重钢集团矿业有限公司太和铁矿20万吨年硫酸工程可行性研究报告.doc

重钢集团矿业有限公司太和铁矿太和铁矿20万吨/年硫酸工程可行性研究报告北 京 矿 冶 研 究 总 院二七年六月【 】工程重钢集团矿业有限公司太和铁矿太和铁矿20万吨/年硫酸工程可行性研究报告院长：孙传尧主管副院长：战 凯院总工程师：王 瑜院副总工程师：江培海项目总设计师：张邦胜北 京 矿 冶 研 究 总 院二七年六月可行性研究报告编写人员专业审 定专 业 负 责 人设 计 人 员姓 名职 称姓 名职 称姓 名职 称冶炼工艺蒋开喜教授王海北高级工程师张邦胜工程师总 图蒋开喜教授张邦胜工程师冯亚平工程师电力仪表蒋训雄教授汪胜东高级工程师范艳青工程师给排水张邦胜工程师王 春教授级高工张立华助理工程师暖 通王玉芳工程师赵 磊助理工程师赵 磊助理工程师土 建刘大星教授罗清华教授蒋应平助理工程师环 保刘三平工程师刘三平工程师张 磊工程师节 能蒋训雄教授范艳青工程师王玉芳工程师安 卫林江顺教授黄 胜工程师蒋 伟工程师技 经李 岚高级工程师王海北高级工程师王 晔工程师目 录1 总论71.1 编制的依据和原则71.2 项目概述71.3 项目建设条件81.3.1 资源条件81.3.2 外部建设条件91.4 可行性研究的范围91.5 建设方案91.5.1 建设规模91.5.2 厂址方案91.5.3 产品方案101.6 存在的主要问题及建议101.7 综合技术经济指标表102 硫酸市场分析132.1 国内硫酸工业概况132.2未来我国硫酸工业发展战略及方向142.3硫酸价格152.4小结152.5原料、燃料、辅助材料分析162.6 竞争力分析173 建设方案研究183.1 建设规模183.2工艺方案183.3 厂址方案183.4 产品方案194 制酸204.1 设计能力204.2 工艺流程选择204.3 工艺流程叙述204.3.1原料工段204.3.2焙烧工段224.3.3排渣工段234.3.4净化工段234.3.5干吸工段234.3.6转化工段244.4 主要设备选型254.4.1 设备选择的原则254.4.2 主要设备选型原则254.5 主要技术经济指标325 总图运输355.1 区域概况355.1.1 地理位置及交通355.1.2 气候特征355.2 厂区总平面布置365.2.1 场地组成365.2.2 供水、供热和供电365.2.3 总平面布置原则365.2.4 总平面布置365.3内外部运输375.3.1外部运输375.3.2内部运输386 公用辅助设施及土建工程396.1给排水396.1.1 给水396.1.2 排水406.2电力406.2.1 电源406.2.2 用电负荷416.2.3 供配电系统方案416.3 自动化仪表与通信466.3.1 设计原则466.3.2 设计范围466.3.3 电信466.4热工及采暖通风476.4.1热力工程476.4.2 采暖通风设计依据486.4.3室外气象参数486.4.4 采暖486.4.5 通风除尘486.4.6空调486.5 节能496.5.1设计原则及依据496.5.2综合能耗及分析497 土建工程527.1 设计依据527.2 基本概况527.2.2建(构)筑物的设计使用年限527.2.3地震烈度537.2.4工程地质537.2.5建筑材料537.2.6施工条件537.3 建筑物和构筑物设计方案537.3.1 设计原则537.3.2 建筑设计547.3.3 结构设计547.3.4 建筑标准557.3.5 土建工程量558 环境保护578.1 设计依据578.2建设地区概况578.2.1 地理位置及交通578.2.2 气候特征578.3建设地区环境状况588.4主要污染源、污染物排放状况及治理588.4.1废气588.4.2废水598.4.3废渣598.4.4噪音598.5环境影响评价分析599 劳动安全卫生与消防设施609.1 劳动安全卫生609.1.1设计依据609.1.2主要危害源619.1.3 主要防护措施629.1.4 劳动安全卫生投资639.2 消防措施639.2.1 设计依据639.2.2 消防隐患639.2.3消防给水系统639.2.4消防设施641、厂房建筑采用钢筋混凝土结构或钢管铁板瓦结构；649.3 预期效果6410 项目实施计划6510.1 项目范围6510.2 项目实施措施6510.3项目工程实施计划6611 企业组织及劳动定员6611.1 组织机构6611.2 企业工作制度6611.3 劳动定员与劳动生产率6711.3.1 劳动定员6711.3.2 劳动生产率6711.4 工资与福利6711.5 职工培训6712 投资估算及资金筹措7012.1 建设投资估算7012.1.1 工程概况7012.1.2 投资范围7012.1.3 估算费用构成7012.1.4估算方法和深度702编制方法7112.1.5 总估算表7112.1.6 投资分析7112.2 流动资金估算7112.3 资金使用与筹措7313 技术经济7713.1 项目评估依据及范围7713.2 基础数据7713.2.1 生产规模7713.2.2 实施进度7713.3 成本分析7713.3.1 说明7713.3.2 制造成本7813.4 财务评价8013.4.1 损益计算8013.4.2 长期借款偿还计算8114.4.3 清偿能力分析8114.4.4 资产负债分析8113.5 财务盈利能力分析8213.6 不确定分析9013.6.1 敏感性分析9013.6.2 盈亏平衡分析91附图：1总体布置图2厂区布置图3工艺流程图4设备连接图5车间配置图 461 总论1.1 编制的依据和原则本项目可行性研究编制依据有：1. 重钢集团矿业有限公司太和铁矿提供的委托书；2. 重钢集团矿业有限公司太和铁矿与北京矿冶研究总院签订的“年产20万吨硫酸项目可行性研究”合同；3. 重钢集团矿业有限公司太和铁矿提供的资料。1.2 项目概述重钢集团矿业有限公司太和铁矿地处著名的航天城和中国最大的彝族聚居区凉山州的首府四川省西昌市近郊，太和铁矿为攀西四大钒钛磁铁矿区之一，自发现以来，国家进行了多次勘探，已探明工业储量2.38亿吨。目前太和铁矿拥有固定资产原值1.79 亿元，净值1.37亿元。企业主营钒钛磁铁矿开采、加工、销售，兼营工民建筑安装，土石方工程施工，汽车运输，机械设备检修安装，金属加工等。主要产品有钒钛铁精矿、钒钛氧化球团矿、钛精矿、钴硫精矿等。太和铁矿经多年的发展，在钒钛磁铁矿开发领域已经形成了独特的产业结构：以铁为主综合利用的结构，产品主要有钒钛磁铁精矿、钒钛护氧化球团、钛精矿、钴硫精矿、建筑用砂石料等。在钒钛磁铁矿选铁及尾矿综合领域内的技术水平已处于攀西地区乃至全国的前面，特别是尾矿综合利用选钛技术、高钛型钒钛护炉球团矿生产技术、钒钛磁铁矿综合利用技术、钒钛矿脱磁技术已获得国家专利。太和铁矿2006年完成销售收入3.2亿元，处理原矿200万吨，生产钒钛铁精矿80万吨、钛精矿9.2万吨、钒钛氧化球团矿50万吨、钴硫精矿0.5万吨。四川长隆集团与太和铁矿合资成立西昌瑞康钛白公司，公司拟建6万吨/年钛白粉生产项目，主要原料采用太和铁矿生产的钛精矿。其生产工艺采用硫酸法钛白生产技术，每年需用98%的硫酸20万吨，本项目所产全部硫酸供瑞康钛白使用，市场有保证。本项目建在我国硫资源丰富的西昌地区，原料供应充分可靠，项目依托老厂建设，不铺新点，充分利用老厂已有的公用工程、辅助设施和建厂用地的有利条件。本项目采用先进的技术，技术、装备立足国产化，可大幅度降低装置投资，并充分体现规模效益，成本较低。生产出的产品就近提供给相邻的西昌瑞康钛白公司，可以大大节约产品运输成本，因此，太和铁矿20万吨/年硫酸装置具有较强的竞争力。本研究受重钢集团矿业有限公司的委托，以硫铁矿为原料生产硫酸研究其技术经济德可行性。1.3 项目建设条件1.3.1 资源条件重钢集团矿业有限公司太和铁矿地处四川省西昌市近郊，太和铁矿为攀西四大钒钛磁铁矿区之一，自1956年被发现以来，进行了多次勘探，已探明工业储量2.38亿吨。目前太和铁矿主营钒钛磁铁矿开采、加工、销售，兼营工民建筑安装，土石方工程施工，汽车运输，机械设备检修安装，金属加工等。主要产品有钒钛铁精矿、规格块矿、氧化球团矿、钛精矿、钴硫精矿等。太和铁矿地区地形西高东低，北、西、南三面高山环抱，东部敞开。由西至东的破石头沟将矿区一分为二，割成南北两块，形成矿区的主要水系，此沟流至山下，归宿到东部的安宁河。矿山地面标高大致为2100m到1520m，高差580m左右。水文地质条件较为简单。攀西地区有大量的硫铁矿，如九龙里伍铜业、汉源锦泰公司、越西大花村、会理小石房、会东铁柳等企业每年共有超过30万吨的硫精矿。这些硫精砂或黄铁矿硫品位高，都在35%以上，高的达到40%以上，杂质含量低，其中铅、锌、氟、砷等有害杂质含量基本都在国家规定范围内。因此针对本项目所需的17万吨/年硫精砂，货源充足，稳定可靠，运输方便，还可与其合作共同投资参股建设本项目，以期获得更为稳固的资源条件。硫精砂成分为：S35% Fe42% As0.14% F0.02% SiO24% H2O14% 粒度：-200目55%。1.3.2 外部建设条件1供水 本工程用水包括生产用水和生活用水，生产用水、生活用水无特殊要求。新水取至太和铁矿附近的破石头沟、安宁河、及江边深井。2供电本项目位于四川省西昌地区，当地的电力供应充足。重钢集团太和铁矿电力由西昌电业局供给。由马道变电站以35 kV电压输至选矿厂附近35 kV总变电站，再由总变电站内12500 kVA及6300 kVA变压器降压后以6 kV电压分别向采矿、选矿、球团的高压设备或配电室供电。厂区外供电设施由业主负责完成，不包括在本可行性研究范围之内。3运输太和铁矿位于四川省凉山州西昌市太和镇境内，矿区东距西昌市12km，距成昆铁路西昌火车站约10km，南距攀枝花市276km，东北距重钢1062km。西昌至木里、西昌至大桥两公路从矿区经过，交通方便。1.4 可行性研究的范围根据可行性研究合同要求及国家建设部对可行性研究的深度要求，其研究范围包括：从硫精砂至产出硫酸的生产工艺；生产辅助设施工程；相应范围内的产品成本和投资估算。1.5 建设方案1.5.1 建设规模本工程建设规模为年产硫酸20万吨。1.5.2 厂址方案冶炼厂选择在矿区附近的地势平坦的位置，距离选矿厂区2km以内。1.5.3 产品方案 本项目产品为工业硫酸，硫酸品位在98。1.6 存在的主要问题及建议(1) 本项目采用处理硫精矿或硫精砂生产硫酸，太和铁矿自产的硫精矿只有一部分，还需外购原料，由于外购原料成分的稳定性及资源数量的稳定对工艺和本项目至关重要，在建设本项目时谨慎考虑原料的来源和质量；(2) 本可行性研究采用的工艺技术比较容易实现，对设备的要求不高，生产过程中环境保护能够达到国家标准，建议尽快抓紧建设 1.7 综合技术经济指标表工艺流程综合技术经济指标见表1-3。表1-3 综合技术经济指标表序号项目名称单 位数 量备 注一生产规模1硫酸产量万t/a20折100H2SO4二产品规格1硫酸 H2SO4%98三工作制度1年工作天数d/a3302天工作班数班/d33班工作小时数h/班8四主要原料、燃料用量1硫原矿（S35 ）万t/a19.34（含钴硫精矿）2催化剂t/a103轻柴油t/a404燃 煤t/a3000五主要工艺指标1焙烧温度oC9002线速度m/s0.223空气过剩系数%1.704沸腾床层高度%m15 焙砂产率%85六公用工程、动力消耗1供水m3/h129.12除盐水t/h93年耗电量万kWh27664年余热发电量万kWh4752七三废排放1废气万Nm3/h12.792硫铁矿渣万t/a17.3综合利用3煤渣t/a589综合利用八运输量1运入量万t/a23.32运出量万t/a17.36九劳动定员人174其中：生产人员人137 辅助人员人21 管理人员人16十劳动生产率1全员价值劳动生产率万元/人69.902生产人员价值劳动生产率万元/人88.77十一项目总投入资金万元8748.151固定资产总投资万元8040.74其中：建设期贷款利息万元128.942流动资金万元707.41十二年产值万元90000十三年销售收入万元90000十四年成本万元8771.38十五年利润总额万元2455.01十六贷款偿还年限年3.24十七主要投资效果指标1投资利润率%22.472投资利税率31.573资本金利润率63.894投资回收期年3.395财务净现值万元13194.02 内部收益率%30.10盈亏平衡点%45.392 硫酸市场分析2.1 国内硫酸工业概况根据权威部门的市场调查，截至到目前，我国硫酸工业较以前发生了很大的变化，主要体现在原料结构、技术装备水平、硫酸消费速度、硫磺及硫酸的进口幅度。具体如下：(1)原料结构的变化1999年硫酸产量为2165万t，其中硫铁矿制酸1207万t，占55.8%；冶炼烟气制酸500万t，占23.1%；硫磺制酸433万t，占20%；磷石膏制酸25万t，占1.1%。由于我国硫资源不足，在世界硫磺市场供大于求的形势下，从1997年起硫磺制酸得到迅速发展，导致硫酸原料结构发生了很大变化。2003年硫酸产量为3371万t，其中硫铁矿制酸1303万t，占38.7%；冶炼烟气制酸752万t，占22.3%；硫磺制酸1261万t，占37.4%；磷石膏及其它原料制酸55万t，占1.6%。过去5年间，硫酸产量的增长主要是硫磺制酸和冶炼烟气制酸，其中，硫磺制酸占68.6%，冶炼烟气制酸占20.9%。(2)技术和装备水平有了很大提高几年来，硫酸行业在采用新技术、新工艺、新材料、新设备等方面都取得了很大的成绩。在新建装置和老企业技术改造中强化环保措施，提高余热利用率，实现了大型化和国产化，有的技术设备已经接近或达到世界先进水平。硫磺制酸开始向大型化发展，30万t以上的大型装置有12套，其中30万t6套，40万t5套，60万t1套。这些装置基本实现了国产化，但大型装置还需要引进一些关键设备和材料，如大扬量酸泵、分酸器、捕沫器和触媒及部分一次仪表等。美国孟山都公司的HRS低温位热能回收技术，已在国内开始应用，据计算，每t酸可副产蒸汽1.7t，该蒸汽除可以直接驱动设备外，还能发电供其它使用。(3)硫酸消费迅速增加2004年全年全国硫酸消费量达到3565万t，其中化肥消费硫酸占总产量的71.7%，非化肥用酸占总产量的28.3%。(4)硫磺、硫酸进口大幅度增加随着硫磺制酸迅速发展，进口硫磺大幅度增加。1999年进口硫磺213万t，2003年硫磺进口量达到499万t，5年平均递增18.5%。由于中国进口硫磺已接近世界贸易的四分之一，加上印度、巴西等国也大幅度增加硫磺进口，使世界硫磺价格一路上扬，导致进口硫磺到岸价不断上涨，2003年进口硫磺平均到岸价达到78.6美元/t。由于沿海、沿江和云贵地区磷复肥企业硫酸不足，进口硫酸也迅速增加，1999年进口硫酸26万t，2003年增加到194万t，5年平均递增49.1万t，主要进口硫酸国家是日本、韩国和菲律宾。2.2未来我国硫酸工业发展战略及方向根据我国全面建设小康社会，满足化肥和非化肥行业对硫酸的需求，2003年硫酸产量为3371万t，2010年将达到3800万t。但由于我国硫资源不足，主要以硫铁矿和有色金属伴生硫为主，2003年我国硫资源自给率不足50%。因此必须要考虑石油、天然气的硫回收。从全球来看，目前商业性规模生产弗拉斯硫的国家主要是波兰和伊拉克。从酸性天然气回收硫的主要生产国是加拿大、俄罗斯、美国、沙特阿拉伯和阿联酋等国家。美国是从酸性原油中回收硫的最大生产国。硫铁矿生产国主要是中国、西班牙、南非和前苏联等15国家，非元素硫占硫总供应量的30%。根据目前的硫资源的开发利用情况，预测为了世界上从石油天然气中回收硫和有色金属回收硫将逐步增长。从国内来看，预计2010年和2020年全国硫铁矿制酸生产能力分别达到1600万t和1950万t。烟气制酸2010年和2020年可达到800万t和1000万t。我国石油天然气回收硫制酸预计2010年和2020年分别达到100万t和150万t。煤炭副产的硫铁矿制酸2010年和20220年分别也可达到100万t和120万t。磷石膏制酸预计2010年和2020年分别达到100万t和150万t。因此，全国硫资源产酸能力(硫标矿)2010年和2020年预计达到2700万t和3370万t。表2-1是未来几十年我国硫酸需求预测。表2-1 未来几十年我国硫酸需求预测名称化肥需求量(万t)非化肥需求量(万t)合计(万t)201028509503800201530751025410020203300110044002030370013005000今后20年，我国硫酸生产能力仍主要依靠国内硫资源。硫磺制酸比例维持目前水平，冶炼烟气制酸能力、煤炭系统回收硫铁矿、石油天然气回收硫和其它回收硫将更要增长。2.3硫酸价格今年来国内部分地区的硫酸价格见表2-2。由于我国的农业政策以及基础工业的发展需要，目前硫酸的市场价格仍然保持在较高的水平。2.4小结总之，随着改革开放的不断发展，我国的硫酸产品价格已经市场化。如前所述，近几年来硫酸价格波动很大，不同地区的差别也非常大，影响硫酸价格的主要因素有两个：一个是供求关系，二是生产成本。硫酸是工业上广泛使用的原材料，随着工业的发展，对硫酸的需求也随着增长，但硫酸的主要用户是磷复肥，也就是说，磷复肥生产的波动对硫酸的需求有直接的影响。目前我国的磷复肥仍然供不应求。西南地区是我国磷矿石的主要产地，也是生产磷肥的主要省份，多年来西南地区的硫酸价格一直高于其它省份。本项目产出的硫酸可填补当地硫酸的缺口。众所周知，硫酸生产的成本主要是原材料，几乎占原料费的60%80%，所以原料价格对硫酸的销售有直接的影响。我们项目的原材料是选矿产出的钴硫精矿，焙烧过程中产生烟气。这首先是为了满足环保要求必须采用的手段，因此，在原材料方面，我们研究的项目具有得天独厚的条件，与购买硫磺生产硫酸的工厂相比，优势相当明显，风险也小得多。考虑到硫酸价格得地区性差异，本次可研按450元/t计算。表2-2 近年来国内部分地区的硫酸价格199920002001200220032004东北华东中原华东中原华东东北中原上海东北中原上海186038011003808004615509003606299005502991380110038080051657590037062990045531100450110031080048063890036464390048049504501200330800496643900433626900520590045012003208005226179504606439005736850450120036080056163695053064490056078504501100350800604655950533644900660875045098037080059761595049764990064398004509803708505796369004206509006431082046098037085061462890046065090065011860480980320850600631900460650900650128504809803208506256269004606509006502.5原料、燃料、辅助材料分析本项目采用两转两吸技术生产硫酸，原料硫精砂为选矿尾矿选出的产品，攀西地区有较多的硫精砂产量，因此本项目的原料有充足的保障。本项目采用的工艺流程为硫精砂生产硫酸，生产中用到的燃料较少，主要为硫精砂氧化过程释放的热量，同时将产生的蒸汽可以用来发电，在硫精砂焙烧调试过程中需要少量的柴油或者粉煤。辅助材料主要有重钙粉、催化剂等。太和附近有重钙粉厂，辅助材料可以在当地购买，辅助材料购买应没有问题。本项目动力消耗主要是电，当地的水电充足，电力供应应该没有问题。2.6 竞争力分析本项目实施后，将具有以下竞争优势：(1) 资源优势明显，项目实施后重钢集团太和铁矿具有矿山的开采权。选矿厂和冶炼厂就建在附近，减少原料的运输费用。(2) 技术先进，实现资源综合回收。本项目以选矿尾矿硫精砂为资源，回收生产硫酸，大大降低了生产成本；(3) 本项目技术先进，资源最大化利用，工艺无污染，绿色环保，水电充足，周围交通便利。(4) 硫酸价格在目前且将来相当长一段时间仍处于较高价位。(5) 四川长隆集团与太和铁矿合资成立西昌瑞康钛白公司，公司拟建6万吨/年钛白粉生产项目，主要原料采用太和铁矿生产的钛精矿。其生产工艺采用硫酸法钛白生产技术，每年需用98%的硫酸20万吨，本项目所产全部硫酸供瑞康钛白使用，市场有保证。3 建设方案研究3.1 建设规模根据重钢集团太和铁矿的资源和生产情况，结合本项目的工艺特点，按年生产天数为330天，确定本项目的设计能力为年产20万吨硫酸。原料为硫精砂，硫精砂主要成分为：S35% Fe42% As0.14% F0.02% SiO24% H2O14% 粒度：-200目55% 3.2工艺方案硫精砂在沸腾炉内进行氧化焙烧，焙烧温度一般大于900C，氧化焙烧后的烟气含SO21112%，经过旋风收尘器后再进入电收尘器。经过电收尘的烟气约300350C，然后进入内喷文氏管与喷入的1015%的稀硫酸接触使烟气降温、净化、温度降至6070C。出来的烟气再入泡沫塔进一步洗涤，温度降到50C左右，含尘降至痕量，洗涤后的清液再送到内喷文氏管循环便用，底流则送到污酸处理系统。净化后的烟气经鼓风机加压，温度约60C送入热交换器将其加热进入转化器进行第一次转化，将SO2转化为SO3，从转化器出来的烟气经过换热器把温度降至180C左右，进入第一吸收塔，与塔上部喷淋下来的98%的H2SO4相遇，SO3被吸收生成硫酸。第一吸收塔出口烟气尚含1%未转化的SO2，温度约为60C，经过热交换器再将其加热至420C进行第二次转化，出来的烟气经过热交换器将温度降至180C左右进入第二吸收塔，两次吸收的总吸收率可达到99.95%。经过两次转化，两次吸收后尾气含SO2300ppm，由烟囱排放达到国家允许排放标准。3.3 厂址方案由于该项目处理的原料为太和铁矿自产和附近购买，产品工业硫酸卖给与本厂相邻的太和铁矿合资公司。因此在厂址选择上考虑了以下几个原则：1、硫精砂年需要量大，因此厂址应尽量靠近原料产地；2、产品工业硫酸属化学危险品，运输成本高，厂址应尽可能靠近硫酸需要地区；3、由于该项目的工艺采用硫精砂沸腾焙烧，烟气SO2净化后制取硫酸，虽然制酸工艺采用双转双吸，排出的尾气中SO2浓度可以小于300ppm，但仍有微量气体逸出，仍应考虑到烟尘和SO2对环境的影响；4、原料工段和硫酸车间需要的面积较大，而且需要平整的地形；5、考虑到设备、材料的供应以及产品的销售，因此厂址最好选择在交通运输比较方便的地方；6、应考虑到职工的上班、居住以及就医、子女上学等生活条件。本建设项目为新建工程，因此所有的厂房都需要新建。可供选择的方案有两个，一种方案是将厂址建在西昌附近，这样可以利用当地的辅助原料。第二种方案是在太和铁矿附近建厂，这样可以减少原料的运输。综合以上各方面比较，尤其是硫酸的运输方面，在征求业主的意见下，本可行性研究的厂址选择在太和铁矿选矿厂附近，厂址的具体位置见附件1。3.4 产品方案硫精砂沸腾焙烧的烟气净化后制酸，产品为98%的工业硫酸，根据需要也可以产出93%的硫酸，设计按照100计算每年产H2SO4共计20.0万吨。4 制酸4.1 设计能力硫酸车间的设计能力按年产20万t硫酸配套。4.2 工艺流程选择根据烟气的条件和环保要求，制酸选择绝热蒸发酸洗两转两吸流程。其特点是：（1） 工艺流程成熟可靠；（2） 环境污染少，尾气排放的SO2可以达到国家允许的废气排放标准。排放的污酸量可以达到最少的程度，污酸经无害化处理后可以达到国家允许的废水排放标准；（3） 产品质量好；（4） 适应性强，对烟气量以及烟气浓度有一定的适应性。4.3 工艺流程叙述根据烟气的条件和环保要求，制酸选择绝热蒸发酸洗两转两吸流程。其特点是：A:：工艺流程成熟可靠；B：环境污染少，尾气排放的SO2可以达到国家允许的废气排放标准。排放的污酸量可以达到最少的程度，污酸经无害化处理后可以达到国家允许的废水排放标准；C：产品质量好；D：适应性强，对烟气量以及烟气浓度有一定的适应性。4.3.1原料工段（1）矿库根据供矿协议，硫精矿成分为：S35% Fe42% As0.14% F0.02% SiO24% H2O14% 粒度：-200目55%。硫精砂由自卸汽车卸进库房后，经过晾晒风干后，用轮式装载机与抓斗桥式起重机联合作业进行转堆贮存，最后用10t桥式抓斗起重机将硫精砂抓进（贮）料斗等待干燥处理。矿库内硫精矿堆成上底宽为22m，下底宽为29m，高为3.54m的梯形料堆，堆场最大堆料面积为9429-663=2618m2，可贮存湿的硫精矿约1.64万吨，可供应硫酸装置约23天的生产用矿。（2）硫精砂干燥系统当进入矿库的硫精砂含水量大于14%时，以自然干燥为主，以降低硫精砂进入回转干燥窑的含水量，确保干燥系统正常运行。堆放在矿库内潮湿的硫精矿由10t桥式抓斗起重机抓起，落入干燥系统的钢贮斗内，通过圆盘给料机、3条带式输送机转运组成的输送系统进入回转干燥窑进行干燥，湿的硫精砂与烟道气并流，使矿中的表面水蒸发，使其含水量降至8%以下。干矿从干燥窑尾排出，再由带式输送机送至矿库的干料区降温和暂存。回转干燥窑热源来自沸腾热风炉，热风炉用燃料煤由汽车运至干煤库贮存。燃料煤由攀枝花供应，年需要量为0.3万吨（Qd2.09104kJ/kg）干燥窑为一回转圆筒，其直径为3400mm，长度22000mm。圆筒体上设有多种不同形式的抄板，使物料随圆筒体的转动形成料幕，与热风炉送来的热风充分接触，进行传热传质，物料逐渐干燥并流向干燥窑出口，干燥窑出口处物料中的水份含量为8%。为防止物料粘结，在干燥窑筒体的进口端配备自击锤振打装置。热风炉(沸腾炉)带有自动控制装置及联锁保护装置，其中的烟道气在进入干燥窑前用空气进行稀释混合，使进入干燥窑的气体温度控制在550650。进入干燥窑的热风温度由空气调节阀进行调节并为微负压。干燥后的物料由干燥窑出口的热料带式输送机运往矿库的干料区降温和暂存。干燥窑排出的尾气含有粉尘，为了保护环境不受污染，干燥系统的含尘尾气采用湿法净化工艺方案。湿法净化工艺是干燥尾气先经组式旋风除尘器除尘，再进入文丘里洗涤器洗涤后由烟囱排放。其特点是结构简单，投资少，易操作，工艺技术成熟、可靠等，低于大气污染物综合排放标准规定的新污染源大气污染物排放限值120mg/m3的要求。洗涤水经沉淀池沉降后流入清水池，通过循环泵打入洗涤器喷嘴，沉淀池的灰采用人工定期清理。（3）焙烧炉供料系统焙烧工段生产时，抓斗桥式起重机从矿库干料区取料，卸入钢贮斗，经圆盘给料机，带式输送机经除铁后送至直线振动筛筛分，去除大块料和杂质。筛下的6mm的硫精砂从筛下贮斗由带式输送机运至新建供料楼，落入硫精砂贮斗。筛出的（大）团块硫精砂去破碎机破碎（打散）后返回矿库干料区。4.3.2焙烧工段由原料工段来的硫精砂通过圆盘给料机加入沸腾焙烧炉沸腾层内，空气鼓风机将焙烧用空气送入焙烧炉的风室，经气流分布板和风帽均匀地进入沸腾层，沸腾焙烧炉为一次扩散型圆柱筒体结构，同时设有二次进风管。焙烧放出的热量,由安装于焙烧炉床层的冷却盘管移走,冷却盘管直接和废热锅炉系统相连.由沸腾焙烧炉出来的经沸腾焙烧产生的含SO2炉气，温度高达900950，送入余热锅炉，余热锅炉产生3.82MPa(G)、450的过热蒸气送出界区外，同时使含SO2炉气温度降至350。在余热锅炉前区设置一沉降室，锅炉内设有五组热力管束，烟气呈型流向，并配有振打除灰装置，除尘效率达35。由余热锅炉出来的炉气进入旋风除尘器，经旋风除尘器后，炉气含尘量降至40g/Nm3，然后进入电除尘器，电除尘器为单室三电场，在电场的作用下，尘粒带电并趋向到集尘极上，由振打装置振动清除，使电除尘器出口炉气含尘量达到0.15g/Nm3以下，送至净化工段。沸腾焙烧炉、余热锅炉、旋风除尘器和电除尘器收集的矿渣和矿尘，由排渣工段的埋刮板输送机经冷却增湿滚筒增湿后送出界区。4.3.3排渣工段为便于硫铁矿渣的综合利用，减少污水排放，选用干法增湿排渣方案。沸腾焙烧炉、余热锅炉、旋风除尘器和电除尘器收集的硫铁矿渣由埋刮板输送机输送，经冷却增湿滚筒增湿后通过带式输送机送至硫铁矿渣选别系统4.3.4净化工段由焙烧工段电除尘器来的含尘0.15g/m3、320的炉气送入冷却塔，塔内设有三层喷头,喷淋稀酸，炉气和洗涤酸逆流接触，经绝热蒸发冷却至65，然后进入洗涤塔，洗涤塔为填料塔，设有冷却稀酸循环线，循环酸由洗涤塔酸泵加压,经过板式换热器冷却后再至塔顶喷嘴循环上塔进行洗涤，进一步将炉气温度降至40，依次进入一级电除雾和二级电除雾除去酸雾，使出口炉气酸雾含量低于0.005g/Nm3，净化后气体送至干吸工段的干燥塔。出冷却塔喷淋酸经沉降器沉降矿尘，清液回入设在冷却塔底部的稀酸循环槽，再由循环泵送至冷却塔循环使用。多余浓度为15的稀酸经脱吸塔脱除SO2后用稀酸输送泵送至干吸工序吸收塔酸循环槽回用，脱吸的SO2气体接至洗涤塔气体入口管。沉降器排出的含尘污酸经压滤机压滤后，稀酸送去六国公司磷酸装置生产磷酸,酸泥经中和后掺在硫铁矿渣中一起外运。电除雾器设有一台电除雾冲洗水泵，供停车或非正常冲洗电除雾用，两级电除雾器连续产生的冷凝液直接排至电除雾酸槽，经电除雾酸泵送至洗涤塔。4.3.5干吸工段由净化工段来的含SO2气体经补充一定量的空气后进入干燥塔，干燥塔为填料塔，塔顶喷淋9394硫酸以吸收气体中的水份，气体经干燥后，含水份0.1g/Nm3以下，送入转化工段SO2鼓风机。干燥塔循环酸吸收水份后流入干燥塔酸循环槽，为了维持干燥塔循环酸浓度，从吸收塔酸循环酸槽串来部分浓酸，再经干燥塔酸循环泵、干燥塔酸冷却器后入干燥塔循环使用。循环系统中多余的9394硫酸经SO2吹出塔脱除其中的SO2后经吹出塔酸循环槽、吹出塔酸循环泵串至吸收塔酸循环槽；吹出的含SO2的空气进入干燥塔。由转化工段来的含SO3一次转化气进入中间吸收塔，用98硫酸循环喷淋吸收，吸收后气体送回转化工段进行第二次转化，中间吸收塔循环酸流入吸收塔酸循环槽，循环酸浓度由干燥塔酸循环槽来的硫酸和补充工艺水来维持。循环酸经吸收塔酸循环泵、吸收塔酸冷却器进入中间吸收塔顶部循环喷淋。同时，由吸收塔酸循环泵出口引出部分循环酸经脱盐水加热器进行换热回收低温位余热，循环酸再汇入总管送中间吸收塔使用。从界区外来的脱盐水经脱盐水加热器加热后，进入脱盐水贮槽，经脱盐水输送泵送出界区。由转化工段来的含SO3的二次转化气进入最终吸收塔，塔顶用98硫酸循环喷淋吸收.与中间吸收塔相同, 吸收SO3后的循环酸流入吸收塔酸循环槽，循环酸自进入中间吸收塔的循环喷淋酸管引一分支进入终吸塔顶循环喷淋，增多的硫酸从吸收塔酸冷却器出口引出，一部分去干燥塔酸循环槽串酸，一部分经成品酸冷却器冷却后作为成品酸送至硫酸罐区。吸收后尾气进入经70米高排气筒排入大气，尾气SO2浓度600 mg/Nm3，排放量约为32.8kg/h，酸雾40mg/Nm3，低于国家排放标准。4.3.6转化工段由干吸工段干燥塔来的SO2气体经SO2鼓风机加压后经第a、b热交换器，第热交换器加热至415后进入转化器一段进行反应，一段反应出口气体经第热交换器换热后降温至440进入转化器二段继续反应，二段出口气体经第热交换器换热后降温至435后进入转化器三段继续反应，三段反应后SO2转化率可达94.5，转化气三段出口气体经第a、b热交热进一步换热后降温至180送干吸工段中间吸收塔。由干吸工段中间吸收塔来的气体经第a、b热交换器，第换热器加热至410进入转化器四段进行第二次转化，转化器四段出口气体经第a、b热交换器换热降温至180后送干吸工段最终吸收塔，经二次转化后SO2总转化率达99.8。转化工段设有开车升温设备，包括热风炉，预热器，鼓风机，引风机及烟囱。开车升温用的燃料油由原有200kt/a硫铁矿制酸装置引入。在转化工序设置卫生塔。在开车及事故状态下，吸收后尾气进入卫生塔，经卫生塔吸收后的尾气经70米高排气筒排入大气，卫生塔产生的洗涤水排入污酸槽，经污酸泵送至洗涤塔回用。制酸工艺流程图见图4-1。4.4 主要设备选型4.4.1 设备选择的原则工艺设备选择应遵循以下原则：(1) 设备装备水平应按国内先进水平考虑；(2) 尽量采用国产设备；(3) 工艺过程尽量选择连续作业，以减少设备体积和投资；(4) 车间和设备要求防腐；(5) 设备选型应符合高效、节能、可靠、易于操作、便于维修的要求。4.4.2 主要设备选型原则1 主要设备的选择及计算（1）干燥窑硫精砂的干燥采用回转干燥窑由沸腾热风炉产生的烟道气进行并流加热干燥。系统干燥能力40t/h（含水量14%）。经计算回转干燥窑的规格为：筒体内径： 3.4 m筒体长度： 22 m进口烟道气温度： 650 出口尾气温度： 100 倾斜度： 3%转速： 3r/min物料停留时间： 6.5min 配套电机功率： 132kW干燥强度： 23kg/m3h（2）热风炉沸腾流化热风炉的供热能力为：1.7107 kJ/h，出口烟道气温度：550650。硫精砂 氧化焙烧烟气 烧渣电收尘文氏管泡沫塔间冷器电除雾干燥塔主鼓风机热交换器转化器热交换器一吸塔 二吸塔硫 酸 尾 气图4-1硫酸生产工艺流程图（3）沸腾焙烧炉沸腾焙烧炉是以硫精砂为原料的硫酸装置的龙头，其运行是否正常平稳对整个装置影响极大，因此沸腾焙烧炉的设计是以在稳定可靠的基础上力求先进为指导原则。我国硫铁矿制酸已有相当丰富的经验，以硫精砂为原料的大型国产化硫酸装置焙烧炉已运行多年，同时，近年来从国外又引进一些新技术，为该设备的设计创造了有利条件。针对所采用硫精砂原料特点，本设计与生产实践相结合，同时参照国外技术数据并相比较的办法确定炉型和基本技术参数，沸腾焙烧炉采用一次扩散式两点无前室加料结构形式。沸腾焙烧炉主要工艺参数如下：生产能力： 25t/h （100 H2SO4计）沸腾层面积： 45.37m2焙烧强度： 折标矿12.72t/d.m2沸腾层温度： 800850炉气出口温度： 900950 湿炉气量： 56518.6Nm3/h沸腾层气速： 1.2m/s扩大层气速： 0.75m/s炉气停留时间： 11s（4）余热锅炉1) 锅炉参数锅炉蒸发量： 正常28t/h，最大31t/h过热蒸汽压力： 3.82MPa(G)过热蒸汽温度： 450 给水温度： 105 2) 工艺条件烟气量 56518.6Nm3/h进口烟气温度： 900950 出口烟气温度： 350 20 除尘效率： 353) 结构形式前置沉降室，W型四烟道，混合循环，面式减温，侧向振打除灰。（5）中间吸收塔选用填料塔，内部装填高效率鞍环填料，在塔顶部装二层金属丝网除沫器并设酸分布器。中间吸收塔处理气量平均为89795m3/h， 空塔气速取1.22m/s，则塔内径为5100mm，填料层高度6000mm，塔高度为17920mm，则中间吸收塔规格为内510017920。（6）最终吸收塔选用填料塔，内部装填高效率鞍环填料，在塔顶部装纤维烛式除雾器并设酸分布器。最终吸收塔处理气量平均为89795m3/h， 空塔气速取1.22m/s，则塔内径为5100mm，填料层高度6000mm，塔高度为17920mm，则最终吸收塔规格为内510017920。（7）转化器转化器为带中心支撑柱的全钢制反应器，四段催化剂床层自上而下呈1、2、3、4排列，工艺参数如下：转化率： 99.8催化剂装填量： 140m3介质： SO2/SO3气体操作温度： 410591 操作压力： 0.0100.023MPa转化器进口气量为71823.4Nm3/h，取空塔气速0.35Nm3/s，则转化器直径：71822.8/(36000.350.785)1/2=8521mm考虑内部结构需要，取转化器直径为9400，总高度为21500m