内蒙古大地云天化工有限公司120万吨年缓控释肥项目-初步设计.doc

内蒙古大地云天化工有限公司120万吨/年缓控释肥项目初步设计（共十四册）第二册 一期30万吨/年磷酸装置第一分册 说明书编号：0214015-3-0-00-020-001中石化南京工程有限公司二一四年九月南京内蒙古大地云天化工有限公司120万吨/年缓控释肥项目初步设计项 目 经 理孙国超设 计 经 理：孙菊萍总工程师（副）： 孙国超总 经 理（副）： 陈德兴中石化南京工程有限公司工程设计证书编号：A132000020证书等级：甲级编制人员工艺管道：李燕凤 赵颖 王小宁 胡慧刘瑞钫水 道：毛剑袁青海设 备：陈雷粉体：刘伟庆管材：黄晶暖 通：陈芳芳自 控：王健电 气：王建军电 信：刘玉光建 筑：郑毅结 构：林杨总 图：顾铭消 防：毛剑环 保：贾秀芹安全卫生：陈华概 算：姜艾青内蒙古大地云天化工有限公司120万吨/年缓控释肥项目 一期30万吨/年磷酸装置初步设计说明书 目 录第一章总 论51.1概述51.2设计指导思想61.3设计范围和分工61.4建设规模及产品方案71.5主要原材料的规格、消耗及来源71.6生产方法及工艺流程71.7厂址概况81.8公用工程及辅助设施81.9环境保护及综合利用81.10劳动安全和工业卫生91.11消防设施131.12自动化水平141.13工作制度及劳动定员14第二章总图运输162.1厂址概况162.2总图运输20第三章化工工艺及系统233.1磷酸装置23第四章布置与管道324.1装置布置324.2管道器材设计说明334.3管道的防腐384.4表面色和标志394.5管道的保温42第五章设备445.1概述445.2适用的标准规范445.3主要非标设备结构及特点465.4设计原则465.5材料49第六章自动控制526.1设计内容及装置特征概述526.2执行标准526.3生产过程自动控制水平及主要仪表选型原则536.4控制系统DCS546.5仪表的防腐和防护556.6仪表能源要求556.7仪表安装、施工及验收55第七章给排水567.1概述567.2给水水源607.3厂区给排水62第八章电气18.1设计范围18.2设计标准18.3电源、负荷状况及供电要求28.4用电负荷及功率因数补偿28.5供配电系统及配电电压38.6大型电动机的起动48.7控制、信号及计量48.8继电保护48.9电力设备过电压保护88.10直流及UPS电源88.11装置变配电所变压器选择98.12供电外线及道路照明98.13电气照明98.14配电线路敷设方式108.15防雷、接地和防静电108.16装置环境及设备选型118.17主要节能措施118.1810kV配电室布置118.19低压用电设备的保护及控制118.20检修电源128.21主要电气设备和材料选择128.22主要电气材料选择13第九章电信339.1设计依据339.2设计分工339.3设计范围349.4综合布线系统349.5火灾自动报警系统349.6电视监控系统359.7扩音对讲系统389.8电信网路389.9设备选型409.10电信设备用户40第十章固体原料、产品贮存及机械化运输4210.1设计任务及范围4210.2工艺方案的确定4210.3工艺流程简述4210.4主要生产设备选型4310.5工作制度43第十一章分析化验4411.1概述4411.2化验室的任务与分工4411.3分析室的布置4411.4分析定员4411.5分析标准及方法44第十二章土建4612.1设计依据资料4612.2标准图4712.3建筑设计4812.4结构设计5212.5建、构筑物一览表：详见图0214015-3-G-00-999-001。5412.6主要建、构筑物三材用量估算：54第十三章暖 通5513.1概述5513.2设计依据及参数5513.3设计数据5613.4设计方案5713.5通风特性表6013.6消耗量表61第十四章节能6214.1能耗指标及分析6214.2节能措施综述62中石化南京工程有限公司 第42页 南京江宁区东山镇科建路1189号第一章 总 论1.1 概述 1.1.1 项目概述内蒙古大地云天化工有限公司是由云天化集团有限责任公司和北京大地远通（集团）有限公司各出资50%成立的有限公司，并在内蒙古赤峰市资源型城市经济转型开发试验区，投资建设120万吨/年缓控释肥项目。内蒙古大地云天化工有限公司120万吨/年缓控释肥项目是为了实现赤峰周边铁矿伴生磷资源、煤炭及冶炼副产硫酸等资源的综合利用,延长产业链，建设资源节约型社会，发展高浓度磷复肥为基础的缓控释肥而建设的。120项目建设内容包括：20万吨/年合成氨装置、180万吨/年的硫磺制酸装置（配套1台18MW抽凝发电机组）、230万吨/年磷酸装置、260万吨/年缓控释肥装置、225万吨/年NPK装置、21.75万吨/年氟硅酸钠装置、375t/h燃煤锅炉（配套1台12MW背压发电机组）以及公用辅助工程设施等，项目分两期建设。一期建设内容130万吨/年磷酸装置及配套磷石膏堆场、160万吨/年缓控释肥装置，配套建设375t/h燃煤锅炉（配套建设1台12MW背压发电机组）、11.75万吨/年氟硅酸处理装置、125万吨/年NPK装置、铁路专用线；20万吨/年合成氨装置及配套设施；一期办公、生活设施等。二期建设内容180万吨/年的硫磺制酸装置（配套1台18MW抽凝发电机组）、130万吨/年磷酸装置、160万吨/年缓控释肥装置、11.75万吨/年氟硅酸处理装置、125万吨/年NPK装置。以及二期办公、生活设施等。1.1.2 设计依据（1）化工工厂初步设计文件内容深度规定（HG/T20688-2000）；（2）内蒙古大地云天化工有限公司与中石化南京工程有限公司签订的内蒙古大地云天化工有限公司120万吨/年缓控释肥项目一期30万吨年磷酸装置EPC总承包工程工程总承包合同，合同号：DDYT-03-1408-002（3）内蒙古大地云天化工有限公司120万吨/年缓控释肥项目可行性研究报告。(4) 内蒙古大地云天化工有限公司提供的其他相关文件(5) 2014年8月5日双方签订的120万吨/年缓控释肥项目开工会会议纪要1.2 设计指导思想（1）积极贯彻执行国家基本建设的方针政策和行业发展总方针，把工作做深做细，力创优秀工程。（2）充分吸收国内外先进技术，与建设（科研）单位密切合作，努力贯彻国产化方针政策，使本项目的工艺技术稳妥可靠，技术先进，以提高工厂产品质量，改变产品结构，工厂达标、达产快。（3）充分利业主先进用老厂的技术、管理经验及工程公用设施。（4）贯彻综合利用，以新带老，减少“三废”排放的原则，最大程度的减少“三废”排放量。“三废”治理措施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产。治理工艺要落实可靠，排出物必须达到国家及地方环保排放标准。（5）采用先进的控制系统和联锁系统，改善生产操作条件，保护操作人员的身体健康，创造一个安全、清洁、文明的生产环境。（6）工艺生产要注意节约能源，提高余热利用的水平，采取有效措施使能耗达到国内先进水平，全面贯彻节能降耗要求。（7）建筑设计在经济实用的基础上注意美观，厂房尽可能考虑联合一体化、轻型化、标准化、露天化。（8）节约资金、控制投资。以经济合理、安全适用为原则，在确保工程质量的前提下，尽量降低工程造价，做到既节约投资又可加快建设进度，使项目综合技术经济指标达到先进水平。（9）充分考虑当地气候特点，有针对性开展防冻保温设计，确保冬季试车安全运行。1.3 设计范围和分工1.3.1 设计范围本磷酸装置初步设计范围主要包括：反应/过滤、浓缩、磷酸罐区、硫酸罐区、酸性循环水站、磷精粉堆场及配套的装置内公用工程等。设计范围包括上述生产装置和公用工程及辅助工程内所需的生产道路和界区内的工艺、设备和管道布置、非标设备、电气、仪表、给排水、土建、消防、劳动安全和工业卫生、环境保护、节能和分析等设计。1.3.2 设计分工内蒙古大地云天化工有限公司120万吨/年缓控释肥项目一期30万吨/年磷酸装置初步设计由中石化南京工程有限公司承担。1.4 建设规模及产品方案(1) 生产规模30万吨/年磷酸装置(2) 操作制度年操作日日操作小时年累计操作小时30022.56750(3) 主要产品规格产品名称 产品规格稀磷酸P2O525 含固量0.5%浓磷酸P2O548 含固量2.0%1.5 主要原材料的规格、消耗及来源名称主要规格年需用量来源运输条件磷矿(干基)P2O5 32%99万吨外购汽车硫酸H2SO4 98%85.5万吨外购汽车槽车1.6 生产方法及工艺流程本工程设计应本着先进、可靠的原则，在保证装置生产能力、技术经济指标的前提下，工艺技术和所用设备最大限度国产化，技术水平达到或接近国际先进水平，达到国内一流水平。磷酸采用成熟可靠的二水法生产工艺，萃取槽有效容积充分考虑周边地区磷精粉活性较差，停留时间按不小于5小时设计，设计足够的反应容积适应矿的变化,，并充分考虑泡沫影响，为了提高装置的先进性，反应槽采用国内外较为先进的多格方槽工艺技术。磷酸过滤系统采用两台国产160m2转台式过滤机。浓缩系统选用3个系列，每个系列按照10万吨设计，采用串级浓缩，B系列可作为一级浓缩同时又可作为二级浓缩。1.7 厂址概况（1）地理位置、地形和地貌元宝山区地处辽宁、河北、内蒙古三省区交汇处，距北京、天津、沈阳、大连等城市都比较近，是内蒙古自治区距出海口最近的地区，区内交通便利，国铁叶赤线纵跨全区，京通线横越北部，赤朝、平元公路贯通南北，可通往京津、东北各大城市和沿海开放口岸。111国道、306国道沿境而过，交通十分便利。赤峰市资源型城市经济转型开发试验区（简称开发试验区）位于元宝山区境内赤元公路两侧,距离元宝山镇约6公里；距离元宝山区政府（平庄）所在地约30公里，距离赤峰市区约20公里，海拔高度479-600米。本项目选址在开发试验区规划的化工产业区内，东临试验区一经街、西临试验区二经街、北临试验区三纬路、南临国电煤化工，规划总用地面积1475亩。项目用地平坦，北高南低，海拔高度在483米-493米之间。磷石膏堆场位于赤峰市元宝山区木头沟村，距主装置约6km，库区汇水面积4.7平方公里，库容4200万m。（2）地震烈度厂址地区地震基本烈度为VII度，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g。1.8 公用工程及辅助设施1.8.1 供水本项目水源用元宝山区露天煤矿疏干水，由元宝山开发试验区送到本项目界外。1.8.2 供电电源来至本项目66kV变电站，电压等级10kV。1.9 环境保护及综合利用1.9.1 “三废”排放及治理（1）废气 磷酸装置来自反应槽、消化槽排出的含氟尾气，首先进入高效文丘里洗涤器，经洗涤液喷淋洗涤，使尾气中HF和SiF4反应生成H2SiF6被水吸收下来，除氟后尾气再进入一段尾气洗涤塔循环洗涤，然后与过滤机尾气一起进入第二洗涤器洗涤进行循环洗涤，洗涤后的尾气经排气筒45m高空达标排放。（2）废水 磷酸装置反应、过滤、浓缩系统正常生产情况下无生产废水排放。（3）废渣 磷酸装置产生的磷石膏料浆，经石膏再浆槽用泵送至磷石膏渣场。 1.9.2 装置投产后环境评价本工程符合产业政策和城市发展规划，采用成熟的生产工艺和可靠的污染治理措施，各类污染物均达标排放，并实现“三废”治理三同时，工程建成投产后对该地区的环境不会产生影响。1.10 劳动安全和工业卫生根据中华人民共和国劳动部令第3号,建设项目(工程)劳动安全卫生监察规定及有关的标准规范，本设计中对职业安全卫生采取以下主要措施。 （1）防火、防爆 根据建筑设计防火规范和装置生产的火灾危险性分类的不同，进行建筑 物的防火设计。装置建筑物耐火等级按不低于二级设计。有火灾爆炸危险性的生 产厂房、设备采用露天布置；建构筑物的结构形式采用钢筋混凝土柱或框架结构， 并设置必要的泄压面积及防火地坪，选用材料符合防火防爆要求。根据国家和化工行业的消防规范以及地方消防管理部门的有关规定，本工程设火灾自动报警系统一套。本装置的火灾自动报警系统是由消防值班室的区域火灾报警控制器感烟探测器、感烟探测器、声光报警器、手动报警按钮等组成。在装置控制室内设置声光报警器、感烟探测器、手动报警按钮；在配电室设置感烟探测器、感温探测器、缆式感温探测器、声光报警器和手动报警按钮；在反应/过滤、浓缩、磷酸罐区、硫酸罐区、酸性循环水站、磷精粉堆场设置声光报警器、手动报警按钮；在装置界区内根据不同的环境特征设置防爆型手动报警按钮、警铃或智能型手动报警按钮等终端设备。系统选用二总线地址编码系统，主要设备均选用可编码型设备。（2）防尘、防毒 为了防止含氟气体等有害气体对人体的危害，设计中磷酸装置反应、浓缩厂房除一楼封闭，其余均采用敞开式框架结构，以保证良好的通风。封闭厂房采取强制通风。 对固体物料的堆存、转运设有排尘、除尘装置，减少粉尘的污染。 设计中采取必要的通风除尘措施， 对有害气体外逸的场所，尽量采用负压操作。 选用先进可靠的机泵、阀门、管道、管件，对受压操作的设备和管道，除对 焊缝进行严格探查外，进行水压和气密性试验，加强维护与管理，严禁跑、冒、 滴、漏现象发生，使有毒介质操作岗位的介质浓度均控制在国家规定允许浓度以 下。 采用先进的工艺流程，高度自动化操作。采用 DCS 集中控制，本工程各主要操作步骤均可在室内遥控进行，操作人员的劳动条件也得以大大的改善。 加强操作工人防护措施，从事有粉尘、有毒介质作业的工人上岗时应穿戴工 作服，配戴防尘口罩及防尘工作帽、防护眼镜和防护手套，进入高浓度作业区时 应戴防毒面具，车间常备救护用具及药品。 （3）防腐蚀 硫酸、磷酸、氟硅酸和腐蚀性气体均具有较强的腐蚀性，设计中选用先进可 靠的机泵、阀门、管道、管件，对设备、管道应选用耐腐蚀材料。对有防腐蚀要求的平台、地坪，采用相应的耐腐蚀材料。 对梯子、栏杆应加强检查、维修，防止因腐蚀而发生意外事故。酸管要认真安装， 严格检查，以避免泄漏造成平台和地坪腐蚀。 现场电气设备均按环境要求选择相应级别的防腐型和户外防腐型。 防止硫酸和磷酸等对人体的灼伤。在必要的位置设置冲洗管、洗眼器，万一 以上物料泄漏、喷射伤人时，可及时应急冲洗处理。 在现场设置冲洗水管，对泄漏的少量硫酸和磷酸进行及时冲洗，并及时堵漏。 应采用耐酸地坪，防止稀硫酸对地坪的腐蚀。对于大量泄漏的硫酸和磷酸，应利用围堤或地坑收集，再转移、回收或无害处理。 生产中加强维护与管理，严禁跑、冒、滴、漏现象发生，严格遵守操作规程， 现场操作人员要穿戴防酸防护用品。 （4）防电、防雷击根据不同的环境特性，选用防腐、防水、防尘、防爆的电气设备，并设置防 雷、防静电设施和接地保护。 装置的主要建、构筑物均系排架、框架钢筋混凝土或钢结构，根据建筑物防雷设计规范（GB 50057-2010）及石油化工装置防雷设计规范（GB 50650-2011）的规定，结合装置环境特征、当地气象条件、地质及雷电活动情况，防雷等级按第三类工业建、构筑物考虑，采用在建、构筑物上装设避雷网、避雷针及利用金属屋面、金属构件、设备及管道或由其混合组成接闪器，利用建筑物的主钢筋、金属构件或专用接地线做为引下线；接地装置主要利用自然接地体及人工接地极来实现，人工接地极材质选用复合型接地极；每根引下线的冲击接地电阻不大于10。拟建装置10/0.4kV变压器的中性点在配电室内接地，该处接地装置的接地电阻不大于4；各低压配电室及现场动力配电箱附近均设重复接地装置，接地电阻不大于10；所有用电设备将就近接至主接地网；所有正常不带电的金属外壳，均应可靠接地；装置区内设备、储罐、管道、粉体加工与储运设备、气体与蒸汽的喷出设备、计算机与仪表等，均应进行防静电接地；各层玻璃钢电缆桥架内，均应敷设接地干线，并在两端及中间适当位置，与就近接地站或接地干线相连； （5）防噪声 设计首先选用技术先进、噪声低的机械设备。对产生噪声的设备采取减振及消音措施， 在布置上还采用隔声措施。 如出入高噪声区的人员必须佩戴耳罩或耳塞等防护用具或采取限制操作时间的方法，以减轻噪声的危害。 在厂房四周及道路两旁进行绿化，也可有效阻挡噪声的传播，保证厂界噪声 的达标控制。 （6）照明 拟建装置的照明种类主要有正常照明、应急照明和障碍照明等。1） 照明电源在拟建装置10kV配电室内低压配电室设专用照明开关柜，负责拟建装置内各照明配电箱的馈电；在生产场所内，装设必要的照明配电箱，供给照明灯具及插座电源。在装置内根据需要设置36V安全照明供电箱用于塔罐的检修照明供电用。2）灯具及光源 根据各生产岗位环境特征及使用要求，配置适宜的照明灯具和光源。在烟囱塔架上，设置航空障碍指示灯。3） 照度 按建筑照明设计标准（GB50034-2013）、室外作业场地照明设计标准（GB50582-2010）及工艺生产要求，平均照度原则上确定为： 控制室 200lx 低压配电室 100lx 主要厂房 50lx 一般厂房 30lx 栈桥 15lx 室外工作场所 10lx 道路 5lx4） 应急照明选用EPS供电或带可充电电池的应急灯具。（7）防机械损伤、防高温烫伤 对高速旋转或往复运动的机械零部件设置可靠的防护罩、档板或安全围栏， 防止发生意外的人身伤害。对需在高空操作的设备根据规范要求设置平台、梯子、 扶手、护栏等，平台、阶梯均设有护栏，厂房内吊装孔均有盖板或护栏，以防摔伤。对产生高温的设备、管道，均采取保温隔热措施。在人行过道上的高温设备 和管道，均采用隔热材料隔离，以防烫伤。在一些温度较高的岗位设置机械通风，在一般休息室、生活室设电风扇，控制室设空调系统。 （8）改善重体力劳动强度的措施 对于设备的检修、起吊、安装以及用料的配给等，各生产厂房采用电动起重 机进行作业。原料的输送、成品的加工均采用自动机械作业，这些措施将大大改善体力劳动强度。 （9）防止误操作和事故应急措施 为避免生产中由于误操作等因素带来的不安全，设置了安全联锁及报警系 统。 在易发生事故和急性中毒的作业场所（使用硫酸、磷酸处）设置冲洗 水管、安全淋浴洗眼器，紧急事故状态下及时启用。 生产车间和贮罐区的地面均为防腐、防渗漏水泥地坪，罐区四周建有围堤； 生产车间设有地下槽或事故槽，万一发生火灾或长期停车时，可将生产设备、管 道中的物料排入槽中，以保证安全。 （10）安全色及安全标志 消火栓、灭火器、灭火桶、火灾报警器等消防用具以及严禁人员进入的危险 作业区的护栏采用红色。车间内安全通道、太平门等采用绿色，工具箱、更衣柜 等采用绿色。对需要迅速发现并引起注意，以防发生事故的场所、部位涂有安全 色。 在容易发生事故、危及生命安全的场所和设备设置警示牌，提醒操作人员注 意。对阀门布置比较集中、易因误操作而引发事故的地方，在阀门附近标明输送 介质的名称、符号等标志；对生产场所与作业地点的紧急通道和紧急出入口设置 明显的标志和指示箭头。在有毒有害的化工生产区域，设置风向标。 本工程对职业安全卫生采取了以上一系列的防范措施后，预计可达到国家、 地方政府和各主管部门的各项规定，从而使生产过程的各岗位工作环境和劳动条件符合职业安全卫生的要求。 1.11 消防设施(1) 低压消防水系统根据建筑设计防火规范GB50016-2006要求，在全厂设消防给水系统。本项目消防用水量按同一时间内的火灾处数为一处和相应处的一次灭火用水量确定。设计最大消防水量为126m3/h，火灾延续供水时间为2 h，设计最大消防用水量约为252m3。界区内低压消防水主干管埋地敷设，成环状分布，环状管网上设置室外消火栓，并沿道路和装置区周围布置。生产消防水管采用碳钢管，加强级环氧煤沥青漆外防腐。根据建筑设计防火规范GB50016-2006要求，多层厂房内布置室内消火栓。1.12 自动化水平1.12.1 电气自动化在66kV变电站设立电气综合信息站，把项目各变电所综合自动化系统的数据送到电气综合信息站，把各装置低压配电自动化系统的数据送到电气综合信息站。电气综合信息站须具备WEB浏览功能。低压配电自动化对全公司低压配电系统电机电流及运行状态、变频/软起、成套设备配套电气成套柜的运行数据以及低压进线柜智能控制器等数字测控表的数据进行集中处理和显示，并通过OPC协议把低压电机的运行数据（状态、电流等）送给仪表DCS系统显示。10kV综合自动化系统对全公司10kV开关柜电流及各种运行状态进行采集，把数字测控表以及开关柜微机保护器的数据进行集中处理和显示，并通过OPC协议把高压电机的运行数据（状态、电流等）送给仪表DCS系统显示。1.12.2 仪表自动化本磷酸装置将采用先进的DCS集散型控制系统控制系统、通过现场仪器仪表对工艺生产的全过程以及相关设施进行测量、控制、调节和数据采集，并通过OPC协议完成把生产数据传递到公司相关数据库，为公司工厂信息化建设提供数据基础。1.13 工作制度及劳动定员本工程新建的装置均设置为公司的下属机构。本着组织精简、统一、高效的原则，本项目建成后归公司统一领导，各主要生产装置独立设为车间， 以利生产活动的组织管理。 根据国家劳动法有关规定，生产岗位定员按工艺生产过程需要设置，管 理人员及工程技术人员按设计的组织机构配置。各装置每天三班连续操作。磷酸装置设计运行时间6750小时，即按每年运行300天。本装置新增定员78人，其中生产工人72人，管理人员 6人， 第二章 总图运输2.1 厂址概况2.1.1 工厂地理位置及交通运输现状赤峰市元宝山区地处辽宁、河北、内蒙古三省区交汇处，距北京、天津、沈阳、大连等城市都比较近，是内蒙古自治区距出海口最近的地区，区内交通便利，国铁叶赤线纵跨全区，京通线横越北部，赤朝、平元公路贯通南北，可通往京津、东北各大城市和沿海开放口岸。111国道、306国道沿境而过，交通十分便利。赤峰市资源型城市经济转型开发试验区（简称开发试验区）位于元宝山区境内赤元公路两侧,距离元宝山镇约6公里；距离元宝山区政府（平庄）所在地约30公里，距离赤峰市区约20公里，海拔高度479-600米。本项目选址在开发试验区规划的化工产业区内，东临试验区一经街、西临试验区二经街、北临试验区三纬路、南临国电煤化工，规划总用地面积1439.5亩。项目用地平坦，北高南低，海拔高度在483米-493米之间。2.1.2 气象条件1）降雨和降雪全年平均降雨量 381mm 最大年降雨量 560.8mm 最小降水量 205.9mm最大日降雨量 108.0mm最大降雪深度 23.0mm2）气温全年平均温度 6-7最热月平均气温 23.7最冷月平均气温 -10.4极端最高气温 42.8极端最低气温 -31.2无霜期除西部低山丘陵区在135天外，其余大部分在140150天。初霜日在九月下旬，终霜日在五月上旬。3）湿度年平均相对湿度 49%平均最大月相对湿度 66%平均最小月相对湿度 37%4）风全年主导风向WSW 13%，夏季主导风向SW 14.2%， 静风 20.0%冬季主导风向SWW 14.6%， 静风 23.9%全年平均风速 2-3m/s 最大风速（10分钟最大风速）： 33.3m/s 一年中四月的平均风速为4ms，8月为最小，在2ms左右。5）大气压力全年平均气压 94.89Kpa（月平均）极端最高气压 95.59Kpa（月平均）极端最低气压 93.73Kpa春季最大气压 96.99Kpa冬季最大气压 97.78Kpa6）雷暴日数年平均雷暴日数 33天最多雷暴日数 39天7）全年平均日照数全年平均日照数 27003000小时实照率为65，作物生长季节49月日照时数达15001600小时。8）蒸发量全年蒸发量 1867mm 最大年蒸发量 2325.8mm最小年蒸发量 1611.7mm9）地面温度年平均地面温度 8-9年平均地面最高温度 10.8年平均地面最低温度 8.0地面极端最高温度在7月；极端最低温度在1月。10）最大冻土深度最大冻土深度 2.01m平均冻土深度 1.44m平均冻结日期自10月中旬开始，翌年4月15日前后结束。2.1.3 工程地质水文地质1）工程地质该区域位于黄土丘陵区，为黄土丘陵地貌；地层岩性方面，其上部均有第四系覆盖，为上更新统风积黄土粉状土；地质构造方面，处在东西向构造与华夏、新华夏构造体系的复合部位。据区域地质资料，在上新世末期由于喜山运动，元宝山煤田一带以间歇性的升降运动为主；更新世早期以上升运动为主，开始塑造河谷地形，中期活动更加强烈，至晚期，新构造运动略弱，形成了阶地。全新世早期地壳再次抬升，河流下切；后期新构造运动迹象不明显，地壳处于稳定的状态。根据该区域的土层成因类型及物理学性质，把场地划分为一个大区，即松散岩第四系风积区：该区均有分布，为黄土粉状土，平均厚度约30米，具垂直节理及大空隙，含钙质结核，松散，容重1.75g/cm3，天然含水率21.1%，内摩擦角=19.20，粘聚力C=0.078MPa，湿陷起始压力=0.05 MPa，湿陷系数=0.025，轻微湿陷，湿陷深度一般5米左右，具级非自重湿陷性，承载力特征值fak=140kPa。根据各种环境地质条件综合分析，现状条件下该区不具备产生崩塌、滑坡、泥石流条件；区域构造相对稳定，无活动性断层，区内无井下采矿等，因此不存在地面沉降、地面塌陷及地裂等类型；无活动性沙丘，黄土粉状土不具备冻胀性。2）水文地质赤峰市境内有五条水系，即：西拉沐沦河、老哈河、乌尔吉沐沦河、教来河、贡格尔河。前四条同属西辽河水系，贡格尔河为内陆河。厂址位于老哈河一级阶地之上，属富水区，地下水为冲积扇卵石含水层，含水层厚度3.5-40米，含水层渗透系数为63.2-122.7米，水位埋深18.8-25.5米，单井出水量1000-5000立方米/日，水位变幅2.5米左右。老哈河五十年一遇洪水位为476.77米，本工程场地最低标高482.16米，不受洪水威胁。3） 地震烈度厂址地区地震基本烈度为VII度，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g。2.1.4 公用工程条件1）水：试验区供水主水源为元宝山煤矿疏干水，目前元宝山煤矿疏干水量为38万m3/日以上，主要用户有发电厂、元宝山镇、试验区及周边企业及农业灌溉，可实现不间断供水，园区内供水能力已经接近饱和，扩建供水项目二期后基本能正常情况满足项目用水的要求。本工程给水接入点在厂区东侧，管径800，压力4公斤。（2）供电：本项目规划厂址赤峰市元宝山区开发实验区附近8公里处有一座220kV马林变电站，按照120缓控释肥项目的用电负荷量86000kW，项目将自建66kV变电站。蒸汽：本工程新建三台75吨燃煤锅炉。 2.1.5 道路交通元宝山区位于赤峰市区的东部，是赤峰市的三个市辖区之一，地理位置十分优越，在东经11903至11930，北纬4155至4225之间，地处辽宁、河北、内蒙古三省区交汇处，距北京、天津、沈阳、大连等城市都比较近，是内蒙古自治区距出海口最近的地区，区内交通便利，国铁叶赤线纵跨全区，京通线横越北端，赤朝、平元公路贯通南北，可通往京津、东北各大城市和沿海开放口岸。111国道、306国道沿境而过，元宝山区率先在赤峰市实现了村村通公路、镇镇通二级油路。赤峰市资源型城市经济转型开发试验区位于元宝山镇境内赤元公路两侧,距离元宝山镇中心城区约6公里；距离元宝山区政府所在地约30公里，距离赤峰市区约20公里。该区南侧有平元公路与省道205线相连，距离约10公里；北侧有赤元公路与国道111线相连，距离约40公里。厂址北、西两侧滨临试验区十字形主干道，东侧1.6公里处有平庄煤业（集团）公司所属的马家湾编组站，可在元宝山火车站与国铁叶赤线相接，元宝山车站距离本厂址南部约3公里,交通极为便利。本工程从南侧国电合成氨厂接入厂内铁路，建设大地云天工厂站，大部分产品通过铁路输出。工厂站详细设计见铁路设计院相关设计。2.1.6 装置占地及拆迁情况本项目厂址在赤峰市资源型城市经济转型开发试验区规划的化工产业区内，位于赤峰市元宝山区元宝山镇的西南方向，厂址南侧紧邻国电赤峰3052大颗粒尿素项目；厂址北、西两侧滨临试验区十字形主干道，占地98.17公顷，其中磷酸装置用地5.49公顷。除场地北侧原园区供热站需搬迁外，无其它搬迁工程量。2.2 总图运输2.2.1 总平面布置2.2.1.1 布置原则:（1）本工程是在工业集中区内建设，必须满足开发区各项规划要求。（2）在满足工艺生产要求的前提下，做到合理布置，分区明确。（3）严格遵循现行国家有关规范和规定（4）交通运输设置合理、安全，做到人货分流（5）远、近期结合，同类项靠近布置，充分考虑将来发展的需要（6）加强绿化，保护环境2.2.1.2 总平面布置一期30万吨/年磷酸装置总图布置包括：包括磷矿粉堆场、反应工段、过滤厂房、浓缩厂房、磷酸罐区、硫酸罐区、洗水槽、硫酸卸车台、综合楼、酸性循环水站及配电室。根据全厂规划，一、二期磷酸装置按同类项布置在同一街区内，结合内外运输方案以及装置上下游物料互供关系。磷矿粉堆场布置在场地北侧，靠开发区供热站，此处便于磷矿粉就近入库。矿粉堆场南侧布置磷酸装置，一期布置在东侧，二期在西侧，酸性循环水站一二期合并布置在一期磷酸装置东侧。配电室布置在一期过滤厂房南侧，其西侧为预留再浆过滤厂房用地。磷酸储罐布置在磷酸装置南侧地块内，罐区西侧布置综合楼。硫酸罐区布置在预留硫磺制酸装置北侧，硫酸罐北侧为缓控释肥装置用地。硫酸卸车台位置位于厂区背面，在合成氨街区北侧，其东侧为液氨罐区。详见总平面布置图。2.2.2 竖向布置2.2.2.1竖向设计原则 ：1）满足生产工艺流程对高程的要求； 2）满足公路、铁路运输的要求； 3）满足工厂防排洪的要求； 4）满足不同设施间联系的需要； 5）尽量减少土石方工程量，尽量减少土石方弃置，减少地基处理工程量； 6）尽量为工厂的雨水排放创造有利条件。 2.2.2.2竖向设计方式的确定 根据业主提供的场地设计方案，竖向设计拟采用平坡式与台阶式相结合布置方式，铁路部分因与国电项目铁路相关联，采用与国电项目相同的轨顶标高482.80米，铁路站台和成品库区设计标高为483.90米（铁路站台按1.1米高度设计），库区西侧汽车撞车区域按1.4米高度设计汽车站台，故库房西侧汽车装车地坪标高为482.5米。装置区根据自然地面标高及厂外道路标高进行场平；厂区内场地设计标高根据自然地面标高，并结合周边道路标高和铁路轨顶标高合理确定，充分满足装置布置、管线联系、厂内外道路衔接和场地排雨水要求。厂区新建独立的排雨水系统，场地雨水经道路汇集后进入地下排水管网，最终向西南或东南方向排入园区雨水管网。磷酸装置区域竖向设计将遵循总体设计方案，装置内雨污分流，就近接入主干道排水管。2.2.3 厂内道路本工程主要运输道路设置16.0米宽道路，其它区域设置6.0宽道路，局部区域设置4.0宽道路。全厂形成环行通道，架空管线净空高度均不小于5.0米。道路纵坡坡度控制在6.0以内。磷酸装置街区内道路宽度按6.0米和4.0米设置。道路采用郊区型道路，道路面层结构为水泥混凝土。主要年运输量表位 单位:吨序号物料名称运 量状态运输方式来源或去向一 运 入1磷矿99万固体汽车外购2硫酸85.5万液体汽车外购二 运 出1磷石膏155.3万含固80%液体管道输送至渣场堆存本工程年运输量约339.8万吨左右,其中运入184.5 万吨/年左右,全部汽车运输进厂。运出约155.3 万吨/年左右，磷石膏通过管道输送至渣场堆存。大宗物料运输集中在磷矿的进厂，本工程通过设置三个出入口（人流一个和货流两个），其中北侧货流入口主要承担固体物料进厂，西侧货流入口主要承担液体物料进厂。有效分流汽车运输带来的工厂运输压力。根据目前公司情况，除购置四台150吨地磅外，不再添置其它运输设备，公路运输将完全依托当地的社会运输力量。2.2.4 消防本设计磷酸生产装置为戊类，配电室为丙类。装置区周边设置环行消防道路，路宽不小于4.0米，净空5.0米。2.2.5 绿化为美化环境，改善工作活动空间，本工程将利用空地进行植树、铺设草皮等，沿厂区围墙设置绿化隔离带，阻隔工厂对周围生产企业的影响。第三章 化工工艺及系统3.1 磷酸装置3.1.1 概述3.1.1.1 装置设计规模、装置组成及各工序名称设计规模：本装置公称生产能力为 30万吨/年 P2O5(100%)。装置组成：本装置由反应/过滤、浓缩、磷酸罐区、硫酸罐区、酸性循环水站、磷精粉堆场及配套的装置内公用工程等组成。3.1.1.2 生产方法及流程特点 （一）生产方法 磷酸装置采用二水法低位真空冷却流程。磷精粉进萃取槽按照干粉进料、方格槽分解技术，反应尾气洗涤采用文丘里和双塔旋风洗涤；过滤系统采用转台过滤机，滤饼三次逆流洗涤、湿法排渣, 将磷酸和磷石膏分离开来,得到25%P2O5的稀磷酸。浓缩系统选用3个系列，每个系列按照10万吨设计，采用串级浓缩，B系列可作为一级浓缩同时又可作为二级浓缩。（二）流程特点 反应部分：(1) 采用方形多格槽反应器，每格中安装一个螺旋透平搅拌器，通过建立硫酸浓度梯度来保持未反应和共晶P2O5损失最低，从而提高P2O5回收率。该搅拌器的桨叶采用特殊设计的型式，在保证搅拌效果的同时，可以降低功率消耗，节省能耗。反应槽容易工程放大，适合于大系列国产化。(2) 对于矿种的变化，可通过改变硫酸加料点来优化操作条件，对原料磷矿的适应性强。(3) 在反应槽后设置消化槽，以陈化料浆，消除过饱和度。(4) 采用低位闪蒸冷却技术移除反应热，冷却效果好，反应温度易控制。利用低压头、低功率的大流量轴流泵把循环料浆通过真空冷却器蒸发水来冷却，料浆进出温度差1.52，从而改善了石膏的结晶条件，大大降低了系统结垢，延长操作周期。与鼓风冷却相比，可通过调节冷却器的真空度而更有效地控制反应槽料浆的温度，且控制灵敏、准确，操作简便可靠；循环料浆量大、温差低，减少了系统设备和管道的结垢，延长设备使用寿命；排出的废气中，不凝性气体少，而含氟浓度较高，可明显地减少废气吸收设备的容积；减少了反应槽的无组织排放，可改善操作环境，更有利于环境保护。(5) 采用混合三通，将硫酸和回磷酸在反应槽磷酸料浆上部空中混合，使硫酸的稀释热大量用于蒸发回磷酸中的水分，有效地减少了反应槽中的热量。(6) 反应槽通风尾气量较少，有利于处理和环境保护。(7) 反应槽搅拌桨国产化容易。(8) 设备作业率高。(9) 采用预冷凝器加热渣场回水以回收热量，用于过滤机的磷石膏洗涤，可减少装置新鲜蒸汽消耗，节省能量。同时利用了磷石膏渣场的回水，可以回收渣场回水中的P2O5，提高装置P2O5总收率。过滤工段 (1) 滤洗液泵采用自调泵，滤液管采用大口径管道，设置一个小型过滤酸槽，使流程更加简捷顺畅，可以降低投资。(2) 滤液管采用大口径管道的夹套管保温，减少系统结垢，延长清洗操作周期。(3) 本项目磷酸滤液泵设置为2台，一开一备，确保装置长周期运行。浓缩工段（1）浓缩采用以低压蒸汽为热源的强制循环两级真空蒸发浓缩流程，该串级浓缩的特点：一级蒸发酸沸点低，系统可以在较低温度或在较高绝对压力下操作，因此，在蒸发同样水分的条件下，所需的闪蒸室截面积小，磷酸加热器的换热面积小，节省费用；一级蒸发循环酸量少，可优化循环泵的选型，节省设备费用；第一级浓缩大气冷凝器循环水回水温度较高，可减少循环水用量；第一级蒸发后的中间酸经过静置澄清，预先除去了部分悬浮物，提高产品酸的浓度和质量，这对于杂质含量高的酸尤为明显。(2) 磷酸浓缩循环回路采用低压头，大扬量的轴流式循环泵和列管式石墨换热器。阻力降较小，因而功率消耗低。大扬量轴流泵可以降低循环回路的温差和减少结垢的形成。(3) 列管式石墨换热器相对于块孔式石墨换热器而言，传热面积可以做得较大，有利于装置大型化。防结垢性能较好，流体阻力小，造价相对较低。(4) 闪蒸室液面上方的垂直段设计得比较高，足以减少气流对P2O5飞沫的夹带。(5) 在闪蒸室后采用了旋风除沫器，对细小的P2O5液滴捕集非常有效，从而保证了一个高的P2O5得率和氟硅酸中低的P2O5浓度。(6) 闪蒸室罐底设置十字形防涡板，避免大气腿入口处产生漩涡。(7) 为避免使用大量疏水器而引起布置凌乱，流程中采用一个冷凝水收集槽实现疏水器的功能。(8) 采用空塔及管道上分别加设喷头的方式来强化氟吸收传质，并可有效地避免硅胶的堵塞，提高作业率。(9) 采用两级氟吸收塔配套独立的循环槽和循环泵，能确保有较高的氟吸收效率。(10) 在第二氟吸收塔后设置除沫器，可减少酸沫带入循环水系统，从而减少其结垢和腐蚀。 (11) 系统真空由水环真空泵产生，系统真空度控制便捷。 (12) 整个流程无专利设备，可以做到无引进设备，便于装置的国产化和大型化。 (13) 适当提高大气冷凝器的布置标高，采用循环水回水直接自流上循环水冷却塔的方案，可简化流程，省去热水泵和热水槽，节约能量、节省投资减少生产成本。 (14) 在循环管道上（轴流泵入口前）设置过滤器，分离大块固相物，提高了开车率。3.1.1.3 装置内“三废”治理及环境保护的措施与实际效果 本装置在正常生产过程中, 连续有磷矿与硫酸反应生成的磷石膏排出，年排出量约为 155.3 万吨(干基)。过滤机排出的磷石膏，送入石膏再浆槽用水调成浆后用泵送至磷石膏渣场。 本装置正常生产时，无污水排放。 本装置的主要污染物为废气和噪声。 （1）废气 废气：废气主要为反应槽产生的含氟气体，其排放量为90000Nm3/h，对于反应槽的尾气，本装置采用了文丘里和双塔循环洗涤，洗涤后尾气中的F含量降至9mg/m3以下，经45米高的烟囱高空排放至大气。（2）噪声 本装置的噪声主要来源于尾气风机和真空泵。对于尾气风机采取了增加减振 垫，使尾气风机的噪声小于85分贝。对于真空泵也采取了增加减振垫，同时作隔音处理，使真空泵噪声小于90分贝。3.1.1.4 生产制度 生产方式：连续生产工作制度：四班三运转 年操作日：300 天(6750 小时) 3.1.2 原材料及产品主要技术规格 原材料技术规格序号名称规格国家标准备注一磷精粉组成:(wt%)(干基)P2O532.0CaO/ P2O51.55MgO1.2R2O34.0SiO2 4F 2.0Cl 0.13灼失量 3.0粒度:-100目80%外购。 二硫 酸组成:(wt%)H2SO4 98/93灰分 0.03Fe 0.01As 0.005Pb 0.