【正文】 Powerspan 公司的一系列研究實驗表明，該工藝已經(jīng)基本成熟。這是該公司與美國能源部國家能源技術(shù)實驗室（ NETL）共同研究的成果。 MEA 適合在 CO2分壓力較低的情況下應(yīng)用，吸收率受操作壓力影響不大，既可在高壓下操作，也可在常壓下操作，操作溫度與煙氣溫度相當，同 時， MEA 在醇胺類吸收劑中堿性最強，反應(yīng)速度快，吸收能力在醇胺類溶劑中最強，因此， MEA 法比較適合用于煙氣中 CO2回收。 催化燃燒法 年捕集 9 萬噸 CO2及微藻養(yǎng)殖聯(lián)產(chǎn)項目 15 構(gòu)及使用抗氧化添加劑、緩蝕劑等措施以降低操作成本。 有機膜分離法 ? 利用催化劑和純氧氣把 CO2中的可燃燒雜質(zhì)轉(zhuǎn)換成 CO2和水。該法只適合于從化肥廠變換氣中脫除 CO2，且 CO2濃度太低不能作為產(chǎn)品使用。該法只適合于從低濃度 CO2廢氣中回收 CO2，且流程復(fù)雜，操作成本高。 MEA（一乙醇胺）具有較強的堿性，與 CO2反應(yīng)速率較快，具有吸收速度快、吸收能力強的特點。 MEA 法 MEA 法是目前國際上 CCS 項目中應(yīng)用最廣泛，研究也最多的方法。 通過比較我們發(fā)現(xiàn)，要為一座燃煤電廠設(shè)計一個子系統(tǒng)，首先產(chǎn)量會非常大；其次，由于下游需要進行產(chǎn)品合成，所以產(chǎn)品的濃度一定要高；再次，對捕集率有 80%的要求，同時考慮是否已經(jīng)實際應(yīng)用，綜合決定選擇溶劑吸收法作為捕集工藝。很顯然，這三個關(guān)鍵詞分別決定了CO2捕集、封存、利用的三個方式，如下圖所示： Figure 31工藝路線分析及選擇 燃后捕集工藝優(yōu)選 首先對常用的 CO2回收利用方法進行列舉和特點總結(jié) ，如 Figure32 所示 ： ? 燃后捕集 燃后 ? 管道運輸 子系統(tǒng) ? 進行反應(yīng) 聯(lián)產(chǎn) “ 三井化學(xué) ”杯第四屆大學(xué)生化工設(shè)計競賽 14 Figure 31 CO2捕集工藝概述 上述方法生產(chǎn)的 CO2都是氣態(tài)，都需經(jīng)吸附精餾法進一步提純凈化、精餾液化，才能進行液態(tài)儲存和運輸。U 技術(shù)的推廣應(yīng)用。U 子系統(tǒng)。本廠地面全部達到無土化，地面以水泥和柏油兩種組 “ 三井化學(xué) ”杯第四屆大學(xué)生化工設(shè)計競賽 12 成，可以承受最大載重汽車引起的壓力，同時 利于清潔。這樣的設(shè)計有利于人流與貨流的分離。專用于貨物運輸車輛的停車場位于裝卸臺的南側(cè)，卸貨后的車輛可以直接停在這片停車場內(nèi)。 本設(shè)計方案中共設(shè)置了三個出入口，分別位于經(jīng)一路、經(jīng)四路和緯二路，其中 1 號門主要服務(wù)人流， 2 號、 3 號門主要服務(wù)物流 。 本廠運輸設(shè)計 本設(shè)計中，廠區(qū)內(nèi)道路總體呈網(wǎng)格狀布置，并均已其走向進行命名（南北向道路稱經(jīng)某路，東西向道路稱緯某路，環(huán)線道路以其位置命名），易于識記和辨認；主干道（經(jīng)某路、緯某路和北環(huán)路）設(shè)計寬度為 10 米（雙向四車道），次干道設(shè)計寬度為 5 米（雙向兩車道）。本設(shè)計中建構(gòu)筑物與圍墻的最小間距為 米，道路與圍墻的最小間距為 米，均符合規(guī)范。 3 個出入口均設(shè)有門衛(wèi)室。 廠區(qū)出入口的布置 設(shè)計規(guī)范要求廠區(qū)的出入口不少于 2 個，人流和貨流出入口應(yīng)該分開布置；主要人流出入口應(yīng)設(shè)在工廠主干道通往居住區(qū)和城鎮(zhèn)的一側(cè)，主要貨流入口應(yīng)位于主要貨流方向，靠近運輸繁忙的倉儲區(qū)，并與廠外運輸線路連接方便；主要出入口應(yīng)設(shè)置門衛(wèi)室。同時廠前區(qū)宜設(shè)置必要的汽車停車場，滿足工人及職工用車停放的需要。本工廠食堂的設(shè)置完全滿足了該工廠工人用餐的需求量，同時又保證了其服務(wù)半徑。 ? 最后，廠前區(qū)多功能建筑正前方是一片草坪，上面會有該企業(yè)的標語和圖表，可以給初次來訪的 人們留下極其美好的印象。 ? 其次，廠前區(qū)多功能建筑從上空看，其外形為英文字母 C，表明該企業(yè)從事的是與二氧化碳（ Carbon Dioxide）捕集、利用相關(guān)的生產(chǎn)。 ? 首先，將食堂、醫(yī)療衛(wèi)生站和行政辦公樓有效組合 成綜合性多功能建筑，有效提高了土地利用率以及生活服務(wù)區(qū)的整體性。 廠前區(qū)的布置體現(xiàn)了一個工廠整體風(fēng)貌和企業(yè)形象，因此我們在廠前區(qū)的布置上也下了不少功夫。 生產(chǎn)管理及生活服務(wù)設(shè)施 廠前區(qū)的布置 生產(chǎn)管理區(qū)及生活服務(wù) 設(shè)施應(yīng)根據(jù)工廠規(guī)模，按其性質(zhì)和使用功能，宜布置在廠前區(qū)。 汽車庫、停車場的布置 汽車庫、停車場的布置應(yīng)該靠近貨流出入口或者倉儲區(qū)布置，減少空車程；生產(chǎn)管理及生活用車單獨設(shè)置車庫時，應(yīng)布置在生產(chǎn)管理區(qū)。遠離人員集中的場所、明火和散發(fā)火花的地點及廠區(qū)主要人流出入口和人流較多的道路。 此外，液化烴、可燃液體罐組，不宜緊靠排洪溝布置；與罐區(qū)無關(guān)的管線、輸電線均不得穿越罐區(qū)。 設(shè)計規(guī)范要求液化烴和可燃液體的罐組宜布置在廠區(qū)邊緣地帶，同時應(yīng)在人員集中場所和明火或散發(fā)火花地點全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)，并應(yīng)避免布置在窩風(fēng)地帶。 年捕集 9 萬噸 CO2及微藻養(yǎng)殖聯(lián)產(chǎn)項目 9 本設(shè)計中，原料儲罐、成品儲罐、 CO2球罐區(qū)分開布置，既鄰近工藝裝備區(qū)，又鄰近裝卸區(qū)，充分滿足了工藝生產(chǎn)和儲運裝卸的要求。 罐區(qū)的布置 設(shè)計規(guī)范中關(guān)于罐區(qū)布置的要求較多。 倉庫的布置 倉庫主要用于存放固體原料，應(yīng)該設(shè)置在鄰近主要用戶的場所，并方便運輸和適應(yīng)機械化裝卸作業(yè)；宜布置在廠區(qū)的邊緣地帶，且位于廠區(qū)全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)。 本設(shè)計方案充分考慮了以上要求，將污水處理廠設(shè)在全場南側(cè)邊緣地帶，處于全年最大頻率的北風(fēng)的下風(fēng)側(cè)。同時，由于停車廠在空間上的阻隔以及樹木作為屏障，使得噪音以及振動對周圍設(shè)施的影響降至最低。 “ 三井化學(xué) ”杯第四屆大學(xué)生化工設(shè)計競賽 8 機修、電修車間的布置 機修、電修車間宜集中布置在廠區(qū)的一側(cè)、靠近人流出入口的地段，并有較方便的交通運輸條件；同時應(yīng)避免機修、電修車間的噪音、振動對周圍設(shè)施的影響。本設(shè)計中，此棟綜合樓整體朝南，保證了這棟樓的采光條件，同時該樓為東西走向，最大限度地避免了西照。循環(huán)水場以及可能散發(fā)毒性、腐蝕性、易燃性氣體的儲罐區(qū)均遠離中心化驗室 、儀修車間，并且處于相對此樓頻率較低風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)，均符合設(shè)計規(guī)范的要求。 中心化驗室、儀修車間、開發(fā)部的布置 按照設(shè)計規(guī)范的要求，中心化驗室、儀修車間應(yīng)該布置在生產(chǎn)管理區(qū)內(nèi)，不應(yīng)布置在散發(fā)毒性、腐蝕性及其它有害氣體、粉塵以及循環(huán)水冷卻塔等產(chǎn)生大量水霧設(shè)施的全年最大頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。 循環(huán)水場的布置 循環(huán)水場應(yīng)靠近主要用戶，避免在工藝裝置的爆炸危險區(qū)范圍內(nèi)；避免靠近火炬、加熱爐、焦炭塔等熱源體；不宜布置在鄰近的變配電所、露天工藝設(shè)備、主要運輸?shù)缆范咀畲箢l率風(fēng)的上風(fēng)側(cè)，并不應(yīng)布置在受水霧影響而產(chǎn)生危害的設(shè)施的全年最大頻率風(fēng)向上風(fēng) 側(cè)。 本布置方案中，總變電站位于全場西側(cè)邊緣地帶，正位于可燃氣體散發(fā)區(qū)域、儲存和裝卸設(shè)施的西側(cè)，而全年東風(fēng)頻率都較低。當采用架空輸電線時，應(yīng)布置在廠區(qū)邊緣地帶。 年捕集 9 萬噸 CO2及微藻養(yǎng)殖聯(lián)產(chǎn)項目 7 此外，工藝生產(chǎn)裝置的主生產(chǎn)區(qū)不宜進行綠化。 裝置區(qū)內(nèi)儲罐僅對液化烴、可燃液體和可燃氣體有特殊要求，對于性質(zhì)較為穩(wěn)定的二氧化碳，可以儲存與工藝生產(chǎn)裝置區(qū)的地段內(nèi)，有利于服務(wù)毗鄰的對象，儲存未用于反應(yīng)工藝的二氧化碳（可以供應(yīng)給市場）。此外，控制室還應(yīng)該避免噪音、振動以及電磁干擾較大的場所對其的干擾。 控制室的位置應(yīng)該靠近主要工藝裝置或主要控制設(shè)備，本設(shè)計中的控制中心距離工藝生產(chǎn)區(qū)比較靠近，又在一定的安全距離以外。 本設(shè)計中，人員集中的場所諸如行政辦公樓、醫(yī)療站、食堂、中心化驗室、開發(fā)部等等都位于西南角，正處于全年最小頻率（東北風(fēng)）的下風(fēng)側(cè)。除了有利于生產(chǎn)管理和安全防護等優(yōu)點外，集中布置工藝裝置還便于施工、安裝和檢修。 Figure 22 廠區(qū)平面布置規(guī)劃及特點 廠區(qū)面積計算 ? 總占地面積 : 223*12860*3025*30=25994（ m2） ? 建構(gòu)筑物(20*3010*10+*25)+(25*10+**25)+15*15+20*30+20*30+30*15+15*30+15*30+(15*15+4*15*)+30*30+30*30+25*30+25*30+*100+25*30+25*12+25*13=9,（ m2） ? 道路面積125*5*2+(30*10+30*10)+(30*10*3)*4+(30**2)+210*5+210*10*3+25*5+30*5+15*5+30*5=13,750（ m2） ? 綠化面積 (220+117+200+127)*1+(*+**)*3+10*15+30*10+**4=1,（ m2） ? 圍墻長度 222+118+202+128=670 （ m） “ 三井化學(xué) ”杯第四屆大學(xué)生化工設(shè)計競賽 6 總平面布置各項技術(shù)指標： Table 21 化工廠總平面布置設(shè)計的各項技術(shù)指標 廠區(qū)占地面積 25,994 平方米 建構(gòu)筑物占地面積 9, 平方米 道路用地面積 13,750 平方米 出入口個數(shù) 3 個 綠化面積 1, 平方米 綠化系數(shù) % 圍墻長度 670 米 工藝裝置的布置 設(shè)計規(guī)范要求工藝裝置在廠區(qū)內(nèi)布置應(yīng)相對集中，形成一個或幾個裝置街區(qū)。 本項目中在廠區(qū)內(nèi)留有兩塊發(fā)展用地，一塊位于西北角的配套用地是用于輔助生產(chǎn)設(shè)施及公用工程設(shè)施后期建設(shè)的；另一塊位于東南側(cè)的發(fā)展用地是為了滿足后期儲罐區(qū)擴建而保留的。 本廠區(qū)中容易產(chǎn)生噪音和振動 的車間被安排在廠區(qū)南邊，通過停車場以及樹林與生產(chǎn)管理區(qū)和對安靜、振動有要求的場所分隔。 本項目設(shè)計將食堂、醫(yī)療站以及行政辦公場所有效合并，節(jié)約了土地。同時，人流與貨流分離，并留有消防安全通道。 本設(shè)計中，廠區(qū)內(nèi)道路總體呈網(wǎng)格狀布置，并均已其走向進行命名（南北向道路稱經(jīng)某路，東西向道路稱緯某路，環(huán)線道路以其位置命名），易于識記和辨認；主干道（經(jīng)某路、緯某路和北環(huán)路）設(shè)計寬度為 10 米（雙向四車道），次干道設(shè)計寬度為 5 米（雙向兩車道）。 本廠區(qū)按照功能分區(qū)集中布置，即原料輸入?yún)^(qū)、產(chǎn)品輸出去、儲存設(shè)施區(qū)、工藝裝置區(qū)、公用工程設(shè)施區(qū)、輔助設(shè)施區(qū)、行政管理區(qū)、其他設(shè)施區(qū)等。 廠區(qū)總體布局概述 廠區(qū)布置為矩形，東西方向長為 223m，南北方向?qū)挒?128m，總面 積為 25994m2 。產(chǎn)生噪音污染的設(shè)施，宜相對集中布置，并應(yīng)遠離生產(chǎn)管理設(shè)施和有安靜要求的場所。 生產(chǎn)管理及生活服務(wù)設(shè)施，宜按使用功能合理組合，設(shè)計為多功能綜合性建筑。 “ 三井化學(xué) ”杯第四屆大學(xué)生化工設(shè)計競賽 4 街區(qū)需要合理劃分，廠區(qū)通道寬度需要確定，街區(qū)及建筑物、構(gòu)筑物的布置宜規(guī)整。 根據(jù)設(shè)計規(guī)范的要求，為了節(jié)約土地，提高土地利用率，需要按照功能分區(qū)集中布置。 Figure 21 廠區(qū)平面布置圖 總平面布置的要求 本項目的廠區(qū)總平面布置是嚴格 節(jié)中所列設(shè)計規(guī)范的要求進行設(shè)計的。 詳見可行性論證“第六章 廠址選擇 ”。大連的高等院校和科研院所為松木島化工園區(qū)提供了雄厚的科研實力年捕集 9 萬噸 CO2及微藻養(yǎng)殖聯(lián)產(chǎn)項目 3 和豐富的人才資源。大連地處遼東半島的最南端，有著明顯的海洋性氣候的特點：夏無酷暑，冬無嚴寒。 松木島化工園區(qū)地處環(huán)渤海經(jīng)濟帶內(nèi)，具有十分優(yōu)越的地理位置。 20xx 年 11 月， 松木島化工園區(qū) 被確定為全國第二批循環(huán) 經(jīng)濟 試點單位。 廠址概況 本項目廠區(qū)位于遼寧省大連市松木島化工園區(qū)，該 園區(qū)是以大化集團搬遷改造為契機而成立的專業(yè)化工園區(qū) 。有關(guān)氣象資料等 參考可行性論證“第六章 廠址選擇”。 “ 三井化學(xué) ”杯第四屆大學(xué)生化工設(shè)計競賽 2 第二章 總圖運輸 設(shè)計依據(jù) 《化工企業(yè)總圖運輸設(shè)計規(guī)范》 GB5048920xx 《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計規(guī)范》 GB5018793 《 石油化工 企業(yè)廠區(qū) 總平面布置設(shè)計規(guī)范 》 SH/T305320xx 《建筑設(shè)計防火規(guī)范》 GB5001620xx 《廠礦道路設(shè)計規(guī)范》 GBJ22－ 87 《壓縮機廠房建筑設(shè)計規(guī)定》 HG/T2067320xx 《化工管道設(shè)計規(guī)范》 HG/T2069587 《化工設(shè)備管道外防腐設(shè)計規(guī)定》 HG/T2067990 《化工工廠總圖運輸施工圖設(shè)計文件編制深度規(guī)定》 HG/T2056194 本項目廠區(qū)位于遼寧省大連市松木島化工園區(qū)。 設(shè)計依據(jù) ? 本組編制的可行性報告 ? 化工工程設(shè)計相關(guān)規(guī)定 ? 國家經(jīng)濟、建筑、環(huán)保等相關(guān)政策 產(chǎn)品及原料方案 ? 本項目年 CO2捕集量為 9 萬噸，其中 2 萬噸用于微藻養(yǎng)殖， 7 萬噸直接進行銷售 。 本項目屬于國際上受到廣泛關(guān)注的 CCSamp。 項目使用 以 MEA(一乙醇胺 )為主體、復(fù)配以 MDEA(N甲基二乙醇胺 )的復(fù)合胺對熱電廠脫硫后煙道氣中的 CO2進行集中捕集，相對于 傳統(tǒng)的 MEA 工藝 而言 ，達到功耗 顯著 降低，捕集效率增加，成本大為降低的目的。目錄 第一章 項目總論 ....................................................................................................