浙江師范大學白馬非馬設計3創(chuàng)新性說明書

1、年產 3500 噸?；撬犴椖縿?chuàng)新性說明書目錄第 1 章 消除含硫工業(yè)廢氣污染源創(chuàng)新. -1112223333444555567889999-1.1原料方案及其體系創(chuàng)新. -1.1.1 總廠脫除富氧型氮氧化物技術簡介. -1.1.2 原料來源創(chuàng)新性總結. -脫硫技術創(chuàng)新. -工藝流程創(chuàng)新. -1.21.31.3.11.3.21.3.31.3.4第 2 章 脫除硫煙氣脫硫工段. -碳銨冷卻結晶工段. -?；撬峁ざ? -硫酸銨精制工段. -化利用創(chuàng)新. -2.12.22.32.4選擇創(chuàng)新. -結構方案創(chuàng)新. -全廠總物料核算. -硫元素核算. -2.4.12.4.22.4.3概述. -各工段分析.

2、-結論. -第 3 章 反應技術創(chuàng)新. -第 4 章 分離技術創(chuàng)新. -4.1 脫硫塔除的設計. -第 5 章 過程節(jié)能降耗技術創(chuàng)新. -5.1 換熱5.1.15.1.25.1.35.1.45.1.5的設計. -概述. -工藝流股提取. -夾點分析. -三效蒸發(fā)分析. -1013141517171718202020換熱設計. -5.2 水集成. -第 6 章 環(huán)境保護技術創(chuàng)新. -6.16.26.3環(huán)境清潔. -單產碳排放減少 3200 噸. -EIAN 噪聲檢測評價技術. -第 7 章 新型過程的應用. -7.1 螺旋噴嘴. -7.2 雙層槳攪拌系統(tǒng). -年產 3500 噸?；撬犴椖縿?chuàng)新性說

3、明書第 1 章 消除含硫工業(yè)廢氣污染源創(chuàng)新1.1 原料方案及其體系創(chuàng)新本項目為某一含硫工業(yè)廢氣源進行煙氣深度脫硫，牛磺酸并聯(lián)產硫酸銨、碳酸氫銨及氮氣混合氣的分廠建設項目，二氧化硫來自總廠脫硝脫氧除塵后排放的煙氣，含量約為 780 mg/m3。我廠采用是成氨-亞硫酸銨法脫硫技術，脫硫母液與環(huán)氧乙烷牛磺酸，與氨氣冷卻結晶碳酸氫銨，既能充分利用煙氣中的硫，減排二氧化碳，又充分利用了環(huán)氧乙烷，并且能保證二氧化硫經過本項目達標排放。表 1-1 原料結構方案本工藝流程不僅實現(xiàn)了硫的化利用，而且減排，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，為國內煙氣脫硫，脫碳工藝選擇提供一種新的思路。1.1.1 總廠脫除富氧型氮氧化物技術簡介

4、通常所說的氮氧化物（NOX）主要NO、NO2、N2O3、N2O、N2O5 等幾種，我們通常提到的氮氧化物污染氣體主要是指 NO 和 NO2。燃燒是產生氮氧化物的主要途徑，總廠中的產生的氮氧化物主要為熱力型氮氧化物，它是指燃燒過程中 空氣中的氮氣在高溫下與氧氣反應生成的氮氧化物，主要產生于氧和氮之間的化學反應。產生過程的最終表：（1-1）（1-2）NO、NO2。但是根據熱力學2 + 2 = 22NO + 2 = 22以上兩個反應同時發(fā)生在燃燒過程中，因此煙氣同時和動力學研究：在室溫條件下，幾乎沒有 NO 和 NO2 生成，并且所有的 NO 轉為為 NO2；在800K 左右，NO 和 NO2 生成

5、量仍然微不足道，但是 NO 的生成量已經超過 NO2；在常規(guī)的燃燒溫度下（大約 1500K），有可觀的 NO 生成，NO2 的量仍然微不足道。因此煙氣中的氮氧化物主要以 NO 的形式，NO 約占總的氮氧化物含量的 95%以上，剩余的氮氧化物大多為 NO2。所以總廠處理的主要目標污染氣體為 NO，采用專利（CN 1190255C）提供的在富氧條件下脫氮的有效脫除 NO，而剩余的極少量的 NO2 用水吸收，生成極稀的硝酸鹽溶液，對后續(xù)的除塵，脫硫造成影響。總廠采用的專利技術的原理是利用在活性非均布 Pd 和 Pt(-M)/Al2O3 催化劑上，氨還原NO 反應在與氨氧反應的平行競爭過程中占優(yōu)勢，從

6、而實現(xiàn)富氧條件下的氨部分選擇性還原脫除 NO 過程，同時在富氧條件下催化氧化脫除還原劑（NH3）。常壓、低溫下（160-280C），氨還原 NO 選擇性極高，NO 脫除率高達 99%以上；NH3 氧化的轉化率高于 99%；主要反應如下：- 1 -原料名稱主要組成與含量(體數(shù))用量(噸/年)來源工業(yè)廢氣源H2O9.1930%/來自總廠除塵脫硝的煙氣N276.3324%/NO,NO20.0003%/O20.0074%/SO20.2023%3027tCO214.26%3200t年產 3500 噸?；撬犴椖縿?chuàng)新性說明書（1-3）（1-4） 后，氨同4 + 43 + 2 = 42 + 6243 + 32

7、 = 22 + 62反應（1-3）為 NO 還原反應，反應（1-4）為還原劑（NH3）氧化反應。反應時分配給 NO、O2 進行還原反應和氨氧反應。在這個過程中，能夠保證有足夠的氨與 NO 進行還原反應并且煙氣中有足夠的氧與還原劑進行氧化反應。利用此法，可以一步脫除氮氧化物與煙氣中高含量的氧氣。1.1.2 原料來源創(chuàng)新性總結總廠進行脫硝之后的煙氣為我們分廠脫硫所用，其中的硫氧化物經過脫硝過程沒有發(fā)生實質性的改變，煙氣中水蒸氣含量略有升高。并且，此時脫硫進口煙氣中已經沒有氧氣的存在，恰好避免了脫硫過程中亞硫酸根氧化的風險，為生成亞硫酸銨而進一步與環(huán)氧乙烷反應生成?；撬崽峁┝藰O為有利的條件。1.2

8、脫硫技術創(chuàng)新我們選取了濕法脫硫中四類典型的工藝石灰石/石膏脫硫法，氧化鎂法，W-L脫硫法（亞鈉循環(huán)法），氨法脫硫進行比較，可以得知氨法脫硫具有很多別的工藝所沒有的特點，如系統(tǒng)少，投資和運行費用低，在回收工藝中較為成熟等。氨吸收煙氣中的二氧化硫是氣-液反應，反應速率快，反應完全，吸收劑利用率高，可以做到高效脫硫。這四類濕法脫硫工藝各有利弊。綜合我們的市場進行考慮，氨法脫硫的副產物有硫酸銨和亞硫酸銨，我們可以選用亞硫酸銨進行進一步反應，生成附加值較高的牛磺酸。從化利用的方向考慮，我們選擇氨法脫硫也符合發(fā)改委對于加快脫硫發(fā)展的相關政策。另外，吸收塔采用填料噴淋塔進行脫硫，反應更加充分，塔頂有除膠造成

9、的氨逃逸。1.3 工藝流程創(chuàng)新本項目的工藝流程方框圖如下所示：，有效減少氣溶圖 1-1 工藝流程方框圖- 2 -年產 3500 噸?；撬犴椖縿?chuàng)新性說明書1.3.1 煙氣脫硫工段采用成硫效率，氨-亞銨法脫硫技術，用稀氨水作為氨源對 SO2 進行吸收。為進一步提高脫煙氣分成兩股，分別通過兩個并聯(lián)的填料式脫硫塔。物料流經脫硫工段，將得到一部分氣體（包含 CO2、H2O、N2、NH3 和達到排放量標準的 SO2）和一部分液體（包含 NH4HCO3、NH4HSO3 和少量（NH4）2SO3）。1.3.2 碳銨冷卻結晶工段來自煙氣脫硫工段的溶液經過分解處理和閃蒸與來自脫硫工段的氣體，在一定的條件下混合。得

10、到的氣體冷卻至 5 攝氏度再閃蒸進行氣液分離，得到的氣體為氮氣與的混合氣，排至大氣；得到的液體再通過冷卻結晶和固液分離，得到副-碳銨，其中部分流股再通入混合步驟，進行循環(huán)。1.3.3 ?；撬峁ざ闻；撬岷蛠喠蛩徜@工段采用環(huán)氧乙烷-亞硫酸銨工藝，化利用氨法脫硫的產物，環(huán)氧乙烷的牛磺酸根經過硫酸酸化，制得?；撬岽制?，經過結晶提純后得到本項目的主-?；撬帷?.3.4 硫酸銨精制工段?；撬峋齐A段分離得到的液體，與稀氨水混合，經過三效蒸發(fā)，固液分離得到我們的副-硫酸銨。閃蒸分離得到的液體進過分流器，其中部分流股再通入混合步驟，進行循環(huán)。- 3 -年產 3500 噸?；撬犴椖縿?chuàng)新性說明書第 2 章 脫除硫

11、化利用創(chuàng)新2.1選擇創(chuàng)新?；撬嵋杂坞x形式大量及哺乳動物的幾乎所有臟器中，其中以腦、心臟和肌肉中含量較多，是人及動物的重要營養(yǎng)物質。從原料供應這個角度分析，從 2013 年開始， 中國環(huán)氧乙烷生產能力大大過剩，2013 年中國環(huán)氧乙烷產能為 546 萬噸， 其品環(huán)氧乙烷產能為 265 萬噸，實際供應環(huán)氧乙烷 190 萬噸，實際需求量為 170 萬噸，環(huán)氧乙烷 生產開工率為 90%，到 2014 年和 2015 年有 19 個企業(yè)新建環(huán)氧乙烷將投入生產，預計新建生產能力將達 386 萬噸，在未來的幾年內環(huán)氧乙烷 將繼續(xù)大量過剩，可見環(huán)氧乙烷豐富，為環(huán)氧乙烷法?；撬崽峁┝舜罅康沫h(huán)氧乙烷。從工藝技術的

12、角度分析，現(xiàn)在環(huán)氧乙烷 法生產技術成熟，生產規(guī)模大，又因乙醇胺是環(huán)氧乙烷 氨化法生產的，所以環(huán)氧乙烷法?；撬嵘a成本比乙醇胺法便宜 40005000 元/噸，環(huán)氧乙烷 法牛磺酸的生產成本最低。因此，?；撬岬纳a氧乙烷法。發(fā)展趨勢是大力發(fā)展環(huán)全球?；撬岬哪晷枨罅吭?5 萬噸左右，主要用于食品添加劑和傳統(tǒng)的領域，其中用于食品添加劑的需求量占總需求量的 95以上。近年來，牛磺酸的年需求量保持在 1020的速度增長，未來?；撬岬男枨罅繉⒗^續(xù)保持強勁的增長勢頭，有很大的發(fā)展空間。2.2結構方案創(chuàng)新表 2-1結構方案本項目多樣，實現(xiàn)了原子利用率，實現(xiàn)充分化。故以亞硫酸銨為主體的產品結構方案綠色環(huán)保、價值可

13、觀、市場可調、可行。- 4 -序號類別名稱規(guī)格產量利用去向1主牛磺酸98.5%（食品級、級、飼料級）3500 t去往下游市場銷售2副碳酸氫銨99.2%21000 t去往下游化肥市場銷售3副硫酸銨99.2%1100 t去往下游化肥市場銷售年產 3500 噸牛磺酸項目創(chuàng)新性說明書2.3全廠總物料核算圖 2-1 全廠物料核算由圖可知，流入廠區(qū)物料與流出物料平衡，符合質量守恒定律。2.4 硫元素2.4.1 概述硫元素以二氧化硫的形式從脫硫車間進入全廠開始核算，共經過全廠的四個工段，分別是：脫硫工段、碳銨冷卻結晶工段、?；撬嵩氐男问脚c含量的詳盡分析。工段和硫酸銨精制工段。以下是各個階段硫2.4.2 各

14、工段分析（1）煙氣脫硫工段年處理含硫煙氣 3.888 億立方米，其中二氧化硫含量為 778.55 mg/m3,即煙氣中共含有二氧化硫為：3.888109 m3778.55mg/m3=3.0271012 mg=3027 t換算為物質的量為：n=3.027109=4.7294107 mol64/理想狀況下吸收二氧化硫的物質的量為 4.7294107 mol，采用本項目設計的氨法脫硫，二氧化硫吸收率高達 98.68%。所以，實際吸收為：4.7294107 mol98.68%=4.667107 mol，即生成中間產物亞硫酸銨為 4.667107 mol，換算為質量為：- 5 -年產 3500 噸?；撬?/p>

15、項目創(chuàng)新性說明書m=nM=4.667107 mol116.14 g/mol=5.42025109 g=5420.25t經閱讀大量文獻，可知中間產物亞硫酸銨的純度在 87.8%-92.3%之間，我們選擇亞硫酸銨的純度為 90%。那么，實際亞硫酸銨的物質的量為：4.667107 mol90%=4.2003107 mol換算為質量為：m=nM=4.2003107 mol116.14 g/mol=4878.23 t經提純之后的母液中含硫量為 4.667106 mol，通往三廢處理（2）碳銨冷卻結晶工段在脫硫工段中未吸收的二氧化硫,即 6.24105 mol，合計 39.94 t 通往碳銨冷卻結晶工段，

16、廢液處理。在第二工段中與其他排出廢氣（，氨氣等）一起通往三廢處理區(qū)。（3）?；撬峁ざ蝸喠蛩徜@經過提純之后進入第三個工段-牛磺酸工段，理想狀況下，?；撬徜@鹽的產量為 4.2003107 mol，即 5256.68 t。但是，根據我們的工藝選擇，環(huán)氧乙烷與亞硫酸銨一步制得?；撬徜@鹽的轉化率為 78%，純度為 93%。所以，牛磺酸銨鹽的實際產量為：4.2003107 mol78%93%=3.0469107 mol換算為質量為：m=nM=3.0469107 mol142 g/mol=4.32654109 g=4326.54 t未轉化的亞硫酸銨與提純銨鹽之后的母液中的總含硫量為 1.1534107mol

17、，通往三廢處廢液處理。理生成的牛磺酸銨鹽再經過硫酸酸化最終制得?；撬幔@一過程中反應轉化率為93.47%。純度為 98.5%。所以，?；撬岬淖罱K產量為： 3.0469107 mol93.47%98.5%=2.805107 mol換算為質量為：m=nM=2.805107 mol125.15 g/mol=3.51068109 g=3510.68t（4）硫酸銨精制工段經提純之后的母液通往第四個工段-硫酸銨精制工段，其中含硫量為 2.419106 mol。2.4.3 結論整個過程中，硫元素守恒。如下圖所示：圖 2-2 全過程硫元素守恒示意圖- 6 -年產 3500 噸?；撬犴椖縿?chuàng)新性說明書第 3 章

18、反應技術創(chuàng)新國內應用的生產工藝集中在乙醇胺法和環(huán)氧乙烷法兩大類工藝。采用乙醇胺法，原料的儲存和具有很大的并且性。而以環(huán)氧乙烷為起始原料，經與亞硫酸氫鈉加成，然后經氨化，中和，分離純化得到?；撬岬姆磻^程久，提純。本方案的技術反應步驟少，環(huán)氧乙烷與亞硫酸銨僅一步反應就得到?；撬徜@鹽，經酸化得到牛磺酸粗品，精制就得到?；撬?，因此工藝簡練而可體現(xiàn)化生產。以硫酸調節(jié)pH值，生成化肥硫酸銨。性并且還可體現(xiàn)清潔反應器在 COMSOL Multiphysics 多物理場數(shù)值計算中的設計。本團隊在 COMSOL Multiphysics中選擇反應工程計算該反應器，在比例設計該反應器。中以 1:1 的表 3-1

19、 反應器設計依據環(huán)氧乙烷備牛磺酸工藝按操作方式可分為兩種：間歇式操作與連續(xù)式操作，連續(xù)式操作的反應過程中都比較均勻，反應溫度和出口?；撬釢舛榷茧S反應時間而改變，通過連續(xù)地補充環(huán)氧乙烷和亞硫酸銨可以維持反應釜溫度、濃度的，從而確保反應。從裝置結構上，間歇式生產方式需要周期性切換大型閥門和系統(tǒng)，而連續(xù)性生產方式只需在進料管路上安裝一些小型閥門，從而降低了操作和維修成本。從安全角度上講，間歇式操作由于需要周期性的反應器的切換，對裝置設計的安全系數(shù)較高。本項目選擇連續(xù)式攪拌釜式反應器。- 7 -年產 3500 噸?；撬犴椖縿?chuàng)新性說明書第 4 章 分離技術創(chuàng)新4.1 脫硫塔除的設計在脫硫塔頂層噴淋裝置設

20、置上下噴嘴，噴淋層噴嘴霧化粒徑變小可增加氣液接觸面積，提高脫硫塔的脫硫效率，在噴淋裝置的上下面設計篩板。噴淋層與一級除之間距離和除出口液滴含量密切，距離增加，除出口液滴含量降低，但是較高的空塔流速下，噴淋層與一級除之間的距離對除出口液滴含量幾乎沒有影響。因此在較低流速下，應盡量增加噴淋層與一級除間的距離。經計算，該脫硫塔的空塔氣速為 0.7874m/s，所以我們設計增大了第一層篩板與噴淋層的距離并且增大第一塊篩板的開孔直徑，防止出口堵塞。在濕式氨法脫硫裝置中，噴淋介質為質量分數(shù)約 10%的氨水溶液，因此噴嘴選用具有耐磨性且不堵塞的碳化硅材質。碳化硅噴嘴具有高強度，高硬度、抗強烈腐蝕性、抗劇烈磨

21、損、耐高溫等優(yōu)良性能，使用該噴嘴的組合式除霧脫硫塔在較低的操作效率。下仍具有較高的吸收由于噴嘴是上下分布的，噴出的噴淋液與氣流接觸后產生霧化，將有小部分的夾雜在氣體中。由于設置的篩板，含有霧滴的煙氣向上運動的過程中，將撞擊篩板，在重力作用下滴落，從而達到除霧的效果。該篩板的作用亦可除去大顆粒的霧滴，減輕操作負荷該組合式除霧脫硫塔具有降溫，吸收少量二氧化硫，有效去除煙氣中的酸霧、砷、鉛等雜質的多重功效。具有效率高，性能可靠等優(yōu)點，可確保脫硫系統(tǒng)的運行，具有良好的環(huán)境、效益和廣闊的應用前景。- 8 -年產 3500 噸?；撬犴椖縿?chuàng)新性說明書第 5 章 過程節(jié)能降耗技術創(chuàng)新5.1 換熱5.1.1 概

22、述本項目為吉林建龍鋼鐵設計一座煙氣脫硫并的設計合理化利用的廠成本是一個關鍵的參數(shù)，其中公用工程的消耗占了很大的一部分。運用夾點技術對流程進行換熱的設計和優(yōu)化，可以盡可能地實現(xiàn)對內部流股熱量的集成和最大化利用，從而減小公用工程的消耗。本項目具體可分為煙氣脫硫、碳氨冷卻結晶、牛磺酸、硫酸銨精制工段。從整個工藝流程來看，本項目需要大量的公用工程，冷公用工程熱公用工程125和 150的低壓蒸汽還有 175的中壓蒸汽。冷卻水、冷凍劑，冷公用工程來源于本項目廠區(qū)的循環(huán)水站及冷凍站，熱公用工程來源于本項目廠區(qū)的蒸汽系統(tǒng)。為充分集成過程中的熱量，本項目采用了三效蒸發(fā)技術，充分利用了蒸發(fā)產生的蒸汽，產生循環(huán)利用

23、，多次重復利用了熱能，顯著地降低了熱能耗用量，實現(xiàn)了較大程度的節(jié)能。5.1.2 工藝流股提取流股信息如下：(源文件“全流程沒有三效蒸發(fā)沒有換熱”)表 5-1換熱物流一覽表（不含三效蒸發(fā)）- 9 -塔名稱加熱器位置進口溫度/出口溫度/能量 kWT0101A無/物流名稱加熱器名稱進口溫度/出口溫度/能量/kWGAS1_To_GE010220.0044.002714.69S6_To_S7E010420.0044.002714.69S11_To_S52E020224.6690.002495.37S54_To_V0408_FeedE0404100.0069.86-2987.52S75_To_S78E04

24、0356.3458.00147.22S64_To_S65E040269.8590.00317.08S20_To_S18E0302122.50150.0029.07S21_To_S22E030490.054.00-350.91S51_To_S44E040123.88100.003658.11S35_To_S58E030370.6690.0014453.80S4_To_S5E010320.006.00-286.75L1_To_LE010120.006.00-286.75V0206_heatE02035.004.50-0.01R0301_heatE0305155.09150.00-4557.85V0

25、207_heatE020490.0090.500.00年產 3500 噸牛磺酸項目創(chuàng)新性說明書5.1.3 夾點分析將上述流股數(shù)據輸入到Aspen Energy Analyzer 中，分析效益與最小傳熱溫差的，擬合出投資費用、操作費用與最小傳熱溫差的曲線如圖 5-1 所示，圖 5-1 投資費用、操作費用-最小傳熱溫差曲線（不含三效蒸發(fā)）再根據這兩條曲線得到總費用與最小傳熱溫差的曲線如圖 5-2 所示，圖 5-2 總費用-最小傳熱溫差曲線（不含三效蒸發(fā)）由圖 5-2 可知，最小傳熱溫差為 20時，總費用最小。因此確定最小傳熱溫差為 20。設定最小傳熱溫差為 20后，得到的冷熱物流的組合曲線如圖 5

26、-3 所示，- 10 -T0101B無/年產 3500 噸?；撬犴椖縿?chuàng)新性說明書圖 5-3 組合曲線（不含三效蒸發(fā)）需要的熱公用工26.5MW，需要的冷公用工25.3MW。再采用三效蒸發(fā)技術，充分利用了蒸發(fā)產生的蒸汽，產生循環(huán)利用，多次重復利用了熱能，顯著地降低了熱能耗用量， 在 Aspen 中重新模擬全流程，得到新的流股信息，如下表所示：(源文件“全流程含三效蒸發(fā)沒有換熱”)表 5-2工藝過程流股信息表（含三效蒸發(fā)）- 11 -塔名稱加熱器位置進口溫度/出口溫度/能量 kWT0101A無/物流名稱加熱器名稱進口溫度/出口溫度/能量/kWGAS1_To_GE010220.0044.002714

27、.69S6_To_S7E010420.0044.002714.69S11_To_S52E020224.6690.002492.36S62_To_S76E040369.8658.007077.74S54_To_V0408_heatE0404100.0069.862987.52S75_To_S78E040356.3458.00146.61S64_To_S65E040269.8590.00317.08S20_To_S18E0302122.50150.0029.07S21_To_S22E030490.054.00350.91S51_To_S44E040123.88100.003658.11S35_To

28、_S58E030370.6690.0014453.80S53_To_S66E0402100.0087.006147.53S4_To_S5E010320.006.00286.75L1_To_LE010120.006.00286.75V0206_heatE02035.004.500.01R0301_heatE0305155.09150.004557.85V0207_heatE020490.0090.500.00年產 3500 噸?；撬犴椖縿?chuàng)新性說明書將上述流股數(shù)據輸入到Aspen Energy Analyzer 中，分析效益與最小傳熱溫差的，擬合出投資費用、操作費用與最小傳熱溫差的曲線如圖 4 所

29、示，圖 5-4 投資費用、操作費用-最小傳熱溫差曲線（含三效蒸發(fā)）再根據這兩條曲線得到總費用與最小傳熱溫差的曲線如圖 5-5 所示，圖 5-5 操作費用-最小傳熱溫差曲線（含三效蒸發(fā)）由圖 5-5 可知，最小傳熱溫差為 18時，總費用最小。因此確定最小傳熱溫差為 18。選擇最小溫差為 18，得到的冷熱物流的組合曲線如圖 5-6，- 12 -T0101B無/年產 3500 噸牛磺酸項目創(chuàng)新性說明書圖 5-6 組合曲線（含三效蒸發(fā)）從組合曲線可知，相比不加三效蒸發(fā)操作，三效蒸發(fā)使熱組合曲線上升，可以集成系統(tǒng)內部的能量，減少公用工程的消耗。需要熱公用工25.2MW，冷公用工22.9MW。夾點溫度 8

30、8.7，70.7。得到總組合曲線如圖 5-7 所示。圖 5-7 總組合曲線（含三效蒸發(fā)）通過對總組合曲線進行，可以得出流程內部換熱后，需要達到的最高溫度在 150以下，因此只需要蒸汽進行加熱即可，同時為了節(jié)約成本，應該使用多種品味蒸汽以降低高品位蒸汽消耗，因此我們熱公用工程采用 125 攝氏度和 150 攝氏度的低壓蒸汽還有 175 攝氏度的中壓蒸汽。需要達到的最低溫度為 4，因此需要采用低溫冷凍劑，其他使用循環(huán)冷卻水即可。5.1.4 三效蒸發(fā)分析其結構如圖 5-8 所示。- 13 -年產 3500 噸牛磺酸項目創(chuàng)新性說明書圖 5-8 三效蒸發(fā)流程圖三效蒸發(fā)技術，充分利用了蒸發(fā)產生的蒸汽，產生

31、循環(huán)利用，多次重復利用了熱能，顯著地降低了熱能耗用量，實現(xiàn)了較大程度的節(jié)能。5.1.5 換熱設計換熱的設計，度較大，所獲得的方案數(shù)目眾多，但是合理的換熱需要經過篩選與優(yōu)化。在設計換熱時，需要考慮工藝流股換熱的可能性，同時還要將費用等因素也考慮進去，以便獲得最為合理的換熱。為簡化換熱，將流股分流設置為 1。在 Aspen Energy Analyzer 給出的 design 中選取其中比較進行后續(xù)優(yōu)化過程。所選推薦設計方案如圖 5-9 所示：且所需換熱器較少的設計方案圖 5-9 優(yōu)化前換熱該換熱器。該換熱的換熱器數(shù)目為 32 臺，按照最小換熱器臺數(shù)原則，還可以撤去若干臺換熱中有部分換熱器換熱面積

32、很小，熱負荷也很小，可以刪去，例如換熱器 E117、E137、E107 等。當用多種公用工程換熱時，可適當減少操作費，但會增加換熱器數(shù)目和設備費。比如在使用冷卻水和制冷劑冷卻時，如果冷卻水冷卻的負荷較小，則可直接使用制冷劑，而不使用兩種公用工程，以節(jié)省一臺換熱器的費。換熱中l(wèi)oop，在實際操作中，一般不能有 loop 回路的，故應該刪去負荷或者換熱面積較小的換熱器，將其合并到換熱器，打破回路，減少換熱器數(shù)目。再通過 path 通路來調節(jié)換熱量，使換熱器的熱負荷得到松弛，甚至減少換熱器的數(shù)目，例如 E106 與 E112 形成回路，我們刪去了 E106 同時將負荷加到 E112 上，E115 與

33、 E122 形成回路，我們刪去了 E115 并將負荷加到 E122 上。另外，相距較遠的物流間換熱會使管路成本增大，增加設備投資成本，且操作不，此類換熱器需要刪除，例如我們刪去了脫硫工段和硫酸銨精制- 14 -年產 3500 噸牛磺酸項目創(chuàng)新性說明書工段的物流換熱器 E118。經過以上調節(jié)之后，最后獲得換熱如圖 5-10 所示:圖 5-10優(yōu)化后換熱優(yōu)化后的換熱所需換熱器數(shù)目為 20 臺，數(shù)目減少且結構更為精簡，所需熱公用工24.3MW，所需冷公用工19.4MW。下表是優(yōu)化前后所需的冷熱公用工程。表 5-3 優(yōu)化前后所需的冷熱公用工程優(yōu)化后，過采用此換熱，能量回收率達到 31.6%，實現(xiàn)了綜上

34、所述，進行換熱較大能量的回收利用。5.2 水集成化工生產除了耗能外，還是一個大量耗水的過程。本著節(jié)能減排的生產原則，降低水資源的消耗是工藝設計過程中的重點之一。本項目為年產 6800 噸丙烷制環(huán)氧丙烷項目，生產中耗水量較大，因此利用 water design對本工藝的水消耗過程進行優(yōu)化，并建立水集成，最大限度降低水的消耗。具體用水情況如下表所示：表 5-4 工廠總用水情況- 15 -生產小時 h每小時單耗水量 t總量 wt/a占生產用水量比值%車間用水72006.54.687.27公用工程用水7200251827.96廢水處理用水720046.933.76852.46罐區(qū)用水72004.33.

35、0964.81生活用水720064.326.71其他用水72000.70.5040.79項目熱公用工程 MW冷公用工程 MW直接公用工程26.525.3換熱設計24.319.4節(jié)能百分率8.3%23.3%總節(jié)能百分率31.6%年產 3500 噸?；撬犴椖縿?chuàng)新性說明書工藝實際生產中一般為多雜質的情況，較為復雜，完全分離出來較為，水集成技術就是點是把多雜質用水過程模假設為單雜質用水過程，再利用水夾點技術對用水進行分析設計，以達到全系統(tǒng)合理用水的目的。這樣做的優(yōu)點是避免各用水單元因所含雜質不同而造成的相互污染，降低處理難度、提高水的重復利用率、減少操作和處理費用。優(yōu)化后用水分別：圖 5-11優(yōu)化后水

36、圖根據上述用水設計，優(yōu)化前和優(yōu)化后對比如下表所示：表 5-5優(yōu)化前和優(yōu)化后對比表- 16 -新鮮用水量/（t/h）重復利用率%優(yōu)化前全部新鮮水89.46.88優(yōu)化后再生重復利用6.15總計89.464.368100年產 3500 噸?；撬犴椖縿?chuàng)新性說明書第 6 章 環(huán)境保護技術創(chuàng)新6.1 環(huán)境清潔在三廢方面，本項目設計幾乎不產生的廢固，主要為廢鍋爐灰渣，另外還會產生工業(yè)和生活。生活則主要集中由金珠工業(yè)園區(qū)集中處理；鍋爐爐渣、灰渣等，可采取綜合利用方式用于水泥、筑路等。生產過程產生 781 t/a 綜合廢水，180 t/a 高氨氮廢水，綜合廢水經催化內電解反應器和混凝沉淀后，進入水解酸化池，再進

37、入 UASB 系統(tǒng)。工程采用在此基礎上改進的催化內電解/厭氧/A/O 工藝使其對?；撬嵘a廢水更有全程硝化反硝化生物脫氮及同步硝化反硝化同時性。工藝中短程硝化-反硝化生物脫氮和，微生物以兼性厭氧型為主，好氧型和厭氧型并存。再用氧化耦合絮凝技術對生化出水進行深度處理，使出水水質達到排放標準。該工程設計規(guī)模為 0.6 t/d。該污水處理工藝對氨氮、總氮表現(xiàn)出優(yōu)良的處理性能、對COD，BOD5 的處理效果也非常優(yōu)異。本工藝對 COD、BOD5、氨氮和總氮的去除率分別為97%、95%、87%和 86%。圖 6-1 ?；撬嵘a廢水及污泥處理工藝流程含污染物的氣體，通過某多孔填料床，其中含有固定的微生物，

38、通過這些微生物的降級作用，實現(xiàn)對污染物的生物處理。當異味污染氣體通過介質時，氣流中的污染物被生物膜吸收，氧化。該技術還具有高效，低投入費用和運行費用，安全操作，低能源消耗，不產生副 ，能將許多無機物和有機物轉化成無害的氧化物的特點。綜上，本項目在廢物利用和三廢排放中做到了環(huán)境清潔。6.2 單產碳排放減少 3200 噸由于 CO2 溫室效應增強，已經產生全球氣候變暖的趨勢。由一些機構資助的政增加那么到 2050 年全球府間氣候變化研究組織（IPCC）指出如果礦物年平均溫度將達到 16-19超過以往的變暖速度而在脫硫工段，采用濕式氨法脫硫的同時，將的使用繼續(xù)全球的變暖。一并吸收，生產碳酸氫銨，而后

39、經冷卻驟生成副化工項目碳排放=給碳酸氫銨。在有效脫硫的同時，減排，減少溫室效應。燃燒 CO2 排放 +火炬燃 CO2 排放+工業(yè)生產過程 CO2 排放+凈購- 17 -年產 3500 噸牛磺酸項目創(chuàng)新性說明書入電力和熱力隱含的 CO2 排放- CO2 的回收量。本項目利用氨法吸收技術、碳銨冷卻結晶技術、熱集成技術可直接減少凈購入電力和熱力隱含的CO2 排放，回收混合氣體中的可減少火炬燃燒CO2 排放。綜合各項創(chuàng)新技術使得本項目提高效益的同時，實現(xiàn)節(jié)能減排。6.3EIAN 噪聲檢測評價技術我國相對于歐美發(fā)達而言，對于工業(yè)噪聲的起步較晚，我國對于工業(yè)噪聲和治理方面的研究主要開展于近幾年，隨著我國現(xiàn)

40、代工業(yè)的迅速發(fā)展，越來越多人開始重視工業(yè)噪聲所造成的危害，并開始研究工業(yè)噪聲的治理。由于我國勞動人口眾多，發(fā)達地區(qū)人口相對密集，而且工業(yè)發(fā)展水平相對于發(fā)達較弱，因此我國的工業(yè)噪聲治理更加重要也更加。通過對工業(yè)噪聲的特點進行分析，企業(yè)或生產對噪聲進行時，比較有效的是在工業(yè)生產中噪聲源或阻隔工業(yè)噪聲的途徑。從企業(yè)的發(fā)展角度講，和周邊居民的身體健康造成傷對工業(yè)噪聲進行有效治理，不但可以防止工業(yè)噪聲對害，還有利于提高企業(yè)的形象和工作效益。背景噪聲為 20dB 時，部分晝間數(shù)據及監(jiān)測點對其周邊抽取部分數(shù)據如下：表 6-1 抽取部分數(shù)據數(shù)據如表6-1 所示。- 18 -Y/X020406080100120

41、052.6153.554.4555.4856.5957.7358.831052.8653.7954.8155.9357.1758.5159.892053.154.0855.1656.3757.7459.361.043053.3254.3455.4856.7758.2760.0862.274053.5254.5855.7757.1458.7760.863.515053.754.856.0457.4759.1961.4364.636053.8654.9956.2757.7459.5461.9365.637054.0155.1756.4757.9759.8162.2566.218054.1355.3156.6458.1659.9962.4166.19054.2355.4456.858.3360.1362.4566.0210054.3155.5556.9458.4960.2562.465.971105