氨法烟气脱硫工艺设计以及灵敏度分析开题报告

1. 研究目的与意义

煤炭是我国主要能源，我国能源现状决定未来30 年仍将是以煤为主的能源结构。 我国煤炭的80% 用来燃烧，燃煤不可避免会造成 sox、nox和粉尘等有害物质的排放，并成为大气环境的主要污染源，如 pm2.5、酸雨、光化学烟雾等。因此，在加强煤炭清洁转化利用的基础上，大力发展燃煤污染物防治技术尤为重要。减少燃煤 sox排放的措施主要有燃煤前脱硫，燃烧中脱硫和燃烧后脱硫3 种，其中，燃烧后脱硫即烟气脱硫能快速控制 sox排放，脱硫率高，是主流的燃煤脱硫技术。近年来，国内外学者开展了大量燃煤烟气脱硫技术研究。孙玮^[1]开发了并流氨法脱硫工艺，杨叔衍等^［2］开发了双塔式氨法脱硫工艺，魏雄辉等^［3－4］开发了多元醇复合溶液和复合醇胺溶液吸附脱硫工艺，但这些工艺至今未得到大规模工业应用。目前我国燃煤脱硫技术成本居高不下，主要原因是核心技术装备由外国跨国公司垄断，如以石灰石/石灰－石膏法( w－fgd)^[5]为代表的湿法烟气脱硫工艺和以活性炭吸附－再生法^［6］为代表的干法烟气脱硫工艺被包括三菱重工、美国 abb 公司和芬兰ivo公司等跨国公司垄断。因此，开发具有自主知识产权的成熟燃煤脱硫技术尤为重要。

燃煤烟气脱硫技术种类繁多，但真正实现大规模工业应用的成熟脱硫技术并不多，且这些成熟脱硫技术大多为少数国外大公司所垄断。随着国家环保政策的日益严厉，人们环保意识逐渐增强，燃煤脱硫技术研究成果不断涌现。我国的并流氨法工艺、双塔氨法工艺、多元醇复合溶液和复合醇胺溶液吸附工艺具有流程简单、脱硫率高等特点，并表现出良好的工业应用前景和可观的经济效益。未来应创新烟气脱硫原理，研发脱硫技术的多联产工艺或多级脱硫工艺，重点开发生产硫酸铵化肥和硫酸镁化肥等副产品的脱硫工艺，开发新的湿法和干法脱硫剂、催化剂或吸附剂，研究新型辅助脱硫技术，实现我国烟气脱硫技术的飞跃发展。

aspen plus 作为流程模拟软件，其具有通用性、便捷性与先进性，将其用于化工领域，保证了稳态模拟与动态模拟结果。在稳态模拟方面，运用aspen plus，保证了化工过程参数的准确优化，同时对各过程也实现了经济分析，在实际操作时，其模块较为完整，具体包括管路、阀门、压缩机、反应器与分离塔等。对于aspen plus 而言，其构成主要分为三部分，分别为物性数据库、单元操作模块与系统实现策略。

2. 课题关键问题和重难点

难点：

1工业废气深度脱硫的工艺流程图；

2.aspen动力学反应器的模型、流程收敛的方法；

3. 国内外研究现状（文献综述）

1 湿法烟气脱硫技术

1.1 石灰石/石灰－石膏法湿法

石灰石-石膏湿法脱硫反应机理复杂，其主要反应为烟气中的so2先溶解于吸收液中，离成h 和hso₃- ，hso₃-被强制氧化成so4₂-后与石灰石或石灰洗涤剂进行反应，反应产物硫酸钙在洗涤液中沉淀下来，经分离后即可抛弃，也可以石膏形式回收。其总反应化学式如下：

4. 研究方案

石灰石-石膏湿法脱硫反应机理复杂，其主要反应为烟气中的so2先溶解于吸收液中，离成h 和hso₃- ，hso₃-被强制氧化成so4₂-后与石灰石或石灰洗涤剂进行反应，反应产物硫酸钙在洗涤液中沉淀下来，经分离后即可抛弃，也可以石膏形式回收。其总反应化学式如下：

微生物烟气脱硫的原理涉及两个方面：一是微生物脱硫机理；二是过渡金属离子的催化氧化机理。前者是微生物参与硫元素的各个过程，将无机还原态硫氧化成硫酸，同时完成过渡金属离子由低价态向高价态转化的过程；后者是利用过渡金属高价离子的强氧化性在溶液中的电子转移，将亚硫酸氧化成硫酸。生物脱硫发生的化学反应如下：

5. 工作计划

12月28日至1月1日： 查找外文文献，撰写任务书。

1月4日至1月8日：翻译外文文献，完成任务书，撰写开题报告。

1月11日至1月15日：翻译外文文献，完成开题报告。