本項(xiàng)目屬于節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)。該項(xiàng)目研究含CO尾氣(黃磷尾氣、電石爐尾氣)凈化及綜合利用技術(shù)開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)——研究吸附法深度脫除含CO尾氣(黃磷尾氣、電石爐尾氣)中硫化物、磷化物、砷化物、氟化物、微量氰化物、焦油的專用吸附凈化劑以及包括除塵、脫氧等單元技術(shù)在內(nèi)的凈化工藝,開展尾氣凈化后的變壓吸附提純CO試驗(yàn),取得工藝開發(fā)的關(guān)鍵數(shù)據(jù),最終以工藝軟件包的形式提供可工業(yè)化的成套技術(shù)。形成自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù),主要研究成果達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。
1、項(xiàng)目主要科技內(nèi)容
1)研究尾氣高效除塵。
目前國內(nèi)用于含塵尾氣的凈化處理方法主要有干法和濕法兩種,在實(shí)際應(yīng)用中目前這兩種方法均有缺陷。重點(diǎn)針對電石爐尾氣干法除塵的缺陷,計(jì)劃進(jìn)一步研究干法除塵技術(shù),實(shí)現(xiàn)電石爐尾氣的干法高效除塵。
2)研究硫化物、磷化物、砷化物、氟化物、氰化物的初步凈化,比較濕法法與干法脫除硫化氫等酸性氣體的可行性與技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。
根據(jù)黃磷尾氣中硫化物、磷化物、砷化物含量;電石爐尾氣中硫化物、磷化物、氰化物等雜質(zhì)組分含量確定其初步凈化(達(dá)到雜質(zhì)總量≤100mg/Nm3)方法,比較濕法與干法的可行性和經(jīng)濟(jì)性。
3)研究吸附法深度脫除硫化物、磷化物、砷化物、焦油以及微量氰化物的專用吸附劑,研究凈化工藝。
結(jié)合焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣的凈化方法,研究深度脫除黃磷尾氣及電石爐尾氣中硫化物、磷化物、砷化物、氰化物、焦油的專用吸附凈化劑及凈化工藝。在保證凈化精度(上述雜質(zhì)含量均小于1ppm)的前提下,優(yōu)化工藝、降低再生能耗。
4)根據(jù)凈化后尾氣的組成優(yōu)化變壓吸附法(PSA)提純一氧化碳的工藝,提高一氧化碳的純度和回收率。
根據(jù)凈化后的尾氣組成,采用變壓吸附氣體分離法,優(yōu)化變壓吸附法提純一氧化碳的工藝,提高一氧化碳的純度和回收率(產(chǎn)品CO純度≥98%、收率≥80%)。
2、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
1)使用本項(xiàng)目的黃磷尾氣凈化提純技術(shù),產(chǎn)品一氧化碳的主要消耗如表1所示:
表1 產(chǎn)品一氧化碳(CO≥96%)主要消耗
項(xiàng)目 單耗
原料氣(黃磷尾氣) 1.58m3/m3
堿(按30%液堿計(jì)) 0.29kg/m3
循環(huán)水 0.18t/m3
儀表空氣 0.12m3/m3
蒸汽 0.88kg/m3
電 0.85KW.h/m3
2)使用本項(xiàng)目的電石爐尾氣凈化提純技術(shù),產(chǎn)品一氧化碳的主要消耗如表2所示:
表2 產(chǎn)品一氧化碳(CO≥98%)主要消耗
項(xiàng)目 單耗
原料氣(電石爐尾氣) 1.75m3/m3
堿(按30%液堿計(jì)) 0.1kg/m3
循環(huán)水 0.1t/m3
儀表空氣 0.01m3/m3
蒸汽 0.3kg/m3
電 0.5KW.h/m3
以茂縣鑫新能源有限公司電石尾氣凈化生產(chǎn)8萬噸/年甲醇、5萬噸/年二甲醚裝置為例,技術(shù)經(jīng)濟(jì)情況如下:
項(xiàng)目投入總資金為29426萬元,裝置的年均營業(yè)收入為23628萬元,裝置的年均生產(chǎn)總成本費(fèi)用為14290萬元,裝置運(yùn)轉(zhuǎn)壽命期內(nèi)年均利潤總額為7795萬元,年均利稅為9337萬元;項(xiàng)目盈虧平衡點(diǎn)BEP為36.3%,該裝置盈虧平衡點(diǎn)較高,抗市場風(fēng)險(xiǎn)能力強(qiáng)。
3、促進(jìn)行業(yè)科技進(jìn)步作用
生產(chǎn)1噸黃磷副產(chǎn)14噸左右的“廢物”:包括磷渣10噸,富一氧化碳尾氣3.8噸,磷泥0.2~0.5噸,磷鐵0.1噸。如果利用磷渣生產(chǎn)建材,尾氣生產(chǎn)化工產(chǎn)品,磷泥回收利用,磷鐵生產(chǎn)納米級新材料,構(gòu)建“磷化工-碳化工-建材-新材料”多產(chǎn)業(yè)耦合的生態(tài)工業(yè)系統(tǒng),則可在磷礦消耗不增加的前提下,僅靠充分利用副產(chǎn)物就獲得3.5倍于原產(chǎn)值的回報(bào)。
參照2010年我國電石產(chǎn)量(1512萬噸),隨著國家產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整,若密閉電石爐普及率達(dá)到66%,則每年密閉電石爐尾氣將達(dá)到40億Nm3。電石爐尾氣凈化提純技術(shù)推廣面按80%計(jì),則每年回收的一氧化碳折合標(biāo)準(zhǔn)煤210萬噸;每年將減排200萬噸二氧化碳、42萬噸粉塵、1450噸磷化物、5227噸硫化物等,環(huán)境保護(hù)和資源綜合利用效果顯著。
本項(xiàng)目的技術(shù)開發(fā)和工業(yè)化應(yīng)用,為黃磷行業(yè)、電石行業(yè)以及類似的冶煉行業(yè)推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排提供了重要途徑,對于支撐和引領(lǐng)上述領(lǐng)域節(jié)能減排、培育發(fā)展節(jié)能環(huán)保戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)具有重要的意義。
4、應(yīng)用推廣情況
2007年10月,在貴州開陽磷都化工有限公司,建成一套原料氣處理量為3100Nm3/h的黃磷尾氣凈化提純一氧化碳工業(yè)化裝置,配套年產(chǎn)2萬噸甲酸裝置。裝置于2011年5月完成了達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)調(diào)試。根據(jù)裝置運(yùn)行狀況:原料氣平均流量約2700Nm3/h(峰值超過3000Nm3/h),產(chǎn)品CO平均流量約1700Nm3/h (峰值1850Nm3/h), CO純度約97%,雜質(zhì)含量達(dá)標(biāo)。表明裝置達(dá)到設(shè)計(jì)要求(產(chǎn)品濃度、收率和雜質(zhì)含量均達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo))。
2014年12月,在阿壩州茂縣鑫新能源有限公司,建成一套以電石爐尾氣和氯酸鈉尾氣生產(chǎn)8萬噸/年甲醇、5萬噸/年二甲醚的工業(yè)裝置。該項(xiàng)目是四川省阿壩州節(jié)能減排示范工程,項(xiàng)目順利投產(chǎn)后,一直穩(wěn)定運(yùn)行,項(xiàng)目各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
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