1、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10* 有限公司 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*目錄 TOC o 1-5 h z 總 論1概述1項(xiàng)目可行性研究結(jié)論 4 HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模 6政策符合性 6生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品方案 7 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 工藝技術(shù)9工藝技術(shù)方案選擇 9工藝流程和消耗定額 16主要設(shè)備選擇 20 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 自動(dòng)控制21環(huán)境保護(hù)23原料、輔助

2、材料供應(yīng) 24建廠條件和廠址方案 25建廠條件25廠址選擇原則及依據(jù) 29廠址選擇 30總圖運(yùn)輸、土建、界區(qū)內(nèi)外管網(wǎng) 31總圖運(yùn)輸31儲(chǔ)運(yùn)32廠區(qū)外管網(wǎng) 33土建33公用工程和輔助設(shè)施 36給排水36供電37電信38維修38節(jié)能、節(jié)水39節(jié)能39節(jié)水41消防42編制依據(jù)42依托條件42工程概述42消防措施42環(huán)境保護(hù)44環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀 44擬建項(xiàng)目執(zhí)行的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn) 45主要污染源及污染物 46污染治理方案 46環(huán)境管理與監(jiān)測(cè) 46清潔生產(chǎn)47勞動(dòng)安全與工業(yè)衛(wèi)生 48編制依據(jù)48項(xiàng)目生產(chǎn)過(guò)程中職業(yè)危害因素的分析 48職業(yè)安全衛(wèi)生防護(hù)的措施 49工廠組織和勞動(dòng)定員 55工廠體制及組織機(jī)構(gòu) 55生產(chǎn)班制

3、度及人力資源配置 55人員來(lái)源和培訓(xùn) 55項(xiàng)目實(shí)施規(guī)劃56建設(shè)周期的規(guī)劃 56實(shí)施進(jìn)度計(jì)劃 56項(xiàng)目招標(biāo)內(nèi)容 56投資估算和資金籌措 58投資估算58資金籌措59財(cái)務(wù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)62財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與參數(shù)選取 62生產(chǎn)成本和費(fèi)用估算 62節(jié)能收入和利潤(rùn)估算 63財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)結(jié)論 63結(jié) 論73結(jié)論73建議731.1 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：*有限公司企業(yè)性質(zhì)：*企業(yè)法人：*1.1.2主辦單位基本情況*有限公司位于三門峽門戶*省*市，交通便利，水路、鐵路、公路四 通八達(dá)。*公司是*省重點(diǎn)企業(yè)之一，是國(guó)家發(fā)改委公布的節(jié)能“千家”企

4、業(yè)之 一（序號(hào)741）,是*省循環(huán)經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)試點(diǎn)企業(yè)，擁有總資產(chǎn)15億元，擁有職工2000余人，產(chǎn)品涵蓋化肥、化工、熱電三大領(lǐng)域，具備年產(chǎn)20萬(wàn)噸合成氨、25萬(wàn)噸磷酸、85萬(wàn)噸硫酸、40萬(wàn)噸磷酸一銨、30萬(wàn)噸復(fù)合肥、5萬(wàn)噸甲醇等主導(dǎo)產(chǎn) 品的生產(chǎn)能力。公司綜合實(shí)力處于全國(guó)磷化工行業(yè)和有機(jī)化工行業(yè)的前列，2008年實(shí)現(xiàn)銷售收入12.6億元。公司資信等級(jí)為AAA級(jí)，資產(chǎn)負(fù)債率為53%*有限公司2003年通過(guò)了質(zhì)量（ISO9001）體系認(rèn)證，2005年通過(guò)了質(zhì)量、 環(huán)境（IS014001）、職業(yè)健康安全（OHSAS18001三體系認(rèn)證。公司主導(dǎo)產(chǎn)品 NPK 磷酸一銨均為國(guó)家免檢產(chǎn)品，其中“ *牌”磷酸一

5、銨2004年9月公司主導(dǎo)產(chǎn)品磷 酸一銨獲“國(guó)家免檢產(chǎn)品”稱號(hào)，2005年9月獲“中國(guó)名牌產(chǎn)品”稱號(hào)。國(guó)內(nèi)市 場(chǎng)占有率居全國(guó)第一位，成為*省唯一的“中國(guó)名牌”化工產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了 *市“中 國(guó)名牌”產(chǎn)品零的突破。公司將立足*磷礦資源優(yōu)勢(shì)，重點(diǎn)發(fā)展磷復(fù)肥，進(jìn)一步開拓磷化工市場(chǎng)，擴(kuò) 大投資，加速工程建設(shè)和技術(shù)改造。到 2010年，*公司將具備年產(chǎn)150萬(wàn)噸磷酸 一銨、150萬(wàn)噸磷酸二銨、1100萬(wàn)噸NPK生產(chǎn)能力，銷售收入規(guī)模達(dá)到20億元， 成為我國(guó)重要的磷復(fù)肥生產(chǎn)基地。1.1.3項(xiàng)目提出背景，投資目的、意義和必要性1.131可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求我國(guó)是一個(gè)人均資源擁有量很少的國(guó)家，能源利用率低的問(wèn)題已嚴(yán)

6、重阻礙了 我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和企業(yè)效益的提高。資源與環(huán)境問(wèn)題、人口問(wèn)題已被國(guó)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)鍵問(wèn)題。新中國(guó)成立后特別是改革開放以來(lái)， 我國(guó)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(zhǎng)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(guó)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(wèn)題，在全社 會(huì)形成資源

7、節(jié)約的增長(zhǎng)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(zhǎng)方式，大力推行節(jié)能降耗。企業(yè)發(fā)展的需要作為年產(chǎn)70萬(wàn)噸磷銨及NPK復(fù)合肥的配套工程，*有限公司建設(shè)了年產(chǎn)30 萬(wàn)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(guò)程中 產(chǎn)生了大量的高、中、低溫余熱，在我國(guó)傳統(tǒng)及現(xiàn)有熱能回收工藝中，僅對(duì)高溫 熱能進(jìn)行了回收利用，對(duì)大部分中低溫余熱沒(méi)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(méi)有得到有效利 用，增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本，通過(guò)技術(shù)改造來(lái)充分回收利用中低溫位熱能

8、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。企業(yè)的社會(huì)責(zé)任作為全國(guó)節(jié)能“千家”重點(diǎn)企業(yè)，為貫徹落實(shí)國(guó)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流右的約束性目標(biāo)肩負(fù)重要責(zé)任， 該公司已與*省人民政府簽署了“十一五”節(jié)能目標(biāo)。*公司必須大力實(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(wàn)元工業(yè)總產(chǎn)值能耗降低 20%勺目標(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(guó)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(guó)際先進(jìn)水平，熱能回收率可從70%|高到95%以上，在行 業(yè)

9、內(nèi)具有明顯的示范作用。1.135 提高效益的途徑本項(xiàng)目采用美國(guó)孟山都環(huán)境化學(xué)公司（MEC）的硫酸低位熱能回收專利技術(shù) （HRS和設(shè)備，建設(shè)1000t/d （30萬(wàn)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)0.6MPa蒸汽15.84萬(wàn)噸/年，節(jié)能折標(biāo)煤14482噸/年；2）除氧器降耗0.5MPa蒸汽35956.8噸/年，降耗折標(biāo)煤3236噸/年；3）循環(huán)水降耗2046萬(wàn)噸/年；4）電力降耗512萬(wàn)kWh年，降耗折標(biāo)煤1792噸/年；總之，項(xiàng)目建成投產(chǎn)后，年可增產(chǎn)蒸汽 15.84萬(wàn)噸，同時(shí)蒸汽降耗 35956.8 噸，電力降耗

10、512萬(wàn)kWh/年,合計(jì)節(jié)能降耗折標(biāo)煤19510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(rùn)總額1691萬(wàn)元，新增銷售稅金394萬(wàn)元，靜態(tài)投資回收期為3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)2006 76號(hào)文關(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*有限公司與*有限公司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)

11、告編制合同（3）由*有限公司提供的建設(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)資料可行性研究報(bào)告編制原則（1）嚴(yán)格貫徹執(zhí)行國(guó)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(guó)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、政策。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(guó)內(nèi)外同類型裝置的先進(jìn)水平（3）結(jié)合環(huán)境要求及工廠條件，統(tǒng)一規(guī)劃，使工程建設(shè)與企業(yè)發(fā)展相協(xié)調(diào)， 提高節(jié)能降耗，最大限度地發(fā)揮工程的節(jié)能效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。（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)

12、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(lái)源于美國(guó)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。（4）建設(shè)單位擁有較雄厚技術(shù)力量?jī)?chǔ)備，在化肥領(lǐng)域具有較強(qiáng)的研發(fā)能力。 1.1.6 5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

13、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)方案項(xiàng)目可行性研究結(jié)論1.2.1研究的簡(jiǎn)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。存在的主要問(wèn)題和建議建議建設(shè)單位盡快完成與美國(guó)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

14、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(wàn)噸/年30-二二生產(chǎn)方案10.6MPa蒸汽（副產(chǎn)）萬(wàn)噸/年15.8420.5MPa蒸汽（節(jié)約）萬(wàn)噸/年3.593循環(huán)水（節(jié)約）萬(wàn)噸/年20464電（節(jié)約）萬(wàn)kWh/年512三年操作日天330四公用動(dòng)力消耗量1軟水萬(wàn)噸/年15.84五裝置總定員人12六工程項(xiàng)目投入總資金萬(wàn)元7226流動(dòng)資金萬(wàn)元0七成本和費(fèi)用年均總成本費(fèi)用萬(wàn)元-2102八年均利潤(rùn)總額萬(wàn)元1691.51九年均銷售稅金萬(wàn)元37.33十財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo)1投資利潤(rùn)率%43.32投資回收期1（稅前）年3.01含建設(shè)期11（稅后）年3.533全投資內(nèi)部收益率1（稅前

15、）%49.55n（稅后）%39.054全投資凈現(xiàn)值I （稅前）萬(wàn)元7437ic=13%|（稅后）萬(wàn)元51422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(guó)的環(huán)境污染問(wèn)題已經(jīng)受到了國(guó)際社會(huì)的高度關(guān)注。 隨著人口的增加和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)資源相對(duì)不足的矛盾將日益突出?；厥绽?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(guó)家重視。開展資源綜合利用，是我國(guó)一項(xiàng)重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，也是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì) 發(fā)展中一項(xiàng)長(zhǎng)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(zhǎng)方式由粗放

16、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(guó)制定和發(fā)布的第一個(gè)節(jié)能中長(zhǎng)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(guó)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(guó)際先進(jìn)水平，其中大中型企 業(yè)達(dá)到本世紀(jì)初國(guó)際先進(jìn)水平；2020年達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平，主要耗能設(shè)備 能效

17、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(guó)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(guò)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(guó)家鼓勵(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(lái)支 撐經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期快速增長(zhǎng)。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

18、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(guó)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(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(guó)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)170萬(wàn)噸磷銨及NPK復(fù)合肥的配套工程，*有限公司建設(shè)了年產(chǎn) 80萬(wàn)噸硫磺制酸項(xiàng)目，其所產(chǎn)硫酸作為磷肥生產(chǎn)的中間

19、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(guò)過(guò)濾器過(guò)濾，液體硫磺用泵加 壓機(jī)械霧化焚燒，“ 3+ 1”兩轉(zhuǎn)兩吸工藝，轉(zhuǎn)化率達(dá)99.8%。設(shè)置45t/h高壓廢熱 鍋爐、蒸汽過(guò)熱器和省煤器，回收焚硫轉(zhuǎn)化的高、中位熱能，產(chǎn)生482C, 3.82MPa 的高壓過(guò)熱蒸汽，將回收的過(guò)熱蒸汽用于發(fā)電。配套設(shè)計(jì)有一臺(tái)6000kW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，并與原有主蒸汽母管連通，通過(guò) 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(guò)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)大部分中低溫余熱因其品位低 而沒(méi)有充分利用，特別是吸收系

20、統(tǒng)里的 S03反應(yīng)熱和空氣干燥塔里的硫酸稀釋熱， 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HRSS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)最大限度回收熱能的一次優(yōu)化。 用HRSR收塔、HRS崗爐、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)0.6MPa, 170C的低壓蒸汽，每噸酸可多產(chǎn)0.48噸低壓蒸汽，熱能回收率由過(guò)去的 70%提高至 95%根據(jù)國(guó)內(nèi)外的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，

21、中國(guó)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(guó)孟山都環(huán)境化學(xué)公司（MEC）的硫酸低位熱能回收專利技術(shù)（HRS和設(shè)備，建設(shè)1000t/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多產(chǎn)0.6MPa蒸汽15.84萬(wàn)噸/年，節(jié)能折標(biāo)煤14482噸/年；2）除氧器降耗0.5MPa蒸汽35956.8噸/年，降耗折標(biāo)煤3236噸/年;3）循環(huán)水降耗2046萬(wàn)噸/年；4）電力降耗512萬(wàn)kWh年，降耗折標(biāo)煤1792噸/年；3工藝技術(shù)3.1工藝技術(shù)方案

22、選擇3.1.1國(guó)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(guò)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?？?回收的熱量中焚硫和轉(zhuǎn)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(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(guó)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(jī)。目前，我國(guó)硫酸產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的20%超過(guò)

23、美國(guó)，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(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)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(lái)我國(guó)硫酸工業(yè)技術(shù)和裝備有了較大進(jìn)步，并引進(jìn)了國(guó)外一些技 術(shù)裝置。如德國(guó)魯奇（Lurqi ）、美國(guó)孟山都（Monsanto）、加拿大開米蒂克斯（Chemetics）、瑞典波利頓（Boliden ）、日本三菱重工（MH）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(guó)內(nèi)都有 了樣板。為我國(guó)硫酸裝置大型化、提高硫酸生產(chǎn)技術(shù)及達(dá)到國(guó)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，

24、云磷單系列600kt/a已建成投產(chǎn)，2X800kt/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(guó)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(guó)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(guó)硫酸裝置開始使用中壓余熱鍋爐。進(jìn)入八十年代， 我國(guó)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）可回收的咼中溫余熱：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

25、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 1050C左右的高溫爐氣冷卻到420 C左右進(jìn)入一段轉(zhuǎn)化。一段轉(zhuǎn)化出口 600E左右的爐氣冷卻到450C左右進(jìn)入二段轉(zhuǎn)化。三段轉(zhuǎn)化出口冷熱換熱器后 280C左右的爐氣冷卻到190C左右進(jìn)入中間 吸收塔。四段轉(zhuǎn)化出口 450C左右的爐氣冷卻到160C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

26、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。飽和蒸汽飽和蒸汽甲省煤器2至中間吸收塔爐硫焚自來(lái)氣爐溫高塔收吸間中自來(lái)熱熱換熱器熱換熱器鍋爐1爐硫焚自來(lái)氣爐溫高圖3-1余熱回收流程之一3-2熱換熱器熱熱換熱器塔收吸間中自來(lái)轉(zhuǎn)化器24鍋爐2低壓飽和蒸汽鍋爐給水11至終吸塔丁中壓鍋爐給水鍋爐中壓過(guò)熱蒸汽豐|省煤器2至中間吸收塔余熱回收流程之過(guò)熱器余熱回收系統(tǒng)二焚硫爐出口設(shè)一中壓或次中壓鍋爐

27、1, 一段轉(zhuǎn)化出設(shè)蒸汽過(guò)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)行管理難度較大。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(guò)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(guò)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)?/p>

28、擁 有同樣多熱量的中壓蒸氣比低壓蒸汽做功能力強(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(guò)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(guò)熱蒸汽 1.2噸以上。另外，對(duì)于“ 3+2”五段轉(zhuǎn)化流程的四段轉(zhuǎn)化出口可設(shè)中溫過(guò)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。飽和蒸汽爐硫焚自來(lái)氣爐溫高Ill鍋爐1塔收吸間中自來(lái)轉(zhuǎn)化器1234熱熱換熱器-1 省煤器2 至中間吸收塔中壓過(guò)熱蒸汽高溫過(guò)熱器低溫過(guò)熱器省煤器1中壓鍋爐給水至終吸塔圖3-3余熱回收流程之（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

29、的設(shè)備是焚 硫爐出口的鍋爐和吸收塔前面的省煤器。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(guó)再次掀起硫磺制酸建設(shè)高潮時(shí)，國(guó)產(chǎn)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(wú)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(guò)程惡化，另一方面爐氣的露點(diǎn)將會(huì)大

30、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比火管 鍋爐投資高，所以近幾年來(lái)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苠仩t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)

31、輸也較困難，此時(shí)可以采用水管鍋爐。無(wú)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。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溫較低，這里可能存在露點(diǎn)腐蝕問(wèn)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120C,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

32、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(guó)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(guó)目前也有兩種做法，第一種做法是采用熱管省煤器，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(guó)特色的安 全可靠的方法。第二種方法和國(guó)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

33、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(guò)程 的影響并不大。3.1.1.3低溫余熱回收雖然近幾年我國(guó)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(guò)程中產(chǎn)生的中、低溫余熱方面，與國(guó)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。在硫磺制酸生產(chǎn)過(guò)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SO轉(zhuǎn)化為SO也要在相當(dāng)高的溫度條件下進(jìn)行。因此，人們長(zhǎng)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(guò)余熱鍋爐及其相連的蒸汽過(guò)熱器和鍋爐給水預(yù)熱器。硫磺制酸每產(chǎn)1噸硫酸（100%2SQ）可產(chǎn)生

34、1.2噸左右的高、中壓蒸汽。硫酸生產(chǎn)過(guò)程還有另一個(gè)很大的熱源，但是因其品位低而長(zhǎng)期未受到人們的重視，它就是吸收系統(tǒng)里的SQ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)”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(guó) 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

35、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(guó)八十年代前這些熱量都是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(yáng)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(lái)國(guó)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

36、熱的一小部分。如河南某化肥廠利用16萬(wàn)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 80C, 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，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 70C左 右的熱水用于全廠采暖，采暖面積約為 15000吊。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(guó)都有成功運(yùn)行的實(shí)例，但總的來(lái)講我國(guó)硫酸裝置的低溫余熱回收仍處于起步階段，回收利

37、用的裝置很少，絕大部分裝置 的低溫余熱仍然是通過(guò)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(guó)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*公司年產(chǎn)30萬(wàn)噸（1000t/d ）硫磺制酸裝置全套采用美國(guó)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(guò)過(guò)濾器過(guò)濾，液體硫磺用泵加壓機(jī)械霧化焚燒，“3+ 1”兩轉(zhuǎn)兩吸工藝，轉(zhuǎn)化率達(dá)99.8%。設(shè)置45t/h高壓廢熱鍋爐、蒸汽過(guò)熱器和省煤器， 回收焚硫轉(zhuǎn)化的高、中位熱能，產(chǎn)生 482C, 3.82MP

38、a的高壓過(guò)熱蒸汽，將回收的 過(guò)熱蒸汽用于發(fā)電。配套設(shè)計(jì)有一臺(tái) 6000kW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，并與原有主蒸汽母管連通，通過(guò)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(méi)有回收利用，熱能利用率不高。3.1.3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(guó) 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(shuō)是硫酸熱能利用技術(shù)上的一次革命， 不如說(shuō)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。

39、）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）00.48熱能回收率（%）70%95%凈動(dòng)力（kw/MTPD ）10.614.6Monsanto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1OOOt/d硫酸裝置HRS投資約為30

40、0萬(wàn)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(guó)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6070%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Zecor - 310M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

41、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(guó)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(guó)內(nèi)外的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，中國(guó)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(guó)孟山都環(huán)境化學(xué)公司（MEC）的硫酸低位熱能回收專利技術(shù)（HRS和設(shè)備，建設(shè)1000t/d （30萬(wàn)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.

42、6MPa蒸汽15.84萬(wàn)噸/年，節(jié)能折標(biāo)煤14482噸/年；2）除氧器降耗0.5MPa蒸汽35956.8噸/年，降耗折標(biāo)煤3236噸/年；3）循環(huán)水降耗2046萬(wàn)噸/年；4）電力降耗512萬(wàn)kWh年，降耗折標(biāo)煤1792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.

43、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3-2改造前后產(chǎn)品消耗定額（以噸100%HSQ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 C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(0.6MPa,170 C)噸00.48蒸汽(3.82MPa,482 C)噸1.21.2321.4產(chǎn)品、副

44、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SO吸收熱，比原裝置每噸硫酸多回收0.48噸低壓蒸汽。1）每噸硫酸多回收約0.48噸低壓蒸汽，即1OOOt/d （ 30萬(wàn)噸/年）硫酸裝置 每小時(shí)產(chǎn)生0.6MPa, 170C的低壓蒸汽20噸，年可產(chǎn)汽15.84萬(wàn)噸；2）通過(guò)HRS預(yù)熱器和HRS加熱器內(nèi)循環(huán)酸的熱能來(lái)加熱鍋爐給水，使得除氧 器的耗汽（0.5MPa, 160C）量每小時(shí)降低 4.54噸，年可減少蒸汽消耗 35956.8 噸；3）改造前未被

45、利用的低溫?zé)崮芏际峭ㄟ^(guò)循環(huán)冷卻水來(lái)吸收以冷卻物料，循環(huán) 冷卻水量為76.7t/t硫酸（3195t/h），改造后80%勺低溫?zé)崮鼙焕?，因而循環(huán)冷 卻水量也減少61.4t/t 至15.3t/t 硫酸（637t/h），年循環(huán)水量由2556萬(wàn)噸減少 到510萬(wàn)噸，年減少循環(huán)水量達(dá)2046萬(wàn)噸；4） 循環(huán)冷卻水量減少61.4t/t硫酸后，可以減少循環(huán)水泵640kw,年節(jié)電640kwx 8000h = 512萬(wàn)kwh;即每噸硫酸耗電量降低 17.1kwh。5）循環(huán)水量由2556萬(wàn)噸減少到510萬(wàn)噸，*公司循環(huán)水濃水排放系數(shù)為0.65%，因此循環(huán)水濃水年排放量也相應(yīng)由16.6萬(wàn)噸減少到3.3萬(wàn)噸，減少?gòu)U水

46、排放量13.3萬(wàn)噸。廢氣和廢渣的產(chǎn)生量及污染物排放均不發(fā)生變化。總之，項(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。HRSS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)）15.84萬(wàn)噸壓力0.6MPa溫度1702蒸汽（降耗）3.59萬(wàn)噸壓力0.5MPa溫度1603電（節(jié)約）512萬(wàn)kwh電壓380V. AC.頻率50HZ4循環(huán)水（節(jié)約）2.46萬(wàn)噸上水壓力0.35MPa上水溫度 32 r下水溫

47、度 42 r懸浮物v 20ppm固體可溶物 500ppmPH7-95循環(huán)水濃水（減排）13.3萬(wàn)噸3.2.1.5工藝流程說(shuō)明硫磺制酸低溫位熱能回收系統(tǒng)（HRS系統(tǒng)）主要包括SQ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、SQ3爐氣熱量回收系統(tǒng)SQ爐氣來(lái)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(guò)硫磺噴槍霧化后的液硫，與氣體壓縮機(jī)輸送來(lái)的空氣進(jìn)行 燃燒反應(yīng)產(chǎn)生高溫的SQ爐氣，爐氣經(jīng)廢熱鍋爐回收熱量降至 420C溫度后進(jìn)入轉(zhuǎn) 化器，在催化劑的作用下轉(zhuǎn)化成SQ氣體。S03爐氣經(jīng)過(guò)MQNPLE冷熱換熱器、MQNPLE熱熱換熱器換熱后進(jìn)入省煤器3B。SQ爐

48、氣熱量回收系統(tǒng)工藝：來(lái)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SQ自下而上經(jīng)過(guò)填料與自上而下的 99%HR循環(huán)酸（由分酸器均 勻分布在塔中）相接觸，SQ被吸收。剩余的煙道氣進(jìn)入 HRS塔的第二級(jí)，剩余的 SQ基本上都被循環(huán)酸（98.5%）所吸收，經(jīng)過(guò)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SQ爐氣熱量回收系統(tǒng)中，SQ氣體與濃硫酸接觸，SQ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 SQ的硫酸濃度上升會(huì)產(chǎn)生濃縮熱，以上

49、 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崗爐，鍋爐中的酸與水 進(jìn)行換熱，副產(chǎn)0.6Mpa飽和蒸汽至外管。冷卻的酸（199C）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(lái) 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， 酸溫由173C 降為110C，而水溫由常溫升高到 90 C,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)力一一泵。本

50、工程主要新 增各類泵包括HRSS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(guó) 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(guò) 程中的熱量加以回收生產(chǎn)低壓蒸汽。其流程如圖4-1所示：低壓蒸汽二級(jí)酸轉(zhuǎn)化三段來(lái)爐氣冷脫鹽水爐氣去轉(zhuǎn)化四段圖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*有限公司熱電車間現(xiàn)有1臺(tái)20t/h的循環(huán)流化床鍋爐和1臺(tái)45t/h硫磺制酸鍋爐，配套設(shè)計(jì)有

51、一臺(tái)6000kW抽背機(jī)組,供熱能力見表3-5。本項(xiàng)目改造后, 可減少熱電車間供汽 24.5t/h，可充分滿足*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*公司生產(chǎn)裝置滿負(fù)荷運(yùn)行蒸汽消耗表序 號(hào)壓力等級(jí)硫酸合成氨#鍋爐磷銨合計(jì)13.5 MPa75 t/h75t/h21.3 MPa2t/h4t/h6t/h30.6 MPa4.5t/h19t/h1t/h30t/h54.5t/h40.2 MPa27t/h27t/h表3-4改造后*公司生產(chǎn)裝置滿負(fù)荷運(yùn)行蒸汽消耗表序 號(hào)壓力等級(jí)硫酸合成氨#鍋爐磷銨合計(jì)13.5 MPa75 t/h75t/h21.3 MPa2t/h4t/h6t/h30.6 MPa1

52、9t/h1t/h30t/h50t/h40.2 MPa27t/h27t/h表3-5改造前后*公司蒸汽產(chǎn)量對(duì)比表改 造 刖 產(chǎn) 蒸八、 汽壓力等級(jí)硫酸合成氨硫精砂制酸供汽鍋爐磷銨合計(jì)3.5 MPa47t/h25t/h3t/h75t/h1.3 MPa11t/h11t/h0.6 MPa54.5t/h54.5t/h0.2 MPa17t/h10t/h27t/h產(chǎn)汽總量47t/h53t/h57.5t/h10t/h一改造后產(chǎn)蒸汽壓力等級(jí)硫酸合成氨硫精砂制酸供汽鍋爐磷銨合計(jì)3.5 MPa47t/h25t/h3t/h75t/h1.3 MPa11t/h11t/h0.6 MPa20t/h30t/h50t/h0.2 M

53、Pa17t/h10t/h27t/h產(chǎn)汽總量67t/h53t/h33t/h10t/h一3.3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(guó)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(guó)Monsanto公司開發(fā)的硫酸熱回收系統(tǒng)（HRS專利成套技術(shù)，并進(jìn)口主要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213.4.2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(wèn)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。在易燃易爆設(shè)備。332主要工藝設(shè)備主要新增工藝設(shè)備詳見表3-6表

54、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1Q= 25t/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-38612Q=679m 3/h，H=20m,P=160kW9HRS排酸泵2HRMT-2084Q=58m 3/h，H=18m,P=75kW1

55、0HRS塔16200 x22470 Zecor 310M11HRS 一級(jí)分酸器11212m 3/h 310SS12HRS二級(jí)分酸器181m 3/h 310SS13HRS塔除霧器44VS132 003 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=50m 3/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(lái)完成過(guò)程

56、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)。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 21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(wèn)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。在易燃易爆序號(hào)設(shè)備名稱數(shù)量規(guī)格型號(hào)1HRS 鍋爐1Q= 25t/h,Kettle,碳鋼鍋殼,310M不銹鋼管2HRS 酸稀

57、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=663m 3/h ，h=23m,P=160kW7二吸塔循環(huán)酸泵1MSH-2288 Q=544m 3/h ，h=23m,P=160kW8HRS 酸循環(huán)泵1HSH-38612Q=679m 3/h，H=20m,P=160kW9HRS 排酸泵2HRMT-2084Q=58m 3/h，H=18m,P=75kW10HRS 塔16200 x22470 Zecor 310M11HRS 一級(jí)分酸器11212m 3/h 31

58、0SS12HRS 二級(jí)分酸器181m 3/h 310SS13HRS 塔除霧器44VS132 003 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=50m 3/h，H=45m,P=15kW17尾洗槽1鋼筋混凝土， 2000*2000*2000備注3.4 自動(dòng)控制3.4.1 控制系統(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(lái)完成過(guò)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

59、表設(shè)備和系 統(tǒng)也配套引進(jìn)。序號(hào)設(shè)備名稱數(shù)量規(guī)格型號(hào)1HRS 鍋爐1Q= 25t/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=663m 3/h ，h=23m,P=160kW7二吸塔循環(huán)酸泵1MSH-2288 Q=544m 3/h ，h=23m,P=160kW8HRS 酸循環(huán)泵1HSH-38612Q=679m 3/h，H=20m,P=160kW9HRS 排酸泵2HRMT-2084Q=58m 3

60、/h，H=18m,P=75kW10HRS 塔16200 x22470 Zecor 310M11HRS 一級(jí)分酸器11212m 3/h 310SS12HRS 二級(jí)分酸器181m 3/h 310SS13HRS 塔除霧器44VS132 003 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=50m 3/h，H=45m,P=15kW17尾洗槽1鋼筋混凝土， 2000*2000*2000備注3.4 自動(dòng)控制3.4.1 控制系統(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