《焦炉烟气脱硝工艺设计-毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《焦炉烟气脱硝工艺设计-毕业论文（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 毕 业 设 计学生姓名： 学 号： 学 院： 化学与制药工程学院 专 业： 化学工程与工艺 题 目： 焦炉烟气脱硝工艺设计 指导教师： 评阅教师： 20XX 年 X 月 毕 业 设 计 中 文 摘 要 氮氧化物(NOX)是主要的大气污染物之一，直接或间接与大气环境问题相关，如光化学烟雾、酸雨、平流层臭氧损耗和全球气候变暖。此外，氮沉降量的增加会导致地表水的富营养化和陆地、湿地、地下水系的酸化和毒化，从而对陆地和水生态系统造成破坏，最终对人体健康和生态环境安全产生不利影响。焦炉烟气排放氮氧化物是主要来源之一。对氮氧化物（NOX）进行有效治理是关系到国计民生的大事。本设计针对旭阳焦化厂10万/h
2、的烟气量的具体条件，对烟气脱销进行具体的工艺设计和优化。本设计根据该厂实际条件，选取了合适的SCR 脱销工艺，用液氨做还原剂，采用蜂窝式催化剂，完成了物料衡算，热量衡算，进行了相关设备和管路的设计，最终设计了一套技术上可行，经济上合理的工艺方案。使烟气中氮氧化物排放量达到国家排放标准。关键词：氮氧化物（NOX），脱硝技术，SCR，催化剂 毕 业 设 计 外 文 摘 要Title Coke oven Flue gas Denitrification Process DesignAbstractNitrogen oxides (NOX) is one of the main air polluta
3、nts, directly or indirectly related to the atmospheric environmental issues, such as photochemical smog, acid deposition, stratospheric ozone depletion and global climate change.In addition, increasing the amount of nitrogen deposition can cause eutrophication of surface water and land, wetlands, gr
4、oundwater acidification and poison, causing damage to the terrestrial and aquatic ecosystems, and ultimately adversely affect the safety of human health and the environment.Coke oven flue gas emissions of nitrogen oxides is one of the major sources of pollution.Nitrogen oxides (NOX) effective govern
5、ance is related to peoples livelihood event.The design for the specific conditions Risun plants, flue gas out of stock specific process design and optimization.The plant is designed according to the actual conditions, select the appropriate stock SCR technology, with liquid ammonia reductant, using
6、honeycomb catalyst to complete the material balance, heat balance, for the relevant equipment and piping design, final design a set of technically feasible and economically reasonable technology solutions.So that the flue gas nitrogen oxide emissions meet the national emission standards.Key Words： n
7、itrogen oxides (NOX), flue gas denitrification, SCR , catalyst 第 页 共 页 本 科 毕 业 设 计 目 录1 绪论11.1 设计背景及意义11.2设计任务11.3国内外烟气脱销技术应用及发展31.3.1选择性催化还原法（SCR）31.3.2选择性非催化还原法（SNCR）31.3.3液体吸收法31.3.4微生物法41.3.5活性炭吸附法41.3.6电子束法42工艺流程设计52.1工艺路线的选择52.2工艺流程的设计62.2.1选择性催化还原法的工艺原理62.2.2脱销还原剂的选择72.2.3催化剂的选择92.2.4反应流程的确定1
8、02.2.5工艺流程说明113物料衡算与能量衡算113.1物料衡算113.1.1已知条件113.1.2数据计算123.1.3物料衡算表153.2热量衡算163.2.1已知条件163.2.2数据计算16第 页 共 页 本 科 毕 业 设 计 3.2.3热量衡算表184设备的工艺设计与选型194.1反应器的设计194.1.1主要设计参数194.2液氨储罐214.2.1设备结构及选型214.3液氨蒸发器234.4缓冲罐 234.4.1圆筒的计算244.4.2封头244.4.3高度244.5喷氨格栅的设计255管道计算265.1 材料的选取265.2 确定管径265.3 选择管壁的厚度265.4 确定
9、管道的连接方式275.5 管道布置27设计结果28致 谢29参 考 文 献30附 图32第 1 页 共 37 页 本 科 毕 业 设 计1 绪论1.1 设计背景及意义氮氧化物(NOX)是造成大气污染的主要污染源之一。它的危害是多方面的，目前，全世界的三个大气环境问题（温室效应、酸性降雨、臭氧层破坏）都与NOX有关，氮氧化物还可刺激肺部，使人较难抵抗感冒之类的呼吸系统疾病，呼吸系统有问题的人，会较易受二氧化氮影响。对儿童来说，氮氧化物可能会造成肺部发育受损。此外，氮氧化物还会形成光化学烟雾，光化学烟雾具有特殊气味,刺激眼睛，伤害植物，并能使大气能见度降低，足见NOX的危害性。近些年来，近年来，随
10、着国民经济的快速发展，我国能源消费量逐年增加，氮氧化物排放量不断增长。据统计，我国氮氧化物排放总量巳经由2005年的1910万吨1上升至2008年的2000万吨2，排放量位列世界首位；2011年我国氣氧化物棑放总量继续上升至2404.3万吨3，远远超出环境承载能力。从而，环境污染越来越严重，尤其是京津冀地区，环境污染和雾霾天气尤为严重。火力发电厂、炼铁厂、化工厂等有燃料燃烧的固定发生源和汽车等移动发生源以及工业流程中产生的中间产物，排放NOX的量占到人为排放总量的90%以上。我国是NOX排放量大国，排放量仅次于美国。随着环保意识的提高，我国相应出台了一些政策法规。2011年9月印发“十二五”节
11、能减排综合性工作方案4，提出到2015年全国氮氧化物总量控制在2046.2万吨，较2010年的2273.61万吨下降10%。2012年12月5日，环保部公布重点区域大气污染防治“十二五”规划。该规划包括京津冀、长三角、珠三角等13个重点区域,涉及全国52%的煤炭消耗、51%的氮氧化物排放量。规划5提出，加快燃煤机组低氮燃烧技术改造及脱销设施建设。因此，研究与治理NOX污染已经成为国际环保领域的主要方向，如果不能有效控制NOX的排放，其将对我国的大气环境造成严重的污染，对我们人类的健康造成很大的危害。1.2 设计任务本设计针对旭阳焦化焦炉排放烟气中氮氧化物含量超标这一情况，对焦炉烟气进行脱销工艺
12、设计，使其排放达到国家标准。已知条件为：1年生产天数330天；2原料气及主要工艺条件1）排放烟气中NOX含量：700mg/m3； 2）烟气排放量：100000m3/h；3）烟气温度：290；4）烟气压力：101KPa；5）烟气组成：（单位：体积%）组分：H2OCO2O2N2NOX组成：20.196.683.6569.440.041006） 使排放烟气中NOX含量150mg/m3(即脱硝率大于79%)。设计内容与要求：1） 查阅相关文献，收集基础数据2） 工艺路线选择3）物料及热量衡算4）设备计算、设备选型、工艺设备一览表5）物料流程图6）管道及仪表流程图7）设备平面布置图1.3 国内外烟气脱销
13、技术应用及发展目前，国内外脱除烟气中氮氧化物的主要方法有选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)、液体吸收法、微生物法、活性炭吸附法、电子束法等。以下对几种脱销技术作简单介绍。1.3.1 选择性催化还原法（SCR）选择性催化还原烟气脱硝技术，是指在催化剂和氧气存在的条件下，还原剂（如氨、CO或碳氢化合物等）有选择的将烟气中的氮氧化物还原成N2和H2O来减少NOX排放的技术。通过使用恰当的催化剂，上述反应可以在280-420范围内进行。在NH3/NOX摩尔比等于1的时候，转化率可达到80%-90%。SCR法是脱销效率最高、最为成熟的脱销技术。对于环境要求日益严格的地区，有相当好
14、的应用前景6。1.3.2 选择性非催化还原法（SNCR）选择性非催化还原（SNCR）脱硝技术，是把炉膛作为反应器，直接向炉膛内喷入NH3或氨基还原剂，还原剂与烟气中的NOX反应，将其还原为N2和H2O。该方法不需要催化剂，反应温度较高，当NH3/NOX摩尔比为2-2.3的时候，脱硝效率为30%50%，而且还原剂消耗量较大7。1.3.3 液体吸收法8液体吸收法烟气脱销，又称为湿法烟气脱硝，主要包括水吸收法、酸性吸收法、酸中和吸收法、氧化吸收法、液相还原吸收法等。技术要点如下表所示。液体吸收脱销方法消耗大量吸收剂，吸收产物会造成二次污染。我国化工行业废气处理常采用这些方法，对NOX化物中以NO为主的燃煤烟气不实用。表1液体吸收法烟气脱硝方
