托普索WSA酸性氣廢酸回收技術(shù)洽商會課件

1、托普索 WSA 工藝用于含硫酸性氣體處理及廢酸再生2016年環(huán)保技術(shù)裝備供需洽商會公司簡介由哈德 托普索博士于1940年創(chuàng)立。托普索家族擁有公司100% 的所有權(quán)有著七十多年的歷史，是世界多相催化領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者在五大洲11個國家擁有超過2,500名員工， 生產(chǎn)工廠約有870人總部位于丹麥林比（Lyngby）。催化劑在丹麥腓特烈松（ Frederikssund）和美國休斯敦的催化劑工廠中生產(chǎn)。位于中國天津的新工廠已經(jīng)在2015年投入使用四個業(yè)務(wù)部門：化工部、環(huán)保部和煉油部，以及主要關(guān)注新技術(shù)開發(fā)的第四個部門新業(yè)務(wù)部排放控制我們提供一整套產(chǎn)品和服務(wù)，能夠廣泛用于化工、加氫和排放控制等領(lǐng)域化工加氫合成

2、氨合成氣甲醇合成制氫替代天然氣（SNG）硫酸 二甲醚甲醛合成汽油加氫裂化加氫精制石腦油煤油柴油減壓蠟油渣油脫硫脫除氮氧化物和一氧化碳脫除可揮發(fā)性有機物過濾顆粒物工藝設(shè)計、工程和許可高性能催化劑專有設(shè)備商務(wù)和技術(shù)服務(wù)托普索催化劑展示合成氨催化劑汽車催化劑硫酸催化劑BRIM加氫催化劑固定源脫硝催化劑級配催化劑在關(guān)鍵業(yè)務(wù)領(lǐng)域占據(jù)市場領(lǐng)導(dǎo)地位成熟產(chǎn)品的市場占有率為15-25%15-25%全球超過 60%的氨是通過托普索催化劑生產(chǎn)的過去十年間向全球50%的新建合成氨裝置提供解決方案用于生產(chǎn)超低硫柴油的催化劑有40%是由托普索提供的制氫催化劑占有超過 30% 的市場份額硫酸催化劑占有超過35%的市場份額總

3、部丹麥哥本哈根在五大洲11個國家擁有超過2500名員工42% 的員工擁有本科以上學(xué)歷俄羅斯莫斯科中國 北京南非開普敦阿根廷布宜諾斯艾利斯美國休斯敦印度新德里馬來西亞吉隆坡巴林麥納麥巴西里約熱內(nèi)盧加拿大埃德蒙頓美國洛杉磯全球分布WSA技術(shù)用于酸性氣處理Wet gas Sulphuric Acid 濕法硫酸SH2SRSHCOSCS2SO2SO3H2SO4H2SO4WSA什么是WSA技術(shù)?一種把各種含硫化合物回收成為商品級濃硫酸的工藝生產(chǎn)硫磺還是硫酸?H2SWSA克勞斯WSA硫酸廠鈦白粉氫氟酸粘膠纖維己內(nèi)酰胺75%輕工鋼鐵有色金屬25%86.3%磷肥2010-2014年 中國硫酸消耗每年平均增長約7

4、.1%；2014年中國消耗了世界硫酸產(chǎn)量的近40%，約9250萬噸。硫磺對外依存度超過50% -硫酸工業(yè)Reaction enthalpies 反應(yīng)焓 WSA vs. ClausH2SSO2SO3H2SO4(gas)H2SO4(liquid)WSA: Total 192 kcal/moleH2SSClaus: Total 53 kcal/mole -2 0 +4 +6 Oxidation stage of sulfur硫氧化階段24.523.51242053 WSACLAUSH2S處理 再生酸氣 + SWS酸氣H2S酸氣 Steamsystem過熱蒸汽SO2轉(zhuǎn)化器酸冷卻器產(chǎn)品硫酸燃燒空氣煙氣風(fēng)

5、機WSA冷凝器床間冷卻器床間冷卻器氣體冷卻器焚燒爐空氣SWS 酸氣風(fēng)機SCRReaction:SO2 + 0.5 O2 SO3Reaction:H2S + 1.5 O2 SO2 + H2OReaction:H2SO4 (g) H2SO4 (liq)Reaction:SO3 + H2O H2SO4 (g)洗滌WSA裝置中主要化學(xué)反應(yīng)燃燒H2S + 3/2 O2 H2O + SO2 + 518 kJ/mole氧化SO2 + 1/2 O2 SO3 + 99 kJ/mole水合SO3 + H2O H2SO4 (氣) + 101 kJ/mole冷凝H2SO4 (氣) + 0.17 H2O (氣) H2S

6、O4 (液) + 69 kJ/mole脫氮NO + NH3 + 1/4 O2 N2 + 3/2 H2O + 410 kJ/mole主反應(yīng)是放熱反應(yīng)，熱量可以回收產(chǎn)蒸汽WSA工藝流程圖雙冷凝酸氣SO2轉(zhuǎn)化器酸冷卻器成品酸燃燒空氣煙囪中間冷凝器床間冷卻器工藝氣冷卻器燃燒爐AirBFW汽包WHBCW高壓過熱蒸汽Air最終冷凝器蒸汽過熱器氣氣換熱器GGH工藝氣加熱開車燃燒爐BFW 預(yù)熱燃燒空氣風(fēng)機冷卻空氣風(fēng)機WSA 工藝特點硫回收率超過99.9，尾氣中SO2的濃度不超國家標(biāo)準(zhǔn)硫回收為商品級濃硫酸 (通常 98%) 原料中允許NH3 （不需抽氨單元）和烴類 冷卻水消耗低工藝氣無需脫水，沒有廢水、廢酸、廢

7、物等二次污染物雙冷凝沒有化學(xué)品和其它添加劑消耗過熱蒸汽（50-60 barg，400.每噸硫酸副產(chǎn)2.5t蒸汽）操作彈性范圍大工藝簡單，設(shè)備少，布局緊湊；占地面積小運行成本低投資回收期短運行凈成本/收益（僅供參考） 3萬噸/年WSA 和克勞斯 對比 ( 8000 小時)項目單位單價WSA克勞斯RMB消耗.人民幣/年消耗.人民幣/年產(chǎn)出./小時產(chǎn)出./小時燃料氣kg1002301,840,000氧kg0.35005601,600,000高壓蒸汽t240001.32,496,000循環(huán)冷卻水 t0.4533.8121,68000新鮮水t0.459.9635,85613,600電kWh0.53001

8、,200,0004001,600,000 消耗成本, 人民幣/年 1,357,5367,539,600液體硫磺 kg0.8001,0006,400,000硫酸 kg0.33,7509,000,00000高壓蒸汽t2009.7115,536,00000低壓蒸汽 t80002.71,728,000廢水t-1001-8,000產(chǎn)出收入 ：人民幣/年24,536,000.009,400,000凈成本收益 (產(chǎn)出 - 消耗) ，人民幣/年 23,178,4641,860,400托普索 WSA 裝置業(yè)績煉油廠:40 個(H2S/SWS 酸性氣體, 廢硫酸再生（23套）, SO2煙氣)冶煉行業(yè):14個(SO

9、2 煙氣)焦化: 32個(H2S/NH3/HCN 氣體 )煤氣化:32個(H2S 氣體)其它:17個全球業(yè)績 (截至2016年4月):150個中國64個裝置包括 6 個SNOX 裝置 30-300 MW最大氣量1,000,000 Nm3/h最大產(chǎn)酸日產(chǎn)1,100 噸設(shè)備 焚燒爐 把以下成分燃燒成SO2 :酸氣 (H2S, COS 以及 CS2)廢酸熱的助燃空氣可用來使蒸汽產(chǎn)量最大化設(shè)備 反應(yīng)器SO2 反應(yīng)器2SO2 + O2 - 2SO3VK-WSA 25 mm VK-WH 12 mmVK-WSA 12 mmVK-WSA 12 mmVK-WSX 9 mm第三床第二床第一床催化劑裝填典型方案催化

10、劑不需頻繁更換，預(yù)期壽命十年以上設(shè)備 - SO2 反應(yīng)器內(nèi)件冷卻空氣入口干凈氣出口熱空氣出口WSA 冷凝器動態(tài)模擬硫酸酸氣入口WSA 冷凝器安裝WSA冷凝器安裝WSA冷凝器內(nèi)部結(jié)構(gòu)酸冷卻循環(huán)系統(tǒng)WSA技術(shù)用于廢酸再生WSA 裝置廢酸再生WSA裝置可以與各種硫酸法烷基化工藝良好匹配：Lummus CD-TechDupont StratcoExxonmobil蘭州寰球工程公司全球廢酸處理業(yè)績 20+第一套烷基化廢酸再生WSA裝置于1999年開車，良好運行至今中國烷基化廢酸再生業(yè)績 6個目前大連西太平洋，寧波海越，山東神馳項目已順利開車，運行良好用于廢酸再生的WSA裝置中化學(xué)反應(yīng)分解（可使用H2S或

11、者燃料氣等燃料） H2SO4(液相) + “HC” + O2 + 熱 SO2 + xCO2 + yH2O氧化SO2 + 1/2 O2 SO3 + 99 kJ/mole水合SO3 + H2O H2SO4 (氣) + 101 kJ/mole冷凝H2SO4 (氣) + 0.17 H2O (氣) H2SO4 (液) + 69 kJ/moleWSA 工藝廢硫酸再生 H2S 酸氣SO2轉(zhuǎn)化器硫酸產(chǎn)品燃燒空氣風(fēng)機煙囪氣風(fēng)機WSA冷凝器焚燒爐Air廢硫酸 ESP過熱蒸汽BFW汽包 燃料氣 霧化空氣床間冷卻器床間冷卻器氣體冷卻器酸冷卻器廢酸焚燒爐外觀運行兩年之后的廢熱鍋爐入口硫酸產(chǎn)品WSA和干法廢酸再生技術(shù)對比

12、工藝路線WSA(濕法硫酸技術(shù))干燥-轉(zhuǎn)化-吸收工藝適應(yīng)原料波動范圍寬，對NH3、COS、烴類、水等雜質(zhì)不敏感范圍窄，對NH3、COS、烴類、水敏感流程復(fù)雜程度簡單復(fù)雜可靠性高低產(chǎn)品硫酸質(zhì)量均達到國家一級品要求能耗低高占地面積小大（約為WSA三倍）二次污染物無稀酸熱回收效率高，蒸汽產(chǎn)量大/能耗低低，蒸汽產(chǎn)量低/能耗高Conventional DCDA spent acid regeneration plant 傳統(tǒng)干法廢酸再生裝置COMBUSTORBOILERSO2 CONVERTERFINALABSORBERGAS WASHINGGASDRYINGSPENT ACIDH2S GASFUEL G

13、ASATOMIZINGAIRBOILER FEED WATERSTACKSTEAMFRESH ACIDWATERWASTEACIDSTRIPPERINTERMEDIATEABSORBERAIRAIRAIRNumber of items 設(shè)備數(shù)量DCDA 干法流程WSACombustors 焚燒爐11Boilers 鍋爐12Steam drums 汽包11Converters 轉(zhuǎn)化器1 (4 beds)1 (3 beds)Electrostatic precipitators 靜電除塵器01Absorption towers 吸收塔30Gas quenchers 氣體冷卻器10Jet scrub

14、bers 噴射洗滌器20Strippers 汽提裝置10Mist eliminators 除霧器41Tail gas treatment units 尾氣處理裝置03Mist control units 酸霧控制器01 x 2Pumps 泵6 x 23 x 2Gas blowers 工藝氣風(fēng)機10Air blowers 空氣風(fēng)機12Various vessels 儲罐01Gas/gas heat exchangers 工藝氣/工藝氣換熱器30Gas/air heat exchangers 工藝氣/空氣換熱器21Air/steam heat exchangers 空氣/蒸汽換熱器01Steam

15、superheaters 蒸汽過熱器12Water coolers 水冷卻器61TOTAL 共計4125WSA與傳統(tǒng)干法廢酸再生工藝對比Product acid capacity 酸產(chǎn)量50 t/d 98% concentration 濃度Spent acid feed composition 廢酸原料成分Sulphuric acid 硫酸 85%Organic S-compounds 有機硫化合物 5%Water 水 10%WSADCDA傳統(tǒng)干法工藝Number of main equipment 設(shè)備數(shù)量2541HP steam production高壓蒸汽, t/h (55 barg,

16、superheated過熱)3.20Waste water generation 產(chǎn)生廢水, m3/h02Cooling water consumption 冷卻水消耗, m3/h19615Fuel consumption 燃料消耗, Gcal/h2.62.6Compressed air consumption 壓縮空氣消耗, Nm3/h350350Instrument air consumption 儀表風(fēng)消耗, Nm3/h20250Electricity consumption 電耗, kWh/h200300Item 項目Unit 單位Unit price 單位價格RMBWSADCDA傳統(tǒng)

17、干法工藝Cons./prod.per hourRMB/yCons./prod.per hourRMB/yFuel 燃料Gcal1502.63,237,0002.63,237,000Compressed air 壓縮空氣Nm30.1350290.000350290,000Instrument air 儀表風(fēng)Nm30.152025,000250311,000Cooling water 冷卻水m30.451971,0006152,297,000Electricity 電kWh0.5200830,0003001,245,000 Direct consumption expenditure 直接成本,

18、RMB/year4,163,0007,380,000Sulphuric acid 硫酸t(yī)on40026,640,00026,640,000Steam HP 高壓蒸汽t2003.25,312,00000Waste water 廢水t-20002-332,000Direct production income 直接收益 RMB/year11,952,0006,624,000Net operations income 凈運行收益(production less consumption收入減成本) RMB/year7,789,000-1,072,000WSA與傳統(tǒng)干法硫酸技術(shù)用于廢酸再生凈運行成本/收入對比（按年8300小時運行時間計算）大連西太烷基化廢酸再生WSA裝置寧波海越烷基化廢酸再生WSA裝置WSA廢硫酸回收技術(shù)選擇總結(jié)1. WSA克服了傳統(tǒng)干法硫酸的弊