某石化公司烟气脱硫项目可研报告.doc

中中国国石石油油某某石石化化公公司司化化肥肥厂厂 煤煤锅锅炉炉烟烟气气系系统统增增设设脱脱硫硫设设施施 可可行行性性研研究究报报告告 （修修订订版版） 中中国国石石油油某某石石油油化化工工总总厂厂设设计计院院 （证证书书编编号号：工工咨咨甲甲 2031136001） 二二五五年年十十二二月月 秘密秘密 - 1 - 目目 录录 1 总论总论.- 13 - 1.1 项目及建设单位基本情况 .- 13 - 1.1.1 项目基本情况- 13 - 1.1.2 建设单位基本情况- 13 - 1.2 编制依据及原则 .- 13 - 1.2.1 编制依据- 13 - 1.2.2 编制原则- 14 - 1.3 研究范围 .- 14 - 1.4 项目背景及建设理由 .- 15 - 1.4.1 项目背景- 15 - 1.4.2 项目建设的理由- 15 - 1.4.3 主要外部有利条件- 16 - 1.5 主要研究结论 .- 16 - 2 硫酸铵市场分析与价格预测硫酸铵市场分析与价格预测.- 17 - 2.1 副产品硫酸铵的品种、规格和用途 .- 17 - 2.1.1 副产品硫酸铵的品种、规格- 17 - 2.1.2 副产品硫酸铵的主要用途- 17 - 2.1.3 硫酸铵的质量指标- 17 - 2.2 副产品硫酸铵综合利用前景分析 .- 18 - 3 工艺技术方案的选择工艺技术方案的选择.- 19 - 3.1 工艺基础数据 .- 19 - 3.1.1 化肥厂现有燃煤锅炉运行状况- 19 - 3.1.2 燃煤锅炉耗煤及煤质情况- 21 - 3.2 工艺技术方案比较 .- 21 - 3.2.1 选择脱硫工艺技术的原则- 21 - 3.2.2 脱硫工艺技术概述- 22 - 3.2.3 脱硫工艺方案比较- 22 - 3.3 几种氨法脱硫技术简介 .- 26 - 3.3.1 ge 氨法.- 28 - 3.3.2 bischoff 氨法 - 29 - 3.3.3 nkk 氨法 .- 30 - 3.3.4 nads 氨化肥法.- 31 - 3.3.5 简易氨法脱硫- 32 - 3.3.6 sats 氨硫酸铵法脱硫技术 - 33 - 3.3.7 技术经济对比- 34 - - 2 - 4 工艺装置技术及设备方案工艺装置技术及设备方案.- 36 - 4.1 工艺概述 .- 36 - 4.1.1 装置规模和操作弹性- 36 - 4.1.2 原料和辅助材料- 36 - 4.1.3 产品及副产品- 36 - 4.2 脱硫装置的技术性能 .- 36 - 4.2.1 可利用率和运行参数- 36 - 4.2.2 脱硫效率- 36 - 4.2.3 so2烟尘排放浓度- 36 - 4.3 工艺流程说明 .- 36 - 4.3.1 烟气系统- 37 - 4.3.2 吸收系统- 37 - 4.3.3 吸收剂配置、储运系统- 38 - 4.3.4 工艺水系统- 39 - 4.3.5 氧化空气系统- 39 - 4.3.6 硫酸铵结晶、分离、干燥系统- 39 - 4.4 物料平衡 .- 40 - 4.5 工艺设备技术方案 .- 40 - 4.5.1 主要设备选型- 40 - 4.5.2 主要设备的防腐蚀材料- 55 - 4.5.3 脱硫塔防腐蚀材料的选择- 55 - 4.6 脱硫装置平面布置 .- 60 - 4.6.1 布置概述- 60 - 4.6.2 必要性和安全性分析- 60 - 4.7 工艺装置“三废”排放 .- 61 - 4.8 工艺及设备风险分析 .- 61 - 4.8.1 现有系统对 fgd 装置的影响- 61 - 4.8.2 fgd 装置对现有系统的影响- 61 - 5 原料、辅助材料供应及消耗原料、辅助材料供应及消耗.- 62 - 5.1 吸收剂供应与消耗 .- 62 - 5.1.1 吸收剂供应条件- 62 - 5.1.2 吸收剂消耗定额及消耗量- 63 - 5.2 动力（水、电、汽、气）消耗定额及消耗量 .- 63 - 5.2.1 化肥厂现有公用工程状况- 63 - 5.2.2 公用工程消耗定额及消耗量- 63 - 6 自动控制自动控制.- 64 - - 3 - 6.1 概述 .- 64 - 6.2 全厂控制系统及仪表选型 .- 65 - 6.3 工艺装置控制方案 .- 65 - 6.4 烟气连续监测系统（cems）.- 66 - 6.5 控制室 .- 66 - 6.6 自动控制系统公用工程消耗 .- 67 - 6.7 设计中采用的主要标准及规范 .- 67 - 7 厂址选择厂址选择.- 67 - 7.1 建厂条件 .- 67 - 7.1.1 厂址自然地理条件- 67 - 7.1.2 工程地质条件- 67 - 7.1.3 水文气象条件- 70 - 7.1.4 公用工程条件- 72 - 7.1.5 交通运输条件- 73 - 7.1.6 燃料来源- 73 - 7.2 厂址选择 .- 73 - 8 总图运输及土建总图运输及土建.- 74 - 8.1 总图与运输 .- 74 - 8.2 建筑结构与地基处理 .- 74 - 8.2.1 采用的主要标准规范- 74 - 8.2.2 建筑设计- 74 - 8.2.3 结构设计- 75 - 8.2.4 地基处理- 76 - 8.2.5 抗震设计- 76 - 9 公用工程及辅助生产设施公用工程及辅助生产设施.- 77 - 9.1 给排水 .- 77 - 9.2 压缩空气 .- 77 - 9.3 蒸汽 .- 77 - 9.4 供配电 .- 78 - 9.4.1 脱硫供配电接线电气接线- 78 - 9.4.2 控制、保护及测量- 78 - 9.4.3 直流系统- 78 - 9.4.4 不停电电源- 78 - 9.5 暖通 .- 79 - 9.5.1 通风- 79 - 9.5.2 空调- 79 - - 4 - 10 节能节能.- 79 - 11 节水节水.- 80 - 12 消防消防.- 80 - 12.1 设计中采用的标准及规范 .- 80 - 12.2 火灾隐患分析 .- 80 - 12.3 消防安全措施 .- 80 - 13 环境保护环境保护.- 81 - 13.1 建设地区环境质量现状 .- 81 - 13.1.1 社会环境现状- 81 - 13.1.2 周围环境质量现状简析- 81 - 13.2 执行的环境标准 .- 82 - 13.2.1 环境质量标准- 82 - 13.2.2 污染物排放标准- 82 - 13.2.3 设计执行的标准、规范- 82 - 13.3 建设项目污染及治理措施 .- 82 - 13.3.1 二氧化硫处理- 82 - 13.3.2 其他污染物处理- 83 - 13.4 环境管理及监测 .- 83 - 13.5 建设项目环境影响 .- 84 - 13.5.1 总量控制- 84 - 13.5.2 对周围环境影响的改善- 84 - 13.6 工程实施后的社会效益 .- 84 - 14 职业安全卫生职业安全卫生.- 84 - 14.1 编制依据 .- 84 - 14.1.1 法律、法规及条例- 84 - 14.1.2 设计采用的主要标准、规范- 85 - 14.2 生产过程中主要职业危险，危害因素分析 .- 85 - 14.3 职业安全卫生防护的措施 .- 86 - 14.3.1 防氨水泄漏危害的措施- 86 - 14.3.2 防尘- 86 - 14.3.3 防噪音- 86 - 14.3.4 其他- 86 - 14.4 机构设置及人员配备情况 .- 87 - 14.5 预期效果 .- 87 - 15 组织机构及人力资源配置组织机构及人力资源配置.- 88 - - 5 - 15.1 企业管理体制及组织机构 .- 88 - 15.2 生产倒班制及人力资源配置 .- 88 - 15.3 人员的来源及培训 .- 88 - 16 项目实施计划项目实施计划.- 88 - 16.1 项目实施计划内容 .- 88 - 16.2 项目实施条件 .- 88 - 16.3 实施进度计划 .- 88 - 16.4 主要问题及建议 .- 90 - 17 投资估算及资金筹措投资估算及资金筹措.- 90 - 17.1 投资估算编制说明 .- 90 - 17.1.1 项目概述- 90 - 17.1.2 项目投资估算范围- 90 - 17.1.3 需要说明的有关事项- 90 - 17.2 投资估算依据 .- 90 - 17.3 投资概算原则 .- 90 - 17.4 建设项目投入总资金构成 .- 91 - 17.5 投资估算结果 .- 91 - 17.6 流动资金估算 .- 92 - 17.7 建设期利息估算 .- 92 - 17.8 投资估算汇总及分析 .- 92 - 17.9 资金筹措及资金使用计划 .- 92 - 17.9.1 本项目所需资- 92 - 17.9.2 建设资金来源- 92 - 17.9.3 资金使用计划- 92 - 18 财务评价财务评价.- 92 - 18.1 概述 .- 92 - 18.2 成本费用估算 .- 93 - 18.2.1 成本和费用估算- 93 - 18.2.2 经营成本- 94 - 18.2.3 固定成本和可变成本- 94 - 18.3 销售收入、销售税金及附加和增值税 .- 94 - 18.3.1 销售收入- 94 - 18.3.2 增值税- 94 - 18.3.3 销售税金及附加- 94 - 18.4 利润和所得税 .- 94 - - 6 - 18.4.1 利润分配- 94 - 18.4.2 企业所得税- 94 - 18.5 财务评价指标计算 .- 95 - 18.5.1 财务盈利能力分析- 95 - 18.5.2 项目清偿能力分析- 95 - 18.6 不确定性分析 .- 95 - 18.6.1 盈亏平衡分析- 95 - 18.6.2 敏感性分析- 96 - 18.7 装置建设后对化肥厂总体效益产生的影响 .- 96 - 18.8 财务评价结论及建议 .- 96 - 19 项目预期目标和风险分析项目预期目标和风险分析.- 97 - 19.1 预期目标分析 .- 97 - 19.1.1 产品规模、结构及质量水平- 97 - 19.1.2 生产技术水平及经营管理水平- 97 - 19.1.3 产品成本及项目经济效益水平- 97 - 19.2 项目存在的主要风险分析 .- 97 - 19.2.1 市场风险及程度- 97 - 19.2.2 资源风险及程度- 97 - 19.2.3 技术风险及程度- 97 - 19.2.4 工程风险及程度- 97 - 19.2.5 资金风险及程度- 97 - 19.2.6 政策风险及程度- 98 - 19.2.7 外部协作条件风险及程度- 98 - 19.2.8 社会风险及程度- 98 - 19.2.9 其它风险及程度- 98 - 19.3 风险防范对策 .- 98 - 19.3.1 风险回避- 98 - 19.3.2 风险控制- 98 - 19.3.3 风险转移- 99 - 19.3.4 风险自担- 99 - 19.4 分析结论 .- 99 - 20 结论与建议结论与建议.- 99 - 20.1 研究结论 .- 99 - 20.2 建议 .- 100 - - 13 - 1 总论总论 1.1 项目及建设单位基本情况项目及建设单位基本情况 1.1.1 项目基本情况项目基本情况 1.1.1.1 项目名称项目名称 中国石油某石化公司化肥厂煤锅炉烟气系统增设脱硫设施。 1.1.1.2 项目建设性质项目建设性质 本项目为某石化化肥厂供热燃煤锅炉的烟气净化技改工程，是新建环保项目。 1.1.1.3 项目建设地点项目建设地点 拟建在某石化分公司化肥厂锅炉烟道、烟囱外侧的空地上（面积约 70m80m）。 1.1.2 建设单位基本情况建设单位基本情况 1.1.2.1 建设单位名称、性质及负责人建设单位名称、性质及负责人 建设单位名称： 中国石油天然气股份有限公司某石化分公司 企 业 性 质： 国有股份制企业 公 司 法 人： 郑明禹(代) 1.1.2.2 建设单位概况建设单位概况 中国石油某石化分公司始建于1975年4月。占地18平方公里，地处某东北郊25公 里处，紧邻吐-某-大高速公路和216国道。位于某三大油田中央，毗临吐-某-大高速 公路。交通极为便利。 1999年8月，中国石油总公司进行了战略重组，某石油化工总厂分为某石化公司 和某石化总厂两个独立核算的单位。 中国石油天然气股份有限公司某石化分公司是集炼油、化肥、化纤于一体的石 油化工、化纤生产基地。于 2000 年元月 17 日正式通过 iso90021 国际质量体系认证。 下属炼油厂、化肥厂、化纤厂、热电厂、原料办、经销公司以及科研所等 9 个单位。 目前生产石油化工、化纤共计 9 大类 56 个品种，具有较强的资产和技术优势。有多 项产品获国优、省优、部优和某名牌产品称号。 1.2 编制依据编制依据及原则及原则 1.2.1 编制依据编制依据 1）中国石油某石化分公司关于化肥厂锅炉烟气脱硫装置可行性研究报告编制的 设计任务委托书（见附件一）； 2）中石油某石化公司化肥厂提供的基础数据调查表和现场踏勘调研等有关 基础资料； 3）国务院关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有关问题的批复（国函1998 5 号文）； 4）国家环保局、国家经济贸易委员会、科学技术部关于发布燃煤二氧化硫排 放污染防治技术政策的通知（环发200221 号文）； - 14 - 5）国家标准锅炉大气污染物排放标准gb13271-2001； 6）国家发展计划委员会、财政部、国家环境保护总局，国家经济贸易委员会第 31 号令：排污费征求标准管理办法(2003.2.28)； 7）国家发展和改革委员会文件：发改能源2004864 号，国家发展改革委员会 关于燃煤电站项目规划和建设有关要求的通知(2004 年 5 月 6 日)； 8）与本工程相关的其他法律法规； 9）中油天然气股份有限公司：炼油化工建设项目可行性研究报告编制规定 （2002 年）； 10）原化学工业部：化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定 （1997 年）； 11）与本工程相关的其他工程技术标准规范及强制性标准。 1.2.2 编制原则编制原则 1）遵循“工艺成熟、运行稳定、脱硫效率高、投资省、无二次污染”的原则， 经综合比较各方案后提出推荐方案。 2）贯彻“安全可靠、经济实用、符合国情”的指导方针，精心设计，充分优化， 使实施方案经济合理、可用率高，并在保证技术指标的前提下努力降低工程造价。 3）脱硫系统工艺设计方案的拟定视本工程的实际情况，妥善处理好与已建工程 的衔接关系，尽可能减少在工程实施过程中对主体锅炉运行的影响。 4）充分利用化肥厂的现有场地、现有公用工程设施，节约工程投资。 5）根据脱硫副产品回收系统的工艺要求，以及物料特性，设计方案简单可靠。 6）吸收剂由废氨水及纯氨水配置而成；副产品硫铵以含杂质的干燥固体形态送 出界区，作为某石化总厂的复合肥装置的生产原料。 7）综合考虑化肥厂燃煤含硫量的变化趋势，脱硫装置系统设计及设备选型考虑 一定适应能力。 8）脱硫装置采用可与主体工程接口的 dcs 集中控制。提高自动化程度，控制 定员，减轻工人劳动强度。 9）为保证化肥厂锅炉的可靠、稳定运行，脱硫装置的启动与停运不影化肥厂的 正常运行。当锅炉负荷调节时，脱硫装置可以同步调节，避免超量投入，降低运行 成本。 1.3 研究范围研究范围 （1） 本工程可行性研究的范围包括： 脱硫工程的建设条件描述； 脱硫技术方案的比较与优化； 总平面布置方案设计； 锅炉烟气脱硫装置界区范围内的烟气系统、吸收系统、氨/水系统、氧化空气系 统、硫酸铵分离、干燥系统的工艺、管道、设备、电气、自控、土建、给排水、技 术经济等各专业方案设计； - 15 - 投资估算及运行成本、财务经济分析。 （2） 边界条件 装置边界条件原则上以装置界区范围外1m为限，工程所需的原材料和公用工程 介质（水、电、蒸汽、压缩空气）均由业主负责送至装置边界。边界外新增内容费 用在概算中单列。 1.4 项目背景及项目背景及建设理由建设理由 1.4.1 项目背景项目背景 中国石油天然气股份有限公司某石化分公司（以下简称某石化）位于某某市郊 区东北部的东山区，大部分与米泉市相邻，西南与某矿务局相邻，距某市中心约25 公里。某石化系20世纪70年代建设的大型石油化工综合企业，所辖主要生产厂和装 置有炼油厂、化肥厂、化纤厂、编织袋厂及复合肥装置、三聚氰胺装置以及为某石 化服务的自备热电厂等。生活区集中在西部，工业区在东北部。配套的生活福利设 施有医院、剧院、体育场、学校、宾馆、公园及职工家属宿舍，总占地面积16平方 公里，职工1.1万人，全区共3万人。 根据某市环保局某市地面水域功能区划分规定 ，建设项目所在的某石化地区 远离饮用水水源保护区，亦不属于农业用水区域。工业废水经污水处理系统处理后 排入污水库，并经污水库（天然氧化塘）的进一步处理，污水库出水水质低于污 水综合排放标准 （gb89781996）中二级标准。 根据某环保局对某石化公司一化肥油改气项目环评适用标准的批复和某市环保 局某市环境空气质量功能区划分规定 ，某石化公司生产区环境空气质量功能区划 分为三类区，生活区环境空气质量功能区划为二类区（混合区） 。 根据某市环保局某市城市区域环境噪声标准适用区域划分规定 ，某石化地区 为石油化工工业区，为噪声3类标准适用区。 在某石化日常环境管理工作中，生产区执行环境空气质量标准 （gb30951996及其2000年修改单）中的三级标准，生活区执行环境空气质量标 准 （gb30951996及其2000年修改单）中的二级（混合区）标准。加热炉及工业 炉窑废气执行工业炉窑大气污染物排放标准 （gb90781996）中的三级标准， 其它工艺废气执行大气污染物综合排放标准 （gb162971996）表2中三级标准； 恶臭污染物排放标准 （gb1455493）中的三级新扩改标准。电厂煤锅炉执行 火电厂大气污染物排放标准 （gb132232003）时段标准，化肥厂煤锅炉执行 锅炉大气污染物排放标准 （gb132712001）时段标准。 厂界噪声执行工业企业厂界噪声标准 （gb1234890） 。 污水库出口排放废水执行污水综合排放标准 （gb89781996）中二级标准。 1.4.2 项目项目建设的理由建设的理由 某地区大气污染性为沙尘、煤烟混合型污染，so2的年日均值平均为 0.024mg/nm3，总悬浮物年日平均值0.434mg/nm3。其中石油化工行业在某地区烟尘 - 16 - 排放占10.85%、so2排放占10.34%。在城市环境综合整治定量考核指标中，某是污 染最严重的城市，是so2的排放量最大的地区。某市近年来全年平均so2的排放量为 65009.23吨，烟气排放量30712.92吨。超过国家环境空气质量标准的三级标准， 被列为二氧化硫污染控制区。 某石化公司地处二氧化硫控制区，不仅要求二氧化硫达标排放，同时，还要实 行总量控制。根据某环保局新环财函200554号文关于中国石油某石化分公司污染 物排放总量控制指标的批复，某石化公司“十一五”期间拟建项目建成，拟采取的 so2减排措施实施后， “so2排放量控制在1.6万吨的总量以下。 ” 而化肥厂煤锅炉排放的 so2占公司二氧化硫排放总量约 26，因此，某石化公 司已将削减燃煤锅炉二氧化硫排放量作为公司下一步的环保目标。 某石化全厂烟气排放总量及主要污染物排放浓度现状详见附件一。 根据某石化分公司化肥厂锅炉烟气2003年至2005年期间监（检）测数据，某石 化化肥厂现有2台210t/h燃煤锅炉烟气中污染物排放浓度在以下范围内： 最低值 最高值 nox： 395mg/m3 450mg/m3 烟尘： 75mg/m3 135mg/m3 co： 1.3mg/m3（几乎检不出） 烟气排放量：423000nm3/h 505000nm3/h so2： 645mg/m3 1150mg/m3 每年锅炉运行按8400小时计，则两台锅炉烟道气排放量为355320424200万标 立方/年，按污染物排放浓度测算，so2排放量为22924878吨/年；烟尘排放量为 266573吨/年。对某石化化肥厂现有的2210t/h锅炉进行烟气脱硫技术改造，实施 锅炉烟气净化治理措施，对削减公司二氧化硫排放总量有较好的效果。 某石化化肥厂燃煤锅炉烟气排放总量及主要污染物排放浓度现状详见附件二、 附件三。 1.4.3 主要外部有利条件主要外部有利条件 炼油厂两套污水汽提装置有充分的待综合利用的汽提氨水，同时某石化的大型 合成氨化肥装置（230万吨合成氨/252万吨尿素）有丰富的待综合利用的低浓 度氨水和稀尿素液资源，可作为锅炉烟气脱硫的吸收剂原料，做到废物利用，同时 根据某石化的发展规划，20042006年期间拟将一化肥扩能50%，并已建成了30万 吨/年高浓度复合肥装置，锅炉烟气脱硫的副产品硫酸铵可以用来替代商品化肥尿素 作为复合肥的原料。因此，某石化化肥厂的锅炉烟气脱硫具有采用氨硫铵法脱硫 得天独厚的良好基础。这也使得该项目除具有良好的社会环保效益外，还具有一定 企业经济效益。所以，无论从社会、环保、经济效益分析，还是从企业可持续发展 考虑，采用氨硫铵法脱硫技术进行本项目的建设均是有益的。 1.5 主要研究结论主要研究结论 本技改工程拟采用氨硫酸铵法脱硫工艺，对某石化化肥厂现有的2台210t/h锅 - 17 - 炉排出的烟气进行脱硫处理，增加相应的副产品回收处理系统，同时对排烟系统进 行改造。 工艺系统为“二炉一塔” ，按锅炉烟气脱硫要求配置独立的烟气系统、吸收系统、 氨/水系统、氧化空气系统、副产品硫酸铵分离、干燥和包装系统。 工程拟采用工程总承包方式建设。 2 硫酸铵市场分析与价格预测硫酸铵市场分析与价格预测 2.1 副产品硫酸铵的品种、副产品硫酸铵的品种、规格和用途规格和用途 2.1.1 副产品硫酸铵的品种、规格副产品硫酸铵的品种、规格 两台锅炉烟气脱硫装置投运后，燃用含硫量0.65的煤，预计固体硫铵年产量 约1万吨，脱硫副产物（(nh4)2so4）的品质参数如下： 氮（n）含量（以干基计） 19.520.9% 水（h2o） 1% 游离酸（h2so4）含量， 2% 外观：白色或灰白色、粒状或粉末状，可见微量粉煤灰杂质 2.1.2 副产品硫酸铵的主要用途副产品硫酸铵的主要用途 硫酸铵(nh4)2so4，是我国使用和生产最早的一种氮肥，为白色结晶，含氮、 硫两种营养元素，理论含氮量为 21.2%，易溶于水，是酸性肥料，化学性质稳定， 便于储藏、运输和使用。 在国际上，硫酸铵主要有两个方面的用途：一是直接用于农业做化肥，二是作 为复合肥厂的生产原料，这两者都与农业生产状况密切相关。近年来，国际农业生 产状况有所好转，粮食产量一举扭转了连续几年下降的趋势，出现了正增长。随着 国际农业生产形势的逐渐好转，对硫酸铵的需求量也有所增加，另外，由于国际石 油和天然气价格居高不下，导致硫酸铵生产成本也处于高位，这两个因素综合起来 使得国际硫酸铵市场价格呈现一种稳中有升的走势。 我国目前基本上不将硫酸铵直接用于农业化肥，而大量用作复合肥的生产原料。 硫铵型复合肥尤其适合我国北方、西北的广大地区，因为在我国北方、西北的广大 地区，大部分土壤呈弱碱性，使用偏酸性的硫铵复合肥可起到一定的改良土壤作用。 2.1.3 硫酸铵的质量指标硫酸铵的质量指标 gb53595 中规定的硫酸铵质量指标如下： 指标指标 指标名称 优等品一等品合格品 氮（n）含量（以干基计） ， 21.021.020.5 水分（h2o）含量， 0.20.31.0 - 18 - 游离酸（h2so4）含量， 0.030.050.20 铁（fe）含量， 0.007 砷（as）含量， 0.00005 重金属（以 pb 计） ， 0.005 水不溶物含量， 0.05 2002 年 4 月 27 日，原国家经济贸易委员会发布了中华人民共和国电力行业标 准副产硫酸铵 （dl/p808-2002） ，此标准于 2002 年 9 月 1 日实施。其中规定了火 电厂氨法烟气脱硫生产的副产硫酸铵品质要求如下： 项目 指标 外观 白色或灰白色粒状或粉末状，无可 见机械杂质 总氮(n)含量 18.0 水分(h2o) 1.5 游离酸(以 h2so4计)含量 2.0 本脱硫装置的副产物硫酸铵已超过 dl/p808-2002 标准，已达到了 gb535-95 中 中规定的合格品标准。 2.2 副产品硫酸铵综合利用前景分析副产品硫酸铵综合利用前景分析 某石化总厂现有一套 30 万吨年的复合肥厂，每年需硫酸铵 1500020000 吨 年。 某石化复合肥厂目前是采用尿素作为复合肥的氮素原料，改用脱硫的副产品硫 酸铵为原料后，在降低生产成本的同时，还增加了尿素化肥的供应量。 发达国家的复合肥生产均占到整个化肥产量的一半以上；而我国据 1998 年统计 数字，全国复合肥产量仅占到全部化肥产量的 12%。由此看来，复合肥存在着很大 的发展潜力。 国际硫酸铵市场价格波动较大，去年上半年硫酸铵国际市场价格小幅上涨，大 多数市场的上涨幅度为 25 美元/吨，高的上涨了 10 美元/吨。当时国际硫酸铵市场 的价格行情为：波罗的海地区离岸价 9398 美元/吨，同前期相比，上涨了 2 美元/ 吨；黑海地区离岸价 9799 美元/吨，比前期上涨了 4 美元/吨；（某克兰）赫尔松 离岸价 7072 美元/吨，比前期上涨了 5 美元/吨；东南亚地区到岸价 135140 美元 /吨，比前期上涨了 10 美元/吨。 以硫酸铵和氯化钾为原料制取硫酸钾的新技术，利用硫酸铵和氯化钾经过两段 - 19 - 转化制取产品硫酸钾，一次冷却得到副产品氯化钾铵，母液闭路循环，无工艺三废 排放。给硫酸铵市场带来了更大的需求，目前我国农业的硫酸钾年需求量在 100 万 吨以上，国内的生产能力约有 30 万吨/年，实际产量为 15 万吨/年。年进口量 60 万 吨，市场处于供不应求的局面。可以预计，随着我国经济作物种植业的发展，其需 求量将日益增加。 以氨法脱硫的副产品硫酸铵为原料生产的复合肥，从脱硫的角度而言，由于硫 酸铵是作为环保副产物的废物再利用，因而复合肥生产成本要大大低于目前生产的 各种复合肥。相应的售价亦可定的比较低，具有很强的市场竞争力。 3 工艺技术方案的选择工艺技术方案的选择 3.1 工艺基础数据工艺基础数据 3.1.1 化肥厂现有燃煤锅炉运行状况化肥厂现有燃煤锅炉运行状况 某石化公司化肥厂现有燃煤锅炉 2 台，设计参数：蒸汽压力 10.3mpa、温度 485、蒸发量 210t/h 台；所产蒸汽主要向全厂各装置提供动力及工艺用汽。两台燃 煤锅炉自建成投运以来，生产的蒸汽基本达到了设计能力（210t/h） 。该锅炉为 dg210/10.5-1 型锅炉系高压、自然循环汽包炉，型结构、四角切园燃烧、平衡通 风、固态排渣、钢结构炉架、全封闭布置，其主要技术参数见下表： 序号项 目单位设计值备 注 1额定蒸发量t/h210最佳为 187.5 2汽包工作压力mpa11.1 3过热蒸汽压力mpa10.5 4过热蒸汽温度493 5排烟温度130-220 6烟气含氧量2.0-6.0 7炉膛负压pa-20-100 8排烟温度130220 引风机的额定电流为 47a、扬程 4060pa、设计流量 186400m3/h、转速 960r/min； 锅炉正常运行时主要燃料为煤、工艺废气，并可掺烧炼厂干气或天然气。下表 是各种燃料的主要技术指标： a、点火用柴油： 项目夏季用 0#柴油冬季用-20#柴油 闪点6060 运动粘度(20)3-8mpa.s2.5-8 mpa.s 流动点0-20 残灰1250灰 熔 点 t31350 3.1.2 燃煤锅炉耗煤及煤质情况燃煤锅炉耗煤及煤质情况 耗煤量： 化肥厂的燃煤锅炉近几年燃煤消耗量一直在 10001100 吨日左右，按平均值 1050 吨日计算，每台炉每小时耗煤量约 21.88 吨小时台。全年锅炉耗煤量 37.75 万吨年。见下表： 煤质情况： 化肥厂燃煤锅炉近两年一直使用的是大洪沟、铁厂沟、芦草沟、小红沟、碱沟 等附近煤矿提供的，煤质比较稳定，其煤质分析数据见下表（单位：）： 全水份分析水份灰分挥发份全硫热值，kj/kg 最高值11.455.6433.4533.882.3028552 最低值3.981.283.5527.420.3422077 平均值7.192.6813.2231.160.6626110 注：取自化肥厂煤质分析报表（2005 年 59 月分析数据） 预计今后采用的煤种及煤质数据应与目前采用的煤种煤质变化不大。按照某市 政府环保部门的规定，凡燃煤锅炉设计燃煤的含硫率必须小于 0.8%，设计锅炉燃煤 的含硫率根据化肥厂近年来煤质分析报告确定在 0.5%0.8%范围内，设计时取平均 值 0.65%。 化肥厂煤质分析报告详见附件四。 项 目单位设计煤种实际耗量 小时耗煤量t/h45.5643.75 日耗煤量（24h/d）t/d1039.4410001100 年耗煤量（按 8400 小时计）t/a36.448367500 - 22 - 3.2 工艺技术方案比较工艺技术方案比较 3.2.1 选择脱硫工艺技术的原则选择脱硫工艺技术的原则 目前，可供使用的烟道气脱硫技术多种多样，各种不同的烟道气脱硫技术所用 的吸收剂、生产的副产品，以及脱硫效率和投资成本差别很大。对于某一具体项目， 最适用的烟道气脱硫技术一般是根据吸收剂来源、现场条件和经济情况来选择的， 即这种脱硫技术充分利用了现场的有利条件，并在整个使用期间总成本最低。然而， 影响总成本的因素有很多，这些因素包括：技术因素；经济因素（生产成本、投资 成本） ；商业因素。 技术因素包括脱硫技术所能提供的脱硫效率、技术的适用性和烟道气脱硫设备 所需的空间大小以及技术的风险性。 经济因素包括投资成本和生产成本，其中投资成本包括设备自身的费用和对原 有设备的改造费用（如果脱硫工艺需要对现有锅炉、除尘器、引风机等进行改造， 则该项费用在投资成本和生产成本中所占比重很明显） ；所用的吸收剂的费用；副产 品处理所带来的创收或支出；以及维修费用。 商业因素包括商业风险度；技术成熟度；与该技术相应的规模适度；以及技术 供应商的可信度。 理想的脱硫工艺应该是投资少，占地小，运行成本低，与主体工程兼容性好， 脱硫效率能够满足不断提高的环保排放标准要求，脱硫副产品容易处理，无二次污 染。如果副产品能有较好的销售市场，所产生的经济效益可冲抵部分装置运行费用， 甚至有所结余，则是最理想的。 3.2.2 脱硫工艺技术概述脱硫工艺技术概述 二氧化硫污染控制技术颇多，诸如改善能源结构、采用清洁燃料等，但是，烟 气脱硫是有效削减so2排放量不可替代的技术。烟气脱硫的方法甚多，但根据物理及 化学的基本原理，大体上可分为吸收法、吸附法、催化法三种。吸收法是净化烟气 中so2的最重要的应用最广泛的方法。吸收法通常是指应用液体吸收净化烟气中的 so2，因此吸收法烟气脱硫也称为湿法或湿式烟气脱硫。 湿法烟气脱硫的优点是脱硫效率高，设备小，投资省，易操作，易控制，操作 稳定，以及占地面积小。目前常见的湿法烟气脱硫有：石灰石/石膏法抛弃法、钠碱 法、氨法及氧化镁法等。其中石灰石/石灰石膏法，在200mw以上机组的燃煤电厂 广泛应用。 3.2.3 脱硫工艺方案比较脱硫工艺方案比较 这里主要将在燃煤电厂广泛应用的石灰石石膏法和本工程拟采用的氨硫酸 铵法进行详细比较。 1） 石灰石石膏湿法脱硫工艺 石灰石（石灰）石膏湿法脱硫工艺采用价廉易得的石灰石或石灰作脱硫吸收 剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收浆液。当采用石灰为吸收剂时， 石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合， - 23 - 烟气中的so2与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应而被脱除，最终反 应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴，经加热器加热升温后 排入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。 常用的湿式石灰石石膏的烟道气体脱硫方法，投资成本较高、系统比较复杂、 维护量大、能耗高，增加运营成本。副产物石膏含有多种杂质，其抗压强度、抗拉 强度等无法与矿石膏竞争，再利用的价值不大，最终不得不作抛弃处理，占用大量 的土地（脱除1吨so2将产生2.7吨的脱硫二水石膏） ；同时，湿式石灰石石膏法脱 硫设备每处理一吨二氧化硫要排放0.7吨二氧化碳。以我国现有消耗含硫矿产物总量 推算，如果全部用湿式石灰石石膏法来处理所产生的二氧化硫，每年就要新增加 二氧化碳几千万吨，形成二次污染，最终还需要进行第二次的治理和投资。 该工艺的优点主要是： 脱硫效率高； 吸收剂利用率高，可达到90； 吸收剂资源广泛，价格低廉； 适用于不同含硫量的燃料，尤其适用于大容量电站锅炉的烟气处理； 该工艺的缺点是： 系统复杂，占地面积大； 造价高，一次性投资大； 运行问题较多由于副产品caso4易沉积和粘结，所以，容易造成系统积 垢，堵塞和磨损； 综合运行费用高，耗电量非常大； 副产品处理问题在中国，天然石膏资源丰富，而石灰石的成分却很难保 证，因此脱硫石膏的成分不稳定，建筑行业很难采用。目前，要得到高品质的脱硫 石膏，需增加后产物设备投资，导致生产出的石膏价格高于市场的天然石膏价格， 因而副产物处理存在问题。 2） 氨法脱硫工艺 氨法烟气脱硫技术是用氨水洗涤含so2的烟气，形成(nh4) 2so3nh4hso3h2o的吸收液体系，该溶液中的(nh4)2so3对so2具有很好的吸收 能力，它是氨法中的主要吸收剂。吸收so2以后的吸收液可用不同的方法处理，获得 不同的产品，从而也就形成了不同的脱硫方法。其中比较成熟的为氨酸法、氨 亚硫酸铵法和氨硫铵法等。在氨法的这些脱硫方法中，其吸收的原理和过程是相 同的，不同之处仅在于对吸收液处理的方法和工艺技术路线。 氨法是烟气脱硫各方法中较为成熟的方法，较早地被应用于工业过程。早期由 于氨的逃逸和副产物处理等方面存在问题，没有得到大规模的推广和应用。同时由 于在没有氨源的地方，需要增加氨的贮存和氨水的配置单元，所以应用受到了限制。 该法脱硫费用低，氨可留在产品内，以氨肥的形式提供使用，因而产品实用价值较 高。由于氨法脱硫气液比较小，因此，能耗低、综合运行费用低。并能做到资源化、 产业化综合利用，适合可持续发展的要求。 - 24 - 脱硫工艺主要性能参数对比表 序 号 方案石灰石石膏法氨硫铵法 一 工程参数 对比 建设投资大，工期长建设投资较小，工期短 1 核心 设备 1）增压风机 2）吸收塔本体 3）石灰粉储仓 4）石灰浆配置系统 5）氧化风机及循环泵 6）真空皮带脱水机 7）各种管道、旋流器及主要辅助设 备 8）污水处理站 1）吸收塔本体 2）氨水储存箱 3）氧化风机及循环泵 4）硫酸铵离心和结晶器 5）干燥及包装设备 6）各种管道、氨水混合器及主 要辅助设备 2建设工期 设备要求高，部分货源依赖进口， 并且设备占地面积大；工期时间长。 设备国产化，占地面积小；采购、 安装和调试周期短，施工期时间 较短。 二 工艺方案 对比 启、停操作复杂，易堵塞 应用在大型脱硫项目 工艺流程短，启停操作简捷，大、 中、小型锅炉均适用 1脱硫原理 so2+caco3 caso3+co2 石灰石石膏法属于气体和固体 之间反应，反应速度较慢，所以需 要大量的工艺水，将石灰石粉制造 成石灰石浆液，让 so2（气体）和 固体石灰石提供溶液环境，加快反 应速度，但即使这样，反应还是很 有限，不能充分反应，所以需要较 高的 ca/s 比，非常细的石灰石粒度， 但提高了运行成本。 2nh3+so2+h2o （nh4） 2so3 氨硫酸铵法是用 1020%浓 度的氨水为吸收剂与烟气中 so2 的反应，属于气汽或气液反 应，反应速率非常快，属于瞬间 反应，反应趋近完全。氨液也不 需要经过复杂的预处理，只需要 简单混合就可使用，生成硫酸铵 产物，具有很高的利用价值。 2工艺设备 1）浆液含固量高，设备耐磨、防 腐要求高，设备使用寿命受到限制， 检修、维护频繁，工作量大、费用 高。 2）对各种用于浆液的设备都需要 考虑防止固体颗粒沉淀，要增加必 须的搅拌设备，冲洗设备来解决问 题。 氨水是属于液体吸收剂，循环 液溶解度大、流动性好，对设备 的磨损轻。不会存在像石灰石 石膏法的堵塞等问题。 三 综合参数 对比 脱硫效率90%90% 吸收剂 质量比 caco3/so2=1.64(按 1.05 富裕考虑)nh3/so2=0.55(按 1.05 富裕考虑) 1 主 要 运二氧化硫4914t/a4914 t/a - 25 - 脱除量 吸收单价 (元/吨) 吸收用量 (吨) 总价 (万元) 吸收单价 (元/吨) 吸收用量 (吨) 总价 (万元)吸收剂 2808061.4225.71940013053.6522.14 石膏单价 (元/吨) 产量 (吨/年) 总价 (万元) 硫酸铵单 价(元/吨) 产量 (吨/年) 总价 (万元)副产物 401096343.85270010138.8709.7 单价 元/ kw.h 耗电量 (kw.h/年) 总价 (万元) 耗电量 (kw.h/年) 单价 元/ kw.h 总价 (万元)电费 0.2931.28107375.043.781060.293110.754 单价 (元/吨) 耗水量 (吨/年) 总价 (万元) 耗水量 (吨/年) 单价 (元/吨) 总价 (万元)工艺水费 1.0524000025.21848001.0519.4 单价 (元) 污水量 (吨/年) 总价 (万元) 污水处理 费用 1.54160002.46 / 耗气量 (吨/年) 单价 (元) 总价 (万元) 系统 耗汽费 / 798036.629.21 少交 so2 排污费用 309.58 万元309.58 万元 行 费 用 经 济 分 析 总计总计亏损亏损 274.987 万元万元/年年赢利赢利 337.776 万元万元/年年 2维护成本 石灰石石膏法的初期投资比较 大，设备较多，所以设备维护量和 费用也是相对较高。 相对石灰石石膏法少了一些 复杂的设备，氨硫酸铵的设备 国产率高，所以维护及费用相对 较少。 四 综合参 数对比 1二次污染 石灰石石膏法脱硫中的副产品 石膏的质量和中国建材市场的现状， 造成脱硫石膏基本没有销路，电厂 目前石膏都是堆积或者抛弃，脱硫 的同时又产生大量的二氧化碳和污 水生成，这样又产生了新的二次污 染，这已引起业界人士的关注。 氨硫酸铵法做到了资源化、 产业化。附合清洁生产要求，不 仅治理了二氧化硫的污染，而且 还带了很高的效益，没有任何污 染物产生。符合全球的 3r 会议 提出“资源，减量，再循环”的 精神。 2 从长远 性分析 随着环保对大气质量要求越来越 高，下一步就是对 nox的治理，而 石灰石石膏只能脱硫，并不能脱 硝，势必又的再增加一套脱硝的装 置，可以想象这又会给电厂带来不 少负担。 氨硫酸铵法不但可以高效的 脱硫，同时也能去除部分的 nox 化物，所以氨硫酸铵法是“脱 硫、脱硝、除尘一体化”的结合， 非常适合我国国情。 氨是一种良好的碱性吸收剂，从化学反应机理上分析，烟气中二氧化硫的吸收 - 26 - 是通过酸碱中和反应来实现的。吸收剂碱性越强，越利于吸收，氨的碱性强于钙基 吸收剂。 与石灰石石膏法脱硫相比，石灰石浆液吸收二氧化硫需要先有一个固液反 应过程，即固相的石灰石（caco3）先酸溶于亚硫酸，生成亚硫酸氢钙ca(hso3)2； 而氨吸收烟气中的二氧化硫是反应速率极快的气液或气汽反应过程，可以比较 容易地达到很高的脱硫效率。由于氨的化学活性远大于石灰石浆，吸收塔循环喷淋 量可以降至石灰石石膏法的1/51/4，脱硫塔循环喷淋的动力消耗远低于石灰石 石膏法。 石灰石石膏法循环吸收浆液的固含量浓度很高（20%） ，系统一旦ph值发生 比较大的波动，很容易结垢并难以清除，为了稳定操作，需要配置复杂的工艺系统 和自动控制系统。而氨法脱硫副产品硫酸铵的水溶性极好，其吸收液循环系统 简单、工艺操作稳定性优于石灰石石膏法的浆液系统，且系统启停快速，维护简 单，占地面积小，无堵塞、结垢等故障发生。 氨硫铵法工艺中的氯离子可以和氨结合生成氯化铵（化肥）随副产品一并排 出，因此氨法脱硫是一个完全闭路循环的吸收系统，其间不需要排放废水。 燃用高硫煤（硫含量2%）时，氨法脱硫装置在不需要改造，不增加投资和运 行费用的情况下可取得更好的效益，而石灰石石膏法由于适应性有限，需要增加 相应投资和运行费用，煤种的选择必须控制在设计范围内。 脱硫副产品硫酸铵可以作为高效复合化肥的原料，变废为宝，化害为利，防止 二次污染。硫酸铵的销售收入基本上可冲抵脱硫装置的运行费用。 因此，采用氨硫酸铵法脱硫工艺。稳定的气液反应系统，系统阻力小；脱 硫效率高；启动与退出运行快捷简便；副产品是商品价值较高的硫酸铵。 3.3 几种氨法脱硫技术简介几种氨法脱硫技术简介 （1） 氨法基本原理 氨法烟气脱硫工艺是用氨水洗涤含 so2的废气，形成(nh4)2so3-nh4hso3-h2o 的吸收液体系，该溶液中的(nh4)2so3对 so2具有很好的吸收能力，它是氨法中的主 要吸收剂。吸收 so2以后的吸收液可用不同的方法处理，获得不同的产品，从而也 就形成了不同的脱硫工艺路线。其中比较成熟的为氨酸法、氨亚硫酸铵法和氨 硫铵法等。在氨法的这些脱硫方法中，其吸收的原理和过程是相同的，不同之处 仅在于对吸收液处理的方法和工艺路线。 氨法是烟气脱硫各种方法中较为成熟的方法，较早地被应用于工业过程。该法 脱硫综合运行费用低，氨可留在产品内，以氨肥的形式提供使用，因而产品实用价 值较高。但氨易挥发，因而如何控制吸收剂的消耗是氨法脱硫的主要技术之一，另 外氨的来源受地域的限制。尽管如此，氨法仍不失为一个治理烟气中 so2的最有前 瞻性且适合国情的脱硫方法。 （2） 氨法吸收原理 氨法吸收是将氨水通入吸收塔中，使其与含 so2的烟气接触，发生如下反应： - 27 - nh3h2oso2 =nh4hso3 2nh3h2oso2 = (nh4)2so3 (nh4)2so3so2h2o = 2nh4hso3 在通入氨量较少时，发生反应，在