本项目属于节能环保产业。该项目研究含CO尾气(黄磷尾气、电石炉尾气)净化及综合利用技术开发的关键技术——研究吸附法深度脱除含CO尾气(黄磷尾气、电石炉尾气)中硫化物、磷化物、砷化物、氟化物、微量氰化物、焦油的专用吸附净化剂以及包括除尘、脱氧等单元技术在内的净化工艺,开展尾气净化后的变压吸附提纯CO试验,取得工艺开发的关键数据,最终以工艺软件包的形式提供可工业化的成套技术。形成自主知识产权的技术,主要研究成果达到国内领先水平。
1、项目主要科技内容
1)研究尾气高效除尘。
目前国内用于含尘尾气的净化处理方法主要有干法和湿法两种,在实际应用中目前这两种方法均有缺陷。重点针对电石炉尾气干法除尘的缺陷,计划进一步研究干法除尘技术,实现电石炉尾气的干法高效除尘。
2)研究硫化物、磷化物、砷化物、氟化物、氰化物的初步净化,比较湿法法与干法脱除硫化氢等酸性气体的可行性与技术经济性。
根据黄磷尾气中硫化物、磷化物、砷化物含量;电石炉尾气中硫化物、磷化物、氰化物等杂质组分含量确定其初步净化(达到杂质总量≤100mg/Nm3)方法,比较湿法与干法的可行性和经济性。
3)研究吸附法深度脱除硫化物、磷化物、砷化物、焦油以及微量氰化物的专用吸附剂,研究净化工艺。
结合焦炉煤气、转炉煤气的净化方法,研究深度脱除黄磷尾气及电石炉尾气中硫化物、磷化物、砷化物、氰化物、焦油的专用吸附净化剂及净化工艺。在保证净化精度(上述杂质含量均小于1ppm)的前提下,优化工艺、降低再生能耗。
4)根据净化后尾气的组成优化变压吸附法(PSA)提纯一氧化碳的工艺,提高一氧化碳的纯度和回收率。
根据净化后的尾气组成,采用变压吸附气体分离法,优化变压吸附法提纯一氧化碳的工艺,提高一氧化碳的纯度和回收率(产品CO纯度≥98%、收率≥80%)。
2、技术经济指标
1)使用本项目的黄磷尾气净化提纯技术,产品一氧化碳的主要消耗如表1所示:
表1 产品一氧化碳(CO≥96%)主要消耗
项目 单耗
原料气(黄磷尾气) 1.58m3/m3
碱(按30%液碱计) 0.29kg/m3
循环水 0.18t/m3
仪表空气 0.12m3/m3
蒸汽 0.88kg/m3
电 0.85KW.h/m3
2)使用本项目的电石炉尾气净化提纯技术,产品一氧化碳的主要消耗如表2所示:
表2 产品一氧化碳(CO≥98%)主要消耗
项目 单耗
原料气(电石炉尾气) 1.75m3/m3
碱(按30%液碱计) 0.1kg/m3
循环水 0.1t/m3
仪表空气 0.01m3/m3
蒸汽 0.3kg/m3
电 0.5KW.h/m3
以茂县鑫新能源有限公司电石尾气净化生产8万吨/年甲醇、5万吨/年二甲醚装置为例,技术经济情况如下:
项目投入总资金为29426万元,装置的年均营业收入为23628万元,装置的年均生产总成本费用为14290万元,装置运转寿命期内年均利润总额为7795万元,年均利税为9337万元;项目盈亏平衡点BEP为36.3%,该装置盈亏平衡点较高,抗市场风险能力强。
3、促进行业科技进步作用
生产1吨黄磷副产14吨左右的“废物”:包括磷渣10吨,富一氧化碳尾气3.8吨,磷泥0.2~0.5吨,磷铁0.1吨。如果利用磷渣生产建材,尾气生产化工产品,磷泥回收利用,磷铁生产纳米级新材料,构建“磷化工-碳化工-建材-新材料”多产业耦合的生态工业系统,则可在磷矿消耗不增加的前提下,仅靠充分利用副产物就获得3.5倍于原产值的回报。
参照2010年我国电石产量(1512万吨),随着国家产业政策的调整,若密闭电石炉普及率达到66%,则每年密闭电石炉尾气将达到40亿Nm3。电石炉尾气净化提纯技术推广面按80%计,则每年回收的一氧化碳折合标准煤210万吨;每年将减排200万吨二氧化碳、42万吨粉尘、1450吨磷化物、5227吨硫化物等,环境保护和资源综合利用效果显著。
本项目的技术开发和工业化应用,为黄磷行业、电石行业以及类似的冶炼行业推动传统产业升级、发展循环经济、实现节能减排提供了重要途径,对于支撑和引领上述领域节能减排、培育发展节能环保战略性新兴产业具有重要的意义。
4、应用推广情况
2007年10月,在贵州开阳磷都化工有限公司,建成一套原料气处理量为3100Nm3/h的黄磷尾气净化提纯一氧化碳工业化装置,配套年产2万吨甲酸装置。装置于2011年5月完成了达标达产调试。根据装置运行状况:原料气平均流量约2700Nm3/h(峰值超过3000Nm3/h),产品CO平均流量约1700Nm3/h (峰值1850Nm3/h), CO纯度约97%,杂质含量达标。表明装置达到设计要求(产品浓度、收率和杂质含量均达到设计指标)。
2014年12月,在阿坝州茂县鑫新能源有限公司,建成一套以电石炉尾气和氯酸钠尾气生产8万吨/年甲醇、5万吨/年二甲醚的工业装置。该项目是四川省阿坝州节能减排示范工程,项目顺利投产后,一直稳定运行,项目各项技术指标达到设计要求。
张剑锋 杨云 管英富 彭奕 何秀容 李旭 张汇霞 葛得翠
刘照利 青晨
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单位名称: |
四川天一科技股份有限公司 |
联系人: |
潘胜群 |
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单位地址: |
四川省成都市外南机场路445信箱 |
联系电话: |
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