硫磺制酸低位熱能回收節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告,100頁

1、某某某某某公司硫磺制酸低位熱能回收節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告可行性研究報(bào)告某某某研究設(shè)計(jì)院 資格證號(hào)：工咨甲 20112xxxxx2012 年 10 月院院 長長： xxx總總 工工： xxx項(xiàng)目負(fù)責(zé)人項(xiàng)目負(fù)責(zé)人： xxx主要編制人員主要編制人員： 目目 錄錄1總總 論論.11.1概述.11.2項(xiàng)目可行性研究結(jié)論.62產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模.92.1政策符合性.92.2生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品方案.103工藝技術(shù)工藝技術(shù).133.1工藝技術(shù)方案選擇.133.2工藝流程和消耗定額.233.3主要設(shè)備選擇.313.4自動(dòng)控制.323.5環(huán)境保護(hù).344原料、輔助材料供應(yīng)原料、輔助材料供應(yīng).35

2、5建廠條件和廠址方案建廠條件和廠址方案.375.1建廠條件.375.2廠址選擇原則及依據(jù).425.3廠址選擇.426總圖運(yùn)輸、土建、界區(qū)內(nèi)外管網(wǎng)總圖運(yùn)輸、土建、界區(qū)內(nèi)外管網(wǎng).436.1總圖運(yùn)輸.436.2儲(chǔ)運(yùn).456.3廠區(qū)外管網(wǎng).456.4土建.467公用工程和輔助設(shè)施公用工程和輔助設(shè)施.507.1給排水.507.2供電.517.3電信.547.4維修.548節(jié)能、節(jié)水節(jié)能、節(jié)水.558.1節(jié)能.558.2節(jié)水.589消防消防.599.1編制依據(jù).599.2依托條件.609.3工程概述.609.4消防措施.6010環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù).6210.1環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀.6210.2擬建項(xiàng)目執(zhí)行的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)

3、.6310.3主要污染源及污染物.6510.4污染治理方案.6610.5環(huán)境管理與監(jiān)測(cè).6710.6清潔生產(chǎn).6711勞動(dòng)安全與工業(yè)衛(wèi)生勞動(dòng)安全與工業(yè)衛(wèi)生.6811.1編制依據(jù).6811.2項(xiàng)目生產(chǎn)過程中職業(yè)危害因素的分析.6811.3職業(yè)安全衛(wèi)生防護(hù)的措施.7012工廠組織和勞動(dòng)定員工廠組織和勞動(dòng)定員.7812.1工廠體制及組織機(jī)構(gòu).7812.2生產(chǎn)班制度及人力資源配置.7812.3人員來源和培訓(xùn).7813項(xiàng)目實(shí)施規(guī)劃項(xiàng)目實(shí)施規(guī)劃.8013.1建設(shè)周期的規(guī)劃.8013.2實(shí)施進(jìn)度計(jì)劃.8013.3項(xiàng)目招標(biāo)內(nèi)容.8114投資估算和資金籌措投資估算和資金籌措.8314.1投資估算.8314.2資

4、金籌措.8515財(cái)務(wù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)財(cái)務(wù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià).8615.1財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與參數(shù)選取.8615.2生產(chǎn)成本和費(fèi)用估算.8715.3節(jié)能收入和利潤估算.8715.4不確定性分析.8815.5財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)結(jié)論.8916結(jié)結(jié) 論論.9116.1結(jié)論.9116.2建議.92附件附件： 1 1 總總 論論1.1概述1.1.1 項(xiàng)目名稱、主辦單位名稱、企業(yè)性質(zhì)及法人項(xiàng)目名稱：硫磺制酸低位熱能回收節(jié)能改造主辦單位：xxxxxxxxxxx 公司企業(yè)性質(zhì)：有限責(zé)任公司企業(yè)法人：xxx1.1.2 主辦單位基本情況xxxxxxxxxxx 公司是 xxxxxxxx 公司于 2005 年 4 月成立的控股公司，注冊(cè)資本為 2

5、億元，主營化肥、化工產(chǎn)品（不含化學(xué)危險(xiǎn)品）制造、銷售。公司現(xiàn)有磷酸二銨生產(chǎn)能力 56 萬噸/年，npk 生產(chǎn)能力 28 萬噸/年，年銷售收入達(dá)到 25000萬元。母公司湖北宜化化工有限公司為全國重要的化肥生產(chǎn)企業(yè)、全國第三家大顆粒尿素生產(chǎn)企業(yè)、亞洲第一大季戊四醇生產(chǎn)企業(yè)，擁有年產(chǎn) 40 萬噸合成氨、65 萬噸尿素（其中大顆粒尿素 30 萬噸） 、8 萬噸季戊四醇、12 萬噸離子膜燒堿、12 萬噸聚氯乙烯、60 萬噸磷銨、5 萬噸甲醇、20 萬噸甲醛等主導(dǎo)產(chǎn)品的生產(chǎn)能力，并擁有 100mw 裝機(jī)容量的熱電廠。xx 公司長期堅(jiān)持采用行業(yè)先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行節(jié)能改造，大力推進(jìn)科學(xué)管理和員工素質(zhì)培訓(xùn)，取得了較

6、好的節(jié)能效果。自 2003 年以來，宜化就開始推行日本豐田“把干毛巾擰出水來”的精細(xì)化管理理念，公司通過廣泛征求職工合理化建議，使成本大幅降低。走在宜化生產(chǎn)車間，隨處可見諸如“半噸蒸汽百度電，一家可以用半年” 、 “節(jié)約一噸水，多產(chǎn)一噸肥” 、 “一把煤棒一餐飯”這樣樸素而形象的節(jié)約宣傳口號(hào)。通過不斷宣傳和實(shí)踐，已在該公司內(nèi)形成了濃厚的挖潛增效意識(shí)和節(jié)約資源的氛圍。該公司結(jié)合自身實(shí)際，在生產(chǎn)、經(jīng)營、管理等各個(gè)領(lǐng)域全方位開展比較管理，長期堅(jiān)持“比成本、比銷價(jià)、降消耗”的“兩比一降”勞動(dòng)競(jìng)賽活動(dòng)，對(duì)各子公司造氣耗煤、主導(dǎo)產(chǎn)品銷售價(jià)格、氨醇耗電、尿素耗蒸汽等多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行月度評(píng)比，與干部年薪和員工收入

7、掛鉤。此項(xiàng)管理節(jié)能措施不僅使職工的業(yè)務(wù)水平和工作熱情得到很大提高，而且合成氨、尿素、聚氯乙稀等產(chǎn)品消耗和成本不斷下降，均處于同行業(yè)前列，特別是季戊四醇產(chǎn)品消耗和產(chǎn)品質(zhì)量已達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。在鞏固“十五”節(jié)能成果的基礎(chǔ)上， “十一五”期間宜化將繼續(xù)依靠技術(shù)進(jìn)步、管理創(chuàng)新進(jìn)一步將節(jié)能工作向前推進(jìn)，以國際先進(jìn)水平為標(biāo)桿，完成節(jié)能 20%的目標(biāo)。1.1.3 項(xiàng)目提出背景，投資目的、意義和必要性1.1.3.1可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求我國是一個(gè)人均資源擁有量很少的國家，能源利用率低的問題已嚴(yán)重阻礙了我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和企業(yè)效益的提高。資源與環(huán)境問題、人口問題已被國際社會(huì)公認(rèn)是影響 21 世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展的三大關(guān)鍵

8、問題。新中國成立后特別是改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展取得了舉世矚目的巨大成就，但是，我們?cè)谫Y源和環(huán)境方面也付出了巨大代價(jià)。經(jīng)濟(jì)增長方式粗放，資源消耗高，浪費(fèi)較大，污染嚴(yán)重，能源緊缺與環(huán)境污染已成為制約我國經(jīng)濟(jì)與社會(huì)進(jìn)一步發(fā)展及人民生活與健康水平進(jìn)一步提高的重大因素。黨的十六屆五中全會(huì)提出：“要加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，加大環(huán)境保護(hù)力度，切實(shí)保護(hù)好自然生態(tài)，認(rèn)真解決影響經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展特別是嚴(yán)重危害人體健康的突出的環(huán)境問題，在全社會(huì)形成資源節(jié)約的增長方式和健康文明的消費(fèi)模式”。因此，企業(yè)必須轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式，大力推行節(jié)能降耗。1.1.3.2企業(yè)發(fā)展的需要作為年產(chǎn) 60

9、萬噸磷銨及 npk 復(fù)合肥的配套工程，xxxxxxxxxxx 公司建設(shè)了年產(chǎn) 60 萬噸硫磺制酸項(xiàng)目，其所產(chǎn)硫酸作為磷肥生產(chǎn)的中間產(chǎn)品。硫磺制酸反應(yīng)過程中產(chǎn)生了大量的高、中、低溫余熱，在我國傳統(tǒng)及現(xiàn)有熱能回收工藝中，僅對(duì)高溫?zé)崮苓M(jìn)行了回收利用，對(duì)大部分中低溫余熱沒有充分利用，熱能利用率只有 70%，同時(shí)為滿足生產(chǎn)需要又得大量生產(chǎn)低壓蒸汽，蒸汽鍋爐又消耗大量的煤炭資源，顯然一方面有大量需求得不到滿足，另一方面又大量浪費(fèi)熱能，沒有得到有效利用，增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本，通過技術(shù)改造來充分回收利用中低溫位熱能生產(chǎn)蒸汽是節(jié)能降耗的有效途徑，是企業(yè)自身發(fā)展、增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的需要。1.1.3.3企業(yè)的社會(huì)責(zé)任作為

10、全國節(jié)能“千家”重點(diǎn)企業(yè)，為貫徹落實(shí)國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要，實(shí)現(xiàn)單位 gdp 能耗降低 20%左右的約束性目標(biāo)肩負(fù)重要責(zé)任，該公司已與湖北省人民政府簽署了“十一五”節(jié)能目標(biāo)。宜化肥業(yè)必須大力實(shí)施節(jié)能技術(shù)改造，加大投入，用先進(jìn)適用技術(shù)改造或新建節(jié)能裝置，降低能源消耗，確?！笆晃濉逼陂g實(shí)現(xiàn)萬元工業(yè)總產(chǎn)值能耗降低 20%的目標(biāo)。1.1.3.4提高技術(shù)水平的需要本項(xiàng)目硫磺制酸低位熱能回收裝置將是我國較早引進(jìn)的裝置，其技術(shù)含量和余熱利用效率均達(dá)到國際先進(jìn)水平，熱能回收率可從 70%提高到 95% 以上，在行業(yè)內(nèi)具有明顯的示范作用。1.1.3.5提高效益的途徑本項(xiàng)目采用美國孟山都環(huán)境化學(xué)

11、公司（mecs）的硫酸低位熱能回收專利技術(shù)（hrs）和設(shè)備，建設(shè) 1800t/d（60 萬噸/年）硫磺制酸系統(tǒng)的低位熱能回收裝置，項(xiàng)目實(shí)施后，在保持原有硫酸產(chǎn)量不變的情況下，產(chǎn)生如下效益：1）hrs 多產(chǎn) 0.8mpa 蒸汽 27.2 萬噸/年，節(jié)能折標(biāo)煤 24870 噸/年；2）除氧器降耗 0.5mpa 蒸汽 6.4 萬噸/年，降耗折標(biāo)煤 5760 噸/年；3）循環(huán)水降耗 3680 萬噸/年；4）循環(huán)水補(bǔ)充水降耗 110 萬噸/年，降耗折標(biāo)煤 90 噸/年；5）電力降耗 864 萬 kwh/年，降耗折標(biāo)煤 3110 噸/年；6）廢水減排 24 萬噸/年?？傊?xiàng)目建成投產(chǎn)后，年可增產(chǎn)蒸汽 2

12、7.2 萬噸，同時(shí)蒸汽降耗 6.4 萬噸，循環(huán)水補(bǔ)充水降耗 110 萬噸/年，電力降耗 864 萬 kwh/年，合計(jì)節(jié)能降耗折標(biāo)煤33830 噸；削減了廢水排放量，以新帶老，有利于環(huán)境保護(hù)；項(xiàng)目新增就業(yè)崗位12 個(gè)；項(xiàng)目每年可新增利潤總額 1409 萬元，新增銷售稅金 367 萬元，靜態(tài)投資回收期為 4.9 年（含建設(shè)期） ，經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)能效益、環(huán)保效益和社會(huì)效益顯著。投資建設(shè)本項(xiàng)目裝置，對(duì)于企業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、提高經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力、合理利用能源及可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。1.1.4 可行性研究報(bào)告編制的依據(jù)和原則1.1.4.1可行性研究報(bào)告編制依據(jù)(1) 原中石化協(xié)產(chǎn)計(jì)發(fā)200676 號(hào)文

13、關(guān)于印發(fā)化工投資項(xiàng)目可行性研究報(bào)告編制辦法的通知(2) xxxxxxxxxxx 公司與湖北省化學(xué)工業(yè)研究設(shè)計(jì)院簽訂的硫磺制酸低位熱能回收節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告編制合同(3)由 xxxxxxxxxxx 公司提供的建設(shè)硫磺制酸低位熱能回收節(jié)能改造項(xiàng)目裝置的有關(guān)基礎(chǔ)資料1.1.4.2可行性研究報(bào)告編制原則(1)嚴(yán)格貫徹執(zhí)行國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要和國家發(fā)展和改革委員會(huì)關(guān)于印發(fā)“十一五”十大重點(diǎn)節(jié)能工程實(shí)施意見的通知精神及國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、政策。(2)采用先進(jìn)節(jié)能的生產(chǎn)工藝技術(shù), 努力降低消耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量, 力求達(dá)到國內(nèi)外同類型裝置的先進(jìn)水平。(3)結(jié)合已選廠址具體情況, 總圖合理布

14、局, 盡量節(jié)省用地, 少征地少拆遷。(4)提高自動(dòng)化水平, 盡量減少操作和管理人員, 儀表水平落實(shí)可靠與適度先進(jìn)相結(jié)合。(5)注重采取環(huán)境保護(hù)措施, 努力“以新帶老”和避免產(chǎn)生新的污染源。環(huán)保工程與工藝裝置同步設(shè)計(jì)、同步施工和同步投產(chǎn)。1.1.5 項(xiàng)目建設(shè)的有利條件（1）項(xiàng)目工業(yè)化技術(shù)來源于美國孟山都環(huán)境化學(xué)公司（mecs）的硫酸低位熱能回收的成熟專利技術(shù)（hrs） 。裝置性能穩(wěn)定，為項(xiàng)目建成和盡快發(fā)揮效益提供可靠技術(shù)保障。（2）建設(shè)單位擁有一批具有豐富生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)人才，為本項(xiàng)目裝置建成投產(chǎn)和正常運(yùn)行提供可靠的組織、管理保障。（3）建設(shè)單位具有較強(qiáng)的資金籌措能力、抗風(fēng)險(xiǎn)能力和資金還貸能力

15、。（4）建設(shè)單位擁有較雄厚技術(shù)力量儲(chǔ)備，在化肥領(lǐng)域具有較強(qiáng)的研發(fā)能力。1.1.6 可行性研究報(bào)告研究范圍（1）硫磺制酸低位熱能回收節(jié)能改造項(xiàng)目工藝技術(shù)方案；（2）與工藝裝置配套的公用工程及輔助設(shè)施方案；（3）項(xiàng)目的環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)安全和衛(wèi)生評(píng)估；（4）投資估算與技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)；（5）招標(biāo)方案1.2項(xiàng)目可行性研究結(jié)論1.2.1 研究的簡要結(jié)論（1）本項(xiàng)目的建設(shè)、實(shí)施是必要的和必需的；（2）產(chǎn)品市場(chǎng)銷售前景廣闊，生產(chǎn)規(guī)模合適；（3）采用成熟的生產(chǎn)工藝，技術(shù)可靠，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定； （4）本項(xiàng)目的“三廢”易于治理，并有可靠的技術(shù)和方案；（5）研究結(jié)果表明，本項(xiàng)目具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，建議盡快實(shí)施。1

16、.2.2 存在的主要問題和建議建議建設(shè)單位盡快完成與美國孟山都環(huán)境化學(xué)公司（mecs）完成合作談判，進(jìn)入建設(shè)階段，使項(xiàng)目早日建成投產(chǎn)創(chuàng)造效益。 附表 1-1： 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表表 1-1 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表項(xiàng) 目 名 稱單 位數(shù) 量備 注一改造規(guī)模硫磺制酸萬噸/年60二生產(chǎn)方案10.8mpa 蒸汽（副產(chǎn)）萬噸/年27.220.5mpa 蒸汽（節(jié)約）萬噸/年6.43循環(huán)水（節(jié)約）萬噸/年36804新鮮水（節(jié)約）萬噸/年1105電（節(jié)約）萬 kwh/年864三年操作日天330四公用動(dòng)力消耗量1軟水萬噸/年27.2五裝置總定員人12六工程項(xiàng)目投入總資金萬元8226流動(dòng)資金萬元0七年均節(jié)約成本萬元1

17、776八成本和費(fèi)用年均總成本費(fèi)用萬元-2498九年均利潤總額萬元1409十年均銷售稅金萬元367十一財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo)1投資利潤率%17.12投資利稅率%21.63投資回收期 i(稅前) ii(稅后)年年4.95.6含建設(shè)期4全投資內(nèi)部收益率 i(稅前) (稅后)%23.418.35全投資凈現(xiàn)值 i (稅前) ii(稅后)萬元萬元40252157ic=12%6生產(chǎn)能力利用率(bep)%47.22 2產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模2.1政策符合性能源是人類賴以生存和發(fā)展的不可缺少的物質(zhì)基礎(chǔ), 能源利用是實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要課題之一。我國的環(huán)境污染問題已經(jīng)受到了國際社會(huì)的高度關(guān)注。隨著人口的增

18、加和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國資源相對(duì)不足的矛盾將日益突出。回收利用工業(yè)余熱是節(jié)約能源、保護(hù)資源、保護(hù)環(huán)境的重要措施，從70年代中開始，就受到國家重視。開展資源綜合利用，是我國一項(xiàng)重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，也是國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中一項(xiàng)長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略方針，對(duì)于節(jié)約資源，改善環(huán)境，提高經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長方式由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置和可持續(xù)發(fā)展都具有重要的意義。為推動(dòng)全社會(huì)大力節(jié)能降耗，提高能源利用效率，加快建設(shè)節(jié)能型社會(huì)，我國制定和發(fā)布的第一個(gè)節(jié)能中長期專項(xiàng)規(guī)劃，提出了十一五乃至今后一個(gè)時(shí)期我國的節(jié)能指導(dǎo)思想原則和目標(biāo)、節(jié)能的重點(diǎn)領(lǐng)域、重點(diǎn)工程及保障措施。規(guī)劃提出 2003 年到 2010 年，年均

19、節(jié)能率為 2.2%，形成的節(jié)能能力為 4 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，2003 年到 2020 年年均節(jié)能率為 3%，形成的節(jié)能能力為 14 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，主要產(chǎn)品單位能耗指標(biāo) 2010 年總體達(dá)到或接近 20 世紀(jì) 90 年代初國際先進(jìn)水平，其中大中型企業(yè)達(dá)到本世紀(jì)初國際先進(jìn)水平；2020 年達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平，主要耗能設(shè)備能效指標(biāo) 2010 年新增主要耗能設(shè)備能源效率達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平，十一五期間在工業(yè)節(jié)能方面重點(diǎn)推進(jìn)電力、煤炭、有色金屬、石化、化工建材等高耗能行業(yè)節(jié)能，通過結(jié)構(gòu)調(diào)整、技術(shù)改造加強(qiáng)管理，提高能源利用效率,并建成一批符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求的資源節(jié)約型、環(huán)境友好型先進(jìn)企業(yè)和化工園區(qū)。國家鼓

20、勵(lì)化工行業(yè)進(jìn)行節(jié)能和環(huán)保改造。而且企業(yè)要生存和發(fā)展也必須充分運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行技術(shù)改造，既要發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì)，也不能完全依賴資源消耗來支撐經(jīng)濟(jì)的長期快速增長。要充分、高效利用有限的資源，搞好資源節(jié)約和綜合利用，加強(qiáng)節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本，提高競(jìng)爭(zhēng)力，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，使有限的資源發(fā)揮出最大的效用。本項(xiàng)目為硫磺制酸生產(chǎn)低溫位熱能的回收與利用。針對(duì)建設(shè)單位生產(chǎn)中一方面要求外部供熱,另一方面又浪費(fèi)自身熱能的現(xiàn)狀，擬建設(shè) hrs 裝置回收余熱。這樣，不僅做到生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的熱量平衡，減少耗用外供的蒸汽，供裝置使用，節(jié)省鍋爐燃煤，充分利用能源，又節(jié)約了煤資源與水資源，還可以減少對(duì)環(huán)境的污染，符合黨中央國務(wù)院提出的用高

21、新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，走節(jié)約能源，節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境相協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展道路的產(chǎn)業(yè)政策，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，擬建項(xiàng)目符合國家產(chǎn)業(yè)政策和行業(yè)發(fā)展規(guī)劃要求。2.2生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品方案作為年產(chǎn) 60 萬噸磷銨及 npk 復(fù)合肥的配套工程，xxxxxxxxxxx 公司建設(shè)了年產(chǎn) 60 萬噸硫磺制酸項(xiàng)目，其所產(chǎn)硫酸作為磷肥生產(chǎn)的中間產(chǎn)品。該裝置以進(jìn)口固體硫磺為原料，采用帶攪拌器的快速熔硫，粗硫經(jīng)過過濾器過濾，液體硫磺用泵加壓機(jī)械霧化焚燒， “31”兩轉(zhuǎn)兩吸工藝，轉(zhuǎn)化率達(dá) 99.8%。設(shè)置 94t/h 高壓廢熱鍋爐、蒸汽過熱器和省煤器，回收焚硫轉(zhuǎn)化的高、中位熱能，產(chǎn)生 482，5.4mpa 的高壓過熱

22、蒸汽，將回收的過熱蒸汽用于發(fā)電。配套設(shè)計(jì)有一臺(tái) 12mw 抽背機(jī)組，將硫磺制酸余熱鍋爐產(chǎn)蒸汽接入抽背發(fā)電機(jī)組，并與電廠主蒸汽母管連通，通過供熱管道給磷酸二銨、npk 等生產(chǎn)裝置供汽。硫磺制酸反應(yīng)過程中產(chǎn)生了大量的高、中、低溫余熱，僅對(duì)高溫?zé)崮苓M(jìn)行了回收利用，對(duì)大部分中低溫余熱沒有充分利用，熱能利用率只有 70%，熱能利用率不高，然而為滿足生產(chǎn)需要大量生產(chǎn)低壓蒸汽，消耗大量的鍋爐煤，造成了一面大量浪費(fèi)，一面又大量需求的局面。因此，進(jìn)一步提高該項(xiàng)目中低位熱能的利用率是非常必要的。monsanto 公司于 1987 年首次開發(fā)出 hrs 系統(tǒng)并獲得專利，該工藝處于世界領(lǐng)先地位，是硫酸系統(tǒng)最大限度回收

23、熱能的一次優(yōu)化。用 hrs 吸收塔、hrs 鍋爐、hrs 加熱器、hrs 稀釋器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的中間吸收塔及其循環(huán)系統(tǒng)，可生產(chǎn)0.8mpa，175的低壓蒸汽，每噸酸可多產(chǎn) 0.45 噸低壓蒸汽，熱能回收率由過去的 70%，提高至 95%。根據(jù)國內(nèi)外的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，中國硫酸工業(yè)協(xié)會(huì)也推薦首選孟山都公司的hrs 技術(shù)，本項(xiàng)目擬采用該技術(shù)以進(jìn)一步提高熱能利用效率。本項(xiàng)目采用美國孟山都環(huán)境化學(xué)公司（mecs）的硫酸低位熱能回收專利技術(shù)（hrs）和設(shè)備，建設(shè) 1800t/d（噸/天）硫磺制酸低位熱能回收裝置和配套設(shè)施。建成投產(chǎn)后，在保持原有硫酸產(chǎn)量不變的情況下，項(xiàng)目比原裝置節(jié)能降耗減排情況如下：1）hrs 多

24、產(chǎn) 0.8mpa 蒸汽 27.2 萬噸/年；2）除氧器降耗 0.5mpa 蒸汽 6.4 萬噸/年；3）循環(huán)水降耗 3680 萬噸/年；4）循環(huán)水補(bǔ)充水降耗 110 萬噸/年；5）電力降耗 864 萬 kwh/年；6）廢水減排 24 萬噸/年。3 3工藝工藝技術(shù)技術(shù)3.1 工藝技術(shù)方案選擇3.1.1 國內(nèi)外工藝技術(shù)概況3.1.1.1硫磺制酸概況在硫磺制酸生產(chǎn)過程中，從硫磺燃燒生成二氧化硫、二氧化硫催化氧化生成三氧化硫到三氧化硫吸收生成硫酸的每一步反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，總的反應(yīng)熱約為500kj/mol 硫酸。除裝置散熱排氣等損失外，其余熱量理論上均可回收利用?？苫厥盏臒崃恐蟹倭蚝娃D(zhuǎn)化部分的高中溫余熱約

25、占 70%，干吸部分的低溫余熱約占 30%。如何安全可靠充分合理地回收利用這些熱量，不僅標(biāo)志制酸裝置的技術(shù)水平，而且還決定著制酸裝置經(jīng)濟(jì)上的生存能力。3.1.1.2高中溫余熱回收我國硫酸產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和原料結(jié)構(gòu)調(diào)整在“十五”期間取得了舉世矚目的成績。目前，我國硫酸產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的 20%，超過美國，居世界第一位。硫酸生產(chǎn)根據(jù)原料不同，有硫磺制酸、硫鐵礦制酸及冶煉煙氣制酸等。其中，硫磺制酸流程簡單，操作簡便，工藝穩(wěn)定，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，具有大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)。近年來我國硫酸工業(yè)技術(shù)和裝備有了較大進(jìn)步，并引進(jìn)了國外一些技術(shù)裝置。如德國魯奇（lurqi）、美國孟山都（monsanto）、加拿大開米蒂克

26、斯（chemetics）、瑞典波利頓（boliden）、日本三菱重工（mhi）等公司的成套硫酸裝置、技術(shù)、設(shè)備儀表、閥門等，使世界上主要的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備在國內(nèi)都有了樣板。為我國硫酸裝置大型化、提高硫酸生產(chǎn)技術(shù)及達(dá)到國際先進(jìn)水平起到了重要作用。硫磺制酸裝置的規(guī)模也在向大型化發(fā)展，云磷單系列 600kt/a 已建成投產(chǎn)，2800kt/a 正在設(shè)計(jì)，云南富瑞單系列 800kt/a 也建成投產(chǎn)，目前國內(nèi)已建成的規(guī)模最大的硫磺制酸裝置為江蘇張家港雙獅集團(tuán) 1000kt/a 硫磺制酸。隨著我國大型磷復(fù)肥發(fā)展的需要，硫酸新技術(shù)和裝備的引進(jìn)、消化吸收，大型硫酸裝置還將陸續(xù)興建。二十世紀(jì)六十年代，我國硫酸裝置開

27、始使用中壓余熱鍋爐。進(jìn)入八十年代，我國硫酸廠在余熱利用方面進(jìn)展較快，目前規(guī)模在 40kt/a 以上的硫酸廠大部分已較好地利用高溫位余熱產(chǎn)汽發(fā)電，取得了顯著的效益。（一）可回收的高中溫余熱：硫磺焚燒及二氧化硫催化氧化為三氧化硫所釋放的熱量，除了爐氣在兩個(gè)吸收塔中所損失的熱量外，其余的熱量均為余熱必須移出。對(duì)典型的3+1流程而言可回收的余熱包括以下幾部分： 焚硫爐出口 1050左右的高溫爐氣冷卻到 440左右進(jìn)入一段轉(zhuǎn)化。 一段轉(zhuǎn)化出口 600左右的爐氣冷卻到 440左右進(jìn)入二段轉(zhuǎn)化。 三段轉(zhuǎn)化出口冷熱換熱器后 240左右的爐氣冷卻到 180左右進(jìn)入中間吸收塔。四段轉(zhuǎn)化出口 430左右的爐氣冷卻到

28、 160左右進(jìn)入最終吸收塔。（二）高中溫?zé)峄厥障到y(tǒng)：高中溫余熱的熱量較分散，這些熱量是分別設(shè)置鍋爐產(chǎn)生蒸汽，還是將它們有機(jī)組合在一起產(chǎn)生蒸汽，不同的廠有不同的做法，最常見的有以下三種熱回收系統(tǒng)。1余熱回收系統(tǒng)一焚硫爐出口和一段轉(zhuǎn)化出口分別設(shè)一臺(tái)低壓鍋爐 1 和 2，三段轉(zhuǎn)化冷熱換熱器后設(shè)省煤器 2(有時(shí)也可采用空氣預(yù)熱器預(yù)熱燃燒空氣） ，四段轉(zhuǎn)化出口設(shè)低壓鍋爐 3 和省煤器 1（小裝置省煤器 1 也可以不設(shè)）, 流程見圖 3-1。此熱回收系統(tǒng)適用于中小型裝置，優(yōu)點(diǎn)是：投資省見效快，缺點(diǎn)是：鍋爐數(shù)量多運(yùn)行管理難度大。而且必須有飽和蒸汽用戶。低壓飽和蒸汽中壓過熱蒸汽過熱器鍋爐給水鍋爐2轉(zhuǎn)化器至終吸

29、塔中壓鍋爐給水省煤器1至中間吸收塔來自中間吸收塔鍋爐1高溫爐氣來自焚硫爐飽和蒸汽省煤器2熱熱換熱器冷熱換熱器12433421冷熱換熱器熱熱換熱器省煤器2飽和蒸汽高溫爐氣來自焚硫爐鍋爐1來自中間吸收塔至中間吸收塔省煤器1鍋爐給水至終吸塔轉(zhuǎn)化器鍋爐2鍋爐3圖 3-1 余熱回收流程之一 3-2 余熱回收流程之二2 余熱回收系統(tǒng)二焚硫爐出口設(shè)一中壓或次中壓鍋爐 1，一段轉(zhuǎn)化出設(shè)蒸汽過熱器，其余同熱回收系統(tǒng)一，流程見圖 3-2。這種熱回收系統(tǒng)也適用于中小型裝置，優(yōu)點(diǎn)是：產(chǎn)生的中壓或次中壓蒸汽可以用于發(fā)電或熱電聯(lián)產(chǎn)，四段轉(zhuǎn)化出口鍋爐 2 產(chǎn)生的低壓蒸汽用于熔硫保溫和除氧。缺點(diǎn)是：鍋爐的數(shù)量仍然較多，運(yùn)行管

30、理難度較大。3 余熱回收系統(tǒng)三這一熱回收系統(tǒng)是將各部分的熱量有機(jī)組合在一起產(chǎn)一個(gè)壓力等級(jí)的蒸汽(一般是中溫中壓蒸汽)，典型流程見圖 3-3。焚硫爐出口設(shè)中壓鍋爐, 一段轉(zhuǎn)化出口設(shè)高溫過熱器，三段出口冷熱換熱器后設(shè)省煤器 2，四段轉(zhuǎn)化出口設(shè)低溫過熱器及省煤器 1。該熱回收系統(tǒng)適用于大中型裝置，優(yōu)點(diǎn)是： 所有的高中溫余熱全產(chǎn)中壓蒸汽，從有效能的角度而言比較合理，因?yàn)閾碛型瑯佣酂崃康闹袎赫魵獗鹊蛪赫羝龉δ芰?qiáng)，具體表現(xiàn)為可以多發(fā)電。 整個(gè)熱回收系統(tǒng)實(shí)際上是一臺(tái)鍋爐，兩只過熱器和兩只省煤器只是鍋爐的部件，這樣便于運(yùn)行管理。 熱回率高，每噸酸可產(chǎn)中壓過熱蒸汽 1.2 噸以上。 另外，對(duì)于“3+2”五段

31、轉(zhuǎn)化流程的四段轉(zhuǎn)化出口可設(shè)中溫過熱器、空氣預(yù)熱器或采用干燥空氣冷激的方法回收余熱降低爐氣溫度。省煤器1低溫過熱器至終吸塔3421冷熱換熱器熱熱換熱器省煤器2飽和蒸汽高溫爐氣來自焚硫爐鍋爐1來自中間吸收塔至中間吸收塔中壓鍋爐給水轉(zhuǎn)化器高溫過熱器中壓過熱蒸汽圖 3-3 余熱回收流程之三（三） 高中溫余熱回收主要設(shè)備高中溫?zé)峄厥赵O(shè)備種類很多，其中最主要的也是最容易發(fā)生故障的設(shè)備是焚硫爐出口的鍋爐和吸收塔前面的省煤器。1焚硫爐出口的鍋爐焚硫爐出口的鍋爐有兩種型式，一種是水管鍋爐，另一種是火管鍋爐。水管鍋爐在硫鐵礦制酸裝置上的應(yīng)用較早，產(chǎn)品也較成熟，故 90 年代中期我國再次掀起硫磺制酸建設(shè)高潮時(shí)，國產(chǎn)

32、裝置因受硫鐵礦制酸裝置的影響基本都是采用的水管鍋爐，但使用后很多鍋爐（主要是自然循環(huán)水管鍋爐）發(fā)生了爐氣外漏和爐水內(nèi)漏的事故，嚴(yán)重影響了制酸裝置的正常生產(chǎn)，這主要是由于人們對(duì)硫磺制酸的認(rèn)識(shí)不夠。硫磺制酸不同于硫鐵礦制酸，硫磺制酸無凈化工段，鍋爐后面就是轉(zhuǎn)化器，鍋爐一旦漏水，將使轉(zhuǎn)化變?yōu)闈褶D(zhuǎn)化，大量的水蒸汽一方面使三氧化硫吸收過程惡化，另一方面爐氣的露點(diǎn)將會(huì)大大的提高，結(jié)露生成的硫酸的濃度大大的降低，從而加快了設(shè)備和管道的腐蝕。另外，硫磺制酸爐氣是正壓。這些就要求硫磺制酸裝置的鍋爐不能漏水，同時(shí)又要具有較高的承壓能力。而水管鍋爐在這些方面與火管鍋爐比有先天不足，再加上中小型硫磺制酸裝置的水管鍋爐

33、比火管鍋爐投資高，所以近幾年來火管鍋爐在硫磺制酸裝置上應(yīng)用較多，故障率明顯比水管鍋爐少，很多裝置從未因火管鍋爐故障而停車?？傊?，水管鍋爐在承受正壓能力，氣流分布的均勻性，對(duì)負(fù)荷變化的適應(yīng)性和安全性等方面都不如火管鍋爐。所以焚硫爐出口的鍋爐應(yīng)首選火管鍋爐，尤其是中小型裝置。但對(duì)于大型或特大型的裝置，特別是較高壓力的鍋爐，由于火管鍋爐造價(jià)較高，運(yùn)輸也較困難，此時(shí)可以采用水管鍋爐。無論是采用火管鍋爐還是水管鍋爐，必須從設(shè)計(jì)、制造、安裝和運(yùn)行管理等環(huán)節(jié)對(duì)鍋爐加以高度重視，只有這樣才能保證鍋爐安全運(yùn)行。2省煤器為了盡可能多地回收中溫余熱，在兩臺(tái)吸收塔前有必要設(shè)省煤器(見圖 3)，由于省煤器水入口處金屬壁

34、溫較低，這里可能存在露點(diǎn)腐蝕問題。當(dāng)省煤器金屬的壁溫小于露點(diǎn)溫度時(shí)酸霧就會(huì)在管外壁結(jié)露形成冷凝酸，當(dāng)然形成冷凝酸后不一定就發(fā)生腐蝕，這還要看冷凝酸的濃度和溫度。正常運(yùn)行時(shí)，如果結(jié)露一般生成發(fā)煙硫酸(濃度102%)，溫度小于 120，在這種情況下即使采用碳鋼也能耐腐蝕。而在開停車及前面的熱力設(shè)備發(fā)生泄漏時(shí)，露點(diǎn)溫度將會(huì)升高，結(jié)露形成的冷凝酸的溫度也會(huì)升高，而且結(jié)露形成硫酸的濃度范圍較大，在這種情況下只有鑄鐵能耐腐蝕。所以國外的省煤器有兩種做法，第一種做法是保證使用壽命而采用帶鑄鐵套管的省煤器，第二種做法是犧牲設(shè)備的壽命而采用價(jià)格較便宜的普通碳鋼省煤器。我國目前也有兩種做法，第一種做法是采用熱管省

35、煤器，利用熱管技術(shù)一方面使與爐氣接觸的金屬壁溫在正常運(yùn)行時(shí)高于露點(diǎn)溫度，從而不會(huì)結(jié)露和發(fā)生露點(diǎn)腐蝕。另一方面即使在開停車或前面熱回收設(shè)備發(fā)生泄漏時(shí)發(fā)生了露點(diǎn)腐蝕，熱管省煤器內(nèi)的水也不會(huì)泄漏到爐氣中，所以這種方法是具有中國特色的安全可靠的方法。第二種方法和國外的第二種方法一樣采用普通碳鋼省煤器，正常運(yùn)行時(shí)既使結(jié)露一般也不會(huì)發(fā)生腐蝕，而開停車發(fā)生的露點(diǎn)腐蝕對(duì)整個(gè)腐蝕過程的影響并不大。3.1.1.3低溫余熱回收雖然近幾年我國硫磺制酸的生產(chǎn)能力及熱能利用技術(shù)水平得到了較大發(fā)展，但是在利用硫磺制酸過程中產(chǎn)生的中、低溫余熱方面，與國際先進(jìn)水平相比，還有較大的利用潛力，總熱能利用率只達(dá)到 70%左右。在硫磺

36、制酸生產(chǎn)過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的高溫位余熱。不僅硫磺要在高溫下燃燒，而且 so2轉(zhuǎn)化為 so3也要在相當(dāng)高的溫度條件下進(jìn)行。因此，人們長期的實(shí)踐是，把調(diào)節(jié)硫酸廠工藝氣體溫度的方法與回收能量方法結(jié)合在一起。此法是讓高溫的氣體通過余熱鍋爐及其相連的蒸汽過熱器和鍋爐給水預(yù)熱器。硫磺制酸每產(chǎn) 1 噸硫酸（100%h2so4）可產(chǎn)生 1.2 噸左右的高、中壓蒸汽。硫酸生產(chǎn)過程還有另一個(gè)很大的熱源，但是因其品位低而長期未受到人們的重視，它就是吸收系統(tǒng)里的 so3反應(yīng)熱和空氣干燥塔里的硫酸稀釋熱。就數(shù)量而言，在硫磺制酸廠產(chǎn)生的總熱量中，它可占到近 30%。在 19731974 年和 1979 年兩次“能源危機(jī)”

37、之后，大型硫酸廠開始把目光投向酸系統(tǒng)所排棄的大量熱能上，希望能回收并以某種經(jīng)濟(jì)效益好的方法再利用它。在這一領(lǐng)域，美國 monsanto 公司開發(fā)的硫酸熱回收系統(tǒng)（hrs）處于世界領(lǐng)先地位。monsanto 公司于 1987 年首次開發(fā)出 hrs 系統(tǒng)并獲得專利。該工藝用hrs 吸收塔、hrs 鍋爐、hrs 加熱器、hrs 稀釋器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的中間吸收塔及其循環(huán)系統(tǒng)，產(chǎn)生 0.81.0mpa 的低壓蒸汽。一般每噸酸可多產(chǎn) 0.40.6 噸低壓蒸汽，熱能回收率由傳統(tǒng)工藝的 6070%，提高至 95%。硫酸裝置的低溫余熱由于品位較低，同時(shí)又是被硫酸所攜帶，回收利用技術(shù)上較困難。我國八十年代前這些熱量都是

38、由淋灑式鑄鐵排管冷卻后隨冷卻水帶到環(huán)境中，直到八十年代后期隨著帶陽極保護(hù)的不銹鋼管殼式濃硫酸冷卻器和板式換熱器的開發(fā)應(yīng)用，才為利用這些低溫余熱提供了可能。近年來國內(nèi)已有一些硫酸裝置回收利用了部分低溫余熱，回收和利用的方法主要有以下幾種：加熱脫鹽水，提高進(jìn)除氧器的水溫，從而減少除氧器蒸汽消耗。但由于鍋爐需要脫鹽水的量較少，回收和利用的余熱只占低溫余熱的一小部分。如河南某化肥廠利用 16 萬噸/年硫酸裝置的干吸酸熱將動(dòng)力分廠的脫鹽水從常溫加熱到80，水量為：100t/h，利用的熱量約占低溫余熱總量的 22%。此裝置于 1996年 10 月投入運(yùn)行。 生產(chǎn)熱水用于其它裝置，如用于磷酸濃縮和氨蒸發(fā)等,

39、 但這種方法必須是硫酸和磷酸或合成氨等裝置的聯(lián)合化工企業(yè)。 生產(chǎn)熱水用于居民生活(包括采暖)。如山東某廠利用吸收酸熱產(chǎn)生 70左右的熱水用于全廠采暖，采暖面積約為 15000m2。此裝置于 1995 年 11 月安全運(yùn)行至今，取得了非?？捎^的經(jīng)濟(jì)效益。以上幾種低溫余熱回收的方式在我國都有成功運(yùn)行的實(shí)例, 但總的來講我國硫酸裝置的低溫余熱回收仍處于起步階段，回收利用的裝置很少，絕大部分裝置的低溫余熱仍然是通過循環(huán)冷卻水散發(fā)到環(huán)境中。應(yīng)用受到限制的主要原因是一方面人們對(duì)低溫余熱的認(rèn)識(shí)不夠，另一方面目前我國的技術(shù)只能利用低溫余熱產(chǎn)生熱水，而熱水的利用有其局限性。3.1.2 公司硫磺制酸現(xiàn)狀宜化肥業(yè)年

40、產(chǎn) 60 萬噸（1800t/d）硫磺制酸裝置全套采用美國孟山都公司技術(shù)，硫酸全部用于濕法磷酸的生產(chǎn)原料。該裝置以進(jìn)口固體硫磺為原料，采用帶攪拌器的快速熔硫，粗硫經(jīng)過過濾器過濾，液體硫磺用泵加壓機(jī)械霧化焚燒，“31”兩轉(zhuǎn)兩吸工藝，轉(zhuǎn)化率達(dá) 99.8%。設(shè)置 94t/h 高壓廢熱鍋爐、蒸汽過熱器和省煤器，回收焚硫轉(zhuǎn)化的高、中位熱能，產(chǎn)生 482，5.4mpa 的高壓過熱蒸汽，將回收的過熱蒸汽用于發(fā)電。配套設(shè)計(jì)有一臺(tái) 12mw 抽背機(jī)組，將硫磺制酸余熱鍋爐產(chǎn)蒸汽接入抽背發(fā)電機(jī)組，并與電廠主蒸汽母管連通，通過供熱管道給磷酸二銨、npk 等生產(chǎn)裝置供汽。但低溫位熱能尚沒有回收利用，熱能利用率不高。3.1

41、.3 工藝方案選擇在硫磺制酸裝置低位熱能回收這一領(lǐng)域，美國 monsanto 公司開發(fā)的硫酸熱回收系統(tǒng)（hrs）處于世界領(lǐng)先地位。帶 hrs 技術(shù)的硫磺制酸可以回收低溫位余熱，同時(shí)產(chǎn)生低壓蒸汽。hrs 與其說是硫酸熱能利用技術(shù)上的一次革命，不如說是酸系統(tǒng)最大限度回收熱能的一次優(yōu)化。 （傳統(tǒng)硫磺制酸與帶 hrs 系統(tǒng)的硫磺制酸熱能回收利用情況對(duì)比見表 3-1。 ）表 3-1 傳統(tǒng)硫磺制酸與帶 hrs 系統(tǒng)硫磺制酸主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較傳統(tǒng)硫磺制酸帶 hrs 系統(tǒng)的硫磺制酸高壓蒸汽產(chǎn)量（t/t）1.201.20低壓蒸汽產(chǎn)量（t/t）00.45熱能回收率 （%）70%95%凈動(dòng)力（kw/mtpd）10.6

42、14.6monsanto 公司于 1987 年首次開發(fā)出 hrs 系統(tǒng)并獲得專利，hrs 的工業(yè)推廣并不令人滿意，從 1987 年 11 月 hrs 首次成功的工業(yè)應(yīng)用至今，全世界僅有 20 多套裝置采用了 hrs，難以推廣的主要原因是：hrs 對(duì)硫酸濃度的要求很高，只能控制在狹窄的范圍內(nèi)，稍有偏差就會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕，而且不能用于發(fā)煙酸裝置。投資太高, 如 1000t/d 硫酸裝置 hrs 投資約為 300 萬美元，約占整個(gè)裝置投資的 30%，這是一般投資者較難接受的，特別是對(duì)于我們這樣一個(gè)發(fā)展中國家。然而孟山都的 hrs 畢竟代表硫酸裝置低溫?zé)峄厥盏氖澜缦冗M(jìn)水平，熱能回收率由傳統(tǒng)工藝的 60

43、70%，提高至 95%。hrs 系統(tǒng)操作方便、運(yùn)行穩(wěn)定。和酸相接觸的 hrs 系統(tǒng)部件的材料（除陶瓷填料和通往 hrs 塔第二級(jí)的煙氣管道外） ，采用孟山都 zecor310m 不銹鋼，這些材料在要求的操作溫度并保持酸濃度的情況下，對(duì)硫酸具有較高的耐腐蝕性（小于 0.025 毫米/年） ；在酸循環(huán)系統(tǒng)中多個(gè)點(diǎn)上設(shè)置分析儀和腐蝕速率監(jiān)測(cè)器，當(dāng)由于酸濃度失控導(dǎo)致腐蝕速率提高時(shí)，可以適時(shí)報(bào)警并自動(dòng)緊急停車。目前已在全世界取得了實(shí)際運(yùn)行系統(tǒng)的豐富經(jīng)驗(yàn)，江蘇雙獅集團(tuán)也成為國內(nèi)第一家應(yīng)用該技術(shù)的公司，采用 monsanto 公司先進(jìn)的 hrs工藝技術(shù)改造現(xiàn)有大型硫磺制酸裝置具有成功的借鑒經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)國內(nèi)外的

44、技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，中國硫酸工業(yè)協(xié)會(huì)也推薦首選采用孟山都公司的 hrs 技術(shù)，本項(xiàng)目擬采用該技術(shù)以進(jìn)一步提高熱能利用效率。3.2工藝流程和消耗定額3.2.1 工藝流程概述3.2.1.1裝置規(guī)模和年操作時(shí)數(shù)本項(xiàng)目采用美國孟山都環(huán)境化學(xué)公司（mecs）的硫酸低位熱能回收專利技術(shù)（hrs）和設(shè)備，建設(shè) 1800t/d（60 萬噸/年）硫磺制酸系統(tǒng)的低位熱能回收裝置，項(xiàng)目實(shí)施后，保持原有硫酸產(chǎn)量不變時(shí)，項(xiàng)目可比原裝置節(jié)能降耗減排情況如下：1）hrs 多產(chǎn) 0.8mpa 蒸汽 27.2 萬噸/年；2）除氧器降耗 0.5mpa 蒸汽 6.4 萬噸/年；3）循環(huán)水降耗 3680 萬噸/年；4）循環(huán)水補(bǔ)充水降耗 1

45、10 萬噸/年；5）電力降耗 864 萬 kwh/年；6）廢水減排 24 萬噸/年。年操作日 330 天，每天 24 小時(shí)，年生產(chǎn) 8000 小時(shí)。采取四班三運(yùn)轉(zhuǎn)制。3.2.1.2裝置組成該熱回收系統(tǒng)包括一個(gè)兩級(jí)熱回收填料塔、一臺(tái) hrs 臥式蒸汽鍋爐、一臺(tái)hrs 加熱器、一臺(tái) hrs 預(yù)熱器、一臺(tái)稀釋器、一臺(tái)酸循環(huán)泵（位于在單個(gè)泵槽內(nèi)）以及一臺(tái)排酸泵；除氧鍋爐給水先送入 hrs 加熱器，然后進(jìn)入 hrs 鍋爐；除氧鍋爐給水在 hrs 稀釋器內(nèi)亦用作稀釋水，以最大化中壓蒸汽的產(chǎn)量。3.2.1.3原材料、輔助材料、燃料和動(dòng)力硫磺制酸低位熱能回收改造前后主要原材料消耗見表 3-2。 表 32 改造

46、前后產(chǎn)品消耗定額（以噸 100%h2so4計(jì)）序 號(hào)名 稱 及 規(guī) 格單 位改造前單耗 改造后單耗一原輔料及動(dòng)力1硫磺噸0.3320.3322催化劑kg0.0490.0493工藝水噸0.380.384循環(huán)冷卻水 t=10噸76.715.35脫鹽水噸1.862.316蒸汽噸0.2470.147電 （380v，50hz）kwh90.4868儀表空氣m31.41.49輕柴油kg0.020.02二副產(chǎn)蒸汽（0.8mpa,175）噸00.45蒸汽（5.4mpa,482）噸1.21.23.2.1.4產(chǎn)品、副產(chǎn)品及主要中間產(chǎn)品由表 3-2 可知，采用 hrs 裝置副產(chǎn)蒸汽后，回收了低溫位熱能，循環(huán)冷卻水量由

47、 76.7 減少到了 15.3t/t 產(chǎn)品；用熱量回收塔（hrs 塔）代替?zhèn)鹘y(tǒng)的中間吸收塔，用 hrs 鍋爐回收 so3吸收熱，比原裝置每噸硫酸多回收 0.45 噸低壓蒸汽。1）每噸硫酸多回收約 0.45 噸低壓蒸汽，即 60 萬噸硫酸裝置每小時(shí)產(chǎn)生0.8mpa，175的低壓蒸汽 34 噸，年可產(chǎn)汽 27.2 萬噸；2）通過 hrs 預(yù)熱器和 hrs 加熱器內(nèi)循環(huán)酸的熱能來加熱鍋爐給水，使得除氧器的耗汽（0.5mpa，160）量降低 0.107 噸/噸硫酸，即每小時(shí)降低 8 噸，年可減少蒸汽消耗 64000 噸；3）改造前未被利用的低溫?zé)崮芏际峭ㄟ^循環(huán)冷卻水來吸收以冷卻物料，循環(huán)冷卻水量為 7

48、6.7t/t 硫酸 (5750t/h)，改造后 80%的低溫?zé)崮鼙焕茫蚨h(huán)冷卻水量也減少 61.4t/t 至 15.3t/t 硫酸 (1150t/h)，年循環(huán)水量由 4600 萬噸減少到 920 萬噸，年減少循環(huán)水量達(dá) 3680 萬噸；4）宜化肥業(yè)循環(huán)水新鮮水補(bǔ)充系數(shù)為 3%，循環(huán)冷卻水量減少 3680 萬噸，年可節(jié)約循環(huán)水補(bǔ)充水 110 萬噸。5）循環(huán)冷卻水量減少 61.4t/t 硫酸后，可以減少循環(huán)水泵 1080kw，年節(jié)電1080kw8000h = 864 萬 kwh；即每噸硫酸耗電量降低 14.4kwh。6）循環(huán)水量由 4600 萬噸減少到 920 萬噸，宜化肥業(yè)循環(huán)水濃水排放系

49、數(shù)為0.65%，因此循環(huán)水濃水年排放量也相應(yīng)由 30 萬噸減少到 6 萬噸，減少廢水排放量 24 萬噸。廢氣和廢渣的產(chǎn)生量及污染物排放均不發(fā)生變化?？傊?xiàng)目建設(shè)是在轉(zhuǎn)化三段與四段之間新增加入 hrs 系統(tǒng)，同時(shí)改造、優(yōu)化現(xiàn)有工藝，因改造而新增的 hrs 系統(tǒng)僅與原硫磺制酸裝置發(fā)生能量的傳遞，不改變硫酸產(chǎn)量及基本原料消耗。hrs 系統(tǒng)回收利用低溫位熱能副產(chǎn)蒸汽，同時(shí)節(jié)約蒸汽、節(jié)電、節(jié)水。項(xiàng)目實(shí)施產(chǎn)生的產(chǎn)品、副產(chǎn)品及主要中間產(chǎn)品如下：1 蒸汽（回收低位熱能副產(chǎn)） 27.2 萬噸壓力 0.8mpa溫度 1752 蒸汽（降耗） 6.4 萬噸壓力 0.5mpa溫度 1603 電（節(jié)約） 864 萬 k

50、wh電壓 380v.ac.頻率 50hz 4 水（節(jié)約） 110 萬噸壓力 0.4mpa5 循環(huán)水（節(jié)約） 3680 萬噸 上水壓力 0.35mpa上水溫度 32下水溫度 42懸浮物 20ppm固體可溶物 500ppmph 7-96 循環(huán)水濃水（減排） 24 萬噸3.2.1.5工藝流程說明硫磺制酸低溫位熱能回收系統(tǒng)（hrs 系統(tǒng)）主要包括 so3爐氣熱量回收系統(tǒng)、hrs 蒸汽鍋爐系統(tǒng)、酸循環(huán)動(dòng)力系統(tǒng)；1、so3爐氣熱量回收系統(tǒng)so3爐氣來源：精制液磺從精硫大貯槽流至精硫地下槽，由高壓硫磺進(jìn)料泵連續(xù)送入焚硫爐，經(jīng)過硫磺噴槍霧化后的液硫，與氣體壓縮機(jī)輸送來的空氣進(jìn)行燃燒反應(yīng)產(chǎn)生高溫的 so2爐氣，

51、爐氣經(jīng)廢熱鍋爐回收熱量降至 420溫度后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器，在催化劑的作用下轉(zhuǎn)化成 so3氣體。s03爐氣經(jīng)過 monplex 冷熱換熱器、monplex 熱熱換熱器換熱后進(jìn)入省煤器 3b。so3爐氣熱量回收系統(tǒng)工藝：來自省煤器 3b 的三氧化硫爐氣進(jìn)入 hrs 塔的第一級(jí)，在此級(jí)中 so3自下而上經(jīng)過填料與自上而下的 99%hrs 循環(huán)酸（由分酸器均勻分布在塔中）相接觸，so3被吸收。剩余的煙道氣進(jìn)入 hrs 塔的第二級(jí)，剩余的 so3基本上都被循環(huán)酸（98.5%）所吸收，經(jīng)過塔頂?shù)母咝СF器，除去酸霧后的爐氣至冷換工段。在第二級(jí)中形成的酸直接流入第一級(jí)的填料兩級(jí)間設(shè)有氣體分布器和液體儲(chǔ)槽；第一級(jí)生

52、成的酸流入 hrs 塔底，經(jīng)位于 hrs 塔泵槽內(nèi)的酸泵進(jìn)行酸循環(huán)。在 so3爐氣熱量回收系統(tǒng)中，so3氣體與濃硫酸接觸，so3氣體與酸中的水分反應(yīng)生成硫酸并放出熱量，由于吸收了 so3的硫酸濃度上升會(huì)產(chǎn)生濃縮熱，以上兩部分熱量都留在循環(huán)酸中。2、hrs 蒸汽鍋爐系統(tǒng)hrs 塔底的高溫硫酸先由 hrs 酸循環(huán)泵送至臥式的 hrs 鍋爐，鍋爐中的酸與水進(jìn)行換熱，副產(chǎn) 0.8mpa 飽和蒸汽至外管。冷卻的酸（199）大部分（90%）進(jìn)入 hrs 稀釋器后回至 hrs 塔的第一級(jí)，剩余部分酸進(jìn)入 hrs 加熱器與 ip 給水泵送來的除氧水進(jìn)行換熱，然后進(jìn)入 hrs 預(yù)熱器將額外的熱傳遞至脫鹽水，酸溫

53、由 173降為 110 ，而水溫由常溫升高到 90 ，以提高進(jìn)入除氧器脫鹽水的溫度，更進(jìn)一步節(jié)約蒸汽，而自 hrs 預(yù)熱器的酸則流入共用泵槽，供干燥和吸收系統(tǒng)酸循環(huán)。3、酸循環(huán)動(dòng)力系統(tǒng)為了保證系統(tǒng)生產(chǎn)的連續(xù)性，需要給循環(huán)酸提供動(dòng)力泵。本工程主要新增各類泵包括 hrs 循環(huán)泵、干燥循環(huán)泵、二吸酸循環(huán)泵、hrs 排酸泵。擬采用美國路易斯公司生產(chǎn)的路密特合金材質(zhì)離心泵。在酸循環(huán)系統(tǒng)中多個(gè)點(diǎn)上設(shè)置分析儀和腐蝕速率監(jiān)測(cè)器，當(dāng)由于酸濃度失控導(dǎo)致腐蝕速率提高時(shí)，可以適時(shí)報(bào)警并自動(dòng)緊急停車。3.2.2 工藝流程方框圖在現(xiàn)有硫酸裝置中新增低溫位熱能回收系統(tǒng)（hrs 系統(tǒng)） ，將三氧化硫吸收過程中的熱量加以回收生

54、產(chǎn)低壓蒸汽。其流程如圖 4-1 所示：除 氧 器脫鹽水去串酸冷脫鹽水hrs 塔二級(jí)酸hrs 循環(huán)酸泵轉(zhuǎn)化三段來爐氣爐氣去轉(zhuǎn)化四段hrs 鍋 爐低壓蒸汽hrs 稀 釋 器hrs 加 熱 器hrs 預(yù) 熱 器脫鹽水一級(jí)酸圖 4-1 hrs 低位熱能回收裝置工藝流程方框圖3.2.3 蒸汽平衡宜化公司熱電車間現(xiàn)有 4 臺(tái) 75t/h、1 臺(tái) 130t/h 的次高壓循環(huán)流化床鍋爐和1 臺(tái) 94t/h 硫磺制酸鍋爐，配總裝機(jī)容量為 81mw 的抽背式和抽凝式發(fā)電機(jī)組（抽背式 6mw、12mw 各 1 套，抽凝式 12mw、23mw、28mw 各 1 套） ，供熱能力見表 3-5。本項(xiàng)目改造后，可減少熱電車

55、間供汽 42t/h，可充分滿足宜化公司現(xiàn)有裝置滿負(fù)荷生產(chǎn)的供汽需求。表 3-3 改造前宜化生產(chǎn)裝置滿負(fù)荷運(yùn)行蒸汽消耗表序號(hào)壓力等級(jí)股份 1#2#股份 3#有機(jī) /氯堿肥業(yè)磷銨合計(jì)12.4 mpa39t/h39t/h21.3 mpa76.5t/h6t/h82.5t/h30.5 mpa42.5t/h11t/h68.08t/h8129.5t/h40.8 mpa32t/h17t/h49t/h50.3 mpa18t/h18t/h60.2 mpa79t/h79t/h表 3-4 改造后宜化生產(chǎn)裝置滿負(fù)荷運(yùn)行蒸汽消耗表序號(hào)壓力等級(jí)股份 1#2#股份 3#有機(jī) /氯堿肥業(yè)磷銨合計(jì)12.4 mpa39t/h39t

56、/h21.3 mpa76.5t/h6t/h82.5t/h30.5 mpa42.5t/h11t/h68.08t/h121.5t/h40.8 mpa32t/h17t/h49t/h50.3 mpa18t/h18t/h60.2 mpa79t/h79t/h表 3-5 改造前后宜化蒸汽產(chǎn)量對(duì)比表壓力等級(jí)股份 1#2#股份 3#熱電供汽肥業(yè)硫酸合計(jì)2.4 mpa8t/h31t/h39t/h1.3 mpa12.5t/h8.4t/h61.6t/h82.5t/h0.5 mpa32.5t/h97t/h129.5t/h0.8 mpa49t/h49t/h0.3 mpa18t/h18t/h改造前產(chǎn)蒸汽0.2 mpa79t

57、/h79t/h產(chǎn)汽總量45t/h34.4t/h317.6t/h壓力等級(jí)股份 1#2#股份3#熱電供汽肥業(yè)硫酸合計(jì)改造2.4mpa8t/h31t/h39t/h1.3mpa12.5t/h8.4t/h61.6t/h82.5t/h0.5mpa32.5t/h89t/h121.5t/h0.8mpa15t/h34 t/h49t/h0.3mpa18t/h18t/h0.2mpa79 t/h79t/h后產(chǎn)蒸汽產(chǎn)汽總量45t/h34.4t/h275.6t/h34t/h3.3主要設(shè)備選擇3.3.1 主要設(shè)備選擇為了保證該系統(tǒng)的正常運(yùn)行，參考國內(nèi)外相關(guān)裝置的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，項(xiàng)目裝置采用美國 monsanto 公司開發(fā)的硫酸熱

58、回收系統(tǒng)（hrs）專利成套技術(shù)，并進(jìn)口主要設(shè)備。3.3.2 主要工藝設(shè)備主要新增工藝設(shè)備詳見表 3-6。表 3-6 新增主要工藝設(shè)備一覽表序號(hào)設(shè)備名稱數(shù)量規(guī)格型號(hào)備注1hrs 鍋爐1q32t/h,kettle,碳鋼鍋殼,310m 不銹鋼管2hrs 酸稀釋器1碳鋼襯特富龍,與 hrs 鍋爐配套3hrs 加熱器1管殼式熱交換器,與 hrs 鍋爐配套4hrs 預(yù)熱器1管殼式熱交換器,與 hrs 鍋爐配套6干燥塔酸循環(huán)泵1msh-2458 q=663m3/h，h=23m,p=160kw7二吸塔循環(huán)酸泵1msh-2288 q=544m3/h，h=23m,p=160kw8hrs 酸循環(huán)泵1hsh-3861

59、2 q=1358m3/h，h=20m,p=220kw9hrs 排酸泵2hrmt-2084 q=58m3/h，h=18m,p=75kw10hrs 塔16200 x22470 zecor310m11hrs 一級(jí)分酸器11212m3/h 310ss12hrs 二級(jí)分酸器181m3/h 310ss13hrs 塔除霧器44vs132003 44/es212,bed1814hrs 酸取樣罐1襯特富龍不銹鋼罐，400*400*50015洗眼器8不銹鋼復(fù)式洗眼器16尾洗泵1工程塑料泵 q=50m3/h，h=45m,p=15kw17尾洗槽1鋼筋混凝土，2000*2000*20003.4自動(dòng)控制3.4.1 控制系

60、統(tǒng)選擇硫酸生產(chǎn)余熱回收的 hrs 系統(tǒng)為引進(jìn)項(xiàng)目，工藝較復(fù)雜，控制點(diǎn)很多，所有裝置和設(shè)備均為引進(jìn)，選用 dcs 集散控制系統(tǒng)來完成過程工藝參數(shù)的顯示、記錄、調(diào)節(jié)、報(bào)警和聯(lián)鎖控制，設(shè)有一個(gè)操作室，1 個(gè)操作站或工程師站，儀表設(shè)備和系統(tǒng)也配套引進(jìn)。3.4.2 儀表選型硫酸裝置的環(huán)境腐蝕較為嚴(yán)重，故儀表選型首要考慮的是防腐蝕問題。材質(zhì)除有特殊要求外，均使用不銹鋼。需要遠(yuǎn)傳的儀表均為電動(dòng)型。采用 420madc二線制變送器，并帶有現(xiàn)場(chǎng)指示儀表。選用的儀表以合資產(chǎn)品為主。在易燃易爆的危險(xiǎn)區(qū)域原則上采用隔爆儀表。1）溫度儀表：根據(jù)工藝要求的不同，需要集中檢測(cè)的工藝參數(shù)的溫度傳感器主要使用 rtd.pt10