中管網(wǎng)房地產(chǎn)頻道 作為國內(nèi)最大、最專業(yè)、更新速度最快的專業(yè)房地產(chǎn)資料庫，月更新房地產(chǎn)資料近千個。最大程度的搜集了數(shù)十家國內(nèi)頂級開發(fā)商多年實際操盤之系統(tǒng)資料。 中管網(wǎng)房地產(chǎn)頻道 作為國內(nèi)最大、最專業(yè)、更新速度最快的專業(yè)房地產(chǎn)資料庫，月更新房地產(chǎn)資料近千個。最大程度的搜集了數(shù)十家國內(nèi)頂級開發(fā)商多年實際操盤之系統(tǒng)資料。 貴州省開陽安達磷化工有限公司 熱法磷酸生產(chǎn)熱能回收替代燃煤鍋爐 項目 可 行 性 研 究 報 告 貴州省開陽安達磷化工有限公司 二 八 年 一 月 1 目 錄 1 總 論 . 1 1.1 概述 . 1 1.2 研究結(jié)論 . 5 2 改造規(guī)模及方案 . 8 2.1 改造方案是否符合國家產(chǎn)業(yè)政策 . 8 2.2 改造方案及規(guī)模 . 9 2.3 建設(shè)地點 . 11 3 工藝技術(shù)方案 .11 3.1 國內(nèi)、外熱法磷酸中熱能利用技術(shù)概況 . 12 3.2 國內(nèi)尾氣外余熱回收利用概況 . 17 3.3 熱能利用技術(shù)實施方案和消耗定額 . 20 3.4 自動控制技術(shù)方案 . 25 4 原料、輔助材料及燃料的供應(yīng) . 26 4.1 磷酸裝置原料和輔助材料的消耗 . 26 5 建廠條件 . 28 5.1 廠址的地理位置 . 28 5.2 氣象水文條件 . 28 5.3 地質(zhì)、地貌 . 30 5.4 礦產(chǎn)資源 . 30 5.5 能源交通運輸狀況 . 30 5.6 水源 、供排水、防洪等情況 . 30 5.7 電源、供電、電訊等情況 . 30 5.8 供熱工程 . 30 5.9 廠址方案 . 30 6 公用工程和輔助設(shè)施方案 . 31 6.1 總圖運輸 . 31 6.2 給排水 . 31 6.3 供電及電訊 . 31 6.4 貯運設(shè)施 . 31 6.5 維修（機修、電修、儀修） . 31 6.6 工廠外管 . 32 6.7 分析化驗室 . 32 6.8 土建 . 32 6.9 生活福利設(shè)施 . 32 2 7 節(jié)能、節(jié)水 . 33 7.1 節(jié)能 . 33 7.2 節(jié)水 . 33 8 環(huán)境保護 . 34 8.1 廠址與環(huán)境現(xiàn)狀 . 34 8.2 執(zhí)行的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準和排放標(biāo)準 . 34 8.3 改造后項目主要污染源及污染物排放 . 34 8.4 環(huán)境影響分析 . 34 8.5 環(huán)保監(jiān)測方案 . 34 9 勞動保護與安全衛(wèi)生 . 35 9.1 編制依據(jù) . 35 9.2 項目過程中危害因素的分析 . 35 9.3 安全衛(wèi)生防護的措施 . 35 9.4 消防 . 35 10 勞動定員和項目實施規(guī)劃 . 35 10.1 生產(chǎn)班制和定員 . 35 10.2 建設(shè)周期的規(guī)劃 . 35 10.3 實施進度 . 36 11 投資估算和資金籌措 . 36 11.1 投資估算 . 36 11.2 資金籌措 . 36 12 財務(wù)經(jīng)濟評價 . 73 12.1 財務(wù)評價基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與參數(shù)選取 . 73 12.2 生產(chǎn)成本和費用估算 . 73 12.3 銷售收入和利潤估算 . 73 12.4 項目內(nèi)部收益率的計算、投資利潤率、投資回收期等指標(biāo)的計算 . 73 12.5 確定性分析 . 73 12.6 財務(wù)評價結(jié)論 . 73 13 結(jié)論 . 74 1 1 總 論 1.1 概述 1.1.1 項目名稱、建設(shè)單位名稱、企業(yè)性質(zhì)及法人 項目名稱：熱法磷酸余熱余 熱回收替代燃煤鍋爐項目 建設(shè)單位： 貴州省開陽安達磷化工有限公司 企業(yè)性質(zhì)： 民營 法人代表：劉國安 1.1.2 可行性報告編制的依據(jù)和原則 編制依據(jù) (1) 貴州省安達磷化工有 限公司與云南化工研究院簽訂的 合同號 (2) 云南化工研究院提供的相關(guān)技術(shù)資料； (3)清華大學(xué)“熱法磷酸生產(chǎn)熱能利用技術(shù)及裝置項目技術(shù)專利說 明書”。 編制原則 （ 1）認真貫徹執(zhí)行我國基本建設(shè)的各項方針、政策，嚴格執(zhí)行各項規(guī)范和規(guī)定；特別是努力地在公司內(nèi)向今年第六次全國環(huán)保大會提出的目標(biāo)奮斗：即 到 2010 年，在保持國民經(jīng)濟平穩(wěn)較快增長的同時，使重點地區(qū)和城市的環(huán)境質(zhì)量得到改善，生態(tài)環(huán)境惡化趨勢基本遏制。單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗比 “ 十五 ” 期末降低 20%左右；主要污染物排放總量減少10%； （ 2） 余熱回收替代燃煤鍋爐 工藝上力求做到技術(shù)穩(wěn)妥可靠、工藝先進，不影響原裝置的穩(wěn)定操作；選用先進可靠的設(shè)備配置，采用新的節(jié)約能源技術(shù)； （ 3）認真 貫徹環(huán)境保護“三同時”原則，做到總量控制，達標(biāo)排放 ；同時本項目在環(huán)保方面盡可能采用循環(huán)經(jīng)濟理念，以資源化利用的方式實現(xiàn)源頭冶理的方案。 （ 4）盡量依托熱法磷酸原有裝置 和設(shè)施，縮短設(shè)備制作周期，節(jié)約 2 投資，并認真執(zhí)行“五化”原則。 （ 5）在項目設(shè)計中，按照消防、安全、勞動衛(wèi)生規(guī)范高標(biāo)準設(shè)計，增強企業(yè)的消防、安全、勞動衛(wèi)生保護意識，保證項目建成后實現(xiàn)安全生產(chǎn)。 （ 6）根據(jù)地方和行業(yè)基價表，結(jié)合企業(yè)的實際情況，實事求是地編制工程投資估算和項目可行性研究報告。 1.1.2 企業(yè)簡介 公司自創(chuàng)建以來，經(jīng)過全體員工團結(jié)奮進、努力拼搏，開拓創(chuàng)新以及各級政府部門的大力支持，從一臺黃磷爐發(fā)展到今天初具規(guī)模的磷化工產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)了從小型企業(yè)到大中企業(yè)的根本性轉(zhuǎn)變。 公司現(xiàn)有的生產(chǎn)裝置有： 2 臺 15000KVA 黃磷電爐、 2 臺 6300KVA 的黃磷電爐，共計 3 萬噸 /年黃磷生產(chǎn)線及黃磷尾氣回收利用裝置；一條 5萬噸 /年、一條 3 萬噸 /年、一條 4 萬噸 /年 85%磷酸生產(chǎn)線，三條生產(chǎn)線共計生產(chǎn) 12萬噸 /年 85%磷酸；配套一條 5 萬噸 /年、一條 3 萬噸 /年、一條 4 萬噸 /年五鈉生產(chǎn)線，三條生產(chǎn)線共計生產(chǎn) 12萬噸 /年三聚磷酸鈉；同時控股開陽金山礦業(yè)公司；參股息烽合力化工、浙江嘉化物流。 公司能源管理狀況 近幾年，公司加大對磷渣、黃磷尾氣及廢水的綜合利用，使公司積極走出一條與磷化工相關(guān)的循環(huán) 經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)道路。現(xiàn)已利用 40%的黃磷尾氣作為生產(chǎn)五鈉的聚合熱源，每年可以節(jié)約無煙煤（折標(biāo)煤） 2.688 萬噸（價值約 1290 萬元），減少 CO2排放 6.39萬噸（固定碳按 65%計）， SO2 排放0.215 萬噸（含硫量按 4%計），煤渣排放 0.457 萬噸（灰份及雜質(zhì)按 17%計）。其中：一分廠有 2 臺 6300KVA 和 1 臺 15000KVA 黃磷電爐， 5 萬噸 /年 85%磷酸生產(chǎn)線配套 5 萬噸 /年五鈉生產(chǎn)線，利用黃磷尾氣作為五鈉聚合熱源，每年可以節(jié)約無煙煤（折標(biāo)煤） 1.12萬噸（價值約 537.6 萬元），減少 CO2 排放 2.66 萬噸（固定 碳按 65%計）， SO2 排放 0.0896 萬噸（含 3 硫量按 4%計），煤渣排放 0.19 萬噸（灰份及雜質(zhì)按 17%計）；二分廠有 1臺 15000KVA 黃磷電爐， 3 萬噸 /年和 4 萬噸 /年 85%磷酸生產(chǎn)線，配套 3萬噸 /年和 4 萬噸 /年五鈉生產(chǎn)線，利用黃磷尾氣作為五鈉聚合熱源，每年可以節(jié)約無煙煤（折標(biāo)煤） 1.568 萬噸（價值約 752.64 萬元），減少CO2 排放 3.73 萬噸（固定碳按 65%計）， SO2排放 0.1254萬噸（含硫量按4%計），煤渣排放 0.267 萬噸（灰份及雜質(zhì)按 17%計）。 1.1.3 項目提出的背景、必要性和經(jīng)濟意義 項目提出的 背景 從世界范圍來看，環(huán)境污染與生態(tài)破壞問題并未解決，而且仍在不斷惡化，局部地區(qū)的問題打破了區(qū)域和國家的疆界變成為全球性的問題；暫時性的問題相互貫通、相互影響演變成長遠問題；潛在性的問題進一步惡化、蔓延演變成為公開性問題。其中全球氣候變化就成為其中十分突出的問題之一。 從元素磷出發(fā)生產(chǎn)熱法磷酸的生產(chǎn)工藝有燃燒水合一步法流程和燃燒水合二步法流程。 無論何種流程都有一個不可缺少的環(huán)節(jié) 黃磷燃燒。每燃燒一噸磷產(chǎn)生 24335MJ(5.8 106 kcal)熱量。氣體在無任何冷卻的情況下，即使空氣過剩量達 50%，工藝 氣體溫度也將高達 2000以上。為了防止燃燒設(shè)備不被高溫腐蝕性氣體燒壞、腐蝕，保證工藝生產(chǎn)的順利進行，目前的兩種生產(chǎn)工藝是用水或酸將熱量帶走，水和酸用專設(shè)的循環(huán)冷卻系統(tǒng)冷卻后再循環(huán)使用。在生產(chǎn)工藝控制過程中，當(dāng)產(chǎn)品為 85%工業(yè)磷酸時，要求酸溫 80，水溫 50，這部份由水或酸帶出的低溫?zé)崮茈y于進一步利用。而生產(chǎn)系統(tǒng)中的熔磷、供磷設(shè)備及其相關(guān)管線要求黃磷處于液相狀態(tài)流動及霧化燃燒，需要另外設(shè)置燃煤鍋爐供給蒸汽。 而生產(chǎn)系統(tǒng)中溶堿和中和過程還需要消耗外供蒸汽。形成生產(chǎn)系統(tǒng)中需要外部供給熱量而自身產(chǎn)生的燃燒熱能 不能利用造成浪費的不合理現(xiàn)象。 中國政府計劃 2020 年實現(xiàn)全面建設(shè)小康社會的目標(biāo)。 隨著小康目標(biāo)的建設(shè)加快， 工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進程 也在 加快，特別是重化工業(yè)和交通運輸?shù)目焖侔l(fā)展，能源需求量將大幅度上升，經(jīng)濟發(fā)展面臨的能源約束矛盾和能源使用帶來的環(huán)境污染問題更加突出。 4 項目投資的目的、意義和必要性 能源是工業(yè)化社會經(jīng)濟發(fā)展過程中的“血液”，是人類賴以生存和發(fā)展的不可缺少的物質(zhì)基礎(chǔ)，沒有充足的能源供應(yīng)，社會經(jīng)濟是難以整體持續(xù)發(fā)展的。世界上任何一個發(fā)達國家都有一個可靠的能源保證體系，但在我國的能源發(fā)展過程中存在著兩個十分 嚴重的問題：一是優(yōu)質(zhì)能源比例很低；二是人均能源資源占有量低。我國總的能源狀況是富煤缺油少氣，這導(dǎo)致了我國的能源生產(chǎn)和能源消費的結(jié)構(gòu)不合理，一定程度上制約了我國經(jīng)濟的總體發(fā)展。我國單位 GDP 能源利用率與發(fā)達國家差距極大。產(chǎn)出 1萬美元的 GDP所消耗能源噸油當(dāng)量日本為 1.31，德國為 1.46，美國為 2.33，而我國高達 7.24。我國耗能設(shè)備能源利用率也比發(fā)達國家低 30-40%。 2003 年，我國 GDP僅占世界的 4%，卻消耗了世界 25%以上的鋼、 1/3的鋁、 30%的煤和近 50%的水泥。 中國政府提出了到 2020年全面 實現(xiàn)小康社會的奮斗目標(biāo)，隨著中國全面建設(shè)小康社會步伐的加快，對能源生產(chǎn)和能源消費也提出了更高的要求。 礦物燃料作為人類的主要能源，其燃燒排放物與酸雨及全球變暖密切相關(guān)，產(chǎn)生的 CO2占了人為產(chǎn)生的 CO2總量的 2/3。中國是世界上少數(shù)幾個以煤為主要燃料的國家之一， 煤炭在我國能源消費中的比例占 70%，短期內(nèi)難以改變 。 2002年中國能源生產(chǎn)總量為 13.9億噸標(biāo)準煤，居世界第 3位，能源消費總量 14.8億噸標(biāo)準煤，居世界第 2位。相應(yīng)的二氧化硫和二氧化碳排放量分別居世界第 1位和第 2位。能源發(fā)展與環(huán)境保護對中國有著重要意義。 一方面，中國是一個發(fā)展中國家，按照世界各國發(fā)展經(jīng)歷，在全面建設(shè)小康社會、實現(xiàn)人均 GDP達到 3000美元的過程中，中國的能源需求正處于持續(xù)增長階段；另一方面，中國目前大氣環(huán)境形勢依然十分嚴峻，能源結(jié)構(gòu)和過高的能源消費強度，使中國的大氣污染防治面臨著沉重的壓力。未來 20年中國能源發(fā)展面臨著環(huán)境需求、環(huán)境容量、環(huán)境管理要求和全球氣候變化等四大環(huán)境挑戰(zhàn)。中國是世界上僅次于美國的二氧化碳排放大國， 1990 2000年中國二氧化碳排放量由 6.66億噸碳增至 8.81億噸碳，由占全球排放量的 l1.6%增至 13.7%(日本能 源經(jīng)濟研究所 )。根據(jù)國家發(fā)改委能源所 (2020年中國能源需求情景分析的分析和預(yù)測， 2020年中國二氧化碳排放量在 l3億 20億噸之間，人均碳排放 5 水平在 0.9 1.3噸之間。 本項目通過采用先進技術(shù)和設(shè)備，提高能源的利用率，把污染物削減在生產(chǎn)源頭中。取消熱法磷酸主生產(chǎn)裝置配套的燃煤鍋爐，對我國的酸雨控制與減少 SO2、 CO2排放工作十分有益。熱法磷酸生產(chǎn)余熱利用燃燒塔和余熱鍋爐進行整體設(shè)計，利用黃磷燃燒產(chǎn)生的熱量來生產(chǎn)蒸汽，既不影響原有的生產(chǎn)工藝，又對黃磷燃燒產(chǎn)生的大量熱能進行了回收，減少了循環(huán)冷卻水的流量及 攜帶走的熱量，從而減少了冷卻水帶走熱量排至大氣的熱污染。 項目改造完成后，公司將取消四臺 4 噸快裝鍋爐，公司的蒸汽全部由小時投磷量為 1.4噸的 2臺 燃磷鍋爐 和小時投磷量為 1噸的一臺 4噸 /小時燃磷鍋爐 來提供，產(chǎn)汽量 26 噸 /h 和 14 噸 /h， 該鍋爐的投用后，根據(jù)貴州煙煤的熱值結(jié)合生產(chǎn)實際耗煤 0.25 噸 /噸蒸汽，每年為公司節(jié)約標(biāo)煤 2萬噸，可減少鍋爐操作工 24人。 經(jīng)測算： 每年可以節(jié)約標(biāo) 煤 2 萬噸（價值約 800 萬元），減少 CO2排放 4 萬噸， SO2排放 0.2 萬噸，煤渣排放 0.8 萬噸；節(jié)電 120 萬 kwh/a（價值約 60 萬元 ），直接和間接節(jié)省資金上千萬元。 因此，本項目的實施不僅具有明顯的經(jīng)濟效率，還減少了因燃煤產(chǎn)生的廢氣、廢渣排放 ,減少了熱污染，有利于保護環(huán)境，符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。 1.1.4 可行性研究報告研究范圍 本研究包括技術(shù)改造項目的背景、建設(shè)必要性及建設(shè)意義，熱法磷酸生產(chǎn)熱能利用技術(shù)成熟度，原裝置的技術(shù)改造的可行性和建設(shè)條件，技術(shù)改造項目的建設(shè)內(nèi)容、規(guī)模及進度，國內(nèi)外發(fā)展概況、“三廢”處理與環(huán)境保護、勞動保護與工業(yè)衛(wèi)生、投資估算和經(jīng)濟效果評價等方面內(nèi)容。 1.2 研究結(jié)論 1.2.1 研究結(jié)論提要 (1) 本項目實施 后，可從根本上杜絕燃煤鍋 爐帶來的廢氣、廢渣污染問題，改善周邊環(huán)境；由此每年可消減煤渣 0.8 萬噸、 SO20.2 噸以上、CO24 萬噸、煙塵 0.03 萬噸以上。 本項目屬于環(huán)保、利廢、資源綜合利用項目，具有良好的環(huán)境效益與社會效益。 6 (2) 清華大學(xué)與云南化工研究院開發(fā)的熱法磷酸生產(chǎn)熱能利用技術(shù)及裝置技術(shù)可靠，方案可行 。 (3) 貴州省磷礦資源得天獨厚，生產(chǎn)熱法磷酸、三聚磷酸鈉同時聯(lián)產(chǎn)副產(chǎn)品白炭黑， 熱法磷酸、五鈉 產(chǎn)品、白炭黑市場前景廣闊，且符合國家和我省產(chǎn)業(yè)政策，磷酸生產(chǎn)熱能回收 既為企業(yè)節(jié)約了能源，又降低了生產(chǎn)成本。因此，具有良好的經(jīng)濟效益 、社會效益和環(huán)保效益 ；安達磷化工作為貴州省最強磷化企業(yè) 實施本項目在貴州省節(jié)能增效減排方面具有突出的示范作用。 (4) 安達公司擁有 12 萬噸熱法磷酸裝置，實施該余熱利用技術(shù)具有充分的優(yōu)勢和條件；并且非常便于廠區(qū)蒸汽的靈活調(diào)度。 (5) 本項目的主要設(shè)施均在現(xiàn)在的生產(chǎn)裝置區(qū)內(nèi)建設(shè)，無需新建維修設(shè)施、生活設(shè)施和消防設(shè)施，可節(jié)省工程建設(shè)投資。 (6) 裝置改造工程建成后，可減少熱法磷酸生產(chǎn)循環(huán)水的用量，直接減少一次水用量 11 萬噸 /年，達到節(jié)水目的；由于黃磷燃燒大部分熱能被作為蒸汽利用，減少了排入大氣的熱污染；由于 本項目改造完成后每年可回收蒸 12 萬噸，節(jié)約電量 120 萬 kWh/a， 具有很好的節(jié)能降耗效果 。 (7) 本項目改造完成后，雖然增加了飽和蒸汽副產(chǎn)品，但操作人員和管理人員沒有增加，相反將減少鍋爐操作人員 24 人左右，全員人均勞動生產(chǎn)率和 利稅均有很大增加。 (8) 實施余熱資源綜合利用技術(shù)改造項目 需投入總資金 980萬元，其中固定資產(chǎn)投資 800 萬元，流動資金 180 萬元。該項目建成投產(chǎn)后年均新增銷售收入 1320 萬 元，年均新增利潤總額 820 萬元，年均新增所得稅 160 萬元，年均稅后利潤 660 萬元，投產(chǎn)后 1.5年內(nèi)可回收全部投 資。 (9) 研究結(jié)果表明：本項目符合國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，對安達公司發(fā)揮主導(dǎo)產(chǎn)品規(guī)模優(yōu)勢，增強核心競爭力，提高經(jīng)濟效益有著積極的意義。同時減少了 燃煤鍋爐生產(chǎn) 污染物的排放，符合可持續(xù)發(fā)展理念的經(jīng)濟增長模式，具有較好的環(huán)境效益和社會效益。 1.2.2 存在的主要問題和建議 7 （ 1）本項目的主要風(fēng)險來自于磷酸、白炭黑及磷酸鹽的市場，因為本項目依托于磷酸、白炭黑及三聚磷酸鈉裝置的化聯(lián)產(chǎn)正常運行，建議投資者在磷酸鹽、白炭黑市場開拓方面進行細分市場，加大市場的開發(fā)和產(chǎn)品策劃力度，從而保證裝置的長期穩(wěn)定運行； （ 2）本項目的另一風(fēng)險來源 于設(shè)備是否能安全運行，由于特種燃磷爐熱能回收裝置均屬于特種設(shè)備，且在高溫腐蝕性環(huán)境中運行。腐蝕風(fēng)險存在于操作環(huán)境急劇變化，這要求 公司 強化車間日常管理，要求操作和檢修工人嚴格按操作規(guī)程進行作業(yè)，建議工廠加強設(shè)備的運行管理和加強操作人員培訓(xùn)。 附：表 1 1 主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)表 表 1-1 主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)表 序號 項 目 名 稱 單 位 數(shù) 量 備 注 一 改造規(guī)模 1 磷酸 萬噸 /年 12 2 增添 6T/h 燃磷鍋爐 臺 2 3 增添 4T/h 燃磷鍋爐 臺 1 二 生 產(chǎn)方案 1 副產(chǎn)蒸汽 萬噸 /年 11.52 其中自用 0.8 萬噸 /年，可外供 7.84 萬噸 三 年操作日 1 磷酸裝置 天 /年 300 五 工程項目投入總資金 萬元 980 1 固定資產(chǎn)綜投資 萬元 800 2 流動資金 萬元 180 六 年均銷售收入 萬元 1360 七 成本和費用 1 年均總成本費用 萬元 340 八 年均利潤總額 萬元 920 九 年均銷售稅金及附加 萬元 160 十 財務(wù)評價指標(biāo) 8 1 投 資利潤率 % 62 2 投資利稅率 % 16.7 3 投資回收期 I(稅前 ) II( 稅后 ) 年 年1.5 含建設(shè)期 1 年 年 2.5 4 全投資內(nèi)部收益率I(稅前 ) (稅后 ) % % 62 % 45.3 5 全投資凈現(xiàn)值 I 稅前 II(稅后 ) 萬元 萬元860 萬元693 6 生產(chǎn)能力利用率(BEP) % 43.4 2 改造規(guī)模及方案 2.1 改造方案是否符合國家產(chǎn)業(yè)政策 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)受到了國際社會的高度關(guān)注。隨著人口的增加和經(jīng)濟的發(fā)展，我國資源相對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、保護資源、保護環(huán)境的重要措施，從 70年代中開始，就受到國家重視。 黨的十六大和十六屆三中、四中全會精神中也要求以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，堅持節(jié)能優(yōu)先的方針，以大幅度提高能源利用效率為核心，以轉(zhuǎn)變增長方式、調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、加快技術(shù)進步為根本，以法治為保障，以提高終端用能效率為重點，加強管理，逐步改變生產(chǎn)用能方式，加快建設(shè)節(jié)能型企業(yè)和節(jié)能型社會，以能源的有效利用促進經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。 國務(wù)院在關(guān)于結(jié)合技術(shù)改造防治工業(yè)污染的幾項規(guī)定中明確要求：現(xiàn)有企業(yè)的技術(shù)改造，要把防治工業(yè)污染作為重要內(nèi)容，通過采用先進的技術(shù)和設(shè)備，提高資源、能源的利用率，把污染物消除在生產(chǎn)過程中。 開展資源綜合利用，是我國一項重大的技術(shù)經(jīng)濟政策，也是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中一項長遠的戰(zhàn)略方針，對于節(jié)約資源，改善環(huán)境，提高經(jīng)濟效益，促 進經(jīng)濟增長方式由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)資源優(yōu)化配置和可持續(xù)發(fā)展都具有重要的意義。 國家鼓勵 化工行業(yè) 進行 節(jié)能 和 環(huán)保改造 。而且 企業(yè)要生存和發(fā)展也必須 充分運用先進技術(shù)進行技術(shù)改造， 既要發(fā)揮資源優(yōu)勢，也不能完全依賴資源消耗來支撐經(jīng)濟的長期快速增長。要充分、高效利用有限的資 9 源，搞好資源節(jié)約和綜合利用，加強節(jié)能降耗， 降低生產(chǎn)成本，提高競爭力 ， 發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，使有限的資源發(fā)揮出最大的效用。 本項目包括熱法磷酸生產(chǎn)中黃磷燃燒熱能余熱的回收與利用。 針對熱法磷酸生產(chǎn)中一方面要求外部供熱 ,另一方面又浪費自身燃燒熱的現(xiàn)狀 ， 利用 特種 燃磷爐 回收余熱 。這樣，不僅做到生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的熱量平衡，無需耗用外供的蒸汽，節(jié)省專用燃煤鍋爐，而且由回收熱量所產(chǎn)生的蒸汽 還可向外輸出，供白炭黑中和、洗滌和水玻璃是制取 ；同時，由于改造后減低了磷酸裝置循環(huán)冷去水用量，直接減少一次水量，既減少了生產(chǎn)成本，節(jié)約了能源，又節(jié)約了煤資源與水資源，還可以減少對環(huán)境的污染，符合黨中央國務(wù)院提出的用高新技術(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。具有較明顯的經(jīng)濟效益與社會效益。 因此，擬建 熱法磷酸余熱及磷酸鹽生產(chǎn)聚合尾氣余熱回收替代燃煤鍋爐 項目 符合國家產(chǎn)業(yè)政策和行業(yè)發(fā)展規(guī)劃要求。 2.2 改造方案及規(guī)模 2.2.1 改造方案的選擇 為保持黃磷燃燒熱能余熱的回收生產(chǎn)裝置技術(shù)的先進性，本著降低消耗、節(jié)約能源，使公司所生產(chǎn)的產(chǎn)品在激烈的市場競爭中占據(jù)有利位置的原則，經(jīng)多方調(diào)研和比較，擬采用由清華大學(xué)與云南化工研究院共同開發(fā)的熱法磷酸生產(chǎn)熱能利用技術(shù)，在保持原工業(yè) 磷酸生產(chǎn)能力不變的情況下，對熱法磷酸生產(chǎn)裝置進行技術(shù)改造，改造 8.5 萬噸 /年 75%磷酸 生產(chǎn)線 ，只上兩臺燃磷爐，公司磷酸總產(chǎn)能不變，增加副產(chǎn)品低壓飽和蒸汽。 2.2.2 改造規(guī)模和各裝置規(guī)模確定的原則和理由 裝置規(guī)模確定的原 則和理由 (1) 熱法磷酸生產(chǎn)裝置 安達公司熱法磷酸生產(chǎn)裝置均為一步法熱法磷酸，為充分利用現(xiàn)有設(shè)備設(shè)施，節(jié)省投資，引進清華大學(xué)開發(fā)的“黃磷燃燒熱能回收與利用裝置及熱法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)”專利技術(shù)，該專利的公開號為 CN1355133A，申請?zhí)枮?01143443.0。改造時主要是將現(xiàn)一步法燃燒水合塔改成二步法的水合 10 塔，新增燃磷塔和熱能回收裝置，同時在熱能回收裝置中采用熱管技術(shù)提高熱能回收效率，改造完成后，現(xiàn)有磷酸生產(chǎn)能力不變。 該技術(shù)具有以下特點： 特種燃磷塔主要結(jié)構(gòu)如圖 2 所示。其中，反應(yīng)塔的壁面是由一系列鍋爐水管所組 成的上升管與強化換熱翅片組成一個膜式換熱器。噴磷槍設(shè)置在反應(yīng)塔側(cè)面的下部，含 P4O10 氣體的出口設(shè)置在反應(yīng)塔頂部側(cè)面。液態(tài)的單質(zhì)磷與助燃的空氣在壓縮空氣的作用下，經(jīng)噴磷槍進入塔內(nèi)燃燒。在生成 P4O10 的同時釋放出大量的燃燒熱。這些熱能通過輻射換熱的形式被設(shè)置于壁面的一系列上升管內(nèi)的水所吸收。上升管內(nèi)的水因吸收熱量而汽化，形成汽水混合的兩相流體。它的密度要比位于同一水平面的下降管內(nèi)的水密度小。因而，在下降管和上升管之間存在的密度差產(chǎn)生了一個使水自然循環(huán)的驅(qū)動力。這樣，上升管內(nèi)由于水受熱汽化所產(chǎn)生的水蒸汽經(jīng)上聯(lián) 箱、導(dǎo)汽管進入鍋筒，在鍋筒內(nèi)經(jīng)汽水分離后產(chǎn)生蒸汽從蒸汽出口輸出。在蒸汽輸出過程中，為了確保上升管內(nèi)有充分的水，從補給水進口中給上升管補充低溫水。從而實現(xiàn)了熱法磷酸生產(chǎn)裝置黃磷燃燒時熱能的回收，產(chǎn)生壓力 1.0MPa 以下的蒸汽。 圖 2 特種燃磷塔結(jié)構(gòu)示意圖 a 、 特種燃磷塔所用二次空氣采用普通空氣，工藝中不需要進行空氣干燥及其相應(yīng)的干燥設(shè)備，降低了設(shè)備投資及生產(chǎn)成本。 b 、 完成了特種燃磷塔保護膜的成膜機理研究，從設(shè)備及工藝控制方面解決了高溫腐蝕性氣體對材質(zhì)的腐蝕問題，技術(shù)上取得了實質(zhì)性突破。從實施的三 年有余的產(chǎn)業(yè)化裝置來看，設(shè)備運行安全，設(shè)備接觸化 11 工介質(zhì)的設(shè)備內(nèi)表面沒有腐蝕的現(xiàn)象發(fā)生，采用適當(dāng)?shù)墓に嚭头栏g技術(shù)是可以解決高溫腐蝕問題的。 c 、 開展了計算機的仿真模擬研究，得到了特種燃磷塔內(nèi)流場、溫度場、濃度場的塔內(nèi)分布情況，為工程放大提供了依據(jù)。 d 、 完成了反應(yīng)熱回收的方法與裝置 燃燒塔與反應(yīng)熱回收裝置的整體設(shè)計（即特種燃磷塔）。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計既可以最大限度地提高反應(yīng)熱回收效率，又可以節(jié)約設(shè)備投資。其特點是：首先保證了化工工藝的要求，確保黃磷完全燃燒；充分考慮了制造廠的制作條件與工藝；應(yīng)用水冷壁作為工 藝生產(chǎn)的塔壁，結(jié)構(gòu)簡單；整體結(jié)構(gòu)合理，整體重量由下支撐承擔(dān)；工作時爐體的熱膨脹可向上自由伸展，集汽管兩端與汽包及上聯(lián)箱的連接、下降管兩端與汽包和下聯(lián)箱的連接都設(shè)計有補償器，自動補償各部件熱膨脹量不一致的差別；充分考慮了設(shè)備各部件的合理選材與應(yīng)力的消除。 e 、 生產(chǎn)實踐證明：本技術(shù)的實施不影響后系統(tǒng)正常生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量。 改造規(guī)模 (1) 熱法磷酸生產(chǎn)裝置 需要改造磷酸生產(chǎn)能力： 75%磷酸年生產(chǎn)能力為： 24.25kt/a。 年生產(chǎn)天數(shù)： 300天 /年 日開車小時數(shù)： 24 小時 /天 副產(chǎn)蒸汽能力： 26T/h 飽和蒸汽壓力： 0.8Mpa 飽和蒸汽壓力： 0.8MPa 2.3 建設(shè)地點 根據(jù)公司現(xiàn)目前的產(chǎn)業(yè)布局，和磷酸生產(chǎn)線的設(shè)置，結(jié)合公司的實際情況，技改項目實施選在公司五鈉一分廠和五鈉二分廠。 3 工藝技術(shù)方案 12 3.1 國內(nèi)、外熱法磷酸中熱能利用技術(shù)概況 熱法磷酸生產(chǎn)的余熱利用是發(fā)達國家近來一直在從事的研究課題。安達磷化工一方面生產(chǎn)黃磷及其下游的磷酸、磷酸鹽、同進聯(lián)產(chǎn)白炭黑產(chǎn)品每年消耗近 4.52 億度電能和燃燒 2 萬 噸以上的煤生產(chǎn)蒸汽提供熱能，排放大量的 SO2、 CO2和粉塵，另一方面投入大量的成本 用每小時數(shù)百噸的冷卻水 帶走磷酸工序 生產(chǎn)所產(chǎn)生 的顯熱。七多年來一直關(guān)注磷酸熱能回收利用進展，希望利用磷酸生產(chǎn)的顯熱替代燃煤鍋爐生產(chǎn)蒸汽。有關(guān)熱法磷酸余熱利用技術(shù)的研究，目前國內(nèi)除以清華大學(xué)為團隊的科研工作組完成了工程應(yīng)用開發(fā)并在實際生產(chǎn)中得到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用外，在國內(nèi)尚未見到其他報道。國外已有德國、美國、日本開展了這方面熱能利用的研究，其中德國已有工業(yè)化裝置。據(jù)了解，德國伍德公司已利用黃磷燃燒熱產(chǎn)出蒸汽來回收熱能。 3.1.1 熱法磷酸概況 熱法磷酸通常指以元素磷為原料，經(jīng)燃燒氧化、水合、吸收制得的磷酸。分子式 H3PO4，其純粹狀態(tài)在常溫下形成透明 的單斜結(jié)晶，比重為1.88，結(jié)晶在 42.4熔化 ,含有 72.4% P2O5。一般商品磷酸有 75%和 85%兩種濃度，相當(dāng)于百分含量分別為 54.3%和 61.1% P2O5。熱法磷酸具有產(chǎn)品濃度高、雜質(zhì)含量少等優(yōu)點，主要用于生產(chǎn)各種技術(shù)級磷酸鹽。磷酸還大量用作電鍍拋光劑、鋼板防銹劑、印刷工業(yè)去污劑，有機合成的催化劑；醫(yī)藥工業(yè)用于制造甘油磷酸鈉、磷酸鐵、食品工業(yè)用作酸性調(diào)味劑。 磷、磷酸、磷化物、磷酸鹽是化學(xué)工業(yè)中一個重要組成部份 , 所有磷化物、磷酸鹽的生產(chǎn)都離不開基礎(chǔ)化工原料 磷及磷酸。從元素磷出發(fā)生產(chǎn)熱法磷酸 的工藝有燃燒水合一步法流程和燃燒水合二步法流程。一步法流程的特點是磷的燃燒與五氧化二磷的水化在同一設(shè)備中進行 , 燃燒產(chǎn)生的熱量主要靠噴淋在塔內(nèi)壁并預(yù)先冷卻過的大量磷酸移走。二步法流程的特點是磷的燃燒與五氧化二磷的水化分別在燃燒塔與水化塔中進行 , 燃燒塔與水化塔塔壁均采用水夾套結(jié)構(gòu) , 燃燒熱與水合熱通過夾套的冷卻水移走 , 冷卻水循環(huán)使用。無論何種流程都有一個不可缺少的環(huán)節(jié) 黃磷燃燒。每燃燒 1t黃磷產(chǎn)生 24335MJ熱量。無任何冷卻的情況下 , 即使空氣過剩系數(shù)達 50%, 工藝氣體溫度也將高達 2000 13 以上。 為了防止燃燒設(shè)備被高溫和腐蝕性氣體損壞，兩種生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的熱量分別用酸或水帶走 , 酸和水冷卻后循環(huán)使用。在生產(chǎn)工藝控制過程中 , 為保證材質(zhì)不被腐蝕 , 當(dāng)產(chǎn)品中工業(yè)磷酸質(zhì)量分數(shù)為 85%時 , 要求酸溫 80 , 水溫 50 , 這部份由水或酸帶出的低溫?zé)崮茈y以再利用。而了為保證黃磷的流動及霧化燃燒 , 生產(chǎn)系統(tǒng)中的熔磷、供磷設(shè)備及其相關(guān)管線則需要另外設(shè)置燃煤鍋爐供給蒸汽。 國內(nèi)生產(chǎn)情況 我國除了在 20 世紀 80 年代和 90 年代初從德國赫斯特公司引進的 2套 10 萬噸 /年大型裝置外， 90 年初國產(chǎn)裝置大多數(shù)為中、小型，單機生產(chǎn)能力一般為 3000-20000t/a 85% H3PO4（以下均以 85%H3PO4計）， 20000t/a的生產(chǎn)裝置較少。 90 年代后我國磷酸裝置越建越大， 2005 年國內(nèi)磷酸單套裝置主要以 30000t/a、 50000t/a 和 75000t/a為主，少數(shù)企業(yè)也在建設(shè)100000t/a 裝置，磷酸裝置在我國已不存在技術(shù)問題，關(guān)鍵是受控于磷酸和磷酸鹽的市場。全國熱法磷酸裝置生產(chǎn)能力估計超過 400000t/a， 2001年產(chǎn)量約 97.5d萬噸， 2001-2004年磷酸鹽產(chǎn)品市場行情較好，我國迅速建成一批大磷酸裝置， 2005 年實際產(chǎn)量達 300 萬噸，占熱法磷酸裝置總產(chǎn)能 400萬噸的 75%。熱法磷酸生產(chǎn)企業(yè)分布在全國各地，其中云、貴、川、鄂等地約占生產(chǎn)能力的 80%以上（表 3-1）。 表 3-1 我國熱法磷酸主要生產(chǎn)企業(yè)一覽表 企業(yè)名稱 生產(chǎn)能力（ t/a） 江蘇澄星磷化工集團 400000 四川龍莽集團有限公司 380000 宜昌集團有限責(zé)任公司 350000 云南磷肥工業(yè)有限公司 350000 中輕依蘭集團公司 300000 貴州劍峰化工股份有限公司 250000 澄江磷化學(xué)工業(yè)公司 80000 澄江華業(yè)有限公 司 60000 昆陽磷肥廠 100000 14 云南滇東磷化工公司 50000 云南曲靖磷酸鹽廠 50000 貴州磷酸鹽廠 50000 貴州省開陽安達磷化工有限公司 120000 四川綿陽華豐磷化工有限公司 150000 川西磷化工集團公司 150000 重慶川東化工集團 80000 國投原宜實業(yè)股份公司 60000 合肥四方化工集團公司 70000 廣西三柳化工有限責(zé)任公司 85000 廣西欽州港明鑫食用磷化工有限公司 80000 山西春泉化學(xué)工業(yè)有限公司 40000 山東騰州市化工 二廠 20000 陜西寶嘉應(yīng)用化學(xué) 有限責(zé)任公司 50000 主要廠商磷酸生產(chǎn)能力合計 3315000 磷酸市場供需情況現(xiàn)狀和遠期需求預(yù)測 目前我國熱法磷酸實際生產(chǎn)量在 300萬噸（以 P2O5計）以上。熱法磷酸工業(yè)起步早、發(fā)展快，經(jīng)過 20多年的迅猛發(fā)展，截止 2005年，熱法磷酸總生產(chǎn)能力約為 37萬噸（以 85% H3PO4計），但全部為一步法。 近十年來世界磷化工的格局發(fā)生了很大變化，從企業(yè)的兼并、重組、布局調(diào)整、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整到技術(shù)水平的提升和產(chǎn)品應(yīng)用面的擴大等都出現(xiàn)了巨大的變化，向著國際化、大型化、精 細化、專業(yè)化方向邁進。國外一些生產(chǎn)磷酸鹽的公司為增強競爭力而兼并重組為更大的公司；為保護資源，保護環(huán)境，節(jié)約能源而致力于高科技、高附加值的精細和專用磷化工產(chǎn)品的生產(chǎn)，減少和放棄磷化工基礎(chǔ)產(chǎn)品的生產(chǎn)，把一些基本的磷化工產(chǎn)品市場轉(zhuǎn)移到發(fā)展中國家，為發(fā)展中國家發(fā)展基本磷化工提供了機遇。從近年黃磷產(chǎn)量變化就可以看出來。表 3-2 為 1994-2005 年世界黃磷生產(chǎn)能力變化。 表 3-2 1994-2005年世界黃磷生產(chǎn)能力的變化 （單位：萬噸） 15 國 別 1994 1997 2001 2003 2005 美 國 27 23.5