摘 要

本项目设计以某发电厂为基础，对现有的氨法脱硫设计进行了改进，在满足烟气脱硫超净排放的同时，大量副产硫酸铵。项目拟定处理烟气325万Nm³/h，同时联产硫酸铵。

本文主要研究了氨法烟气脱硫的模拟及设计。

研究结果表明：增大吸收液浓度和增加液气比，出口烟气中SO₂含量减少，至一定值时，出口烟气中SO₂含量基本不变，脱硫效率难以继续提高；增大原烟气流量，出口烟气脱硫效率将增大；增大吸收液温度时，脱硫效率几乎保持不变；同时为了尽可能提高氨的吸收效率，原烟气和吸收液温度不应过高。

本文特色：工艺路线简单，设备功能集成度高，设计符合原子经济性和绿色化学的原则，原料利用率接近100%。

关键词：烟气脱硫；氨法湿式；ASPENPLUS模拟。

Abstract

The design of this project is based on a power plant, and the existing ammonia desulfurization design is improved, which can satisfy the ultra-clean emission of flue gas desulfurization and produce a large amount of ammonium sulfate by-product. A project to treat 3.25 million Nm3/h, of flue gas co-production of ammonium sulfate.

This paper mainly studies the simulation and design of ammonia flue gas desulfurization.

The results show that: increasing the concentration of absorption liquid and increasing the ratio of liquid to gas, the SO2 content in the outlet flue gas decreases, the SO2 content in the outlet flue gas is basically unchanged at a certain value, and the desulfurization efficiency is difficult to continue to improve; increasing the original flue gas flow rate, the outlet flue gas desulfurization efficiency will increase; increasing the temperature of the absorption liquid, the desulfurization efficiency will almost remain unchanged; and in order to improve the absorption efficiency of ammonia as much as possible, the temperature of the original flue gas and the absorption liquid should not be too high.

Features of this paper: the process route is simple, the equipment function integration degree is high, the design conforms to the principle of atomic economy and green chemistry, and the utilization ratio of raw materials is close to 100%.

Keywords：flue gas; ammonia wet; ASPEN PLUS simulation.

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景与意义 1

1.2 国内外发展现状 1

1.2.1 干法脱硫 1

1.2.2 半干法脱硫 1

1.2.3 湿法脱硫 2

1.3氨法烟气脱硫技术应用前景 2

1.3.1 氨源丰富 2

1.3.2 副产品市场大 2

1.3.3 适合推广 2

1.4 课题研究内容 2

第2章 设计与模拟 3

2.1 氨法烟气脱硫技术的原理 3

2.2 方案设计 3

2.3 项目简介 4

2.4 建设规模 4

2.5 生产方法及流程 5

2.6 工艺参数 5

2.7 软件功能介绍 6

2.8 软件在工业上的应用 6

2.8.1 在煤化工中的应用 6

2.8.2 在石油化工中的应用 6

2.9 模拟工况 6

2.10建立工艺流程 7

2.10.1 建立模型 7

2.10.2 氧化工段 8

2.10.3 吸收工段 9

2.10.4 换热工段 9

2.10.5 浓缩结晶工段 10

2.10.6 固液分离工段 10

2.11组分输入 11

2.12结果 11

2.13优化 12

2.13.1 吸收剂浓度对出口烟气中SO₂含量的影响 13

2.13.2 原烟气流量对出口烟气中SO₂含量的影响 13

2.13.3 液气比对出口烟气中SO₂含量的影响 14

2.13.4 原烟气温度对出口烟气中SO₂含量的影响 14

2.14.5 吸收液温度对出口烟气中SO₂含量的影响 15

第3章 物料衡算和能量衡算 16

3.1物料衡算 16

3.1.1氧化工段物料衡算 16

3.1.2一段吸收工段物料衡算 16

3.1.3二段吸收工段物料衡算 17

3.1.4换热工段物料衡算 18

3.1.5浓缩结晶工段物料衡算 19

3.1.6固液分离工段物料衡算 20

3.2热量衡算 22

3.2.1氧化工段热量衡算 22

3.2.2一段吸收工段热量衡算 22

3.2.3二段吸收工段热量衡算 23

3.2.4换热工段热量衡算 24

3.2.5浓缩结晶工段热量衡算 24

3.2.6固液分离工段热量衡算 25

第4章 设备计算选型及车间布置 26

4.1塔设备的设计 26

4.2吸收塔的直径 28

4.2.1液气比 28

4.2.2结晶池容积 28

4.2.3喷淋层 28

4.2.4吸收及除雾区域高度 28

4.2.5停留时间 28

4.3设备设计计算 29

4.3.1塔径设计 29

4.3.2喷淋塔高度计算 29

4.3.3氧化池设计 32

4.3.4吸收塔材料的选择 33

4.3.5吸收塔壁厚的计算 33

4.3.6吸收塔壁厚的液压计算校核 33

4.3.7吸收塔的最小壁厚 34

4.3.8吸收塔封头的计算 34

4.3.9 配套结构的选择 35

4.4 车间布置 36

4.5 管道选型 37

第5章 结语 38

参考文献 39

致 谢 42

第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

众所周知，许多工厂在生产时会排放含有SO₂的烟气，若脱硫不彻底，将危害到生态环境。为了促进对环境的保护及工业的可持续发展，加强控制SO₂等污染气体的排放刻不容缓, 为此我国相关部门出台了一些法律，来加强对工厂二氧化硫排放的管制，基于《大气污染防治法》, 火电厂在排放烟气时, 须经过脱硫处理，尾气符合排放标准后再进行排放。

在SO₂排放量的贡献中，仅火电厂就约占1/3，随着国民对电力需求的日益提升，燃煤电厂不断扩容增建，由此带来的SO2及飞灰颗粒物污染问题也越发严重[^[1]]。烟气脱硫副产物会占用大量土地，造成二次污染[^[2]]。而要解决脱硫副产品的处理问题，可以将烟气中的SO₂转化为含硫副产品。