Удаление so2 из отходящих газов металлургического...
Post on 04-Feb-2016
97 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
1
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 2012 1
Удаление SO2 из отходящих газов металлургического производства
Микеле Дженова
«Охрана окружающей среды и промышленная деятельность на Севере» Норильск, 11-14 сентября 2012 г.
2
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 2012
Содержание Введение Газоочистная установка Установка концентрирования диоксида
серы Установка регенерации серы Хранение серы и транспортно-погрузочные
средства Выводы
3
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 2012
Наша группа Шесть ведущих компаний, работающих по всему миру
57,000 постоянных сотрудников
4
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 2012
41%
38%
8%
5%5%
3%
Объем продаж по компаниям
Доходы группы Techint: Более 24 миллиардов USD по состоянию
на 31 декабря 2011 г.
Наша группа
5
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 2012
Доступные услуги: Технико-экономическое обоснование Предпроектные изыскания и базовое
проектирование Детальное техническое проектирование Управление проектными работами Услуги по материально-техническому
обеспечению Строительство Управление строительными работами Проектное финансирование Ввод в эксплуатацию Эксплуатация и техническое обслуживание
Чем мы занимаемся
6
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 2012
ВВЕДЕНИЕ• Компания Techint принимает участие в
разработке и реализации технических решений по извлечению элементарной серы из дымовых газов металлургической установки.
• Принятые на вооружение технические решения позволяют сократить выбросы серы на 95% по весу с получением элементарной серы.
7
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 2012
1. Очистка и охлаждение потока дымовых газов2. Физическая абсорбция диоксида серы3. Десорбция диоксида серы4. Охлаждение и сжатие продукта диоксида серы5. Восстановление диоксида серы до сероводорода6. Установка регенерации серы7. Сооружения для хранения серы в жидком и
твердом состоянии
Используемые процессы включают следующее :ВВЕДЕНИЕ
8
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 2012
Очистная установка предназначена для очистки металлургических дымовых газов перед их направлением в установки концентрирования SO2.В установке очистки дымовых газов происходит удаление всех примесных веществ, таких как тяжелые металлы, сернокислотный пар, во избежание осложнений для оборудования на последующих этапах переработки:
Коррозия оборудования Высокий расход растворителя Загрязнение продукта.
ОЧИСТКА ДЫМОВЫХ ГАЗОВ
9
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 2012
ОЧИСТКА ДЫМОВЫХ ГАЗОВ
10
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 2012
Обратный струйный скруббер
• Резкое охлаждение горячего газа• Удаление твердых частиц• Абсорбция кислого газа• Используются диафрагменные
форсунки жидкости большого диаметра Без распыления Без закупорки
ОЧИСТКА ДЫМОВЫХ ГАЗОВ
Источник: MECS
11
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 2012
• Эффективное использование перепада давления
• Удвоение эффективности удаления• Сокращение затрат за счет использования
множества струй в одной «вводной воронке»
ОЧИСТКА ДЫМОВЫХ ГАЗОВМногоструйный скрубберНекоторые преимущества технологии:
Источник: MECS
12
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 2012
ОЧИСТКА ДЫМОВЫХ ГАЗОВМокрые электростатические осадители
Источник: GEA Bischoff
13
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 2012
ОЧИСТКА ДЫМОВЫХ ГАЗОВ
Источник: GEA Bischoff
14
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 2012
КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ SO2
Источник: MECS
• Система физической абсорбции– Селективная абсорбция SO2 из
газового потока– Выбросы SO2 - 300 ppmv или
менее– Адсорбция, но в меньшей
степени, других загрязняющих веществ, таких как CO2
• Десорбция SO2 из растворителя с помощью тепла
15
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 2012
Физическая и химическая абсорбцияФизическая абсорбция Беспротонный растворитель Отсутствие химических
реакций Более низкие потери
растворителя Простая химия Органическая система Более низкий расход пара Более высокое соотношение
жидкость/газ Распространяется действие
закона Генри
Химическая абсорбция Протонный растворитель Большое количество
химических реакций Более высокие потери
растворителя Сложная химия Водная система Более высокий расход пара Более низкое соотношение
жидкость/газ Действие закона Генри не
распространяется
КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ SO2
16
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 2012
Отличия процессов с химическим и физическим растворителем Для регенерации химического растворителя требуется
больше энергии. Более высокие по сравнению с физическим
растворителем капитальные затраты на регенерацию химического растворителя.
Больше технологических этапов регенерации химического растворителя.
Стадия абсорбции является аналогичной.
КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ SO2
17
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 2012
КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ SO2Потери растворителя при физической и
химической абсорбции
1
10
100
1000
0% 2% 4% 6% 8%
Концентрация газа (% SO2)
Пот
ери
раст
врит
еля
(фун
тов/
млн
. ст
анда
ртны
х ку
биче
ских
фут
ов)
Physical
Chemical
Растворимость диоксида серы в физичнеском и химическом абсорбенте
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0% 10% 20% 30% 40% 50%
Диоксида серы в ж идкой фазе (мольных %)
Пар
циал
ьное
дав
лени
е SO
2 (к
Па)
Физический
Химический
18
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 2012
КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ SO2 Состояние газа на входе установки концентрирования SO2
Загрязняющие вещества в газовом потоке (аэрозоли, кислотный туман) сильно влияют на потери растворителя: 10 мг/Нм3 твердых частиц (требуемое значение) 20 мг/Нм3 кислотного пара (требуемое значение)
Поток получаемого газа SO2
Газ с концентрацией SO2 до 98% по весу, с некоторыми примесями, в частности CO2, в зависимости от состояния и насыщения газа водой на входе
19
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 2012
Концентрирование SO2Пример проекта
Исходные данные проектирования
300,000 Нм3/ч
0,2% SO2
Эксплуатационные характеристики
100 ppm SO2
98% SO2 после десорбции CO2
Источник: MECS
20
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 201220
Установка регенерации серы
21
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 201221
Установка регенерации серыУстановка регенерации серы может включать следующее:Подачу SO2 в установкуТермическую стадию (горелка, печь и котел-утилизатор)Каталитическую стадию (реактор Клауса и конденсаторы)Печь дожига остаточного газа и регенерацию теплаДегазацию серы, хранение и вывозОтверждение серы (при необходимости) и системы погрузки-разгрузки твердой серы
22
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 2012
Установки регенерации серы предназначены для получения серы из концентрированных потоков диоксида серы.
В зависимости от сырьевого SO2 поступающего в установки концентрирования, общее извлечение серы составляет как минимум 95%. Потери установок концентрирования указывают на то, что регенерация серы на установках регенерации серы должна составлять более 95% от поступающей серы.
Установка регенерации серы
23
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 201223
Сердцем данной установки является термический реактор, в котором происходит восстановление SO2 до H2S и серы путем сочетания восстановительных газов, полученных в результате сжигания природного газа.
Печные газы охлаждают в котле-утилизаторе, который используют для получения пара для технологического нагрева в установке Клауса. Излишки пара высокого давления отводят для использования в других целях. Газы вступают в реакцию в ходе охлаждения в трубах котла-утилизатора, а соединения серы в отходящем газе в основном представлены H2S, SO2, COS, CS2 и серным паром.
Установка регенерации серы
24
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 201224
Общие реакции в термальном реакторе во время восстановления SO2 можно обобщить следующим образом:
Установка регенерации серы
при ~ 1200 °C2SO2 +
+ 4H2S
CH4 S2 + 2H2O + CO2
6SO2 + 4CH4 S2 + 4H2O + 4CO2 при~1200 °C
(4n+m) 2CnHm + mH2O + 2nCO2
Тепло получают за счет сжигания топливного газа:
2 O2
25
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 201225
Газы, нагретые до требуемой температуры с помощью парового подогревателя, поступают в реакторы Клауса, где реагируют H2S и SO2 с образованием большего количества серы , после чего поток технологических газов переходит в конденсаторы; конденсированную серу сливают в систему дегазации через шлюзовой затвор.
Остаточные газы последнего конденсатора Клауса, содержащие серные соединения и около 4% H2 и 6% CO, дожигают при 800C для преобразования всех серных соединений в SO2.
Установка регенерации серы
26
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 201226
Перед выбросом через дымовую трубу, поток из печи дожига охлаждают в котле-утилизаторе. В котле-утилизаторе образуется пар с требуемым давлением, который можно использовать для подогрева в установке Клауса.
Давление пара в котле-утилизаторе должно быть таким,
чтобы температура трубной решетки была выше точки росы серной кислоты во избежание коррозии в дымовой трубе.
Установка регенерации серы
27
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 201227
Из конденсаторов серу спускают в коллектор серы емкостью, достаточной для накопления серы в течение 24 часов. В ходе отверждения серу подвергают дегазации для ослабления запаха.
Сера циркулируют по коллектору с помощью серных насосов с целью ее перемешивания и уменьшения содержания сероводорода.
Установка регенерации серы
28
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 2012
Установка регенерации серыПример проекта
Заказчик : WEPEC Тип :установка извлечения серы + обработка
отходящего газа Процесс : LGI Область применения : Нефтепереработка Производительность : 315 т/день Гидравлически эквивалентна 1 очереди проекта для
Медного завода Место : Китай
Источник: LGI
29
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 2012
Жидкую серу можно отверждать или продавать в жидкой форме. Установка грануляции включает системы гранулирования и упаковки, дополненные системой кондиционирования жидкой серы. Система кондиционирования состоит из фильтра жидкой серы, охладителя жидкой серы, резервуара объемом достаточным для 24 часов работы и насосов для подачи жидкой серы в установки гранулирования. Систему гранулирования можно довести до размеров, достаточных для переработки всего объема серы. Каждая установка рассчитана на производство до 400 метрических тонн высококачественных гранул в день.
Хранение и упаковка
30
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 2012
Выводы
Для оптимизации размеров установки необходима установка концентрирования SO2 с использованием физического растворителя, что также способствует сокращению эксплуатационных расходов.
Для ослабления ухудшения свойств растворителя, необходимо проводить очистку отходящего металлургического газа с целью удаления всех примесей, таких как тяжелые металлы, сернокислотный пар.
SO2 отходящих металлургических газов можно эффективно извлекать используя модифицированный процесс Клауса со специальным термическим реактором. Назначение реактора сводится к оптимизации соотношения SO2 и H2S перед подачей технологического газа в конвертеры Клауса.
С помощью данного процесса можно производить извлечение серы значением не менее 95%, понижая уровень загрязнения окружающей среды.
31
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 2012
Автор благодарит
LE GAZ INTEGRAL
MECS
GEA BISCHOFF
за разрешение использовать представленные сведения.
Благодарность
32
Milano, 18 Aprile 2012
«Environmental protection and industrial activity in the North» - Norilsk. 11-14 September, 2012 32
Микеле Дженова - email: michele.genova@techint.itTel. +39 02 4384 7651 – mobile +39 335 7750 947
Спасибо за внимание
Удаление SO2 из отходящих газов металлургического производства
top related