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1.综述
近几年,每到秋冬,我国中东部地区不时会遇到雾霾天气,华北、中原和华东部分城市影响最为严重,北京、天津、石家庄、衡水、唐山等城市由于低空近地面的空气污染物久积不散,主城区点位连续出现空气质量重度污染和严重污染,包括PM2.5、PM10、SO2、NO2等主要污染物徘徊在较高超标浓度水平。
以煤为主的能源消费结构是我国长期以来空气污染的主要原因,雾霾的形成与燃煤锅炉烟气的污染排放有着密切关系,国家对燃煤锅炉污染物的排放要求会日益严格。所以将燃煤锅炉烟气排放降低到允许范围内,并最大限度的降低能耗及运行成本是每个企业追逐的目标。
现有一氮肥化工厂,厂区设有一台40t/h燃煤蒸汽循环流化床锅炉,以向各车间提供蒸汽。该锅炉尾气治理采用干法静电除尘器+湿法氨法脱硫工艺。
该脱硫工艺中脱硫剂需采用20%氨水溶液对炉后的含有SO2的烟气进行脱硫。本着资源回收利用的原则,现可利用厂区现有生产工艺中排出的废水(该废水中含有1%甲醛,2%NH3,其他成分为水)作为脱硫剂。
脱硫塔的底层设两级预除尘段,进一步降低烟气中的粉尘量,为NH4SO4利用做了基础。在脱硫塔的顶部设两级捕氨段,有效的捕捉逃逸出来的氨气。
脱硫产物NH4SO4利用烟气的余热浓缩后送到厂区的氮肥生产工段,用做生产氮肥的原料。
2.脱硫剂氨水制备过程
2.1工艺介绍
通过精馏过程将废水中2%的氨提浓到20%的氨水溶液。工艺流程如下:
常温原料经泵加压与塔釜液换热后升温到90℃以上,进入蒸氨塔上部,物料在塔内经过塔釜再沸器提供的热蒸汽的汽提,同时经过冷凝器提供的回流,使气液不断地接触交换,实现轻相的氨气向塔顶聚集、重相的水和氯化钠向塔底聚集,完成氨的提浓过程。
本流程塔顶采用分缩器冷凝形式,采用的是自回流,塔顶才出的是20%浓度的气氨,后设冷凝器,冷凝后得到20%的氨水。
加热形式采用热虹吸式再沸器间接加热形式。
2.2工艺模拟
模拟流程如图2.1所示,根据模拟结果得出物料平衡数据,如表2.1所示。
图2.1工艺流程图
表2.1物料平衡数据
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