化工畢業(yè)論文

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p><b>　　緒論3</b></p><p>　　1 研究背景與意義4</p><p>　　2.國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀4</p><p><b

2、>　　3 脫硫方法5</b></p><p>　　3.1 干法脫硫：5</p><p>　　3.2 半干法脫硫5</p><p>　　3.3 濕法脫硫5</p><p>　　3.3.1 氨法煙氣脫硫技術(shù)的原理6</p><p>　　3.3.2 氨法煙氣脫硫工藝6</p>&l

3、t;p>　　3.3.4氨法煙氣脫硫技術(shù)的應(yīng)用前景7</p><p>　　4 流程模擬軟件ASPEN PLUS8</p><p>　　4.1 軟件簡(jiǎn)介8</p><p>　　4.2 軟件功能及使用8</p><p>　　4.3 基本流程模擬9</p><p>　　4.4軟件在工業(yè)上的應(yīng)用10</p

4、><p>　　4.4.1．在煤化工中的應(yīng)用10</p><p>　　4.4.2 在石油化工中的應(yīng)用10</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)部分12</b></p><p><b>　　1 模擬工況12</b></p><p><b>　　2 模擬假定12<

5、/b></p><p>　　3 建立工藝流程13</p><p>　　3．1建立模型13</p><p>　　3．2組分輸入、物性選擇14</p><p>　　4 靈敏度分析14</p><p>　　4．1 吸收劑濃度對(duì)出口煙氣中SO2含量的影響14</p><p>　　4．2

6、原煙氣流量對(duì)出口煙氣中SO2含量的影響15</p><p>　　4．3 液氣比對(duì)出口煙氣中SO2含量的影響16</p><p>　　4．4原煙氣溫度對(duì)出口煙氣中SO2含量的影響16</p><p>　　4．5 吸收液溫度對(duì)出口煙氣中SO2含量的影響17</p><p><b>　　5 結(jié)語(yǔ)18</b></

7、p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　我國(guó)是一個(gè)能源結(jié)構(gòu)以燃煤為主的國(guó)家，在電力、金屬冶煉、玻璃及玻纖、化工等行業(yè)中，由于燃煤、含硫較高的重油和礦物原料中本身含硫、氟化鈣等，煙氣中含有大量的二氧化硫、HF等有毒有害氣體，對(duì)大氣造成嚴(yán)重污染，酸雨現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，造成經(jīng)濟(jì)損失和生態(tài)環(huán)境破壞。削減SO2排放量，控制大氣污染，提高環(huán)境質(zhì)量，是目前及未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期

8、內(nèi)我國(guó)環(huán)境保護(hù)的重要課題。</p><p>　　SO2控制技術(shù)頗多，諸如改善能源結(jié)構(gòu)，采用清潔燃料等，而煙氣脫硫技術(shù)則是削減SO2排放量不可替代的技術(shù)。迄今為止，煙氣脫硫技術(shù)種類多達(dá)數(shù)百種,從吸收劑種類來(lái)看,主要有石灰石法脫硫工藝、氨法脫硫技術(shù)、鎂法脫硫技術(shù)、雙堿法脫硫技術(shù)、海水脫硫技術(shù)等。其中氨法脫硫技術(shù)以其占地少、操作費(fèi)用經(jīng)濟(jì)、副產(chǎn)品價(jià)值高、無(wú)二次污染等為優(yōu)勢(shì),在脫硫行業(yè)中占有一定的市場(chǎng)分額。ASPEN PL

9、US化工模擬系統(tǒng)是美國(guó)麻省理工學(xué)院于20世紀(jì)70年代后期研制開發(fā)的大型化工模擬軟件。由美國(guó)ASPEN PLUS技術(shù)公司80年代初推向市場(chǎng)，該軟件經(jīng)過(guò)20多年來(lái)不斷的改進(jìn)、擴(kuò)充和提高，已先后推出了十多個(gè)版本，稱為證舉世公認(rèn)的大型流程模擬軟件。它用嚴(yán)格和最新的計(jì)算方法，進(jìn)行單元和全過(guò)程的計(jì)算，為企業(yè)提供準(zhǔn)確的單元操作模型，還可以評(píng)價(jià)已有裝置的優(yōu)化操作或新建、改建裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)，用戶還能夠在工藝計(jì)算的同時(shí)估算基建費(fèi)用和操作費(fèi)用進(jìn)行過(guò)程的技術(shù)經(jīng)

10、濟(jì)評(píng)價(jià)。</p><p>　　本次實(shí)驗(yàn)運(yùn)用流程模擬軟件ASPEN PLUS模擬了氧法濕式脫硫工藝脫除燃煤煙氣中的SO2，介紹了建立模型過(guò)程中模塊的選取、物性方法的選擇、工藝參數(shù)的輸入以及靈敏度分析，考察了吸收劑濃度、原煙氣流量、液氣比、原煙氣溫度、吸收液溫度等工藝參數(shù)對(duì)脫硫效果的影響。</p><p>　　關(guān)鍵詞：ASPENPLUS；煙氣脫硫；氨法；模擬</p><p&

11、gt;<b>　　Abstract</b></p><p>　　China is a country of an energy structure dominated by coal, electric power, metallurgy, glass and glass fiber, chemical industry, coal, sulfur heavy oil and mineral

12、 raw materials sulfur, calcium fluoride etc., contains large amounts of sulfur dioxide in the flue gas, HF, and other toxic and harmful gases, causing serious pollution to the atmosphere, the phenomenon of acid rain is b

13、ecoming more serious, resulting in economic losses and ecological damage. Reduction of SO2 emissions, air pollution</p><p>　　SO2 control technology a lot, such as improving the energy structure, the use of c

14、leaner fuel, flue gas desulphurization technology is the reduction of SO2 emissions irreplaceable technology. To date, the types of flue gas desulphurization technology are hundreds of species from the absorber terms of

15、the types of limestone desulfurization process, ammonia desulfurization technology, the magnesium desulfurization technology, dual-alkali FGD technology, seawater desulfurization technology. Ammonia</p><p>　

16、　The experimental use of process simulation software ASPEN PLUS simulation of SO2 removal from flue gas of oxygen method wet desulfurization process, select the module in the model-building process, the physical properti

17、es of the choice of methods, process parameters input sensitivity analysis, study the absorbent concentration, flue gas flow, liquid-gas ratio, flue gas temperature, the absorption liquid temperature and other parameters

18、 of the effect of desulfurization.</p><p>　　Keywords：ASPEN PLUS；flue gas；desulfuration；ammonion；simulation</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，環(huán)境保護(hù)日益受到重視。為了控制二氧化硫污染，

19、國(guó)家已下文強(qiáng)化了對(duì)“三廢”治理的規(guī)定要求。《大氣污染防治法》規(guī)定，排放二氧化硫的企業(yè)必須建設(shè)配套脫硫除塵裝置，控制二氧化硫排放量。開發(fā)并推廣</p><p>　　符合我國(guó)國(guó)情、技術(shù)應(yīng)用成熟、經(jīng)濟(jì)適宜的脫硫方法已是一項(xiàng)緊迫的任務(wù)。</p><p>　　目前我國(guó)已投入運(yùn)行的、常用的煙氣脫硫方法有十幾種，其中濕式脫硫穩(wěn)定、效率較高、應(yīng)用最為廣泛。濕式脫硫主要有：石灰(石)，石膏法、鈉鈣雙堿法、氨

20、堿法、氧化鎂法及海水法，約占總脫硫量的80％以上。干法脫硫、半干法脫硫以及濕法脫硫等各種脫硫方法均有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇技術(shù)成熟，滿足脫硫效率要求，運(yùn)行穩(wěn)定，費(fèi)用低，原料來(lái)源方便，不產(chǎn)生污染源轉(zhuǎn)移，是企業(yè)選擇脫硫方案的思路和原則。</p><p>　　氨法煙氣脫硫技術(shù)是采用氨水做吸收劑除去煙氣中二氧化硫等污染物的煙氣凈化技術(shù)。70年代初日本與意大利等國(guó)開始研究氨法脫硫工藝，并相繼獲得成功。但因?yàn)榻?jīng)濟(jì)技術(shù)等方面的原因

21、氨法煙氣脫硫技術(shù)在世界上應(yīng)用較少，氨的價(jià)格相對(duì)于低廉的石灰石等吸收劑來(lái)說(shuō)太高了，高運(yùn)行成本是影響氨法脫硫工藝得到廣泛應(yīng)用的最大因素。同時(shí)氨法脫硫工藝在開發(fā)初期也遇到了較多的問(wèn)題，如成本高、腐蝕、凈化后尾氣中的氣溶膠問(wèn)題等等。進(jìn)入90年代后，隨著合成氨工業(yè)的不斷發(fā)展以及廠家對(duì)氨法脫硫工藝自身的不斷完善和改進(jìn)，以及技術(shù)的進(jìn)步和對(duì)氨法脫硫觀念的轉(zhuǎn)變，氨法脫硫技術(shù)的應(yīng)用呈逐步上升的趨勢(shì)。</p><p>　　從國(guó)內(nèi)外氨法

22、脫硫的實(shí)際運(yùn)行效果看，氨法脫硫工藝具有很多別的工藝所沒(méi)有的特點(diǎn)：氨是一種良好的堿性吸收劑，從吸收化學(xué)機(jī)理上分析，二氧化硫的吸收是一酸堿中和反應(yīng)，吸收劑堿性越強(qiáng)，越利于吸收，而氨的堿性強(qiáng)于鈣基吸收劑；從吸收物理機(jī)理上分析，氨吸收煙氣中的二氧化硫是氣一液或氣一氣反應(yīng)，反應(yīng)速率快、反應(yīng)完全，吸收劑利用率高，可以做到很高的脫硫效率；同時(shí)相對(duì)鈣基脫硫工藝來(lái)說(shuō)系統(tǒng)簡(jiǎn)單、設(shè)備體積小、能耗低；氨法脫硫副產(chǎn)品硫酸銨是一種農(nóng)用肥料，副產(chǎn)品的銷售收入能降低一

23、部分因吸收劑價(jià)格高造成的高成本。</p><p>　　ASPEN PLUS是一款功能強(qiáng)大的化工模擬軟件包。最初的版本是在1987年由MIT為美國(guó)能源部編寫的。老版本的ASPEN PLUS需要用戶自己編寫包括完整過(guò)程定義的輸入文件。改進(jìn)后的ASPEN PLUS增加了可視化界面，使得軟件的運(yùn)行環(huán)境變得更為友好．它能夠建立準(zhǔn)確的模型，使用嚴(yán)格的、裝置的優(yōu)化操作和進(jìn)行贏建、改造裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)。利用ASPEN PLUS模擬

24、氨法煙氣脫硫過(guò)程，考察了吸收劑濃度、原煙氣流量、液氣比、原煙氣溫度、吸收液溫度等工藝參數(shù)對(duì)脫硫效果的影響，對(duì)尋找使脫硫效率最大的工藝參數(shù)具有重要的設(shè)計(jì)意義和經(jīng)濟(jì)意義。</p><p><b>　　1 研究背景與意義</b></p><p>　　我國(guó)能源結(jié)構(gòu)是以煤為主，在能源結(jié)構(gòu)中約占70％，這一狀況將保持相對(duì)長(zhǎng)的一段時(shí)間。全國(guó)各地的煤炭都不同程度地含有化學(xué)成分“硫”，

25、絕大部分煤不經(jīng)過(guò)處理就直接進(jìn)入工業(yè)窯爐或工業(yè)鍋爐內(nèi)燃燒，燃燒產(chǎn)生大量：，隨著SO2排放量的增加，我國(guó)酸雨發(fā)展速度驚人。酸雨污染的加劇對(duì)生態(tài)系統(tǒng)、建筑物材料、農(nóng)業(yè)和人體健康等方面均造成了重大危害…。其中火電廠SO2排放量約占全國(guó)SO2總排放量的1/3，火電廠煙氣脫硫技術(shù)目前還處于起步階段，并且近年來(lái)電力資源的緊張導(dǎo)致各地政府紛紛新建燃煤電廠。因此，加大SO2的控制力度越來(lái)越重要和緊迫。控制SO2排放可以采用多種方法，主要途徑有3個(gè)：1)燃

26、燒前，在煤燃燒前進(jìn)行洗煤和選煤，可以脫除10％～20％的硫分；2)燃燒中，在煤燃燒時(shí)采用先進(jìn)的燃燒方法，如循環(huán)流化床技術(shù)和煤氣化技術(shù)可以控制SO2的形成；3)燃燒后，即煙氣脫硫。依據(jù)目前的技術(shù)水平和現(xiàn)實(shí)能力，煙氣脫硫仍是降低SO2排放量最經(jīng)濟(jì)有效的手段。煙氣脫硫是國(guó)際上廣泛采用的控制SO2的成熟技術(shù)，也是我國(guó)控制燃煤電廠SO2排放的主要途徑。近幾年，國(guó)家有關(guān)部門組織實(shí)施了燃煤電廠煙氣脫硫技術(shù)與設(shè)備國(guó)產(chǎn)化示范工程，燃煤電廠煙氣脫硫技<

27、;/p><p><b>　　2.國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀</b></p><p>　　目前，按照脫硫劑和脫硫產(chǎn)物的干濕狀態(tài)可分為3大類：濕法煙氣脫硫技術(shù)、干法脫硫技術(shù)和半干半濕法脫硫技術(shù)。目前國(guó)際上已實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用的燃煤煙氣脫硫技術(shù)中，濕法脫硫技術(shù)約占85％，其中石灰石．石膏法為36.7％；噴霧干燥脫硫技術(shù)約占8.4％；爐內(nèi)噴鈣尾部增濕脫硫技術(shù)約為1.9％。</p>&

28、lt;p>　　氨法煙氣脫硫技術(shù)是采用氨水做吸收劑除去煙氣中二氧化硫等污染物的煙氣凈化技術(shù)。70年代初日本與意大利等國(guó)開始研究氨法脫硫工藝，并相繼獲得成功。但因?yàn)榻?jīng)濟(jì)技術(shù)等方面的原因氨法煙氣脫硫技術(shù)在世界上應(yīng)用較少，氨的價(jià)格相對(duì)于低廉的石灰石等吸收劑來(lái)說(shuō)太高了，高運(yùn)行成本是影響氨法脫硫工藝得到廣泛應(yīng)用的最大因素。同時(shí)氨法脫硫工藝在開發(fā)初期也遇到了較多的問(wèn)題，如成本高、腐蝕、凈化后尾氣中的氣溶膠問(wèn)題等等。進(jìn)入90年代后，隨著合成氨工業(yè)

29、的不斷發(fā)展以及廠家對(duì)氨法脫硫工藝自身的不斷完善和改進(jìn)，以及技術(shù)的進(jìn)步和對(duì)氨法脫硫觀念的轉(zhuǎn)變，氨法脫硫技術(shù)的應(yīng)用呈逐步上升的趨勢(shì)。</p><p>　　從國(guó)內(nèi)外氨法脫硫的實(shí)際運(yùn)行效果看，氨法脫硫工藝具有很多別的工藝所沒(méi)有的特點(diǎn)：氨是一種良好的堿性吸收劑，從吸收化學(xué)機(jī)理上分析，二氧化硫的吸收是一酸堿中和反應(yīng)，吸收劑堿性越強(qiáng)，越利于吸收，而氨的堿性強(qiáng)于鈣基吸收劑；從吸收物理機(jī)理上分析，氨吸收煙氣中的二氧化硫是氣一液或氣

30、一氣反應(yīng)，反應(yīng)速率快、反應(yīng)完全，吸收劑利用率高，可以做到很高的脫硫效率；同時(shí)相對(duì)鈣基脫硫工藝來(lái)說(shuō)系統(tǒng)簡(jiǎn)單、設(shè)備體積小、能耗低；氨法脫硫副產(chǎn)品硫酸銨是一種農(nóng)用肥料，副產(chǎn)品的銷售收入能降低一部分因吸收劑價(jià)格高造成的高成本鶴。</p><p>　　傳統(tǒng)氨法脫硫技術(shù)的代表性工藝是Lurgi集團(tuán)Lentjer-Bischoff公司的氨水脫硫工藝。該工藝采用兩級(jí)洗滌，以(NH4)2SO3，和NH4HSO3，溶液吸收預(yù)冷卻后煙

31、氣中的SO2，洗滌凈化煙氣，回收副產(chǎn)品硫酸銨。</p><p><b>　　3 脫硫方法</b></p><p><b>　　3.1 干法脫硫：</b></p><p>　　干法煙氣脫硫定義：噴入爐膛的CaCO3高溫煅燒分解成CaO，與煙氣中的SO2發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸鈣；采用電子束照射或活性炭吸附使SO2轉(zhuǎn)化生成硫酸氨或硫

32、酸，統(tǒng)稱為干法煙氣脫硫技術(shù)。</p><p>　　干法煙氣脫硫是指應(yīng)用粉狀或粒狀吸收劑、吸附劑或催化劑來(lái)脫除煙氣中的SO2。它的優(yōu)點(diǎn)是工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，無(wú)污水、污酸處理問(wèn)題，能耗低，特別是凈化后煙氣溫度較高，有利于煙囪排氣擴(kuò)散，不會(huì)產(chǎn)生“白煙”現(xiàn)象，凈化后的煙氣不需要二次加熱，腐蝕性小;其缺點(diǎn)是脫硫效率較低，設(shè)備龐大、投資大、占地面積大，操作技術(shù)要求高。</p><p><b>　　

33、3.2 半干法脫硫</b></p><p>　　半干法煙氣脫硫（SGFGD）是以霧化的乳狀吸收劑與煙氣中的SO2 反應(yīng) 同時(shí)利用煙氣自身的熱量蒸發(fā)吸收液的水分, 使最終產(chǎn)物為干粉狀。</p><p>　　該技術(shù)綜合了濕法和干法煙氣脫硫技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，與濕式石灰石石灰石膏法煙氣脫硫相比， 投資省，工藝簡(jiǎn)單，能耗僅相當(dāng)于濕式煙氣脫硫裝置的25%，而且無(wú)腐蝕，結(jié)垢等問(wèn)題。</p&g

34、t;<p><b>　　3.3 濕法脫硫</b></p><p>　　目前，國(guó)內(nèi)煙氣脫硫主要采用石灰石一石膏濕法，隨著大量石灰石一石膏濕法脫硫裝置的投入運(yùn)行，產(chǎn)生了大量的脫硫石膏。2011年，我國(guó)堆存的脫硫石膏和其他石膏副產(chǎn)品已超過(guò)150Mt，脫硫石膏的二次污染問(wèn)題已越來(lái)越嚴(yán)峻。因此，迫切需要開發(fā)無(wú)二次污染、終產(chǎn)物資源化的煙氣脫硫新技術(shù)、新工藝。</p><

35、p>　　近年來(lái)，氨法煙氣脫硫技術(shù)備受業(yè)界關(guān)注，該技術(shù)可充分利用我國(guó)豐富的氮源生產(chǎn)化肥，以減少大量的硫磺進(jìn)口，既治理了大氣中的SO2污染，又變廢為寶，是一項(xiàng)較適應(yīng)中國(guó)國(guó)情、完拿資源化、適應(yīng)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展、極具推廣價(jià)值且更環(huán)保的脫硫技術(shù)。</p><p>　　3.3.1 氨法煙氣脫硫技術(shù)的原理</p><p>　　采用氨水或液氨等作為脫硫劑，煙氣中的SO2與氨反應(yīng)生成(NH4)2SO3，(NH

36、4)2SO3與空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)生成(NH4)2SO4，吸收液經(jīng)結(jié)晶、脫水、壓濾后制得(NH4)2SO4，反應(yīng)原理見式(1)～式(4)：</p><p>　　SO2+2NH3.H2O=(NH4)2SO3+H2O (1)</p><p>　　(NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3 (2)</p>

37、<p>　　2NH4HSO3+ NH3.H2O=(NH4)2SO3+ H2O (3)</p><p>　　2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4 (4)</p><p>　　在吸收液循環(huán)使用過(guò)程中，式(2)是吸收SO2最有效的反應(yīng)。通過(guò)補(bǔ)充新鮮氨水，式(3)可保持(NH4)2SO3溶液的濃度。</

38、p><p>　　3.3.2 氨法煙氣脫硫工藝</p><p>　　較成熟的、已工業(yè)化的氨法煙氣脫硫工藝有下幾種類型：</p><p><b>　　Walther氨法</b></p><p>　　Walther氨法煙氣脫硫工藝是20世紀(jì)70年代克盧伯公司開發(fā)的最早的濕法氨水脫硫工藝。其工藝過(guò)程為：除塵后的煙氣先經(jīng)過(guò)熱交換器，從

39、上方進(jìn)入洗滌塔，與氨氣(體積分?jǐn)?shù)25％)并流而下，洗滌液落人池中，用泵摘入吸收塔內(nèi)循環(huán)噴淋煙氣，煙氣經(jīng)除霧器后進(jìn)入高效洗滌塔，最后經(jīng)熱交換器加熱后的潔凈煳氣排人煙囪。</p><p>　　（2）AMASOX氨法</p><p>　　傳統(tǒng)的氨法煙氣脫硫工藝的主要問(wèn)題之一是凈化后的煙氣中存在氣溶膠。能捷斯一比曉夫公司對(duì)傳統(tǒng)氨法煙氣脫硫工藝進(jìn)行了改造和完善，稱為AMASOX氨法，將傳統(tǒng)的多塔流程

40、改為結(jié)構(gòu)緊湊的單塔流程，并在塔內(nèi)安置了濕式電除霧器以解決氣溶膠的問(wèn)題。</p><p><b>　　（3）GE氨法</b></p><p>　　20世紀(jì)90年代，美罔GE公司開發(fā)的氨法煙氣脫硫工藝流程為：除塵后的電廠鍋爐煙氣經(jīng)換熱器后進(jìn)入冷卻裝置，經(jīng)高壓水噴淋降溫、除塵，冷卻到接近露點(diǎn)溫度的潔凈煙氣再進(jìn)入吸收洗滌塔。吸收洗滌塔內(nèi)布置有兩段吸收洗滌層，洗滌液和煙氣得以充

41、分的混合接觸，脫硫后的煙氣經(jīng)過(guò)塔內(nèi)的濕式電除塵器后再進(jìn)入換熱器升溫，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后經(jīng)炯囪排人大氣。脫硫后含有(NH4)2SO4的吸收液經(jīng)結(jié)晶形成副產(chǎn)品(NH4)2SO4。</p><p>　?。?）NADS氨一肥法</p><p>　　華東理工大學(xué)完成了國(guó)家“九五”科技攻關(guān)項(xiàng)目“SO2廢氣回收凈化新技術(shù)的工程化”，開發(fā)了一種新的火電廠煙氣中SO2回收凈化技術(shù)，簡(jiǎn)稱NADS氨一肥法。NADS

42、氨一肥法不僅能生產(chǎn)硫酸銨，還能生產(chǎn)磷酸銨和硝酸銨，同時(shí)聯(lián)產(chǎn)高濃度硫酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)98.3％)。亞硫酸鉸溶液可以分別與硫酸、硝酸、磷酸進(jìn)行反應(yīng)，得到硫酸銨、硝酸銨和磷酸銨溶液，再經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶、干燥后，得到商品級(jí)的化肥產(chǎn)品，同時(shí)得到體積分?jǐn)?shù)8％一10％的SO2和空氣混合物，再經(jīng)催化氧化(催化劑為V2O5-SiO2)，將SO2變?yōu)镾O3，再經(jīng)濃硫酸吸收后得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.3%的商品濃硫酸。</p><p><b&

43、gt;　?。?）電子束氨法</b></p><p>　　電子束氨法煙氣脫硫下藝是用電子束照射噴入水和氨的煙氣，在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，部分煙氣分子電離成為高能電子，高能電子激活、電離其他煙氣分子，產(chǎn)生·0H，·0，H0，·等多種活性粒子和自由基。嫻氣中的SO2和N0被活性粒子</p><p>　　和自由基氧化為SO3和NO2，在有NH3的情況下生成(NH4

44、)2SO4和NH4NO3等。電子束氫法的能耗高、效率低，主要設(shè)備如大功率的電子束加速器還在研制階段。</p><p><b>　?。?）流光放電氨法</b></p><p>　　流光放電氨法煙氣脫硫技術(shù)是國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(“863”計(jì)劃)成果，是我國(guó)自主研發(fā)的煙氣凈化新技術(shù)，它充分結(jié)合了等離子體自由基的強(qiáng)氧化性和氨吸收的化學(xué)特性，實(shí)現(xiàn)脫硫、副產(chǎn)銨肥。當(dāng)在流光放電

45、反應(yīng)器上施加高電壓時(shí)．電極尖端產(chǎn)生的強(qiáng)電場(chǎng)能夠形成一個(gè)線狀的流光通道，在流光放電區(qū)域激發(fā)的電子能量可達(dá)到10ev以上，使O2和H2O等氣體分子發(fā)生電離，產(chǎn)生·0H、·H、·0及O3等強(qiáng)氧化性自由基物質(zhì)，這些活性自由基在溶液中引發(fā)復(fù)雜的鏈反應(yīng)，在有O2件下，將四價(jià)硫氧化為六價(jià)硫，生成(NH4)2S04。</p><p>　　3.3.4氨法煙氣脫硫技術(shù)的應(yīng)用前景</p>&

46、lt;p>　　我同煙氣脫硫技術(shù)有巨大的市場(chǎng)需求，預(yù)計(jì)火電行業(yè)新增和改造煙氣脫硫技術(shù)市場(chǎng)容量約達(dá)242.5億元，非火電行業(yè)煙氣脫硫技術(shù)市場(chǎng)容量約達(dá)216億元。但目前氨法煙氣脫硫技術(shù)所占比例較小，根據(jù)國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)公布的《火電廠煙氣脫硫產(chǎn)業(yè)信息》(發(fā)改環(huán)資[2005]757號(hào))，2008年底前我國(guó)累計(jì)投運(yùn)的脫硫裝置容量超過(guò)3.79×108w，其中采用氨法煙氣脫硫技術(shù)的裝置容量約占總?cè)萘康?.8％。</p>

47、<p>　　氨法煙氣脫硫技術(shù)作為高效濕法脫硫工藝的一種，在我國(guó)已建成幾十套工業(yè)化裝置。由于其副產(chǎn)物為我國(guó)市場(chǎng)容量較大的(NH4)2S04化肥，不但沒(méi)有固體廢物的產(chǎn)生，同時(shí)回收了硫資源，因此，該技術(shù)是一項(xiàng)可實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的綠色脫硫工藝，將帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，應(yīng)用前景廣闊。</p><p>　　3.3.4.1 有良好的氨源保障</p><p>　　按照氨法煙氣脫硫技術(shù)市場(chǎng)份額

48、的10％估算，每年需要脫硫劑液氨約2Mt，副產(chǎn)(NH4)2S04約8Mt。我國(guó)目前有合成氨企業(yè)500家左右，廣泛分布于全國(guó)各地。預(yù)計(jì)2015年，我同合成氧產(chǎn)能將達(dá)到70Mt／a，氨法煙氣脫硫有較好的氨源保障。</p><p>　　3.3.4.2 (NH4)2S04市場(chǎng)需求潛力大</p><p>　　近年來(lái)，世界農(nóng)業(yè)及肥料組織積極推動(dòng)硫肥在中國(guó)、印度等發(fā)展中國(guó)家的應(yīng)用，對(duì)硫肥的需求不斷增加。

49、2009年，世界(NH4)2S04消費(fèi)量19Mt，我國(guó)(NH4)2S04產(chǎn)量約2.8Mt，出廠1880kt，用于工業(yè)原料約300kt，國(guó)內(nèi)用于肥料的(NH4)2S04消費(fèi)量只有1.6～1.7Mt，僅占氮肥消費(fèi)總量的l％，與世界平均水平相比(NH4)2S04消費(fèi)比例偏低。預(yù)計(jì)2015年，我國(guó)用于肥料的(NH4)2S04需求量將達(dá)9Mt/a，進(jìn)一步考慮出口及工業(yè)領(lǐng)域的消費(fèi)，我國(guó)(NH4)2S04的市場(chǎng)潛力在10Mt/a以上。因此，氨法煙氣脫

50、硫技術(shù)的推廣在我同有較好的市場(chǎng)保障。</p><p>　　3.3.4.3 推廣氨法煙氣脫硫技術(shù)有利于氮肥行業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整</p><p>　　2009年，我同氮肥總產(chǎn)量l05 Mt，其中尿素產(chǎn)量63740kt，占氮肥產(chǎn)量的60．7％；碳脧氧銨、氯化銨、硝酸銨和(NH4)2S04產(chǎn)量分別為26320，9185，3357，2820kt。目前，我同氮肥產(chǎn)能已呈現(xiàn)過(guò)剩態(tài)勢(shì)，中小氮肥生產(chǎn)企業(yè)生存困難。

51、其中重要的原因之一就是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，小合成氨生產(chǎn)企業(yè)仍以低濃度的碳銨作為主導(dǎo)產(chǎn)品，市場(chǎng)空問(wèn)和利潤(rùn)空間：詐常有限。而企業(yè)銷售液氨的利潤(rùn)比碳銨產(chǎn)品高得多，且脫硫副產(chǎn)物(NH4)2S04產(chǎn)能的增加不會(huì)改變氮肥總量，只是調(diào)整了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，減少了碳銨的產(chǎn)量，增加了(NH4)2S04的比例。因此，大力推廣氨法煙氣脫硫，對(duì)改善我國(guó)氮肥行業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高經(jīng)濟(jì)效益具有積極的推動(dòng)作用，符合我國(guó)節(jié)能減排和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求。</p><

52、p>　　3.3.4.4 燃煤硫分適應(yīng)性強(qiáng)</p><p>　　氨法煙氣脫硫技術(shù)可用于硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4％一8.0％的燃煤，且用于中、高硫煤時(shí)經(jīng)濟(jì)性更加突出，鍋爐也岡為使用中、高硫煤而降低了成本，既能提高經(jīng)濟(jì)效益又干有較好的環(huán)境效益。</p><p>　　4 流程模擬軟件ASPEN PLUS</p><p><b>　　4.1 軟件簡(jiǎn)介</b&g

53、t;</p><p>　　ASPEN PLUS是一款功能強(qiáng)大的化工模擬軟件包。最初的版本是在1987年由MIT為美國(guó)能源部編寫的。老版本的ASPEN PLUS需要用戶自己編寫包括完整過(guò)程定義的輸入文件。改進(jìn)后的ASPEN PLUS增加了可視化界面，使得軟件的運(yùn)行環(huán)境變得更為友好．它能夠建立準(zhǔn)確的模型，使用嚴(yán)格的、裝置的優(yōu)化操作和進(jìn)行贏建、改造裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)。</p><p>　　該軟件包擁

54、有強(qiáng)大的物性數(shù)據(jù)庫(kù)，包括無(wú)機(jī)物、有機(jī)物、強(qiáng)電解質(zhì)、固體、燃燒物等多種物性參數(shù)；具有靈活且便于計(jì)算的單元操作模塊；提供友好的圖形化界面。ASPEN PLUS提供3種過(guò)程來(lái)進(jìn)行模擬：除了有內(nèi)置的單元操作模型外，還有用戶自己定義的FORTRAN模塊以及設(shè)計(jì)規(guī)定(design--specification)。在整個(gè)ASPEN PLUS流程中，除了可以處理物流外，還可以給模塊設(shè)定功流和熱流，既可以模擬質(zhì)量平衡也可以確保整個(gè)系統(tǒng)的能量平衡．并且通過(guò)

55、物性分析，可以獲得物流組分、溫度、壓力及熱負(fù)荷參數(shù)，從而預(yù)測(cè)所選模型、物流類型、物性方法的正確性。</p><p>　　由于其方便的模塊化漉程和用戶端的良好控制，ASPEN PLUS軟件尤其適合對(duì)全系統(tǒng)的綜合模擬、計(jì)算和分析；較為簡(jiǎn)單地即可完成流程的改變和模型變更，為系統(tǒng)提高總效率和經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)化改良提供了高效的途徑。</p><p>　　4.2 軟件功能及使用</p><

56、;p>　　ASPEN PLUS的主界面可建立、顯示模擬流程圖及PFD-STYLE繪圖。從主窗口可打開其他窗口，如繪圖窗口(Plot)、數(shù)據(jù)潮覽窗口（Data Browser）。</p><p>　　其中Data Browser (數(shù)據(jù)瀏覽器)是ASPEN PLUS主運(yùn)行環(huán)境中最重要的一個(gè)頁(yè)面。它具有已經(jīng)定義的可用的模擬輸入，結(jié)果和對(duì)象的樹狀層次圖。用Data Browser按鈕打開此頁(yè)面可以看到在運(yùn)行類型的

57、下拉條中有6個(gè)不同的選項(xiàng)。ASPEN PLUS幾大主要的功能基本上可以通過(guò)直接選擇不同的運(yùn)行類型來(lái)實(shí)現(xiàn)，除外也可以在Data Browser頁(yè)面中的其他選項(xiàng)設(shè)定中完成。這款流程模擬軟件有六個(gè)主要功能：建立基本流程模擬模型、靈敏度分析、設(shè)計(jì)規(guī)定、物性分析、物性估計(jì)以及物性數(shù)據(jù)回歸。</p><p>　　4.3 基本流程模擬</p><p>　　Flowsheet是ASPEN PLUS最常用的

58、運(yùn)行類型。可以使用基本的工程關(guān)系式，如質(zhì)量和能量平衡、相態(tài)和化學(xué)平衡以及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)去預(yù)測(cè)一個(gè)工藝過(guò)程。在ASPEN的運(yùn)行環(huán)境中，只要給定合理的熱力學(xué)數(shù)據(jù)、實(shí)際的操作條件和嚴(yán)格的ASPEN平衡模型，就船夠模擬實(shí)際裝置的現(xiàn)象，幫助你設(shè)計(jì)更好并優(yōu)化現(xiàn)有的裝置和流程，提高工程利潤(rùn)。</p><p>　　(1)定義流程。ASPEN中用單元操作模塊來(lái)表示實(shí)際裝置的各個(gè)設(shè)備。主要的類是：混臺(tái)器，分流器，分離器、換熱器、蒸餾塔、

59、反應(yīng)器、壓力變送器、手動(dòng)操作器、固體處理裝置、用戶模型。選擇相應(yīng)合理的模型對(duì)于整個(gè)模擬流程是至關(guān)重要的。以熱工模擬中最為常用的REACTER模塊為例：</p><p>　　a．以物料平衡為基礎(chǔ)：Ryield-收率反應(yīng)器，只要求物料平衡，不要求原子平衡；人口物料不全部所知、但出口物料全部知道的反應(yīng)器。Rstoic—化學(xué)計(jì)量反應(yīng)器，原子和質(zhì)量都平衡：可用于計(jì)算和規(guī)定反應(yīng)熱。</p><p>　

60、　b．以平衡為基礎(chǔ)：Requil-平衡反應(yīng)器，不考慮反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，單個(gè)反應(yīng)能達(dá)到嚴(yán)格平衡；可用在有許多組分、已知一些反應(yīng)和參加反應(yīng)的一些相關(guān)組分的情況。Rgibbs-吉布斯反應(yīng)器，由于許多組分參與反應(yīng)而不知道確切的反應(yīng)以</p><p>　　及反應(yīng)數(shù)量：它也是處理圃液汽相平衡的唯一aspen模塊。</p><p>　　c．以動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)：有Rcstr、Rplug、Rbatch模塊。按照所模擬

61、反應(yīng)器的特點(diǎn)加以選擇．定義的步驟是：選擇單元操作模塊將其放置到流程窗口；用物流、熱流和功流連接模塊；最后檢查流程的完整性。</p><p>　　(2)計(jì)算全局信息的規(guī)定。包括本模擬的說(shuō)明、運(yùn)行類別、平衡要求、全局溫度壓力限制、物流類及子物流、度量單位選擇以及最終的報(bào)告形式規(guī)定等。</p><p>　　(3)規(guī)定組分。ASPEN擁有強(qiáng)大的物性數(shù)據(jù)庫(kù)，除了標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)置的效據(jù)庫(kù)以外，在你的環(huán)境中還可

62、以使用自己的數(shù)據(jù)庫(kù)。組分規(guī)定即定義模擬流程所涉及到的所有物質(zhì)。共有3種類別的組分：常規(guī)組分(指氣體和液體組分或溶液中的固體電解質(zhì)鹽，MIXED粒子物流中)、常規(guī)惰性固體(CI固體．這類組分有分子量，對(duì)相平衡和鹽的析出，溶解不起反應(yīng)；可以參與由CRIBBS單元操怍模型模擬的化學(xué)平衡CISOLID子物流中)以及非常規(guī)固體(組分是不均勻物質(zhì)并且沒(méi)有分子量，NCSOLID子物流中，最典型的為煤炭)。</p><p>　　

63、(4)選擇物性方法。所有的單元操作模型都需要性質(zhì)計(jì)算而生成結(jié)果。我們可能需要計(jì)算熱力學(xué)性質(zhì)、或者是傳遞學(xué)性質(zhì)又或者是非成規(guī)組分的焓。選擇正確的性質(zhì)方法不僅可以達(dá)到我們模擬的目的，而且方法的適合程度更決定了模擬結(jié)果的精確度。</p><p>　　可在全局中使用一種物性方法稱為全局物性方法；可在不同的流程段中使用不同的物性方法稱為局部物性方法。物性方法由計(jì)算路徑(即路線：Route)和物性方程(即模型：Model)來(lái)

64、定義，它決定怎樣計(jì)算物性。但在大多數(shù)情況下，內(nèi)置的物性方法足以滿足絕大多數(shù)應(yīng)用，也就是說(shuō)不必對(duì)這些具體的組成作修改就能適用于我們的模擬。但要是想對(duì)物性方法做高級(jí)修改，則必須搞清楚物性方法、模型和路線這幾個(gè)概念。</p><p>　　(5)規(guī)定物流。對(duì)已知狀態(tài)的模塊間的物流進(jìn)行溫度、壓力、流量等參數(shù)的設(shè)定。如果已知物流粒子尺寸分布及流程中存在非常規(guī)組分時(shí)也需要在這里進(jìn)行額外設(shè)置。</p><p&

65、gt;　　(6)單元操作模型的參數(shù)設(shè)置。即對(duì)模塊所處的物理環(huán)境進(jìn)行設(shè)置，連接物流裙態(tài)、自身溫度、壓力及傳熱量等。</p><p>　　(7)運(yùn)行模擬程序，生成報(bào)告。</p><p>　　4.4軟件在工業(yè)上的應(yīng)用</p><p>　　4.4.1．在煤化工中的應(yīng)用</p><p>　　徐越等基于ASPEN PLUS平臺(tái)，提出了加壓氣流床氣化爐性能

66、模擬方法。該方法利用ASPEN PLUS的圖形化建模工具與傳統(tǒng)的煤化過(guò)程計(jì)算方法相比，可以實(shí)現(xiàn)快速編制模擬煤氣化過(guò)程的模擬軟件，并將氣化過(guò)程與整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程整合。利用輸入語(yǔ)句和計(jì)算模塊的靈活性，可以對(duì)不同的煤種進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明，該計(jì)算方法可以比較好地預(yù)測(cè)干粉加壓氣流床的氣化性能，為氣化爐的性能模擬提供了依據(jù)。</p><p>　　張斌等利用ASPEN PLUS建立了噴流床煤氣化爐模

67、型并建立了自定義汽化爐模型，通過(guò)它對(duì)不同汽化爐的最佳平衡溫度范圍進(jìn)行了考察和分析，利用建立的兩種汽化爐模型很好地預(yù)測(cè)和模擬噴流床氣化爐的性能。</p><p>　　張宗飛等借助ASPEN PLUS軟件建立了Shell粉煤氣化模擬模型，并將模型計(jì)算的結(jié)果與文獻(xiàn)值進(jìn)行比較，同時(shí)分析了操作條件對(duì)氣化結(jié)果的影響。</p><p>　　孫志翱等利用大型化工流程軟件ASPEN PLUS對(duì)火電廠煙氣濕法

68、脫硫工藝進(jìn)行了模擬，模擬結(jié)果表明脫硫效率隨著液氣比和鈣硫比的增加而增加，隨著煙氣流速的增加而降低，其結(jié)論與原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)較為吻合，建立的模型對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義。</p><p>　　張偉鵬等使用流程模擬軟件ASPEN PLUS，對(duì)煤與生物質(zhì)裂解共氣化合成氣一次通過(guò)制費(fèi)托油（FTL）和CO2收集和儲(chǔ)存過(guò)程進(jìn)行物料衡算和模擬。通過(guò)對(duì)模擬數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)：生物質(zhì)占原料比增加可以有效降低溫室氣體的排放；F-T反應(yīng)器中

69、催化劑的選擇對(duì)產(chǎn)物分布有規(guī)律性的影響；探討了CO2零排放的情況。</p><p>　　王偉等利用ASPEN PLUS軟件對(duì)煤熱解過(guò)程進(jìn)行了模擬計(jì)算，將得出的模擬值與實(shí)際值進(jìn)行了分析，給煤熱解過(guò)程的工藝開發(fā)和工藝優(yōu)化提供了參考依據(jù)。</p><p>　　4.4.2 在石油化工中的應(yīng)用</p><p>　　堵祖蔭利用ASPEN PLUS軟件對(duì)汽油分餾系統(tǒng)（包括油淬冷，汽

70、油分餾塔，裂解柴油汽提塔和裂解燃料油汽提塔）進(jìn)行嚴(yán)格的模擬，并初步研究了汽油分餾塔操作條件對(duì)塔頂、柴油抽出和塔釜溫度影響，它可以作為進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，指導(dǎo)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)踐的基礎(chǔ)。</p><p>　　陳強(qiáng)等以乙烯裂解汽油加氫抽提后的C8芳烴為原料，采用超精餾技術(shù)，運(yùn)用ASPEN PLUS流程模擬軟件，通過(guò)模擬計(jì)算及優(yōu)化，得出最佳的分離流程及操作條件，項(xiàng)目的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好，表明C8芳烴分離工藝采用超精餾技術(shù)在技術(shù)經(jīng)

71、濟(jì)上是可行的。</p><p>　　趙曉軍等用ASPEN PLUS軟件對(duì)中國(guó)石化鎮(zhèn)海煉油化工股份有限公司加工卡賓達(dá)原油的常壓蒸餾部分進(jìn)行流程模擬計(jì)算，并通過(guò)靈敏度分析找出影響產(chǎn)品質(zhì)量和氣液相負(fù)荷的因素，提出操作優(yōu)化方案。</p><p>　　趙華等針對(duì)洛陽(yáng)分公司第二套重油催化裂化裝置針對(duì)主分餾塔實(shí)際中操作中出現(xiàn)的問(wèn)題，利用ASPEN PLUS流程模擬軟件對(duì)主分餾塔進(jìn)行流程模擬計(jì)算，找出存在

72、問(wèn)題的原因，尋求最佳工藝條件，從而達(dá)到節(jié)能、降耗、增效的目的。</p><p>　　候會(huì)峰等依靠ASPEN PLUS軟件平臺(tái)建立了某廠原油常減壓蒸餾裝置的穩(wěn)態(tài)模擬流程。在建立過(guò)程中，采取對(duì)裝置流程進(jìn)行簡(jiǎn)化處理、將總板效率作為調(diào)節(jié)變量等方法，使模擬流程的工藝參數(shù)、物料平衡和產(chǎn)品恩氏蒸餾數(shù)據(jù)與生產(chǎn)基本相符，通過(guò)流程模擬為實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的調(diào)試運(yùn)行提供了平臺(tái)和依據(jù)。</p><p>　　C在優(yōu)化設(shè)計(jì)

73、上的應(yīng)用</p><p>　　孫巍等借助ASPEN PLUS軟件為工具，對(duì)某化工廠乙烯車間的苯乙烯精餾過(guò)程的多種工況進(jìn)行了模擬，將模擬結(jié)果與實(shí)踐生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)對(duì)照分析，發(fā)現(xiàn)了設(shè)備在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中存在的問(wèn)題，從而為設(shè)備改進(jìn)和參數(shù)調(diào)整提供了理論依據(jù)，同時(shí)運(yùn)用模擬結(jié)果知道實(shí)際生產(chǎn)操作的參數(shù)優(yōu)化，減少了單憑經(jīng)驗(yàn)調(diào)整帶來(lái)的操作波動(dòng)及損失，從而節(jié)約了運(yùn)行成本。</p><p>　　夏和青采用ASPEN

74、 PLUS模擬軟件對(duì)丙乙烯精餾塔進(jìn)行模擬計(jì)算，找出了丙烯塔高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下存在的瓶頸問(wèn)題。通過(guò)設(shè)備改造和優(yōu)化操作條件，丙烯塔完全能夠適應(yīng)擴(kuò)能的要求，從而在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低耗能。</p><p>　　袁東艷在燕化公司煉油廠第一套催化裂化裝置摻煉重油技術(shù)改造中，應(yīng)用ASPEN PLUS軟件對(duì)吸收穩(wěn)定系統(tǒng)進(jìn)行全流程模擬，在此基礎(chǔ)上完成了吸收穩(wěn)定系統(tǒng)技術(shù)改造的工藝設(shè)計(jì)。</p>&l

75、t;p>　　劉福安等應(yīng)用ASPEN PLUS軟件對(duì)氣體分離裝置和蒸汽管網(wǎng)進(jìn)行模擬，通過(guò)模型應(yīng)用，得到了脫丙烷塔、精丙烯塔的最佳回流比和最佳進(jìn)料位置，查出了蒸汽管網(wǎng)壓力降大的原因，解決了加熱蒸汽流量顯示不準(zhǔn)確和外供蒸汽外送壓力降大以及聯(lián)合裝置水熱媒的熱量富余等問(wèn)題，為公司挖潛節(jié)能創(chuàng)效取得良好結(jié)果。</p><p>　　胡偉等針對(duì)中石油濟(jì)南分公司采用熱聯(lián)和技術(shù)以Szorb裝置熱油代替蒸汽作為MTBE裝置催化蒸餾

76、塔及甲醇回收塔重沸器的熱源節(jié)約蒸汽效果不明顯的問(wèn)題，運(yùn)用ASPEN PLUS模擬軟件對(duì)MTBE裝置建立流程模擬優(yōu)化，在滿足產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的情況下離線尋找催化蒸餾塔的優(yōu)化操作條件，以提高生產(chǎn)能力、改善熱聯(lián)合取熱性能。經(jīng)過(guò)操作優(yōu)化和消除流程瓶頸，不僅實(shí)現(xiàn)了催化蒸餾塔加熱蒸汽被全部取代，節(jié)約蒸汽量大于設(shè)計(jì)值，而且提高了異丙烯裝化率、增加了METB的產(chǎn)量，效益顯著。 </p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)部分<

77、/b></p><p><b>　　1 模擬工況</b></p><p>　　本次模擬的是實(shí)際工況，煙氣為自制的SO2、N2及O2的混合物，煙溫為換熱器后的溫度，煙氣工況見表1，吸收液參數(shù)見表2。</p><p>　　表1 空氣輸送系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)</p><p><b>　　表2 吸收液參數(shù)</b

78、></p><p><b>　　2 模擬假定</b></p><p>　　為了簡(jiǎn)化模擬過(guò)程，作如下假定：</p><p>　　(1)煙氣成分為：H2O、N2、SO2、CO2以及O2，參加反應(yīng)的是SO2和CO2，不考慮SO3、鹵化氫以及煙塵的影響；</p><p>　　(2)不考慮固體和鹽析；</p>

79、<p>　　(3)不考慮吸收塔內(nèi)的壓降；</p><p>　　(4)考慮到實(shí)際氨法濕式煙氣脫硫工藝的復(fù)雜性，將底部氧化池用一個(gè)反應(yīng)器單獨(dú)模擬。由于氧化產(chǎn)物中含有少量的氣相物質(zhì)，采用閃蒸罐進(jìn)行分離，從而得到最終產(chǎn)品。</p><p><b>　　3 建立工藝流程</b></p><p><b>　　3．1建立模型</b&

80、gt;</p><p>　　ASPENPLUS擁有形象、簡(jiǎn)單的用戶界面，根據(jù)氨法脫硫工藝過(guò)程建立的ASPEN模型流程如圖1。</p><p>　　圖1 氨法煙氣脫硫工藝流程模擬</p><p>　　3．2組分輸入、物性選擇</p><p>　　在ASPENPLUS軟件中進(jìn)入Components頁(yè)面，輸入要添加組分的化學(xué)式或英文名，可查出所需的

81、組分，然后將該組分加入模擬流程中。根據(jù)前述假定輸入所有組分，然后選擇物性。</p><p>　　在氨法濕式煙氣脫硫工藝的模擬中，因系統(tǒng)中有電解質(zhì)組分參與反應(yīng)，筆者選擇電解質(zhì)物性模型中的ELECNRTL模型，即電解質(zhì)NRTL或度系數(shù)模型作為流程模擬的全局物性模型。選擇好物性后，ASPEN PLUS自動(dòng)調(diào)用兩元交互參數(shù)、電解質(zhì)對(duì)等內(nèi)置參數(shù)。</p><p>　　完成上述操作后，在Compone

82、nts頁(yè)面點(diǎn)擊ElecWizard鍵進(jìn)入電解質(zhì)專家智能系統(tǒng)，選擇參與反應(yīng)的組分，篩選反應(yīng)產(chǎn)物，得到一系列電解質(zhì)反應(yīng)式，并根據(jù)前述假定從中篩選合適的反應(yīng)式。</p><p>　　規(guī)定好組分和物性模型以及反應(yīng)式后，再輸入各進(jìn)料物流變量，然后輸入吸收塔、反應(yīng)器、閃蒸罐、混合器、分流器等模塊的參數(shù)變量，這樣就大致完成了整個(gè)流程的輸入，打開Control Pannel頁(yè)面，點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕即可進(jìn)行模擬。</p>

83、<p><b>　　4靈敏度分析</b></p><p>　　點(diǎn)擊Model Analysis Tools項(xiàng)目下的Sensitivity選項(xiàng)，新建一個(gè)靈敏度分析任務(wù)，選擇恰當(dāng)?shù)牟倏v變量和因變量，并設(shè)置好操縱變量的調(diào)節(jié)范圍，經(jīng)初始化后重新運(yùn)行，利用Plot Wizard系統(tǒng)繪成圖，可以清晰地看出操縱變量對(duì)因變量的影響情況。</p><p>　　4．1 吸收劑濃

84、度對(duì)出口煙氣中SO2含量的影響</p><p>　　保持其他條件不變，通過(guò)調(diào)節(jié)液相進(jìn)料物流中NH，的流量，從而改變吸收劑初始濃度，考察吸收劑濃度變化對(duì)SO2脫除效果的影響(見圖2)。</p><p>　　由圖2可見，開始階段，凈煙氣中SO2摩爾分?jǐn)?shù)隨著進(jìn)料中NH3流量的增大而迅速下降，當(dāng)NH3摩爾流量達(dá)到108kmol／h時(shí)，出口煙氣中SO2下降幅</p><p>

85、　　度迅速趨緩，即自變量對(duì)因變量影響的靈敏度大幅度下降。圖中NH3流量108kmol／h與200kmol／h兩點(diǎn)之間連線所覆蓋的區(qū)域?yàn)椴混`敏區(qū)。</p><p>　　在不靈敏區(qū)，增大操縱變量對(duì)改變因變量的作用不大。所以，在實(shí)際工程中，靈敏度分析可以指導(dǎo)工藝參數(shù)的優(yōu)化，減少能耗和原料浪費(fèi)。</p><p>　　在本項(xiàng)目中，當(dāng)NH3摩爾流量超過(guò)220kmoL／h之后，出口煙氣中SO2含量幾乎保

86、持不變。據(jù)此可以初步認(rèn)為，實(shí)際工藝中液相進(jìn)料NH3摩爾流量不宜超過(guò)220kmol／h。</p><p>　　4．2 原煙氣流量對(duì)出口煙氣中SO2含量的影響</p><p>　　保持其他條件不變，改變?cè)瓱煔饪偽镔|(zhì)流量，考察原煙氣流量對(duì)SO2脫除效果的影響。經(jīng)由ASPEN PLUS軟件模擬運(yùn)算作圖如圖3。</p><p>　　由圖可見，在原煙氣流量考察范同內(nèi)，出口煙氣中

87、SO2含量隨著原煙氣總物質(zhì)流量的增大呈直線上升狀態(tài)，沒(méi)有明顯的不靈敏區(qū)，這與實(shí)際工藝相符。由圖3還可以看出，在氨法脫硫工藝中要想提高脫硫效率，必須增加吸收劑用量。</p><p>　　4．3 液氣比對(duì)出口煙氣中SO2含量的影響</p><p>　　保持其他工藝條件恒定，調(diào)節(jié)工藝流程中分流器SPIT模塊的分流比例，即循環(huán)流流量占物流總流量的比例，從而改變吸收塔內(nèi)液氣比，考察液氣比的變化給出口

88、煙氣中SO2含量帶來(lái)的影響。經(jīng)ASPEN PLUS運(yùn)算并作圖，結(jié)果如圖4。</p><p>　　根據(jù)圖4可知，氨法煙氣脫硫系統(tǒng)中隨著循環(huán)液循環(huán)比例的增加，凈煙氣中SO2摩爾分?jǐn)?shù)值下降，SO2脫除效率逐漸增加，當(dāng)循環(huán)液的循環(huán)比例增加到0．805時(shí)，出El煙氣中SO2含量幾乎不發(fā)生變化。這可能是因?yàn)槎趸蛞话彼w系達(dá)到了吸收的平衡極限狀態(tài)。在實(shí)際工藝吸收過(guò)程中，考慮到氣液吸收過(guò)程中的非理想性，循環(huán)液循環(huán)比例應(yīng)稍大于

89、理論研究的參考值。</p><p>　　4.4原煙氣溫度對(duì)出口煙氣中SO2含量的影響</p><p>　　保持其他條件不變，改變?cè)瓱煔鉁囟?，考察原煙氣溫度?duì)SO2脫除效果的影響。經(jīng)由ASPEN PLUS軟件模擬運(yùn)算作圖5如圖</p><p>　　由圖可見，在系統(tǒng)其他條件不變的情況下，隨著原煙氣溫度的升高出口煙氣中二氧化硫的摩爾分?jǐn)?shù)增加。由此可知，煙氣溫度嚴(yán)重阻礙了吸

90、收液對(duì)二氧化硫的吸收，要想提高吸收效率必須盡可能地降低原煙氣溫度使其中SO2的易于被吸收液吸收。</p><p>　　4.5 吸收液溫度對(duì)出口煙氣中SO2含量的影響</p><p>　　保持其他條件不變，改變吸收液溫度，考察吸收液溫度對(duì)SO2脫除效果的影響。經(jīng)由ASPEN PLUS軟件模擬運(yùn)算作圖6如圖</p><p>　　由圖可知，在系統(tǒng)其他條件保持不變的情況下，

91、隨著吸收液溫度的升高出口煙氣中二氧化硫的摩爾分?jǐn)?shù)增加。由此可知，吸收液溫度過(guò)高嚴(yán)重阻礙了吸收液對(duì)二氧化硫的吸收，這可能是由于氣體在液體中的溶解度隨溫度的升高而降低，要想提高吸收效率必須盡可能地降低吸收液溫度使原煙氣中SO2的易于被吸收液吸收。</p><p><b>　　5 結(jié)語(yǔ)</b></p><p>　　(1)靈敏度分析模擬表明：當(dāng)吸收劑進(jìn)料中NH3摩爾流量超過(guò)2

92、20kmol／h之后，出口煙氣中SO2含量幾乎不變，由此可以初步認(rèn)為，在實(shí)際進(jìn)料時(shí)，NH3的摩爾流量不宜超過(guò)200kmol／h；出口煙氣中SO2含量隨著原煙氣流量的增大而增大；吸收塔對(duì)SO2的脫除效率隨液氣比的增加迅速提高，當(dāng)循環(huán)液的循環(huán)比例增加到0．75時(shí)，繼續(xù)增大吸收劑的循環(huán)量，吸收效率幾乎保持不變。為了盡可能提高吸收塔的效率，必須使原煙氣和吸收液溫度維持在較低狀態(tài)下。</p><p>　　(2)由文中分析可

93、知，ASPEN PLUS軟件適用于氨法濕式煙氣脫硫丁藝的模擬。可以用于模擬工藝的物料恒算以及熱量恒算，各工藝參數(shù)對(duì)工藝影響情況的靈敏度分析，以及工藝參數(shù)的優(yōu)化等。當(dāng)然，由于影響氨法脫硫工藝的參數(shù)較多，如：煙氣流速，吸收塔的壓降、氧化風(fēng)機(jī)的流量等，所以本模擬還有待進(jìn)一步完善與改進(jìn)。此外，氨法脫硫工藝中亞硫酸銨的氧化、副產(chǎn)品硫酸銨的結(jié)晶以及提純等工藝也有待進(jìn)一步研究模擬，以期指導(dǎo)工程實(shí)踐，充分發(fā)揮ASPENPLUS軟件的強(qiáng)大功能。</