新建12萬噸年硫鐵礦制酸項目可行性研究報告

1、1 總 論1.1 概述 工程根本情況.1 工程名稱：賀州市宏鑫化工新建12萬噸/年硫鐵礦制酸工程.2 工程建設性質(zhì)本工程屬新建工程，工程建設資金構(gòu)成為全部自籌。公司性質(zhì)為：。經(jīng)營體制及管理機制采用現(xiàn)代企業(yè)機制，按公司制進行經(jīng)營和管理.3 工程建設地點：廣西壯族自治區(qū)賀州市 建設單位根本情況.1 建設單位名稱、法人代表建設單位：賀州市宏鑫化工法人代表：楊孝柱.2 建設單位概況 廣西壯族自治區(qū)賀州市宏鑫化工位于賀州市望高鎮(zhèn)鯉魚村，是以硫鐵礦制酸為主的企業(yè)。是具有獨立企業(yè)法人資格的。1.2 編制單位、編制依據(jù)和原那么可行性研究報告編制單位：包頭市明天化學工程包頭市化工設計研究所地址：包頭市昆區(qū)林隱路

2、6號 FAX： 編制依據(jù).1 賀州市宏鑫化工提供的12萬噸/年硫鐵礦制酸技改工程根底資料.2 賀州市宏鑫化工與包頭明天化學工程簽定的技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同。.3 ?化工建設工程可行性研究報告內(nèi)容和深度的規(guī)定?(修訂本)，原化學工業(yè)部化計發(fā)(1997)427號文。 編制原那么.1 力求全面、客觀地反映情況 本報告是供工程法人及其上級主管部門決策、審批使用，因此在編制過程中按照國家、行業(yè)和地區(qū)的開展規(guī)劃，以及國家的產(chǎn)業(yè)政策、技術(shù)政策的要求，對本工程的建設條件、技術(shù)路線、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，力求全面地、客觀地反映實際情況，多方面地分析比照，為工程法人及其上級主管部門決策提供

3、依據(jù)。1.2 采用先進適用的技術(shù) 本工程是國產(chǎn)化硫鐵礦制酸生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)裝置及配套的公用工程、輔助設施，都充分注意技術(shù)的先進性。技術(shù)的先進性不但表達在工藝流程、技術(shù)裝備和控制水平上，而且同樣表達在環(huán)境保護和平安工業(yè)衛(wèi)生等各個方面。 在注意技術(shù)先進性的同時，還充分關(guān)注技術(shù)的適用性。即根據(jù)我國目前的經(jīng)濟能力、配套能力和管理水平等國情，選取適用的先進技術(shù)。.3 要以經(jīng)濟效益為中心 經(jīng)濟效益是企業(yè)生存的命脈。因此，本報告編制過程中特別注意合理布局、節(jié)省投資、選用先進適用可靠的技術(shù)，降低定額消耗和減少人員投入以提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。.4 在可靠的前提下，盡可能提高國產(chǎn)化的程度 近年來，包頭明天化學工程設計

4、了多套1020萬噸/年硫鐵礦制酸裝置和硫磺制酸裝置，均獲得成功。在這些裝置的設計、建設和生產(chǎn)過程中，我們已經(jīng)積累了成熟的技術(shù)和豐富的經(jīng)驗。因此，本工程在技術(shù)上先進、合理、可靠的前提下，采用國產(chǎn)化技術(shù)和裝備，有利于降低工程投資，也有利于促進國內(nèi)硫酸工業(yè)的開展。.5 嚴格執(zhí)行國家及地區(qū)環(huán)保法規(guī)、“三廢治理達標后排放，控制對環(huán)境的污染，建設清潔生產(chǎn)裝置。工程建設嚴格按照國家“三同時的規(guī)定執(zhí)行。.6 設計認真貫徹國家產(chǎn)業(yè)政策、國家和行業(yè)的節(jié)能設計標準。.7 貫徹“平安第一，預防為主的方針，遵循現(xiàn)行的防火、平安衛(wèi)生和勞動保護等有關(guān)標準，確保本工程投產(chǎn)后能平安穩(wěn)定生產(chǎn)，符合職工平安衛(wèi)生的要求，保障勞動者在

5、勞動過程中的平安和健康。1.3 工程背景1.3.1 工程簡介廣西壯族自治區(qū)賀州市宏鑫化工12萬噸/年硫鐵礦制酸工程是由賀州市宏鑫化工投資興建。該公司是以硫鐵礦制酸為主的企業(yè)。是具有獨立企業(yè)法人資格的。該工程的建設可以充分利用當?shù)刎S富的硫鐵礦資源，更好地發(fā)揮公司的區(qū)域資源優(yōu)勢和市場優(yōu)勢，該工程的建設將使資源及能源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。 工程建設的必要性和投資意義近年來，隨著中國現(xiàn)代化建設的需要，各行業(yè)對硫酸的需求量均呈上升趨勢。國內(nèi)硫酸產(chǎn)量增長也較快，但它是隨著耗酸大戶磷復肥工業(yè)大幅度增長而增長的，近年來硫酸產(chǎn)品的短缺局面雖已有所緩解，但整體的不平衡仍相當嚴重，我國硫酸的市場缺口依然存在。硫酸是重

6、要的根本化工原料，是世界上生產(chǎn)量最大的化工產(chǎn)品，廣泛應用于各行各業(yè)。主要用于磷肥、復肥行業(yè)，占硫酸總需求量的70左右；其次用于有色冶煉、石油化工、紡織印染、國防軍工以及農(nóng)藥、醫(yī)藥、制革、煉焦、鋼鐵等工業(yè)部門，用途極為廣泛。目前，廣西壯族自治區(qū)賀州市及周邊地區(qū)硫酸市場緊俏，缺口很大，價格上漲。賀州周邊酸用戶有鈦白粉廠和錳礦廠，每年硫酸用量在20萬噸以上。硫酸是重要的工業(yè)原料之一，隨著賀州及周邊地區(qū)工業(yè)的開展，為了更好地發(fā)揮公司的區(qū)域資源優(yōu)勢和市場優(yōu)勢，投資建設12萬噸/年硫酸工程是十分必要的，完全符合國家的開展規(guī)劃，有著重大的意義。1.4 研究范圍 原料工段1 焙燒工段 凈化工段 轉(zhuǎn)化工段 干吸

7、及成品工段 循環(huán)水站 配電所和控制室 公用工程及輔助設施1.5 研究結(jié)論 研究的簡要結(jié)論.1 本工程的產(chǎn)品方案符合國家產(chǎn)業(yè)政策和市場需求，生產(chǎn)規(guī)模適中，到達了經(jīng)濟生產(chǎn)規(guī)模。裝置采用工藝技術(shù)適度先進，技術(shù)成熟可靠，工藝技術(shù)路線合理可行。投資回收期較短、經(jīng)濟效益顯著。.2 本工程在環(huán)境保護、勞動平安和工業(yè)衛(wèi)生方面治理措施有效，可以到達國家規(guī)定的要求。.3 該工程投產(chǎn)后，可帶動本地區(qū)相關(guān)配套企業(yè)的開展，為社會提供更多的就業(yè)時機。 綜上所述，該工程生產(chǎn)工藝成熟，產(chǎn)品市場前景看好，經(jīng)濟效益顯著，同時具有明顯的環(huán)境效益和社會效益，在技術(shù)上和經(jīng)濟上都是可行的，因此本工程可行。附：主要技術(shù)經(jīng)濟指標主要技術(shù)經(jīng)濟

8、指標 表1-1序號工程名稱單 位數(shù) 量備 注一裝置生產(chǎn)規(guī)模生產(chǎn)規(guī)模Kt/a120以100%H2SO4計二產(chǎn)品方案198%H2SO4Kt/a124.42電Kkwh/a210003鐵精砂Kt/a103三年操作時間年操作日天年操作小時h8000四主要原材料、燃料用量1硫鐵礦S:32% 干基kt/a1292催化劑 t/a113輕柴油t/a78五公用動力消耗量1供水新鮮水m3/h105正常2供電設備總?cè)萘縆w5560計算負荷Kw2175年耗電量Kwh7六三廢排放量1廢 氣Nm3/h28712SO2含量:702mg/Nm32廢 渣kt/a無付產(chǎn)品鐵精砂3稀硫酸(5% H2SO4)t/a20000中和處理七

9、運輸量1運入量kta1292運出量kta239八裝置定員人87九裝置占地面積公頃十工程總投資萬元621固定資產(chǎn)投資1建設投資萬元481其中資本金萬元2建設期利息萬元2流動資金萬元14其中30%鋪底流動資金萬元十一報批工程總投資萬元52十二年銷售收入萬元正常年份十三平均總本錢費用萬元8十四平均利潤總額萬元4十五平均銷售稅金萬元5十六財務評價指標1投資利潤率%72投資利稅率%78.943投資回收期所得稅前年2.5含建設期所得稅后年2.12含建設期4財務內(nèi)部收益率所得稅前%所得稅后%65財務凈現(xiàn)值所得稅前萬元3i=9%所得稅后萬元i=9%6盈虧平衡點%2 市場預測2.1 國內(nèi)、外市場情況預測 產(chǎn)品現(xiàn)

10、狀及用途 硫酸是重要的根本化工原料，是世界上生產(chǎn)量最大的化工產(chǎn)品，廣泛應用于各行各業(yè)。主要用于磷肥、復肥行業(yè)，占硫酸總需求量的70%左右；其次用于有色冶煉、石油化工、紡織印染、國防軍工以及農(nóng)藥、醫(yī)藥、制革、煉焦、鋼鐵等工業(yè)部門，用途極為廣泛。 硫酸的生產(chǎn)原料主要有硫磺、硫鐵礦、天然石膏、磷石膏以及含SO2的冶煉煙氣。世界上硫酸生產(chǎn)原料主要以硫磺為主。以2000年世界硫酸生產(chǎn)為例，當年世界硫酸總產(chǎn)量萬噸，其中，硫磺制酸占%；冶煉煙氣制酸等占%；硫鐵礦制酸占%。由于硫鐵礦包括有色金屬伴生副產(chǎn)的硫精砂是我國的主要硫資源，我國的硫酸生產(chǎn)原料原來一直以硫鐵礦為主。1995年以后，我國硫酸生產(chǎn)的原料結(jié)構(gòu)發(fā)

11、生了很大的變化。硫鐵礦制酸比例逐年下降，由1995年的%，下降到2002年的%。但是由于國際市場硫磺供給偏緊，價格居高不下，進入2007年以來國內(nèi)已出現(xiàn)將硫磺制酸改造為硫鐵礦制酸的現(xiàn)象。 國內(nèi)外硫酸市場供需情況2005年全國硫酸表觀消費量萬噸，其中化肥用酸量萬噸，占硫酸總消費量的%，比2004年增長%，磷復肥用酸量萬噸，占硫酸總消費量的%，比2004年增長%?！熬盼迤陂g高濃度磷復肥迅速開展促進了硫酸消費量的增長。2007年，我國硫酸裝置的總生產(chǎn)能力產(chǎn)能約6800萬噸，生產(chǎn)量5700萬噸，占全球產(chǎn)量的25.7%，居全球硫酸產(chǎn)量的首位，而且在進入21世紀的7年中，全球硫酸產(chǎn)量共增加了2930.7萬

12、噸，中國就增加了2589萬噸，占增加量的88.34%。就是說全球產(chǎn)量的增加，中國起了決定作用。在2007年，我國硫磺制酸的產(chǎn)量2655萬噸占全國總產(chǎn)量46.6%、冶煉煙氣制酸的產(chǎn)量1315萬噸占全國總產(chǎn)量23.1%、硫鐵礦制酸的產(chǎn)量1678萬噸占全國總產(chǎn)量29.4%、其它原料制酸的產(chǎn)量52萬噸占全國總產(chǎn)量%。由以上數(shù)據(jù)可以看出，近年來，隨著中國現(xiàn)代化建設的需要，各行業(yè)對硫酸的需求量均呈上升趨勢。國內(nèi)硫酸產(chǎn)量增長也較快，但它是隨著耗酸大戶磷復肥工業(yè)大幅度增長而增長的，近年來硫酸產(chǎn)品的短缺局面雖已有所緩解，但整體的不平衡仍相當嚴重，我國硫酸的市場缺口依然存在。 產(chǎn)品價格分析硫酸產(chǎn)品價格隨市場需求和

13、原料供給情況有所波動，前幾年硫酸市場價格比擬低迷。近兩年由于國內(nèi)對硫酸的需求量不斷增加，加上硫磺價格的上揚引起制酸本錢的增加，硫酸價格也在不斷上漲。2006年份國內(nèi)硫鐵礦制酸生產(chǎn)廠硫酸平均制造本錢為元/噸，硫磺制酸生產(chǎn)廠硫酸平均制造本錢為元/噸，硫鐵礦制酸生產(chǎn)廠硫酸平均出廠價在元/噸。2007年以來，硫酸市場價格在不斷上漲，近期到達1450元/噸。因此，根據(jù)國內(nèi)硫酸的市場開展情況，結(jié)合賀州市宏鑫化工自有原料礦的實際情況，取硫酸出廠價按2007年均價1100元/噸作為本工程經(jīng)濟評價的價格根底，與近幾年國內(nèi)硫酸市場價格相比擬，該價格定位是比擬適中的，具有較強的抗風險能力。同時，根據(jù)賀州及周邊地區(qū)對

14、鐵精砂的市場需求情況，結(jié)合自身產(chǎn)品質(zhì)量(本工程燒渣為優(yōu)質(zhì)鐵精砂原料)，確定付產(chǎn)物燒渣出廠價150元/噸作為本工程經(jīng)濟評價的價格根底。3 產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模3.1 產(chǎn)品方案賀州市宏鑫化工硫鐵礦制酸建設規(guī)模為年產(chǎn)萬噸工業(yè)硫酸 (以100%H2SO4計)。3.2 產(chǎn)品的品種、規(guī)格及質(zhì)量指標本工程產(chǎn)品為98%工業(yè)硫酸。具體如下：主產(chǎn)品：98%工業(yè)硫酸， 萬噸/年。副產(chǎn)品：鐵精砂萬噸/年副產(chǎn)品：10%稀硫酸： 800kg/h 技 術(shù) 指 標 表3-1 98%工業(yè)硫酸產(chǎn)品符合國標GB5342002中一等品的指標：項目98%工業(yè)硫酸指標H2SO498%灰分%Fe0.01%As0.005%透明度50mm色 度

15、Hg0.01%Sb0.02% 裝置組成年產(chǎn)12萬噸硫酸裝置主要由原料工段、焙燒工段、凈化工段、轉(zhuǎn)化工段、干吸及成品工段等組成，配套的公用工程由循環(huán)水站、配電所和控制室等組成。 生產(chǎn)規(guī)模及裝置規(guī)模 設計年操作日：333.3天。3.3.2 生產(chǎn)制度：管理人員為白班制；生產(chǎn)崗位為四班三運轉(zhuǎn)制。3.3.3 生產(chǎn)裝置：萬噸/年硫酸。 4 工藝技術(shù)初步方案4.1 工藝技術(shù)方案的選擇 原料路線確實定原那么及依據(jù) 我國是一個硫鐵礦資源豐富的國家，探明儲量在22億噸以上折標礦計，產(chǎn)地達470多處，占全國含硫資源的55%，但礦石平均品位僅在18%左右。品位大于35%的硫鐵礦僅有億噸，且主要集中在廣東、安徽兩省。我

16、國另一局部硫鐵礦屬伴生硫鐵礦與有色金屬共存選礦后即為硫精砂，其儲量在2億噸左右，主要集中在四川、山西、內(nèi)蒙、云南、安徽、江西及貴州等省的大量礦山。本工程選用賀州市宏鑫化工所屬的硫鐵礦，含硫量達32%、鐵51%，品質(zhì)好，開展規(guī)劃年總產(chǎn)量達15萬噸以上，儲量豐富，供給可靠。經(jīng)過焙燒后，礦渣可成為優(yōu)質(zhì)鐵精砂原料，在賀州及周邊地區(qū)也有良好的市場需求。4.1.2 國內(nèi)外工藝技術(shù)概況 目前世界硫酸生產(chǎn)技術(shù)根本上都是采用接觸法工藝即是以含硫原料制取二氧化硫氣體，二氧化硫氣體在催化劑的催化作用下氧化成為三氧化硫，再將三氧化硫吸收而生成硫酸。當今硫酸生產(chǎn)技術(shù)的主要特點如下：4.1.2.1 生產(chǎn)裝置向大型化開展

17、由于單體設備生產(chǎn)效率的不斷提高，為裝置的大型化創(chuàng)造了條件，其結(jié)果是提高了勞動生產(chǎn)率、降低了單位產(chǎn)品的投資和生產(chǎn)本錢。國外所建的硫酸裝置，六十年代最大單系列硫酸裝置生產(chǎn)能力為日產(chǎn)600噸，七十年代那么增至日產(chǎn)2000噸，八十年代到達日產(chǎn)3000噸。目前，以硫磺為原料的單系列硫酸裝置，最大生產(chǎn)能力為日產(chǎn)4400噸硫酸。以銅冶煉煙氣為原料，目前世界最大的單系列生產(chǎn)能力為日產(chǎn)3600噸硫酸。顯然，大型化有利于節(jié)省投資和經(jīng)營費用，而且隨著磷復肥裝置的大型化，也要求與之配套的硫酸裝置的大型化。 在國內(nèi)因受資金來源、原料供給、產(chǎn)品及原料運輸、設備制造、生產(chǎn)管理等因素的影響，生產(chǎn)規(guī)模以中小型為主。近十多年來，

18、隨著大型磷復肥工程建設的需要，大型硫鐵礦資源的開采，硫酸新技術(shù)、新裝備的引進及消化吸收，大型硫酸裝置的投產(chǎn)運行和陸續(xù)興建，使我國硫酸工業(yè)技術(shù)和裝備都有了較大進步。自1988年我國第一套大型硫酸年產(chǎn)20萬噸硫酸裝置在南化集團公司磷肥廠投入運行以來，又有年產(chǎn)56萬噸兩系列和28萬噸硫酸裝置在湖北大峪口荊襄磷工業(yè)基地和黃麥嶺化工廠建成投產(chǎn)；廣西鹿寨化肥總廠年產(chǎn)40萬噸、貴州甕福80萬噸兩系列硫酸裝置，再加上近幾年十多套國產(chǎn)化硫磺制酸裝置的設計和運行，如蘇州精細化工集團和山東魯西化工集團公司的30萬噸/年硫磺制酸裝置、山東紅日集團40萬噸/年硫磺制酸裝置等，我國硫酸裝置的大型化已取得長足的開展。4.1

19、.2.2 提高總轉(zhuǎn)化率，嚴格控制尾氣SO2排放量。 為了降低原料消耗和減輕尾氣對環(huán)境的污染，國內(nèi)外已普遍采用兩次轉(zhuǎn)化、兩次吸收制酸工藝，使二氧化硫的轉(zhuǎn)化率到達99.7%以上，放空尾氣中二氧化硫含量控制在330PPm以下。國外有的裝置甚至能使二氧化硫的總轉(zhuǎn)化率高達99.9%，放空尾氣中二氧化硫含量在100PPm以下。提高總轉(zhuǎn)化率的方法，國外主要是使用了起燃溫度低、低溫活性高的催化劑。如含銫催化劑便是如此，它能使二氧化硫轉(zhuǎn)化的起燃溫度降低3040，使各段的分段轉(zhuǎn)化率均有較大提高，從而提高總轉(zhuǎn)化率。 我國六十年代以來開發(fā)的兩轉(zhuǎn)兩吸技術(shù)，采用國產(chǎn)催化劑，能使總轉(zhuǎn)化率到達99.5%，排放尾氣中SO2濃度

20、小于500PPm，根本滿足環(huán)保的要求。近年來開發(fā)的“32兩次轉(zhuǎn)化技術(shù)，可使總轉(zhuǎn)化率到達99.7%以上，排放尾氣中SO2濃度小于300PPm，到達我國目前新的環(huán)保要求。4.1.2.3 技術(shù)和裝備水平不斷提高 硫酸工業(yè)作為根底工業(yè)行業(yè)，加之它所處理介質(zhì)的高溫、強腐蝕性等特點，被科技界、工業(yè)界廣泛關(guān)注。在國際上，硫酸工業(yè)的技術(shù)和裝備水平已處在較高水準上，新技術(shù)、新材料的運用層出不窮。如低溫余熱回收工藝的不斷更新，SX材料不帶陽極保護的管殼式濃酸冷卻器、管式分酸器的采用等。就總體而言，我國硫酸工業(yè)的技術(shù)和裝備與國際水平相比仍有一定的差距。但近十年來，國內(nèi)硫酸技術(shù)已有很大的提高，隨著引進的幾套硫酸裝置，

21、通過技術(shù)考察、購置根底設計、參加中間試驗、設計返包、購置關(guān)鍵設備或關(guān)鍵部件等形式，以及“八五國家重大技術(shù)裝備科技攻關(guān)工程年產(chǎn)20萬噸硫酸裝置攻關(guān)課題的進行，使我國的硫酸工業(yè)技術(shù)和裝備水平都有了長足的開展，大型硫酸的國產(chǎn)化水平不斷提高。國產(chǎn)的濃酸泵的性能已經(jīng)到達國際先進水平，帶陽極保護的濃酸冷卻器已在國內(nèi)廣泛使用。4.1.3 工藝技術(shù)方案的選擇4.1.3.1 工藝技術(shù)選擇原那么 1充分表達和代表本行業(yè)的先進性、可靠性；2降低工程投資，減少環(huán)境污染。4.1.3.2 工藝方案及選擇理由 該裝置工藝技術(shù)方案的選擇是在包頭明天化學工程多年從事硫酸工程設計的根底上，結(jié)合國內(nèi)近年來投產(chǎn)運行硫酸裝置的實際運行

22、經(jīng)驗，在穩(wěn)妥可靠的前提下進行改良和提高，技術(shù)和裝備全部立足國產(chǎn)化。充分考慮到原料雜質(zhì)多、氟含量高的特點，認真研究國內(nèi)硫酸裝置在設計與運行中的成功經(jīng)驗和失敗的教訓，力爭使該裝置技術(shù)先進穩(wěn)妥、性能可靠、操作方便，并控制建設投資。采用的技術(shù)方案為：沸騰爐氧化焙燒、封閉酸洗凈化、“32兩轉(zhuǎn)兩吸、余熱回收發(fā)電等工藝。主要特點如下：1 采用沸騰爐氧化焙燒技術(shù)，提高硫的燒出率。2 采用封閉酸洗凈化，以減少稀酸產(chǎn)出。 3 采用“32五段轉(zhuǎn)化，使SO2總轉(zhuǎn)化率大于99.7%。4 采用93%酸枯燥爐氣，98%酸吸收SO3。 工藝流程及消耗定額 工藝流程12萬噸/年硫鐵礦制酸工程工藝局部由以下五個工段組成：原料工段

23、、焙燒工段、凈化工段、轉(zhuǎn)化工段、干吸及成品工段。裝置工藝流程方框圖如下： 尾氣排放 硫鐵礦 干吸 轉(zhuǎn)化 凈化 成品酸 焙燒 礦渣鐵精砂稀酸工藝流程詳見附圖LHS151。4.2.1.1 原料工段 根據(jù)當?shù)氐倪\輸條件和裝置布置要求及氣候條件，硫精礦庫的面積按30×60m2設置，倉庫采用半封閉型倉庫，庫內(nèi)分成兩個區(qū)：原料塊礦區(qū)和成品礦區(qū)。 進廠的硫鐵礦，可堆放在倉庫內(nèi)，用裝載機進行搬運。 庫內(nèi)的硫鐵礦由裝載機運到破碎設備進行破碎和篩分，篩下<3mm的合格硫鐵礦由帶式輸送機焙燒加料斗。4.2.1.2 焙燒工段含硫32%、含水7%的硫鐵礦由焙燒爐的加料斗，通過皮帶給料機連續(xù)均勻地送至沸騰

24、爐，采用氧表控制沸騰爐出口氧含量，根據(jù)其氧含量對沸騰爐的加礦量進行自調(diào)。沸騰爐出口爐氣SO2濃度10.5%，溫度約950。該爐氣經(jīng)余熱鍋爐后，溫度降至400，余熱鍋爐產(chǎn)生的中壓過熱蒸汽，供抽凝汽式汽輪發(fā)電機組發(fā)電。從余熱鍋爐出來的爐氣進旋風除塵器、電除塵器進一步除塵，出電除塵器的爐氣溫度350，含塵量3，然后進入凈化工段。焙燒排渣系統(tǒng)：本設計中擬采用冷卻滾筒浸沒式+埋刮板輸送機+帶式輸送機的排渣方案。該方案的最大優(yōu)點：冷卻效果顯著，冷卻滾筒附的增濕器除可進一步降溫外，還可抑制渣塵飛揚，保持良好的操作環(huán)境。來自沸騰爐的高溫礦渣會同來自余熱鍋爐、旋風除塵器、電除塵器的高溫礦塵分別通過卸灰閥進入埋刮

25、板輸送機，再進入冷卻滾筒降溫，冷卻后的礦渣通過帶式輸送機送至渣倉，直接通過汽車倒運至鐵精砂堆場。主要設備選擇：浸沒式冷卻滾筒。在排渣工藝的設備選型中，其設備能力主要不表達在礦渣的輸送能力，而是表達在移走礦渣熱量的能力，經(jīng)過熱平衡計算，排渣我們選用900mm的浸沒式冷卻滾筒一臺，該設備的特點是分高溫段和低溫段，高溫段密閉冷卻，低溫段噴淋冷卻。設備參數(shù)：體內(nèi)徑：900mm，筒體長度：12000mm。4.2.1.3 凈化工段由電除塵器來的爐氣，溫度約350，進入第一文氏管，用濃度約10%的稀硫酸除去一局部礦塵，然后進入洗滌塔，進一步除去礦塵、砷、氟等有害物質(zhì)。氣體溫度降至38以下，再經(jīng)電除霧器除去酸

26、霧，出口氣體中酸霧含量3。經(jīng)凈化后的氣體進入干吸工段，在枯燥塔前設有平安封。文氏管采用絕熱蒸發(fā)，循環(huán)酸系統(tǒng)不設冷卻器，熱量由后面的洗滌塔稀酸冷卻器帶走。文氏管淋灑酸經(jīng)斜管沉降器沉降，清液回文氏管的循環(huán)槽，進入文氏管循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)使用，一局部循環(huán)液通過文氏管循環(huán)泵打入脫氣塔，經(jīng)脫吸后的清液通過脫氣塔循環(huán)泵送入稀酸貯槽，作為稀酸副產(chǎn)品外賣或用石灰中和處理。斜管沉降器沉降下來的污泥，排入酸溝，可用石灰中和處理。洗滌塔為塔、槽一體結(jié)構(gòu)，淋灑酸從洗滌塔塔底循環(huán)槽流出，通過冷卻塔循環(huán)泵打入冷卻塔循環(huán)使用。增多的循環(huán)酸串入文氏管循環(huán)系統(tǒng)，整個凈化系統(tǒng)熱量由稀酸板式冷卻器帶走。在生產(chǎn)中，考慮到因突然停電造成高溫

27、爐氣影響凈化設備，本工程設計中在文氏管上方設置了高位水箱，通過文氏管出口氣溫與文氏管高位水箱出水閥聯(lián)鎖來保護下游設備和管道。4.2.1.4 干吸工段自凈化工段來的含SO2爐氣，補充一定量空氣，控制SO2濃度為7.5%進入枯燥塔。氣體經(jīng)枯燥后含水份3以下，吸入二氧化硫鼓風機?？菰锼堤盍纤斞b有金屬絲網(wǎng)除霧器。塔內(nèi)用93%硫酸淋灑，吸水稀釋后自塔底流入枯燥塔循環(huán)槽，槽內(nèi)配入由吸收塔酸冷卻器出口串來的98%硫酸，以維持循環(huán)酸的濃度。然后經(jīng)枯燥塔循環(huán)泵打入枯燥塔酸冷卻器冷卻后，進入枯燥塔循環(huán)使用。增多的93%酸全部通過枯燥塔循環(huán)泵串入一吸塔。經(jīng)一次轉(zhuǎn)化后的氣體，溫度大約為180，進入一吸塔，吸收

28、其中的SO3，經(jīng)塔頂?shù)慕饘俳z網(wǎng)除霧器除霧后，返回轉(zhuǎn)化系統(tǒng)進行二次轉(zhuǎn)化。經(jīng)二次轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化氣，溫度大約為156，進入二吸塔，吸收其中的SO3，經(jīng)塔頂?shù)慕饘俳z網(wǎng)除霧器除霧后，通過60m煙囪達標排放。第一吸收塔和第二吸收塔均為填料塔，第一吸收塔和第二吸收塔淋灑酸濃度為98%，吸收SO3后的酸自塔底流入吸收塔循環(huán)槽混合，加水調(diào)節(jié)酸濃至98%，然后經(jīng)吸收塔循環(huán)泵打入吸收塔酸冷卻器冷卻后，進入吸收塔循環(huán)使用。增多的98%硫酸，一局部串入枯燥塔循環(huán)槽，一局部作為成品酸經(jīng)過成品酸冷卻器冷卻后直接輸入成品酸貯罐。4.2.1.5 轉(zhuǎn)化工段經(jīng)枯燥塔金屬絲網(wǎng)除沫器除沫后，SO2濃度為7.5%的爐氣進入二氧化硫鼓風機升壓

29、后，經(jīng)第換熱器和第換熱器換熱至430，進入轉(zhuǎn)化器。第一次轉(zhuǎn)化分別經(jīng)一、二、三段催化劑層反響和、換熱器換熱，轉(zhuǎn)化率到達92%，反響換熱后的爐氣降溫至180，進入第一吸收塔吸收SO3后，再分別經(jīng)過第、第和第換熱器換熱后，進入轉(zhuǎn)化器四和五段進行第二次轉(zhuǎn)化，總轉(zhuǎn)化率到達99.7%以上，二次轉(zhuǎn)化氣經(jīng)第換熱器換熱后，溫度降至156進入第二吸收塔吸收SO3。為了調(diào)節(jié)各段催化劑層的進口溫度，設置了必要的副線和閥門。為了系統(tǒng)的升溫預熱方便，在轉(zhuǎn)化器一段和四段進口設置了兩臺電爐。物料平衡 單位：萬噸/年 空氣： 其中：H2O: 焙燒工段 硫精砂： 硫鐵礦渣、灰： 其中：S： 其中：S： H2O： 凈化工段工藝水：

30、 5%稀酸：3 其中：S: H2O:補充空氣： 其中:H2O: 干吸，轉(zhuǎn)化工段 工藝水： 98%酸 其中：S: H2716 尾氣： 其中：23 H232 4.2.3 原材料、輔助材料和燃料、動力消耗定額 原材料、輔助材料和燃料、動力消耗定額 表4-1 年操作時間8000小時 序名 稱及規(guī)格單位消耗定額消 耗 量備 注號以每噸100%H2SO4計每小時每年一消耗物1.硫鐵礦(干基)(含S:32%)噸1.0751.284×105礦山自產(chǎn)2.電度14521751.74×1073.循環(huán)水噸20401.632×107裝置自供4.直流水噸7105×1055.脫鹽水噸

31、×105裝置自供6.釩催化劑公斤×1047.輕柴油公斤×104開車用8.石灰(CaO>70%)公斤100×105二付產(chǎn)物1.鐵精砂噸11.03×105干基2.稀硫酸噸×104 3.電度1752188×107三主產(chǎn)品1.98%硫酸噸1×1044.3 自控技術(shù)方案 自控水平和主要控制方案 本設計為12萬噸/年硫鐵礦制酸裝置，包括原料工段、焙燒工段、凈化工段、轉(zhuǎn)化工段、干吸及成品工段、余熱回收系統(tǒng)、循環(huán)水站、余熱發(fā)電以及脫鹽水站的自控設計。工藝物料主要為硫鐵礦、高溫爐氣、硫酸、蒸汽以及水。整個裝置均為非防爆區(qū)。 以

32、集中控制為主,整個生產(chǎn)過程的操作及主要動設備的狀態(tài)顯示、停止操作均可在控制室內(nèi)完成。對不重要的或不需要經(jīng)常監(jiān)視的工藝參數(shù)采用就地儀表指示。 根據(jù)工藝操作需要，在焙燒工段設置一個操作室，面積約為30平方米；在發(fā)電廠房內(nèi)設置一個操作室，面積約為30平方米。原料工段、脫鹽水站、循環(huán)水站均單獨設置常規(guī)儀表操作室，面積均為24平方米。 主要關(guān)鍵儀表選擇 溫度儀表：需要集中檢測的工藝參數(shù)的溫度傳感器主要使用RTD.Pt100 熱電阻和K分度號的熱電偶。就地指示的溫度選用雙金屬溫度計。 壓力儀表：硫酸等腐蝕性介質(zhì)的壓力測量，就地指示采用隔膜壓力表，集中指示采用隔膜壓力變送器。一般介質(zhì)采用不銹鋼壓力表或普通壓

33、力變送器進行測量。 流量儀表：氣體流量的測量采用托巴管流量計或阿紐巴流量計。水流量的測量采用威力巴流量計。蒸汽流量的測量采用阿紐巴流量計。成品酸的計量選用質(zhì)量流量計。 物位儀表：硫酸的液位測量采用雷達液位變送器。鍋爐汽包液位采用差壓變送器進行測量。 分析儀表：酸濃檢測采用電導式酸濃分析儀。氣相在線分析儀表為引進產(chǎn)品，供給商提供全套的采樣和預處理裝置。 儀表電源的要求和用量 儀表電源：來自電氣專業(yè)，通過不間斷電源提供儀表所需的220VAC電源。供控制系統(tǒng)、分析儀表及其它儀表用電設備使用。 交流輸入：380VAC±10%；頻率：50Hz±5% 交流輸出：380VAC±

34、2%；頻率：50Hz± 220VAC±2%；頻率：50Hz±交流輸出：24VDC±1% 用電量：51KVA。4.4 主要設備的選擇 概述 12萬噸/年硫鐵礦制酸裝置非標設備的設計，將在該公司已設計投產(chǎn)的多套硫鐵礦制酸裝置的根底上，吸收國內(nèi)外硫鐵礦制酸的先進技術(shù)，立足于國產(chǎn)化，根據(jù)國內(nèi)的制造條件和標準，在穩(wěn)妥可靠的前提下進行改良和提高，優(yōu)化設備設計。4.4.2 設計原那么和一般技術(shù)規(guī)定 1 設計原那么 a、工程設計應以設計合同為依據(jù)進行優(yōu)化設計，技術(shù)上應穩(wěn)妥、性能上應可靠、操作方便、投資節(jié)省。 b、設備設計條件在工藝數(shù)據(jù)表和結(jié)構(gòu)簡圖中已有明確規(guī)定的，必須以

35、設計條件的內(nèi)容為準。 c、容器及封頭的公稱直徑應盡量選用標準系列。 d、設備法蘭按設計條件選用靠近壓力等級或高一等級標準法蘭；無標準直接選用時，才允許進行設計；對既能選用板材也能使用鍛件加工時，優(yōu)先選用板材加工。e、設備上使用的人孔、手孔、檢查孔、吊耳、支座、視鏡等，應盡量按標準或選用標準圖；螺栓、螺母應按相應標準匹配使用，并盡量使用商品等級。 2 一般技術(shù)規(guī)定 a、自然條件參數(shù)：按業(yè)主提供的數(shù)據(jù)。 b、設計壓力：設備設計壓力在工藝數(shù)據(jù)表有明確規(guī)定時，以數(shù)據(jù)表規(guī)定為準；當工藝數(shù)據(jù)表沒有明確規(guī)定時，必須考慮在工作情況下可能遇到的工作壓力和對應的工作溫度兩者組合中的各種工況，并以最苛刻工況下的工作

36、壓力來確定設計壓力。 c、設計溫度：設備設計溫度在工藝數(shù)據(jù)表有明確規(guī)定時，以數(shù)據(jù)表規(guī)定為準；當工藝數(shù)據(jù)表沒有明確規(guī)定時，必須考慮在工作過程中可能遇到的工作溫度和相應工作壓力兩者結(jié)合中各種苛刻條件下的最高工作溫度。 d、焊接接頭系數(shù)：焊接接頭系數(shù)應根據(jù)元件的焊接接頭型式及無損檢測的長度比例確定。e、腐蝕裕量：容器的腐蝕裕量在工藝數(shù)據(jù)表有明確規(guī)定時，以數(shù)據(jù)表規(guī)定為準；當工藝數(shù)據(jù)表沒有明確規(guī)定時，按以下規(guī)定選?。禾间撊萜鳎喝2=3mm(當采取內(nèi)部防腐措施時取C2=1mm)不銹鋼容器：取C2=0mmf、材料許用應力：材料的許用應力按JB/T4735確定和選取。4.4.3 主要設備說明 (1) 沸騰爐

37、： 沸騰爐爐體為鋼殼圓筒上部擴大內(nèi)襯保溫磚和耐火磚結(jié)構(gòu)。爐子的最下部是風室，設有空氣進口管，其上部是空氣分布板，空氣分布板上是耐火澆注料爐床，爐床上埋設有許多側(cè)向開小孔風帽。爐膛中部為向上擴大的截頭錐體，上部爐膛的截面積比沸騰層的截面積大，以降低爐氣的上升速度，減少固體粒子的帶出。沸騰床中裝有冷卻管束，以移走沸騰床的余熱，它們與鍋爐汽包聯(lián)結(jié)，是余熱鍋爐蒸發(fā)受熱面的一局部。此外，沸騰爐上還設置有加料口、礦渣溢流管口、爐氣出口、點火孔等接管。為防止SO3露點腐蝕，沸騰爐殼體外部設有外保溫。 (2) 文氏管：文氏管是作為凈化工段第一級洗滌設備使用的，其工況條件的特點是溫度高、腐蝕性強、氣體帶塵較多，

38、如采用填料塔有堵塞的危險，所以采用內(nèi)噴文氏管。其優(yōu)點是便于大型化、氣體壓降小、操作彈性大、性能穩(wěn)定、可靠性較高。 (3) 洗滌塔：洗滌塔為凈化工段第三級洗滌設備，采用整體鋼襯PE制作，噴淋酸由塔頂?shù)姆炙崞鞣植嫉教盍仙厦?。噴?lt;5%的稀酸。填料高度一般為4m范圍內(nèi)，一般采用聚丙烯制大尺寸如76的低阻力、抗污堵及具有自清洗性能的填料，如異鞍環(huán)、階梯環(huán)等。 (4) 干吸塔：干吸塔是指枯燥塔、第一吸收塔和第二吸收塔。凈化爐氣中因含有水分，如不及時去除就會與SO3反響生成硫酸，從而腐蝕后續(xù)轉(zhuǎn)化換熱系統(tǒng)中的鋼制設備，損壞催化劑，增加系統(tǒng)的阻力，為除去這些水分，設置了枯燥塔。吸收塔的作用是將在轉(zhuǎn)化器內(nèi)

39、產(chǎn)生的SO3氣體用濃硫酸吸收產(chǎn)出成品酸。干吸塔的主要結(jié)構(gòu)根本上是相似的，塔體為立式圓筒形內(nèi)襯耐酸磚。在保證大開孔率的前提下，塔內(nèi)填料支承既可采用高鋁瓷條梁，也可采用耐酸瓷球拱。上面亂堆3階梯環(huán)耐酸瓷主填料。填料上部為分酸裝置。主填料及分酸管上亂堆高度為500mm的38階梯環(huán)耐酸瓷填料，設備上部設有除沫裝置，以收集氣體中的酸沫。殼側(cè)設有人孔和視鏡，以便除沫器的安裝、檢修和觀察。分酸裝置采用鑄鐵管式酸分布器，它是由一根分酸主管和多根分酸支管組成，酸液由酸泵送入分酸主管，由分酸主管分配至各分酸支管，再由各分酸支管上開設的分酸孔噴淋至填料外表。具有結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，制造、安裝及維修較方便等優(yōu)點，單位面

40、積分酸點數(shù)達20-27/ m2。鑄鐵管式分酸器的材料有低鉻鑄鐵和合金鑄鐵兩種可供選擇。 (5) 轉(zhuǎn)化器：SO2轉(zhuǎn)化器的作用是將經(jīng)過換熱后到達轉(zhuǎn)化器內(nèi)催化劑的反響溫度的氣體在催化劑的催化作用下與氧氣發(fā)生反響生成SO3氣體。SO2轉(zhuǎn)化器為直立圓筒形結(jié)構(gòu)，全碳鋼殼體襯容重較大的硅酸鋁纖維磚，硅酸鋁纖維磚外外表涂刷耐高溫防腐涂料。隔板為不銹鋼，隔板上鋪硅酸鋁纖維磚磚以保證每段間相互隔熱。篦子板、立柱采用耐熱鑄鐵，篦子板上鋪不銹鋼絲網(wǎng)，不銹鋼絲網(wǎng)上鋪放瓷球和催化劑，每層催化劑上面均再鋪一層瓷球，以便于氣體分布。轉(zhuǎn)化器殼體外外表、頂蓋及底座下面設有外保溫。 主要設備一覽表 主要設備一覽表 表4-2序號名

41、稱規(guī) 格主要技術(shù)參數(shù)備 注1震動篩1250×2500硫鐵礦生產(chǎn)量：17t/h1臺2浸沒式冷卻滾筒900×120001臺3膠帶輸送機B=650，硫鐵礦輸送量：15 t/h1臺4沸騰爐內(nèi)5000，H=19000沸騰層面積：20m2焙燒強度：2風帽氣速：55m/s1臺，鋼襯耐火磚5電除塵器 28 m21臺，鋼6文氏管內(nèi)600喉管氣速：50m/s1臺7洗滌塔內(nèi)3600填料塔，主填料高度:5m空塔氣速：玻璃鋼8稀酸冷卻器換熱面積：200m2材質(zhì)：SMO1臺9電除霧器270管一級電霧1臺10干吸塔內(nèi)3500H=19000填料塔，主填料高度:4m枯燥塔3臺，鋼襯耐酸磚?？账馑偃缦拢?1

42、枯燥塔酸循環(huán)槽內(nèi)48001臺，鋼襯耐酸磚12吸收塔循環(huán)槽內(nèi)48002臺，鋼襯耐酸磚13轉(zhuǎn)化器內(nèi)6000H=18500催化劑量:63m3截面氣速1臺，鋼襯耐火磚14空氣鼓風機D500，N=280kWQ=500m3/min，P=2000mmH2O1臺，離心式轉(zhuǎn)速：2970r/min15SO2鼓風機D800,N=700kWQ=800m3/minP=3200mmH2O1臺，離心式轉(zhuǎn)速：2970r/min16第換熱器S=390m217第換熱器S=420m218第換熱器S=1650 m219第換熱器S=55m220第換熱器S=1830m25 原材料、輔助材料及燃料和動力的供給5.1 原材料及燃料和動力的供

43、給5.1.1 原料的成分本工程所用硫鐵礦均為賀州地區(qū)所屬礦山所產(chǎn)的硫鐵礦，具體成分如下：生產(chǎn)原料為硫鐵礦，粒度120目，主要成份為：鋅硫精砂 S 32%、Fe51%、F 0.05%、As0.05%、 H2O 12%5.1.2 硫鐵礦年消耗量 本硫酸裝置的公稱規(guī)模為12萬噸/年硫酸以100%H2SO4計，按實際硫酸產(chǎn)量360噸/天以100%H2SO4計進行物料平衡計算，本裝置實物硫精礦的年消耗總量為1萬噸干基，含硫32%。5.1.3 硫鐵礦的來源及運輸情況 本裝置所需原料均為賀州市當?shù)氐牧蚓V，開展規(guī)劃達年總產(chǎn)量20萬噸以上，儲量豐富，供給可靠，可直接用汽車運輸，能滿足生產(chǎn)要求。 輔助材料供給

44、本工程所需主要輔助材料為國產(chǎn)釩催化劑。 本工程轉(zhuǎn)化器內(nèi)釩催化劑總裝填量為108m3，以堆密度3計共噸，每年消耗11噸。5.3 燃料供給本工程所需燃料為輕柴油，用于硫酸生產(chǎn)的開車，本裝置年總用量為78噸。20#輕柴油的規(guī)格和性質(zhì)如下： 粘度°E 20 密度 840mg/m3 閃點 >65 熱值 46055kJ/kg11000kcal/kg燃料油年用量不多，在當?shù)丶纯刹少彙? 建廠條件和廠址方案 建廠條件6.1.1 廠址的地理位置賀州市宏鑫化工位于賀州市望高鎮(zhèn)鯉魚村，距市區(qū)25公里，距火車站4公里，交通便利。6.1.2 氣象條件氣象條件：廠址所在地屬中亞熱帶季風氣候，冬短夏長，干濕

45、明顯，春季及初夏多陰雨，秋冬多晴天。晝夜溫差大，年平均氣溫，年極端最高溫度，年極端最低溫度 7.1 , 1月平均氣溫9，7月平均氣溫。年降水日174天，年平均降雨量1mm，最大降雨量2200 mm，常年主導風向為東風，夏季主導風向為東南風，靜風頻率為60%,平均風速，最大風速12m/s。年平均相對濕度82%，年平均霧日天，無霜期270-300天。地震烈度6度。6.1.3 原料、動力等供給情況 原料硫鐵礦全部來自當?shù)氐V區(qū)，來源穩(wěn)定可靠。 新建廠址區(qū)域水源充足，水質(zhì)良好，符合新工程生產(chǎn)補水、循環(huán)用水。供電可利用現(xiàn)有廠區(qū)內(nèi)的變電所等設施及線路，外圍工程費用低。 廠址方案本工程場地約占30畝，原料、成

46、品、設備進出道路暢通，計量方便。7 公用工程和輔助設施方案7.1 總圖運輸 總平面布置 總平面布置原那么: 該工程為新建工程，所以在設計過程中考慮在工藝流程合理的根底上, 使廠區(qū)總體布置更加符合現(xiàn)代企業(yè)要求，做到人流、物流合理，生產(chǎn)區(qū)與輔助區(qū)功能分區(qū)明確。結(jié)合開發(fā)區(qū)總體規(guī)劃要求，節(jié)約用地，充分考慮到工廠的遠期開展?？倛D布置：本設計為12萬噸/年硫鐵礦制酸裝置，包括以下幾個主要工段：1原料工段：包括原料庫及加料房。2焙燒工段：包括沸騰爐、余熱鍋爐、旋風除塵、電除塵和排渣系統(tǒng)等。3凈化工段：包括文氏管、電除霧器、脫吸塔、冷卻塔、稀酸板式換熱器等。4轉(zhuǎn)化工段：包括轉(zhuǎn)化器、換熱器及鼓風機房等。5干吸及

47、成品工段：枯燥塔、吸收塔、循環(huán)槽、濃酸板式冷卻器、煙囪及成品罐。6輔助設施：包括發(fā)電廠房、脫鹽水廠房、循環(huán)水站、綜合樓及污水處理站等。根據(jù)各裝置間的物料供給和生產(chǎn)關(guān)系的緊密性及環(huán)境等綜合因素，將廠區(qū)劃分為三個界區(qū)。由北向南依此為：原料運輸區(qū)；主裝置區(qū)；包括焙燒、凈化、轉(zhuǎn)化、干吸及成品工段；輔助裝置區(qū)：包括污水處理站、發(fā)電廠房、脫鹽水廠房、循環(huán)水站及綜合樓。詳見總平面布置圖S1252本平面設計充分考慮了各裝置之間的物料互供，縮短了管線和棧橋，裝置間生產(chǎn)聯(lián)系緊密。工藝流程合理，節(jié)約用地。 總圖主要技術(shù)經(jīng)濟指標表 表7-1序號指標名稱單位數(shù)量備注 1裝置占地面積公頃 2建構(gòu)筑物占地面積平方米 662

48、8 3道路地坪面積平方米 5620 4管架及地下管線占地面積平方米 1200 5建筑系數(shù)% 6利用系數(shù)% 7綠化系數(shù)% 307.1.2 豎向布置該場地排水采用暗管排水，清污分流，清潔下水排入廠區(qū)排水管網(wǎng)，污水經(jīng)集中處理達標后排放。7.1.3 裝置運輸 單位:噸 主要年運輸量表位 表7-2 序號物料名稱 運 量 狀態(tài)運輸方式來源或去向 一 運 入 1硫鐵礦 萬固汽車 內(nèi)部調(diào)撥 2石灰 600 固汽車 外購 3 輕柴油 78 固汽車 外購 4 催化劑 固汽車 外購 二 運 出 1 98%硫酸 12.2萬液體槽車 外運 2礦渣(鐵精粉) 1萬固汽車倒運至選場 3稀硫酸萬液體槽車綜合利用本裝置年運輸量約萬噸左右，其中運入13萬噸/年左右，運出約25萬噸/年左右。由公司現(xiàn)有運輸情況可知，廠外