硫酸余熱回收利用項目 可行性研究報告 1 目 錄 1 概 述 . 1 述 . 1 目建設的有利 條件 . 6 論和建議 . 7 2 產(chǎn)品方案和生產(chǎn)規(guī)模 . 9 品方案是否符合國家政策 . 9 品方案和生產(chǎn)規(guī)模 . 10 術改造項目特點 . 11 3 工藝技術初步方案 . 12 業(yè)硫酸裝置工藝流程 . 12 酸余熱利用技術概況 . 16 業(yè)裝置現(xiàn)狀 . 23 項目節(jié)能技術改造方案 . 25 要設備選擇 . 29 控技術方案 . 30 動控制 . 30 4 原料、輔助材料及動力供應 . 33 材料及動力供 應 . 33 5 建廠條件和廠址方案 . 34 廠條件 . 34 址方案 . 38 6 總圖運輸、土建、界區(qū)內外管網(wǎng) . 39 圖運輸 . 39 廠運輸 . 40 建 . 40 7 公用工程和輔助設施 . 42 排水 . 42 電 . 42 信 . 43 熱工程 . 44 修 . 44 析化驗 . 44 活設施 . 44 8 節(jié) 能、節(jié)水 . 45 能 . 45 水 . 48 9 消 防 . 49 制依據(jù) . 49 程 概 述 . 49 2 防措施 . 50 10 環(huán)境保護 . 52 址與環(huán)境現(xiàn)狀 . 52 行的環(huán)境質量標準和排放標準 . 52 要污染源、污染物及治理措施 . 55 步環(huán)境影響分析 . 55 潔生產(chǎn)分析 . 55 境管理 與監(jiān)測 . 56 11 勞動保護與安全衛(wèi)生 . 57 制依據(jù) . 57 目 過 程中危害因素的分析 . 58 業(yè) 安全 衛(wèi) 生防 護 的措施 . 65 12 工廠組織和勞動 定員 . 69 廠體制及組織機構的設置 . 69 產(chǎn)班制和定員 . 69 員的來源和培訓 . 69 13 項目實施初步規(guī)劃 . 71 設周期的規(guī)劃 . 71 施進度規(guī)劃 . 71 目招標內容 . 71 14 投資估算和資金籌措 . 74 資估算 . 74 金籌措 . 75 15 財務評價 . 79 本和費用估算依據(jù)及說明 . 79 產(chǎn)成本和費用估算 . 80 售收入和利潤估算 . 80 目內部收益率的計算、投資利潤率、投資回收期等指標的計算 . 80 確定性分析 . 81 價結論 . 82 16 結論與建議 . 95 . 95 . 96 附件： 總平面布置圖 （ 2009湖北省化學工業(yè)研究設計院 1 1 概 述 述 目名稱、建設單位、企業(yè)性質及法人 項目名稱： 硫酸余熱回收利用項目 建設單位： X 建設地點： 企業(yè)性質： X 公司 法人代表： 設單位基本情況 X 成立于 2000 年 12月 29日，公司座落在石首市高新技術園區(qū)，屬國家火炬計劃重點高新技 術企業(yè)，注冊資金為 13500萬元。公司現(xiàn)有員工 3949人，其中具有大專以上學歷 1190 人，高級工程師 22 人，高級經(jīng)濟師 2 人，工程師 163人。目前，公司已建立了省級企業(yè)技術中心和博士后科研工作站，擁有自主的研發(fā)機構，鍛造了一大批企業(yè)管理的人才隊伍。長期以來，公司順應集團“統(tǒng)一領導、單獨核算、自主經(jīng)營、自負盈虧”的管理模式，有效地發(fā)揮了高新技術企業(yè)獨特的優(yōu)勢，營造了跨躍發(fā)展的良好態(tài)勢。 幾年來，公司十分善于捕捉市場商機，搶抓市場機遇，依托科技進步不斷加大產(chǎn)品的研發(fā)力度，卓有成效的走出了一條“人無我有、人有我優(yōu)、 人優(yōu)我轉”產(chǎn)品研發(fā)的路子。先后成功開發(fā)年產(chǎn) 22000噸 湖北省化學工業(yè)研究設計院 2 的精品 5000噸 J 酸、 12000噸吐氏酸、 35 萬噸硫酸、 15000噸退熱冰等 10多個高科技產(chǎn)品鏈，產(chǎn)量突破 40萬噸。同時各種有機原料年使用量已達到 4 萬噸以上，其開發(fā)的產(chǎn)品在國際市場占有重要的位子，引導著國際化工市場。公司采用高壓堿熔工藝生產(chǎn)的 H 酸在收率和生產(chǎn)成本等方面都取得了重大突破，富有較強的市場競爭優(yōu)勢，產(chǎn)品暢銷歐美、日本及東南亞等地。該項目被國家計委列為“高技術產(chǎn)業(yè)化示范工程”， H 酸產(chǎn)品被國家科技部等五部委聯(lián)合認定為“國家重點新產(chǎn)品”， 被國家經(jīng)貿委認定為“國家級新產(chǎn)品”。 公司將長期奉行“科技興業(yè)、追求卓越”的發(fā)展理念，主要是在穩(wěn)定現(xiàn)有產(chǎn)品的基礎上，加大技改投入， 2009 年計劃投入產(chǎn)品研發(fā)和技術改造資金 2 億以上，充分利用新技術、新工藝、新設備、重點對關鍵性的工藝進行技術改造，讓老產(chǎn)品出新工藝，增強化工中間體市場占有率，實現(xiàn)真正意義上的“高科技、高起點、高市場占有率、高出口創(chuàng)匯”的大企業(yè)大公司，在國際化工領域中頻傳捷報，再譜輝煌。 公司在企業(yè)內部不斷進行技術改造和新產(chǎn)品研制開發(fā)的同時，還與國內多家大專院校、科研機構建立了廣泛的聯(lián)系，和國 外多家知名公司如德國赫斯特公司、美國 司、韓國格林威爾公司等進行了長期廣泛的友好合作，發(fā)展高新技術產(chǎn)品，公司一向是不遺余力。 公司歷來把環(huán)境保護、安全生產(chǎn)視為兩件天大的事。在環(huán)保方面；近年來，公司加大環(huán)保治理的投資力度，共投資 8000多萬元，環(huán)保工作已通過湖北省環(huán)保局驗收，排放標準達一級。在安全生產(chǎn)方面，公司一貫堅持“安全第一、預防為主”的原則，先安全后生產(chǎn)，不安全不生產(chǎn)。公司建立和健全了安全管理網(wǎng)絡，制定和完善了各種安全生 湖北省化學工業(yè)研究設計院 3 產(chǎn)管理制度和安全操作規(guī)程。 2007年公司擁有總資產(chǎn) 115976萬元，實現(xiàn)銷售 收入 194750萬元，利潤 15997 萬元，稅金 11968 萬元，出口創(chuàng)匯 11840萬美元， 2008 年實現(xiàn)銷售 311398 萬元，利潤 11087 萬元，稅金 9832萬元，出口創(chuàng)匯10250 萬美元。 盡管市場競爭激烈，公司仍保持了較好的發(fā)展勢頭，從目前市場行情走勢看。 2010年以后，將迎來市場銷售的黃金季節(jié)。 X 擁有自營進出口權，經(jīng)過多年的外貿工作，積累了豐富的經(jīng)驗，并有大批穩(wěn)定的客戶，該公司進出口渠道暢通，能保證本產(chǎn)品很好地參與國際競爭。公司還與世界各國 100 多家大型化工公司保持著良好的貿易關系，很多產(chǎn)品在美國、日 本和德國成為免檢產(chǎn)品。和眾多跨國公司有著廣泛的業(yè)務往來和信息交流，也有利于生產(chǎn)工藝技術的不斷改造和更新。 目提出的背景、必要性和意義 工業(yè)企業(yè)能源消費量大，余熱資源量大且集中，余熱資源的回收利用對我國節(jié)能工作意義重大。近二十年來，我國余熱資源利用取得了較大成績，但節(jié)能潛力仍很大，發(fā)展高效余熱回收技術與裝置是進一步做好余熱回收利用工作的有效措施。 在硫鐵礦 (硫磺 )制酸 反應過程中產(chǎn)生了大量的高、中、低溫余熱，從 硫鐵礦焙燒（硫磺焚燒） 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 都是放熱反應，總的反應熱約為 500KJ/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。隨著科學技術的不斷發(fā)展，回收并合理利用能源 湖北省化學工業(yè)研究設計院 4 已經(jīng)成為衡量硫酸工業(yè)技術水平的重要標志之一。把硫酸廠同時看作是一個能源工廠已逐漸形成共識。制酸過程可回收的熱量中焙 （焚）燒和轉化部分的高中溫余熱約占 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，不僅標志 著 制酸裝置的技術水平，而且還決定著制酸裝置經(jīng)濟上的生存能力 。 因此 通過技術改造來充分回收利用硫酸裝置 余熱 是節(jié)能降耗的有效途徑，是企業(yè) 自身發(fā)展、增強競爭力的需要 。 5萬噸 /年硫鐵礦制酸裝置 及 20萬噸 /年硫磺制酸裝置 （硫磺制酸裝置分為 8萬噸 /年、 8萬噸 /年、 4 萬噸 /年三套裝置） ， 公司目前已設廢熱鍋爐對其高、中溫余熱進行回收， 為認真落實節(jié)能減排，走資源節(jié)約、生態(tài)環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展道路， 楚源 公司立足企業(yè)實際，現(xiàn) 采用先進的節(jié)能手段對硫酸 低溫位 余熱 進行 回收利用，提高廢熱利用率，降低能耗，符合我國節(jié)能中長期規(guī)劃要求，項目建設是十分必要的。 經(jīng)測算： 實施該項目需投入總資金 8500萬元。該項目建成投產(chǎn)后年均節(jié)約成本 1107萬元，年均新增利潤總額 839萬元，年均新增所得稅 209 萬元，年均稅后利潤 629 萬元，投產(chǎn)后 6 年內可回收全部投資。投資利潤率為 投資利稅率為 稅后為 從以上各項經(jīng)濟指標可看出，該項目經(jīng)濟效益良好，各項指標均高于行業(yè)基準值，且該項目屬于節(jié)能項目，其環(huán)保效益和資源回收利用效益明顯。因此，該項目可行。 行性報告編制的依據(jù)和原則 湖北省化學工業(yè)研究設計院 5 制依據(jù) （ 1） 中石化協(xié)產(chǎn)發(fā)（ 2006） 76號化工投資項目可行性研究報告編制辦法、投資項目可行性研究指南、建設項目經(jīng)濟評價方法與參數(shù)（第三 版）。 （ 2） 國家 發(fā)展和改革委員會 發(fā)布的節(jié)能中長期專項規(guī)劃和中國節(jié)能技術政策大綱的有關精神和內容。 （ 3） 國家發(fā)展和改革委員會 關于印發(fā) “ 十一五 ” 十大重點節(jié)能工程實施意見的通知 精神及國家標準、規(guī)范、政策。 （ 4） 湖北省化學工業(yè)研究設計院與 X 硫酸余熱回收利用項目 可行性研究報告編制合同書”。 （ 5） X 提供的 項目 基礎資料等。 制原則 本可研報告的編制將遵循下述原則： (1)本報告是供公司及上級部門決策使用，因此在編制過程中按照國家、行業(yè)和地區(qū)的發(fā)展規(guī)劃，以及國家的產(chǎn)業(yè)政策、技術政策的要求，對 本項目的建設條件、技術路線、改造方案、經(jīng)濟效益、工程建設、生產(chǎn)管理以及對環(huán)境的影響等各個方面進行分析對比，力求 全面地、客觀地反映實際情況，為上級領導部門決策提供依據(jù)。 (2)工藝技術來源立足于公司 已有的先進 技術，因地制宜地進行改造，采用新工藝、新技術、新設備，節(jié)能降耗，擴大生產(chǎn)能力，提高企業(yè)的綜合經(jīng)濟效益。 (3) 經(jīng)濟效益是企業(yè)生存的命脈。因此，本報告編制過程中要特別注意合理布局、優(yōu)化工藝指標、節(jié)省投資、降低消耗定額以提高企 湖北省化學工業(yè)研究設計院 6 業(yè)的經(jīng)濟效益。 (4) 遵循持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略觀念，嚴格執(zhí)行環(huán)境保護法規(guī)、安全和工業(yè)衛(wèi) 生法規(guī)，完善“三廢”處理設施，環(huán)保工程與工藝裝置同步設計、同步施工和同步投產(chǎn)，控制對環(huán)境的污染，節(jié)約能源。 （ 5）項目建設與生產(chǎn)同時進行，盡量做到不影響或少影響正常生產(chǎn)。 （ 6）根據(jù)裝置特點，搞好各裝置的銜接、配套專業(yè)的設計。充分體現(xiàn)工廠設計的“五化”原則，優(yōu)化設計方案，科學論證，實事求是地提出研究結論。 可行性研究報告研究范圍 （ 1）項目建設的意義和必要性； （ 2） 節(jié)能 改造方案 ； （ 3） 與改造方案相適應的配套設施； （ 4）節(jié)能 分析及 計算； （ 5）項目的環(huán)境保護、勞動安全和衛(wèi)生評估； （ 6）投資估算與技 術經(jīng)濟評價。 目建設的有利條件 （ 1） 硫酸余熱利用的效果取決于硫酸生產(chǎn)的主要原料硫鐵礦 、硫磺 的品位。 楚源 公司硫鐵礦的來源是 安徽新橋、銅陵 ， 該礦 S（干基）35%，濕基含水量 13%， 硫磺原料來自加拿大進口， S 含量 99%， 質量穩(wěn)定，有利 于 硫酸生產(chǎn)及余熱利用的效益提高。 （ 2） 余熱利用項目的技術，在國內外是成熟的，主要設備已經(jīng)定型生產(chǎn) ， 裝置性能穩(wěn)定， 為項目建成和盡快發(fā)揮效益提供可靠技術保 湖北省化學工業(yè)研究設計院 7 障。 （ 3） 楚源公司 技術和管理基礎良好，并具有擴大再生產(chǎn)，更新改造的實際經(jīng)驗。 建設單位 擁有一批具有豐富生產(chǎn)管理經(jīng)驗的高級人才，為 本項目裝置建成投產(chǎn)和正常運行提供可靠的組織、管理保障。 （ 4） 近幾年來，公司經(jīng)濟效益較好，可為該項目建設自籌資金。 論和建議 要結論 1、 本 項目的建設符合國家產(chǎn)業(yè)政策、節(jié)能政策和國家“十一五”發(fā)展規(guī)劃。 2、項目建設單位具備 較好的技術、經(jīng)濟 基礎和外部環(huán)境， 為項目順利實施和投產(chǎn)提供了良好的條件 。 3、本項目擬采用的節(jié)能技術先進適用、成熟可靠、經(jīng)濟合理。 4、本工程為節(jié)能、環(huán)保工程 ,工程上馬后 ,加強了 公司 硫酸裝置的余熱回收 ,有 良好 的經(jīng)濟效益 、 環(huán)境 效益 及社會效益。 5、由財務評價指標看出：本項目財務內部收益率 高于基準收益率，投資回收期短，有一定的盈利能力和較強的抗風險能力，符合公司發(fā)展要求，對增強企業(yè)競爭力，提高經(jīng)濟效益有著積極的意義。 因此，項目的實施是必要的和必需的 。 議 1、 建議 項目承擔單位要嚴格按照國家相關規(guī)范要求，科學論證，進一步優(yōu)化設計方案，認真落實項目前期各項準備工作，爭取項目盡快實施，盡早發(fā)揮效益 。 2、本項目在建設過程中，因涉及到 硫酸裝置 的改造等，對正常生 湖北省化學工業(yè)研究設計院 8 產(chǎn)會有一定的影響，因此在施工過程中，需要精心準備，合理安排，避免造成不必要的損失。 附： 主要技術經(jīng)濟指標表 1 表 1要技術經(jīng) 濟指標 序號 項 目 名 稱 單 位 數(shù) 量 備 注 一 生產(chǎn)方案 1 節(jié)汽（ 噸 /年 135000 2 節(jié)電 萬 3 節(jié)水 萬噸 /年 1800 二 節(jié)約能耗 噸標煤 /年 11163 三 年操作時間 小時 7200 四 工程項目總投資 萬元 五 項目報批總投資 萬元 六 建設投資 萬元 七 流動資金 萬元 八 建設期貸款利息 萬元 九 年均總成 本費用 萬元 十 年均利潤總額 萬元 十一 年均銷售稅金及附加 萬元 十二 財務評價指標 1 投資利潤率 % 2 投資利稅率 % 3 投資回收期 I(稅前 ) 后 ) 年 年 建設期 4 全投資內部收益率 I(稅前 ) (稅后 ) % % 全投資凈現(xiàn)值 I (稅 前 ) 后 ) 萬元 萬元 06.4 1% 1% 6 生產(chǎn)能力利用率 (% 湖北省化學工業(yè)研究設計院 9 2 產(chǎn)品方案和生產(chǎn)規(guī)模 品方案是否符合國家政策 能源是戰(zhàn)略資源，是全面建設小康社會的重要物質基礎。節(jié)能是我國經(jīng)濟和社會發(fā)展的一項長遠戰(zhàn)略方針，是當前一項極為緊迫的任務，也是緩解能源約束矛盾的現(xiàn)實選擇，是解決能源環(huán)境問題的根本措施，是提高經(jīng)濟增長質量和效益的重要途徑，是增強企業(yè)競爭力的必然要求。 化工行業(yè) 是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要原材料產(chǎn)業(yè)，也是資源密集型的高耗能、高污染產(chǎn)業(yè)， 是 重要的能源消費大戶 ， 化工企業(yè)要把節(jié)約資源、保護環(huán)境這一基本國策擺到應有的重要位置。 為推動全社會大力節(jié)能降耗，提高能源利用效率，緩解能源瓶頸制約，加快建設節(jié)能型社會，我國制定和發(fā)布的第一個節(jié)能中長期專項規(guī)劃，提出了十一五乃至今后一個時期我國的節(jié)能指導思想原則和目標、節(jié)能的重點領域、重點工程及保障措施。規(guī)劃提出 2003 年到2010年，年均節(jié)能率為 形成的節(jié)能能力為 4 億噸標準煤， 2003年到 2020 年年均節(jié)能率為 3%，形成的節(jié)能能力 為 14 億噸標準煤，主要產(chǎn)品單位能耗指標 2010年總體達到或接近 20世紀 90年代初國際先進水平，其中大中型企業(yè)達到本世紀初國際先進水平； 2020 年達到或接近國際先進水平， 2010 年新增主要耗能設備能源效率達到或接近國際先進水平，十一五期間在工業(yè)節(jié)能方面重點推進電力、煤炭、有色金屬、石化、化工建材等高耗能行業(yè)節(jié)能，通過結構調整、技術改造加強管理，提高能源利用效率 ,并建成一批符合循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展要求的 湖北省化學工業(yè)研究設計院 10 資源節(jié)約型、環(huán)境友好型先進企業(yè)和化工園區(qū) 。 國家發(fā)改委節(jié)能中長期專項規(guī)劃中規(guī)劃了節(jié)能的重點領域和重點工程?！笆?一五”期間，國家重點推出十大節(jié)能工程 ，其中涉及石油和化工行業(yè)的主要有“余熱余壓利用工程”、“節(jié)約和替代石油工程”、“電機系統(tǒng)節(jié)能工程”和“能量系統(tǒng)優(yōu)化（系統(tǒng)節(jié)能）工程”四項 。 目前 國家發(fā)改委 已 啟動十大重點節(jié)能工程，并對實施工作進行具體部署。通過實施十大重點節(jié)能工程， “ 十一五 ” 噸標準煤的節(jié)能目標。 X 擬進行硫酸余熱利用工程的建設，充分利用現(xiàn)有資源，減少熱能損失，符合 十大重點節(jié)能工程中“余熱余壓利用工程”的有關內容 ，具有較明顯的環(huán)保效益與社會效益，擬建項目符合國家產(chǎn)業(yè)政策和行業(yè)發(fā)展規(guī)劃要求 。 品方案 和生產(chǎn)規(guī)模 5萬噸 /年硫鐵礦制酸裝置及 20萬噸 /年硫磺制酸裝置 （硫磺制酸裝置分為 8萬噸 /年、 8 萬噸 /年、 4 萬噸 /年三套裝置） ， 其中，15萬噸 /年硫鐵礦制酸裝置 生產(chǎn)成品液態(tài)三氧化硫 2 萬噸 /年，而實際吸收工段的成品硫酸的規(guī)模為 13 萬噸 /年； 20 萬噸 /年硫磺制酸裝置生產(chǎn)成品液態(tài)三氧化硫 3 萬噸 /年，而實際吸收工段的成品硫酸的規(guī)模為 17 萬噸 /年。 公司目前已設廢熱鍋爐對 一套硫鐵礦制酸裝置（ 1 臺 30t/h 余熱鍋爐）及三套硫磺制酸裝置（ 2 臺 7t/h， 1 臺 10t/h）的 高、中溫余熱進行回收 利用 ，而 硫酸生產(chǎn) 過程 中 還有另一個很大的熱源，因其品位低而長期未受到人們的重視，它就是 制酸 吸收系統(tǒng)里的 應熱 湖北省化學工業(yè)研究設計院 11 和空氣干燥塔里的硫酸稀釋熱。就數(shù)量而言，在制酸廠產(chǎn)生的總熱量中，它可占到近 30%。 本項目采用美國孟山都環(huán)境化學公司（ 硫酸低位熱能回收技術（ 設備，建設 硫鐵礦 制酸低位熱能回收裝置 一套 及硫磺制酸低位熱能回收裝置 三 套 。 項目實施后 ，在保持原有硫酸產(chǎn)量不變的情況下，項目比原裝置多回收 低壓蒸汽 135000 噸 /年（ t/h） ，即每噸硫酸多回收 低壓蒸汽 ，年。 同時， 酸 裝置 的 20%，可大幅節(jié)約水資源。 本項目可減少循環(huán)冷卻水量 1800 萬噸 /年。 術改造項目特點 本節(jié)能改造項目主要是對硫鐵礦 及硫磺 制酸裝置生產(chǎn)過程中的 低溫位 熱量進行回收利用 ： 節(jié)汽：（ 135000 噸 /年 (溫熱能回收系統(tǒng) ) 節(jié)水： 1800萬噸 /年 節(jié)電： 湖北省化學工業(yè)研究設計院 12 3 工藝技術初步方案 業(yè) 硫酸 裝置 工藝流程 鐵礦制酸 工藝流程簡述 X 現(xiàn)有 15萬噸 /年硫鐵礦制酸 裝置，采用的是兩轉兩吸“ 3+2”五段轉化，其工藝流程 由以下五個 工段組成：原料工段、焙燒工段、凈化工段、轉化工段、干吸成品工段。 各工段工藝過程敘述如下： (1)原料工段 硫鐵礦 經(jīng)橋式起重機運至圓盤給料機均勻喂料給皮帶運輸機，經(jīng)皮帶運輸機送往回轉干燥機，與沸騰爐排出的熱渣一起干燥。 (2)焙燒工段 干燥過的 硫鐵礦 ，經(jīng)過計量后送入沸騰爐下部的沸騰床內，與經(jīng)空氣鼓風機送入的空氣進行焙燒反應。生成的二氧化硫爐氣從沸騰爐頂部排出，進入凈化系統(tǒng)，礦渣則從沸騰床經(jīng)爐下部的排渣口排出，一部分送往回轉干燥機干燥 硫鐵礦 ，其余的排除。 (3)凈化工段 來自焙燒工段的二氧化硫爐氣（ 900） ，先經(jīng) 空氣冷卻器冷卻 并除去部分礦塵， 再經(jīng)水洗 凈化。經(jīng)過凈化的氣體送往干燥塔進行干燥。 (4)轉化工段 經(jīng)過干燥的二氧化硫爐氣，通過二氧化硫鼓風機首先依次送往換熱器和，依次被從轉化器第三段和第一段出來的三氧化硫氣體加 湖北省化學工業(yè)研究設計院 13 熱，于大約 420的溫度下，進入轉化器的第一段。氣體中部分二氧化硫，在催化劑的催化作用下，與氣體中的氧進行反應，生成三氧化硫并放出反應熱，使反應后的氣體溫度升高。為了使未反應的那部分二氧化硫進一步轉化，從第一段出來的氣體在換熱器內進行冷卻，然后進入第二段，繼續(xù)進行二氧化硫的轉化反應。從第二段 出來的氣體在換熱器中被冷卻，然后進入第三段進行轉化。從第三段出來的氣體中，絕大部分二氧化硫已經(jīng)轉化為三氧化硫。為了達到更高的最終轉化率，使從第三段出來的氣體在換熱器中被冷卻并在中間吸收塔內用濃硫酸將氣體中的三氧化硫吸收除去。從中間吸收塔出來的氣體，已基本上不含三氧化硫，只含有少量未轉化完全的二氧化硫。為使氣體達到催化氧化所需要的溫度，氣體通過、換熱器，依次被從第四段出來的氣體和第二段出來的氣體加熱，然后進入轉化器的第四段，從第四段出來的氣體經(jīng)換熱后進入第五段進行二氧化硫的最終轉化。經(jīng)過第五段轉化，二 氧化硫總轉化率可達到 以上。從轉化器第五段出來的氣體，在換熱器中被冷卻，然后進入最終吸收塔，將氣體中的三氧化硫全部吸收除去。從最終吸收塔出來的氣體，通過煙囪排入大氣。 (5)干吸成品工段 干吸系統(tǒng)均采用單一的 98硫酸干燥和吸收。循環(huán)槽為臥式槽，其中干燥塔和中間吸收塔共用一循環(huán)槽 燥塔，第一吸收塔和第二吸收塔均為填料塔。 干燥塔內噴淋 60 ,98%濃硫酸，吸收氣體中水份后自塔底也排至吸塔酸循環(huán)槽中與中間吸收塔吸收酸混合，混合酸由干燥塔酸循環(huán)泵 湖北省化學工業(yè)研究設計院 14 送入干燥塔酸冷卻器中，冷卻至 60后 ，送到塔頂噴淋。 中間吸收塔噴淋 98%硫酸，吸收氣體中 與干燥塔下塔酸混合后通過中間吸收塔酸循環(huán)泵送入中間吸收塔酸冷卻器，冷卻至 70后送到塔頂噴淋。為了維持干吸塔循環(huán)酸的濃度，向干吸塔酸循環(huán)槽中加入工藝水。 最終吸收塔內噴淋 98%硫酸，吸收氣體中 通過最終吸收塔酸循環(huán)泵送入最終吸收塔酸冷卻器，冷卻至 70后送到塔頂噴淋。為了維持最終吸收塔循環(huán)酸的濃度，向最終吸收塔酸循環(huán)槽中加入工藝水，多余的酸經(jīng)最終吸收塔酸冷卻器出口串入干吸塔酸 循環(huán)槽中。 成品酸從中間吸收塔酸循環(huán)泵出口引出，經(jīng)成品酸冷卻器冷卻，冷卻至 45后經(jīng)過成品酸流量計計量后送至成品酸貯罐中儲存，并由成品酸泵送出硫酸裝置界區(qū)。 鐵礦制酸 工藝流程圖 公司現(xiàn)有硫鐵礦制酸裝置采用的工藝流程 是典型的兩轉兩吸 3+2五 段轉化工藝流程，見圖 3 湖北省化學工業(yè)研究設計院 15 圖 3有 硫鐵礦制酸 工藝 流程簡圖 磺制酸工藝流程簡述 硫磺制酸分為四個步驟：熔硫、焚硫、轉化、 干吸 ：硫磺加入熔硫池中，同時通入 水蒸汽簡介加熱熔融，熔硫用立式泵打入焚硫爐與干空氣霧化后于爐內焚燒，產(chǎn)生高溫二氧化硫爐氣， 爐氣溫度 400進入轉化器（即五段 3+2 式），一次轉化通過一、二、三段觸媒，二次轉化通過四、五段觸媒。換熱方式一次轉化采用外部換熱，二次轉化的四、五段間采用空氣冷激。出反應器的轉化氣進入干吸系統(tǒng) ， 干吸系統(tǒng)均采用單一的 98硫酸干燥和吸收。循環(huán)槽為臥式槽，其中干燥塔和中間吸收塔共用一循環(huán)槽 燥塔，第一吸收塔和第二吸收塔均為填料塔。干燥塔內噴淋 60 ,98%濃硫酸，吸收氣體中水份后自塔底也排至吸塔酸循環(huán)槽中與中間吸收塔吸收酸混合，混合酸由干燥塔酸循環(huán)泵送入干燥塔酸冷卻器中，冷卻至 60后，送到塔頂噴淋。中間吸收塔噴淋 98%硫酸，吸收氣體中 湖北省化學工業(yè)研究設計院 16 與干燥塔下塔酸混合后通過中間吸收塔酸循環(huán)泵送入中間吸收塔酸冷卻器，冷卻至 70后送到塔頂噴淋。為了維持干吸塔循環(huán)酸的濃度，向干吸塔酸循環(huán)槽中加入工藝水。最終吸收塔內噴淋 98%硫酸，吸收氣體中 通過最終吸收塔酸循環(huán)泵送入最終吸收塔酸冷卻器，冷卻至 70后送到塔頂噴淋。為了維持最終吸收塔循環(huán)酸的濃度，向最終吸收塔酸循環(huán)槽中加入工藝水，多余的酸經(jīng)最終吸收塔酸冷卻器出口串入干吸塔 酸循環(huán)槽中。成品酸從中間吸收塔酸循環(huán)泵出口引出，經(jīng)成品酸冷卻器冷卻，冷卻至 45后經(jīng)過成品酸流量計計量后送至成品酸貯罐中儲存，并由成品酸泵送出硫酸裝置界區(qū)。 磺制酸工藝流程圖 圖 3有硫磺制酸工藝流程簡圖 酸 余熱利用技術概況 八十年代末、九十年代初 ,我國先后新建和改造了數(shù)十套硫酸裝 湖北省化學工業(yè)研究設計院 17 置 ， 根據(jù) 硫酸 制酸 工藝生產(chǎn)特點 ,制酸過程中釋放出大量的熱量 ， 每生產(chǎn)一噸硫酸 ， 在焙燒硫鐵礦 （焚燒硫磺） 時放出的熱量約 0 6氣溫度 900 左右 ， 稱為高溫位余熱 (載熱介質溫度在 500 以上的余熱 )， 約占硫 酸生產(chǎn)反應熱總量的 61%； 0 6均溫度 470 左右 ， 稱為中溫位余熱 (載熱介質溫度在250 500 的余熱 )， 約占硫酸生產(chǎn)反應熱總量的 14%； 三氧化硫干燥吸收 反應熱約 0 6度在 60 120 左右 ， 稱為低溫位余熱(載熱介質溫度低于 250 的余熱 )， 約占硫酸生產(chǎn)反應熱總量的 25%。 在制酸生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量的高溫位余熱，人們長期的實踐是，把調節(jié)硫酸廠工藝氣體溫度的方法與回收能量方法結合在一起。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 預熱器。硫鐵礦（硫磺）制酸每產(chǎn) 1噸硫酸（ 100%產(chǎn)生 左右的高、中壓蒸汽。但是硫酸生產(chǎn)過程還有另一個很大的熱源，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 應熱和空氣干燥塔里的硫酸稀釋熱。就數(shù)量而言，在 制硫酸 廠產(chǎn)生的總熱量中，它可占到近 30%。 雖然近幾年我國 硫酸 的生產(chǎn)能力及熱能利用技術水平得到了較大發(fā)展，但是在利用 硫酸生產(chǎn) 過程中產(chǎn)生的中、低溫余熱方面，與國際先進水平相比，還有較大的利用潛力，總熱能利用率只達到 70% 左右。因此，采用國外先進的硫酸低位熱能回收技術將是我 國硫酸產(chǎn)業(yè)節(jié)能增效的有效途徑。 中溫余熱回收 我國硫酸產(chǎn)業(yè)結構和原料結構調整在“十五”期間取得了舉世矚 湖北省化學工業(yè)研究設計院 18 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。近年來我國硫酸工業(yè)技術和裝備有了較大進步，并引進了國外一些技術裝置。如德國魯奇（ 美國孟山都（ 加拿大開米蒂克斯（ 瑞典波利頓（ 日本三菱重工（ 公司的成套硫酸裝置、技術、設備儀表、閥門等，使世界上主要的先進技術和設備在國內都有了樣板。為我國硫酸裝置大型化、提高硫酸生產(chǎn)技術及達到國際先進水平起到了重要作用。 二十世紀六十年代，我國硫酸裝置開始使用中壓余熱鍋爐。進入八十年代，我國硫酸廠在余熱利用方面進展較快，目前規(guī)模在 40kt/得了顯著的效益。 （一）可回收的高中溫余熱：二氧化硫生成及二氧化硫催化氧化為三氧化硫所釋放的熱量，除了爐氣在兩個吸收塔中所損失的熱量外，其余的熱量均為余熱必須移出。 （二）高中溫熱回收系統(tǒng)：高中溫余熱的熱量較分散，這些熱量是分別設置鍋爐產(chǎn)生蒸汽，還是將它們有機組合在一起產(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 焙燒 爐出口和一段轉化出口分別設一臺低壓鍋爐 1 和 2，三段轉化冷熱換熱器后設省煤器 2(有時也可采用空氣預熱器預熱燃燒空氣），四段轉化出口設低壓鍋爐 3 和省煤器 1（小裝置省煤器 1 也可 湖北省化學工業(yè)研究設計院 19 以不設） , 流程見圖 3 此熱回收系統(tǒng)適用于中小型裝置，優(yōu)點是：投資省見效快，缺點是：鍋爐數(shù)量多運行管理難度大。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轉化器至終吸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化器鍋爐2鍋爐3圖 3熱回收流程之 一 2 余熱回收系統(tǒng)二 焙燒 爐出口設一中壓或次中壓鍋爐 1，一段轉化出設蒸汽過熱器，其余同余熱 回收系統(tǒng)一，流程見圖 3種熱回收系統(tǒng)也適用于中小型裝置，優(yōu)點是：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。缺點是：鍋爐的數(shù)量仍然較多，運行管理難度較大。 湖北省化學工業(yè)研究設計院 20 低壓飽和蒸汽中壓過熱蒸汽過熱器鍋爐給水鍋爐2轉化器至終吸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化器鍋爐2鍋爐3圖 3熱回收流程之二 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 有機組合在一起產(chǎn)一個壓力等級的蒸汽 (一般是中溫中壓蒸汽 )，典型流程見圖 3焙燒 爐出口設中壓鍋爐 , 一段轉化出口設高溫過熱器，三段出口冷熱換熱器后設省煤器 2，四段轉化出口設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，因為擁有同樣多熱量的中壓蒸氣比低壓蒸汽做功能力強，具體表現(xiàn)為可以多發(fā)電。 整個熱回收系統(tǒng)實際上是一臺鍋爐，兩只過熱器和兩只省煤器只是鍋爐的部件，這樣便 于運行管理。 熱回率高，每噸酸可產(chǎn)中壓過熱蒸汽 湖北省化學工業(yè)研究設計院 21 系統(tǒng)在國內應用成熟廣泛。另外，對于“ 3+2”五段轉化流程四段轉化出口可設中溫過熱器、空氣預熱器或采用干燥空氣冷激的方法回收余熱降低爐氣溫度