设计标准与依据11617.1.1 土建设计原则11617.1.2 土建设计所需工艺条件11717.2 建筑设计11817.2.1 建筑设计范围118附录I 物料衡算119附录II 热量衡算126附录III 化工用泵选型说明131附录IV 换热器选型说明137附录V 各捕集方案的模拟对比149附录VI 设备一览表165第1章 总论1.1 编制依据1、2010“三井化学杯”第四届大学生化工设计竞赛指导书。2
10、、现行相关设计标准、规定、规范。3、化工投资工程可行性研究报告编制办法。4、华润电力锦州电厂提供的相关基础资料。1.2 编制原则1、选用先进的生产工艺技术和设备运用高效节能技术减少捕集成本，降低再生能耗，提高经济效益。2、以生产安全性、经济性、环保性为前提，严格遵照相关章程和规定。3、厂区平面布置以安全合理、环境优美为目标，满足相关安全规定和细则，并充分考虑扩建的可能性。4、合理安排热集成，尽可能降低能耗。1.3 项目总述19世纪以来，在人类的生产力水平不断提升的同时，消耗了大量的矿石能源，大量的二氧化碳排放到空气中造成了气候变暖。到目前为止，气候变暖已经是一个涉及到人类社会和经济发展的重大问
11、题。减少二氧化碳排放是国际社会可持续发展所面临的一项重要任务。燃煤电厂烟气在工业二氧化碳排放总量中占了相当大的比例，从燃煤电厂的烟气中对二氧化碳进行捕集，在源头上减少CO2气体的排放，并实现绿色化利用，是人类目前解决气候变暖及能源枯竭的关键所在。膜基气体吸收是膜分离与溶剂吸收气体技术相结合的新型气体分离过程, 具有稳定的传质界面、高比表面积、高传质效率、能耗低、装置体积小、操作稳定和弹性大等优势，是目前最为理想、最为经济的二氧化碳捕集设备。膜接触器，能在两个互不混溶相之间产生非分散接触并且提供了更大的接触面积, 并克服了传统接触设备的液泛、雾沫夹带、沟流、鼓泡等缺点，是一种全新的、更加有效的接
12、触传质方法。在气体吸收时，膜接触器能提供比传统的吸收塔大30倍的接触面积；在液-液接触时，膜接触器能提供比传统的接触设备大500倍的接触面积。近20年，膜基气体吸收在分离和回收CO2方面得到了迅速发展，目前研究工作主要集中在高性能溶剂和膜材料的开发、传质模型的建立、高效率膜组件的设计。因此，膜基吸收法必将成为一种效率最高、成本最低的二氧化碳捕集方法。碳酸丙烯酯（Propylene Carbonate，简称PC）又称碳酸丙二醇酯，俗称丙碳，为无色或微黄色透明液体，可溶于水和四氯化碳，与乙醚、丙酮、苯等混溶。作为一种优良的极性溶剂，碳酸丙烯酯主要用于高分子作业、气体分离工艺、电化学以及纺织、印染等
13、领域，还可用作增塑剂、纺丝溶剂、烯烃和芳烃萃取剂等，是高能电池及电容器的优良介质，它也是一种重要的有机化学品, 是酯交换法生产碳酸二甲酯的重要原料。根据相关领域发展趋势，2012年国内PC消费总量将达22.5万吨，20092012年年均增长率在17%左右，项目具有广阔的市场前景。利用二氧化碳和环氧丙烷合成碳酸丙烯酯是一种较为成熟的工艺路线，是典型的原子经济性反应，符合绿色化学的发展方向。1.4 项目可行性分析通过可行性研究论证后，从经济利益角度上，本项目投资发电成本上浮可控制在30%以内。前提是能够保证国家相关优惠政策及时到位、产品的销售价格和足够的市场（包括出口）以及相关工业项目能够得到共同
14、开发。其中，原料供应是否充足、国家各项优惠政策是否及时到位是能否盈利的主要控制因素。1.5 项目审核经过可行性分析本项目从项目规划、产业布局、发展重点、水资源平衡、运输安全、环境保护、项目管理和风险防范等方面，基本符合国家有关对化工行业的规范和要求。1.6 厂区及生产概况厂区位于辽宁省锦州市华润电力锦州电厂旁，总占地面积32.1亩。厂区分为产前区、生产区、生产辅助区和储罐区。1.7 原料来源本项目为华润电力锦州电厂分厂，紧邻辽河油田，项目所需的原料环氧丙烷可全部由当地石化企业提供，由于短管路运输，可大大降低运输成本。二氧化碳完全由本厂捕集所得成本较低。同时该地交通便利，在特殊情况下，环氧丙烷可通过海运、公路、铁路从国外或我国其它地区获得。1.8 设计工艺本项目捕集工艺采用膜接触器，解吸过程运用双效精馏技术，能有效降低能耗、减少捕集成本。以捕集到的二氧化碳为原料，利用锦州市丰富的石化产品环氧丙烷（PO），采用寿命较高的非均相催化剂，利用南京聚拓化工科技有限公司所研发的专利“多向侧流径向固定床反应器”生产附加值高的碳酸丙烯
