硫酸节能报告书(2)1.doc

20万吨/年硫铁矿制酸废渣回收利用及废热发电项目节能评估报告目 录第一章 评估依据1第二章 项目概况32.1 项目申报单位概况32.2 项目基本情况42.3 项目用能概况13第三章 能源供应情况分析评估193.1 项目所在地能源供应条件及消费情况193.2 项目能源消费对当地能源消费的影响19第四章 项目建设方案节能评估214.1 项目选址、总平面布置对能源消费的影响214.2 项目工艺流程、技术方案对能源消费的影响214.3 项目设备及其能耗指标和能效水平25第五章 项目能源消耗和能效水平评估325.1 项目能源消费种类、来源及消耗量分析评估325.2 能效水平分析评估36第六章 节能措施评估386.1 节能技术措施386.2 主要管理节能措施406.3 项目能源计量及仪表配备416.4 节能措施效果评估42第七章 存在的问题和建议46第八章 节能评估结论47第九章 附图49第一章 评估依据1.1相关法律、法规1.中华人民共和国节约能源法；2.中华人民共和国可再生能源法；3.中华人民共和国清洁生产促进法；4.中华人民共和国循环经济促进法；5.江西省实施中华人民共和国节约能源法办法；6.江西省资源综合利用条例。1.2相关规划、行业准入与产业政策1.国家可再生能源中长期发展规划；2.国家节能中长期专项规划；3.江西省人民政府关于加强固定资产投资项目节能评估和审查工作的通知；4.产业结构调整指导目录（2011年本）。该项目在国家发展和改革委员会第9号令产业结构调整指导目录(2011年本)中属鼓励类第十一项“化工”第2条“硫、钾、硼、锂等短缺化工矿产资源勘探开发及综合利用，中低品位磷矿采选与利用，磷矿伴生资源综合利用”，鼓励类第三十八项“环境保护与资源节约综合利用”第27条“尾矿、废渣等资源综合利用”，符合国家产业政策，不在国家公布的22项能耗限额标准目录和国家明令淘汰的用能产品、设备、生产工艺等目录之列。1.3相关标准与规范 1.用能单位能源计量器具配备和管理通则（GB17167-2006）；2.综合能耗计算通则（GB/T2589-2008）；3.单位产品能源消耗限额编制通则（GB/T 12723-2008）；4.企业节能量计算方法（GBT132342009）；5.工业企业能源管理导则（GB/T15587-2008）；6.评价企业合理用电技术导则 （GB/T3485-1998）；7.评价企业合理用热技术导则（GB/T3486-1993）；8.供配电系统设计规范（GB/T50052-1995）；9.节电技术经济效益计算与评价方法（GB/T13471-2008）；10.工业设备及管道绝热工程设计规范（GB/T50264-1997）；11.设备及管道绝热技术通则（GB/T4272-2008）；12.采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2003）；13.公共建筑采暖空调能耗限额（DB37/935-2007）；14.建筑照明设计标准（GB50034-2004）；16.建筑采光设计标准（GB/T 50033-2001）；16.民用建筑电气设计规范（JGJ 16-2008）；17.公共建筑节能设计标准（江西省）（DBJ 14-036-2006）；18.工业企业总平面设计规范（GB 50187-1993）；19.固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法（中华人民共和国国家发展和改革委员会令第6号）；20.江西省工业固定资产投资项目节能评估和审查办法；21.江西省节能监察办法。第二章 项目概况2.1项目申报单位概况 2.1.1名称江西全鑫科技化工有限公司2.1.2性质有限责任公司2.1.3通讯地址江西省九江市彭泽县矶山生态化工集中区2.1.4邮政编码3327002.1.5法人代表王合转2.1.6联系方式及联系电186563161992.1.7企业运营总体情况江西全鑫科技化工有限公司是一家涉及矿山开发、建筑材料、工矿产品、日化生产、餐饮等方面的实业股份有限公司，公司拥有一支科研开发的技术队伍，在同江西理工大学、江西省化工科学研究院、南昌大学等院校和有关科研机构的合作的同时为院校师生提供研究和实习岗位、使公司技术队伍也不断壮大,在政府部门和有关单位享有良好信誉，连续几年被评为诚信企业单位。江西全鑫科技化工有限公司在安徽投资设立宣城市全鑫化工有限公司，公司现有年产7万吨硫铁矿制酸废渣回收利用及废热发电项目，投资达8000万元，年产值1亿元。江西全鑫科技化工有限公司于2009年与常州长宏房地产开发有限公司投资成立常州市神剑化工有限公司，年产12万吨硫铁矿制硫废渣回收利用及废热发电项目项目已投产。目前总投资达1亿元，年产值1.6亿元。江西全鑫投资永乐汇餐饮管理有限公司，主营澳门豆捞，酒店产业，总投资5000万元。江西全鑫科技化工有限公司在江西上饶铅山县自有硫铁矿山，探明储量400万吨，现年开采量达15万吨/年，目前在浙江诸暨已购入硫铁矿山，探明储量在300万吨。预计年开采量在40万吨/年。且与铜陵有色金属公司一直保持长期友好的合作关系，年合同采购量在15万吨/年，定期采购硫精砂，为企业的发展壮大提供稳定的发展基础。2.2项目基本情况2.2.1项目名称江西全鑫科技化工有限公司20万吨/年硫铁矿制酸废渣回收利用及废热发电项目。2.2.2建设地址江西省九江市彭泽县矶山生态化工集中区2.2.3项目性质新建2.2.4建设规模及内容1. 建设规模 达产年生产主产品工业硫酸(98%)204081.63吨,副产品铁矿渣161000吨、副产蒸汽20105.6吨、副产电1494万千瓦时。2. 建设内容 1）主要生产设施：固体原料的贮存、成品矿的制备、硫铁矿焙烧（含烧渣 的收集和输送）、炉气净化、二氧化硫的转化、空气干燥及三氧化硫的吸收、成品硫酸贮存及运输。2）辅助生产设施和公用工程设施：总图运输、废热回收系统、废热发电、 热电联产、界区内供排水管网及循环水站、变配电所、界区内供电外线及道路照明、装置电信、车间综合楼（含控制室、化验室和办公室）、维修厂房等。工程项目主要组成见下表。工程项目主要组成一览表序号子项号工程名称序号子项号工程名称1101原料工段10203发电机房2102焙烧工段11204车间控制楼3103净化工段12205事故池4104干吸工段13206污水中和池5105转化工段14207消防水池6106硫酸罐区15208循环水池7107尾矿仓库16301综合办公室8201配电间17302食堂9202维修车间18303门卫2.2.5项目工艺方案本装置采用的工艺路线为：以固体硫精砂为原料，硫精砂焙烧采用沸腾焙烧，焙烧炉气采用酸洗净化，采用“3+2”两转两吸工艺生产硫酸。设计中采用中压锅炉及省煤器回收焙烧和转化工段的废热产生中压过热蒸汽用于发电。在工艺技术上，吸收已建及投产运行的多套大型硫铁矿制酸和硫磺制酸装置的成功经验，在消化、吸收引进的国外先进技术的基础上，尽可能采用稳妥可靠、先进适用、经济合理的技术，以实现节能降耗，达产达标。本装置工艺生产流程的特点具体体现在以下几方面：1. 原料工段该项目的进厂原料硫精砂含水量为9%（设计原始条件），因其含水量不高，而工艺装置对原料的水含量要求为8%，因此不需要另设干燥装置，通过库内的电动抓斗桥式起重机将堆存在硫精砂库内的原料适当进行翻动、倒堆，加速原料水分的蒸发，从而满足工艺生产要求。自然风干后的硫精砂（含水量8）送入原料库内成品矿库区贮存。根据当地的自然条件和装置布置要求，设置了面积100100 平方米的原料库，其中50100 平方米为含水8%的成品矿库，50100平方米为含水9% 的湿矿库区，其总贮量可满足硫酸一个月的生产需要。原料工段对环境的污染主要来源于扬尘，就此对含水8%的成品矿采取了全过程封闭输送并在各落料点采取相应的防护措施。2. 硫铁矿焙烧方案本项目20万吨/年硫铁矿制酸装置规模无论在国内还是在国外，均属于大型装置。通过消化吸收国外引进的技术，根据我国国情，结合我院的硫酸装置设计经验，从技术上来说，20万吨/年硫铁矿制酸装置是成熟的，国产化也是可行的。但是硫铁矿制酸装置，其事故发生频率最高的是焙烧工段，其中沸腾炉加料系统、排渣系统以及废热锅炉和电除尘器等设备的事故发生频率最高。一旦这些系统或设备发生故障，常常引起整个装置的停车。根据已投产装置的运行情况，结合国内设备性能状况，为了保证电除尘器长周期稳定运行，在废热锅炉和电除尘器间增设旋风除尘器，以降低电除尘器工作负荷。因此，为了尽可能使工艺技术和设备制造立足国内，以减少装置投资，推荐本项目为单系列的技术方案。焙烧工段主要流程均采用“沸腾炉废热锅炉旋风除尘器电除尘器”流程。3. 排渣工段设计范围从沸腾炉出料口、废锅出料口、旋风除尘器下螺旋输送机出料口、电除尘器下埋刮板输送机出料口至渣仓外运。它由矿渣尘冷却、转运、输送等部分组成。本着流程简洁可靠、布置紧凑、具有良好操作环境的原则，本设计采用浸没式冷却滚筒+水冷式热料埋刮板+矿渣增湿器干法机械排渣流程。该方案的最大特点是：沸腾炉、废锅下高温矿渣采用高效喷淋+浸没冷却方式即浸没式冷却滚筒，该设备的高温段筒体截面较大，筒体喷淋+夹套式浸没双重冷却，筒体的旋转及滚筒内螺旋带状叶片使矿渣卷扬和推进，使高温与筒体及气流接触表面增大、冷却面积大、热传导比自然对流传热好，喷淋+浸没双重冷却更使矿渣温度递降幅度增大。同时冷却滚筒合理的长径比、筒体转速、喷淋+ 浸没水量等，使物料在满足工艺要求、输送同时也取得较好的冷却散热效果。本排渣系统为机械化连续生产，机械化程度较高，操作方便，运行可靠。焙烧工段排渣系统的矿渣尘经矿渣增湿器降温增湿后含尘气体再经水膜除尘器净化后，可以达到国家环保排放标准。为防止矿渣尘冷却、输送过程中粉尘飞扬，污染环境，矿渣增湿器之前冷却、输送设备均采用密闭设备，之后的输送设备胶带输送机全程布置在封闭栈桥内。排渣系统生产用水大多用于循环冷却，少量除尘用水送去污水处理站。4. 炉气净化工艺方案 出焙烧工段的 SO2炉气湿法净化主要有水洗净化和酸洗净化两种方法。水洗净化工艺流程较简单，主装置投资省，但需要排放大量酸性污水，硫利用率较低，为了不对环境造成污染，必须设置庞大的污水处理系统，并且需要消耗大量的水资源。在大型硫酸装置中一般不采用水洗净化流程。本项目采用增湿塔冷却塔电除雾器的酸洗净化工艺及稀酸冷却流程。净化为单系列，净化工段设置4台电除雾器，分两组并联。根据江西全鑫科技化工有限公司硫精矿中砷、氟含量数据，确定净化副产稀酸浓度为15%。排出的少量污酸泥，用石灰乳中和处理后送渣场堆存。5. 转化工艺方案SO2的氧化反应是可逆反应，其转变为 SO3的转化率高低直接影响到硫的利用率和对环境的危害程度。但一味的追求过高的转化率，则需要花费较多的投资，直接影响的企业的经济效益。本设计根据国家硫酸工业污染物排放标准GB 26132-2010的要求2011年3月1日起，新建企业执行的大气污染物排放限值“硫酸生产新装置3SO2 最高允许排放浓度为400mg/m”，确定本项目SO2转化率为均299.86%，排放尾气中SO2浓度为380mg/m3，低于国家允许的排放浓度。为了保证确定的转化率能常周期稳定的实现，本项目采用国产优质催化剂、“32”两次转化工艺。6.干吸工艺方案采用95%硫酸干燥，98%硫酸两次吸收，三塔三槽，各自独立的酸循环系统的成熟工艺。其中吸收采用的中高温吸收工艺与常规吸收工艺相比，能有效减少 酸雾的形成，降低尾气中酸雾的危害，同时可以节省酸冷却器换热面积。采用阳极保护酸冷却器或板式酸冷却器，传热效率大为提高，占地面积也可大大减少。7.成品工段成品酸的储存考虑考虑一个月的储存能力（3万吨），因此需要设置 6台5000吨的硫酸储罐（1800010000 V=2500m3）。8. 热能利用 系统内设置废热锅炉、省煤器以回收高、中温位热能，产3.82MPa、450 过热蒸汽用备压式汽轮机于发电，剩余低压蒸汽工业利用。汽轮发电机组采用备压式汽轮发电机组，发电电压等级 10.5kV。2.2.6总平面布置本项目拟用地块位于彭泽县工业园矶山化工集中区内。拟建项目厂址略长方形，东西长440米，南北宽227.27米，总面积为100000平方米，合150亩。厂区按功能不同划分为厂前区、生产主装置区、储罐区、公用工程区。厂前区位于厂区西南角，包括综合办公楼、食堂、门卫、泊车位、景观池。生产主装置区位于厂区中西部，从西至东依次布置原料工段、焙烧工段、净化工段、干吸工段、转化工段，本期工程建设一条20万吨硫酸生产线，另外，在本期生产线北面预留了一条20万吨硫酸生产线的用地；在生产线焙烧工段北面设计了发电机房、车间控制楼，在焙烧工段南面设计了一栋尾矿仓库。储罐区位于转化工段的东面，本工程设计了4台硫酸储罐，每台2500立方米，另外还预留了两个硫酸储罐用地。硫酸罐区南面，由西至东依次布置事故池、污水中和池、消防水池和循环水系统； 配电室和维修车间布置在原料工段的南侧，靠近厂前区处。本总图方案依据各功能区的特性，依据有利于厂内运输及生产管理，避免可能存在的二次污染等情况下，将生产区布置在厂区西南角，且在严格执行相关规范安全规定的同时紧凑布置各建构筑物，减少了相互之间运距。考虑到当地常年主导风向的因素，将生产装置区布置在远离厂前区的位置，最大限度减轻废气对厂前区的影响。2.2.7主要经济技术指标主要技术经济指标表序号项目名称单位数量备 注一、生产规模与产品方案1.生产规模硫酸（以 100%H2SO4 计）万吨/年202.产品方案1）主产品：98%工业硫酸万吨/年20.412）副产品：电千瓦/每年1494104供热兆焦/每年59104硫铁矿渣万吨/年16.1干基二、年操作时间小时8000三、主要原材料、燃料用量1硫精矿（含硫 33.39%）万吨/年25.24干基2催化剂立方米/年363轻柴油吨/年40四、公用动力消耗量1.供水平均用水量立方米/ 小 时1322.供电需要容量千瓦4364年耗电量万度2200五、三废排放量1.废气立方米/小时(标态)61243SO2 含量：380mg/Nm32.废渣(废物利用)万吨/年16.1酸泥公斤/天300中和后进入 矿渣3污水稀硫酸吨/小时2.5中和后排放六、运输量万吨/年63.76运进万吨/年27.25(湿基)运出万吨/年36.51七、定员人200其中：生产工人人125管理、销售与技术人员人25八、厂区占地面积亩80九、项目总投资万元13733.00其中: 建设投资万元11322.00建设期贷款利息万元128.00流动资金万元2283.00十年平均销售收入万元20900.70十一年平均总成本万元17429.32十二年平均利润总额万元3362.50十三年平均销售税金及附加万元108.88十四企业财务评价指标1.年平均总投资收益率%24.752.年平均资本金净利润率%25.913.所得税前内部收益率%30.754.所得税后内部收益率%23.965.所得税前投资回收期年4.29包括建设期6.所得税后投资回收期年4.99包括建设期7.所得税前财务净现值万元10995.96基准收益率取 128.所得税后财务净现值万元6802.29基准收益率取 129.盈亏平衡点%44.7610.资本金内部收益率%25.82 2.2.8项目进度计划根据国内类似装置的建设经验，从初步设计审查通过，即施工图设计开始后,本项目20万吨/年硫酸装置可在12个月内建成。20 万吨/年硫酸装置建设工期规划从可行性研究审查通过开始，整个建设周期大致可分为以下阶段：1.初步设计编制及审查2 个月2.施工图设计4.5 个月3.工程建设1）设备、材料订货及采购7 个月2）土建工程施工5 个月3）安装工程4.5 个月4）单体试车和联动试车1.5 个月5）投料试车0.5 个月以上各阶段可合理交叉进行，以保证项目顺利进行。本项目的实施规划见项目实施规划进度表。工程实施进度表阶 段项 目时间（月）20112012项目前期可行性研究报告的编制和审批24月5月勘察设计初步设计和审批施工图设计365月-7月6月10月施工建设设备及材料采购土建施工设备管道安装4447月12月8月12月12月3月试车投产及考核试车考核114月4月2.3项目用能概况 2.3.1主要供、用能系统与设备的选择2.3.1.1供电在各车间设置低压配电间，从各自配电间向有关用电设备（或现场控制箱）放射式供电，现场设置机旁控制按钮。在防爆（防腐）环境车间所有电用设备均采用防爆（防腐）等及产品。并按有关规范进行设计及施工。高压电力电缆选用交联聚乙烯电力电缆YJV22-10KV型，动力电力电缆选用YJV22-1KV，YJV-1KV型，控制电缆选用KVV-500V型。根据不同工作场所和环境特性选择照明型式。界区内办公场所以荧光灯为主，生产场所选用金属卤化物灯具。对重要岗位和主要通道设置事故照明。照明控制采用集中和分散相结合的方式。按化工企业照明设计技术规定（HG/T20586-96）及工艺生产要求，平均照度原则上确定为：控制室 200lx高低压配电室 100lx主要厂房 50lx一般厂房 30lx室外工作场所 10lx道路 5lx硫酸装置主要电气设备表序号名 称型号单位数量1干式变压器SC101250kVA32高压开关柜KYA28-12台263低压开关柜MNS台644防腐动力配电箱XLF-21台35防腐检修电源箱JXF300台156粉尘防爆检修电源箱BXD51台47防腐操作箱（柱）LNZ-A2K1D1台1488粉尘防爆操作箱（柱）BZC-DIP台182.3.1.2供水本工程拟建于彭泽县工业园矶山化工集中区,工厂用水由工业园区的给水管网供给。经处理达到排放标准的生产污水和初期雨水就近排入工业园的污水排水管道，生产废水就近排入工业园的污水排水管道。初期雨水过后的雨水就近排入工业园的雨水排水管道。 1.给水系统为了节约用水，节省能源，减少排污，根据工艺用水需要，给水系统分为生产、消防合一的直流给水系统、生活给水系统、循环冷却水给水系统。1)生产给水系统生产用水主要供各工段生产用水、地面冲洗用水、废热发电以及循环冷却水给水系统的补充水。本项目生产用水平均量为132m3/h， 最大用水量均为169m3/h。交接点处供水压力0.3MPa。给水管接自工业园的给水管网，管材DN80采用钢丝网骨架塑料复合管，电热熔连接或法兰连接。DN50000立方米，建筑高度为15米，根据建筑设计防火规范第8.2.2条，室外消火栓用水量为20L/S，根据建筑设计防火规范第8.3.1条的附注，室内不设室内消火栓，所以，室内外消火栓用水量为20L/S。根据建筑设计防火规范第8.6.3条，火灾延续时间为2小时，一次消防用水量为144m3。设置消防水池一座，V=150m3，LBH=6.86.83.5，设置一台潜水消防泵，型号为BD3.5/20-15-Q-AAB，Q=20L/S，H=35M，N=15KW。2）从消防水泵的出水管上接二根生产消防给水管（DN150），按规范要求，室外消防管道连成环状，按室外消火栓的间距不大于120米来布置地上式室外消火栓。3)消防管道管材：地下消防给水管采用焊接钢管，焊接或法兰连接，埋地钢管防腐采用普通级聚乙烯胶带防腐。地上消防给水管采用热镀锌钢管，螺纹连接。 3.排水系统 1)污水排水系统污水为部分含酸的地坪冲洗水和初期雨水，总污水量为10m3/h（含初期雨水量），污水通过污水排水管道送至污水处理站处理，达标后排放。设置污水中和池一座二格，交替使用，总体积V=300立方米，LBH=9.99.93.5。每天处理一次，每次一小时，设污水泵二台，一用一备，型号为：JYWQ100-100-5.5，流量Q=100m3/h，扬程：H=710m，功率N=5.5Kw。 设置紧急污水事故池一座。体积V=150立方米，LBH=6.86.83.5。2)清净排水系统清净排水系统主要为装置内雨水，清净生产废水及生活洗涤排水。生活粪便污水经化粪池处理后排入清净排水系统，最终排入工业园的污水排水管道。排水量（不包括雨水量）正常为48m3/h，最大为50m3/h。排水管采用钢筋混凝土管，水泥砂浆接口。3.供油轻柴油用于硫酸生产的开车，20#轻柴油的规格和性质如下： 粘度1.151.67（E）（20）密度：840mg/m3；闪点65；热值46055kJ/kg（40kcal/kg）燃料油年用量不多，在当地即可采购。2.3.2能源消耗种类、数量及能源使用分布情况该项目在日常生产过程中消耗的能源有柴油、电、。1.电用于各种用电负荷和照明，年总用电量2200万kWh。2.水主要用于生产、生活和消防用水等，年消耗量为105.6万t。3.轻柴油用于生产开车，年消耗量为40t。综上所述，项目全年综合能耗折标准煤2852.58t(见下表)。能源消耗表序号能耗名称单位年消耗量折算系数kg标煤年折算能耗（吨标煤）占总能耗比例（%）1电万kWh22000.12292703.894.782水万t105.60.085790.53.173轻柴油t401.457158.282.054合计-2852.58100吨产品耗能kg标煤/t0.005第三章 能源供应情况分析评估3.1项目所在地能源供应条件及消费情况3.1.1供电该项目用电负荷主要分为生产设备用电、照明用电、应急疏散及消防用电，主要用电设备中断供电不会造成较大的经济损失，根据电气负荷等级划分规范要求，应急疏散及消防用电负荷等级为二级，其余用电负荷等级为三级。厂区有两路10KV供电。厂区内建有变电室，于装置安全距离外分设低压配电室以分供各设备电源。项目用电由矶山工业园区10kV供电线路引线至项目区变配电站，电压降至380/220V后，引至各用电单位作为电源。项目地区电力供应充足，能够满足项目需要。3.1.2供水供水设施由矶山工业园区统一建设运营，目前供水能力为3万立方米/天，远期规模将达到5万立方米/天。供水能力充足，能够满足项目需要。3.1.3供油20#轻柴油年用量不多，在当地加油站即可采购。3.2项目能源消费对当地能源消费的影响3.2.1供电该项目建成后，项目年用电量2200万kWh，矶山工业园区的供电设施能满足项目用电需求，项目本身耗电量较低，不会对矶山工业园区其它生活、工业用电产生影响。3.2.2供水该项目设计全年耗水量为105.6万m3，矶山工业园区供水设施由自来水公司统一建设运营，目前供水能力为3万立方米/天，远期规模将达到5万立方米/天。供水能力充足，能够满足项目生产、生活需要。水源保障良好，水资源相对而言较丰富，项目本身用水量较少，因此在满足该项目供水的情况下，不会对其它生活、农业用水产生影响。3.2.3供油本装置柴油总用量约为40t/a ，用量不多，不会对当地柴油资源造成压力。第四章 项目建设方案节能评估4.1项目选址、总平面布置对能源消费的影响4.1.1项目选址项目所在地位于矶山工业园区。该区域地势平坦，障碍物较少，交通运输、接入系统、水源条件较好。从选址角度分析，可减少项目水源供给和供电等的能源消费。4.1.2总平面布置拟建项目厂址略长方形，东西长440米，南北宽227.27米，总面积为100000平方米，合150亩。厂区按功能不同划分为厂前区、生产主装置区、储罐区、公用工程区,总建筑面积21673平方米。根据项目特点和要求，结合厂址现有的具体情况，在满足防火、卫生、环保、交通运输和未来发展的前提下，力求减少占地，节约投资，有利生产。从节能的角度分析，方案布置紧凑，人流、物流分设出口和通道，各种工艺管线较为短捷，占地小、能源消费相对较少，是合理的。4.2项目工艺流程、技术方案对能源消费的影响该项目的生产工艺流程先进、合理，在工艺设计中充分考虑生产运行的连续性及运行负荷的均衡性。项目选用先进的高效生产线，以达到用人少、效率高、产品质量好和节能的目的。4.2.1工艺流程简述1. 工艺流程叙述 本项目20万吨/年硫酸装置工艺部分主要由以下六个工段组成：原料工段、焙烧工段、净化工段、转化工段、干吸工段及成品工段。工艺流程详见附图，各工段工艺过程叙述如下：2. 原料工段说明 含水9%的硫精砂，由汽车外运至库内湿矿库区，利用库内的电动抓斗桥式起重机不断倒堆通过自然风干来达到工艺生产含水8%的要求，达到要求后的原料送往成品矿库区贮存。成品矿库区内的原料由电动抓斗桥式起重机抓取到成品矿斗中，经圆盘给料机、胶带输送机转运至筛分厂房经振动筛进行筛分，筛上物多为碎石，由手推车承接并外运，筛下3mm的成品矿由胶带输送机输送至焙烧工段，由配有电动卸料器的胶带输送机分别卸入工艺焙烧炉两个加料贮斗中。为防止原料中的含铁杂质混入打散机，胶带输送机上设有电磁除铁器。3. 焙烧工段 （1）焙烧工艺由原料工段送入加料贮斗的的硫精矿通过加料皮带及星型给料机分别送入沸腾炉的两个加料口内，在沸腾炉内与来自空气鼓风机的空气混合沸腾焙烧。焙烧所产生的含SO212%、温度900的高温烟气，经废热锅炉回收部分热能温度降至350后，依次通过旋风除尘器和电除尘器，使炉气中尘含量降至0.2g/Nm3 进入净化工段。本工段为单系列。（2） 排渣工艺沸腾炉下来的热渣进入浸没式冷却输送滚筒一边输送一边冷却，热渣被送至埋刮板输送机。废锅出来的尘先进入埋刮板输送机，并通过埋刮板输送机转运至冷却输送滚筒。电除尘器和旋风除尘器的尘直接进入埋刮板输送机，埋刮板输送机采用带水夹套的热料型埋刮板输送机。通过埋刮板输送机将渣尘送到冷却增湿滚筒中进行冷却增湿。冷却增湿后的渣下到胶带输送机上，由其上的犁式卸料器将矿渣送到渣仓中。本设计中采用 8个60立方米钢制贮斗，矿渣由汽车运出。增湿过程中产生的蒸汽中所夹带的尘由蒸汽洗涤器除去。4. 净化工段来自焙烧工段的温度330、含尘0.2g/Nm3的SO2 炉气进入增湿塔，增湿塔为空塔，塔内喷淋15的稀酸，使炉气冷却至70进入冷却塔。冷却塔为填料塔，使用温度为 38、浓度为 12的稀酸洗涤冷却。出冷却塔的温度 降至 40的炉气依次进入第一级和第二级电除雾器除去酸雾及其它杂质，出口气体酸雾含量0.005g/Nm3送入干吸工段。增湿塔采用绝热蒸发冷却，循环酸系统不设酸冷却器。部分下塔酸经斜板沉降器除去矿尘后返回循环酸系统。净化产生的浓度15的稀酸经脱吸塔脱吸后送污水处理站处理后达标排放。冷却塔下塔酸温度57，经酸冷却器冷却至 38后上塔喷淋。增多的循环酸串至增湿塔循环酸系统。净化工段补充水由电除雾器集液槽加入。 由于净化工段为负压操作，为防止气体管道及设备抽坏，在第二级电除雾器后设置安全水封。5. 干吸及成品工段 干吸系统采用三塔三槽流程，即干燥塔、第一吸收塔、第二吸收塔独立使用各自的循环槽。干燥系统采用 95%硫酸干燥、吸收系统采用 98%硫酸吸收。循 环槽采用卧式槽。来自净化工段的炉气，经补充适量的空气，控制进转化工段 SO2 浓度为8.5%进入干燥塔。干燥后气体含水分0.1g/Nm3 进入SO2 鼓风机。干燥塔内用浓度为95%的硫酸喷淋，干燥酸吸收进入的空气中所含水分后自塔底排至循环槽，在槽内与从第一吸收塔串入的98%硫酸混合，以维持循环酸浓，再经干燥塔酸循环 泵送出，经干燥塔酸冷却器冷却后进入干燥塔循环。增多的95%硫酸串入第一吸 收塔循环槽中。由转化器第三段出来的转化气经换热冷却后，进入第一吸收塔，塔顶用浓度为98%硫酸喷淋，吸收SO3后的酸自塔底流出进入一吸塔酸循环槽，出塔酸温约为105，用工艺水调节循环槽浓度至 98%，再由一吸塔循环酸泵送入一吸塔酸冷却器，多余的98%硫酸作为产品酸产出。由转化器第五段出来的转化气经换热冷却后，进入第二吸收塔，塔顶用浓度为98%硫酸喷淋，吸收SO3后的酸自塔底流出进入二吸塔酸循环槽，用工艺水调节循环槽浓度至98%，再由二吸塔循环酸泵送入二吸塔酸冷却器，多余的98%硫酸串入一吸塔酸循环槽。干燥塔和吸收塔均为填料塔，干燥塔顶装有金属丝网除雾器，吸收塔装有纤维除雾器。98%成品酸自一吸塔循环酸泵出口引出，经成品酸冷却器冷却至40，输送到成品酸贮罐贮存，并由成品酸泵外送至老厂区或拟建用酸装置的硫酸贮罐。开车用母酸由成品酸泵送入干吸工段酸循环槽。6. 转化工段 干燥后的SO2 气体经SO2 鼓风机加压后，依次经第三换热器壳程、第一换 热器壳程预热至420进入转化器第一段催化剂层进行转化，经反应后，温度升至约584通过第一换热器管程进行热交换。冷却后的反应气温度降至460进入转化器第二段催化剂层进行氧化反应，温度升高至约 515后，通过第二换热器管程降温至440，进入转化器第三段催化剂层进行氧化反应，温度升高到约460后，依次通过第三换热器管程和省煤器，温度降至约170，送至第一吸收塔。第一吸收塔内用 98浓硫酸吸收其中 SO3，未被吸收的气体通过塔顶的纤维除沫器，再依次经第五、第四、第二换热器壳程换热，气体被加热至 430 进入转化器第四段催化剂层进行氧化反应。温度升至约 443通过第四换热器管程，反应气被降温至 420后进入转化器第五段催化剂层进行氧化反应。温度升至约 422通过第五换热器管程，反应气被降温至约 165进入第二吸收塔，塔内用 98硫酸吸收炉气中 SO3 后由尾气烟囱放空。为了调节各段催化剂层气体进口温度，设置了必要的副线和阀门。为了开车时转化系统升温，设置了烧轻柴油的预热炉和预热器。4.2.2生产工艺先进性在工艺技术上，吸收已建及投产运行的多套大型硫铁矿制酸和硫磺制酸装置的成功经验，在消化、吸收引进的国外先进技术的基础上，尽可能采用稳妥可靠、先进适用、经济合理的技术，以实现节能降耗，达产达标。 综上所述，项目拟选生产工艺流程先进、合理。4.3 项目设备及其能耗指标和能效水平4.3.1主要设备选型原则1、 设备的选择，应兼顾可靠、先进、投资合理三要素，并能适应产品加工的技术要求。 2、选择产量高、质量好，有利于提高劳动生产率的高效能设备。3、设备结构简单耐用，噪声低、震动小，便于看管和维护，零部件具有互换性，以便减少机物料的备件数量。4、设备占地面积小，有利于节约厂房面积和基建投资。5、设备必须是技术上成熟，并经过定型及鉴定的。4.3.2生产设备1. 沸腾炉 对于硫铁矿沸腾焙烧技术的开发和应用，国内已有几十年的经验，积累了大量的工业生产数据。特别是八十年代以后的几套大型装置，从国外引进了沸腾焙烧基础设计，经过消化吸收，掌握和积累了国外先进的设计技术，在炉型结构、 风帽花板和风帽材料、球拱拱顶、出气口连接结构上均形成自己的特点，为国产化大型沸腾焙烧装置的设计提供了可靠的保证。20万吨/年硫酸装置单系列焙烧工艺是成熟的。沸腾层内径8000mm，上部燃烧空间内径12000mm，总高约 22800mm。沸腾炉焙烧的硫铁矿含有效硫约 33.85%，含水约 8%。为保证进料均匀，每台沸腾炉设置两个加料口。为保证矿料的充分焙烧和均匀沸腾，风帽应布置均匀，无死角，设计考虑采用正方形布置，炉壁附近处以同心圆补缺，设置风帽的花板结构则考虑采用矩形标准板和异形板组合而成。风帽是沸腾炉中的关键部件之一，为保证风帽具有较强的耐高温、抗硫氧化物腐蚀的能力，采用低碳高铬铸钢。 风帽的开孔的孔径与数量按计算所需气速以保证沸腾层的沸腾均匀。炉壳由碳钢板材卷制而成，内衬耐火砖和隔热砖，钢壳外部设有外保温层。炉气出口为长方形侧向出口，出气口直接与锅炉进口连接，炉顶设放空口。沸腾层设有强制循环的冷却管，通过循环水控制沸腾层温度，同时回收热量。在沸腾层上部设有开车用重油烧嘴，以及观察炉内沸腾状态的特殊结构的视镜，扩大段设二次风入口。在沸腾层、扩大层和气体出口设有数个测温点，风室和气体出口设有测压点。2. 电除尘电除尘器是酸洗流程中的重要设备，其可靠性和运行的好坏，直接关系到整个生产装置流程的通畅。多年来，在认真总结国内科研成果和合理吸收国外先进经验的基础上，国内 在电除尘器研究、设计、制造、安装、调试、开车和应用方面，做了大量工作，已积累丰富生产实践经验。电除尘器的主要结构为：具有 3个由高压直流电源独立供电的串联的电场。 每个电场中有许多与气体流动方向平行的板式收尘电极。收尘电极之间，悬挂等距分布的放电电极。电除尘器壳体为钢板制作，外部保温，保持壳体温度高于气体的露点温度，以避免冷凝酸腐蚀。收尘电极和放电电极都会积灰，故都设有振 打机构。被捕集的矿灰落入除尘器下方的灰斗，通过连续运转的排灰拖链输送机和回转排灰阀排走。3. 增湿塔增湿塔是作为净化工段第一级洗涤设备使用的，其工况条件的特点是温度高、腐蚀性强、气体带尘较多，如采用填料塔有堵塞的危险，所以采用空塔结构。其优点是便于大型化、气体压降小、操作弹性大、性能稳定、可靠性较高，所以在大型装置中广泛采用。空塔外壳用钢板卷制，内衬铅（或丁基橡胶）作为隔离层，再内衬耐酸砖。由于原料中含氟较高，这些氟会带到炉气中对耐酸砖造成腐蚀，因此在耐酸砖外衬一层石墨砖加以防护。塔顶部布置有若干个稀酸喷头，喷淋稀酸对炉气进行洗涤以达到以及洗涤的目的。4. 冷却塔 冷却塔为净化工段第二级洗涤设备，采用整体玻璃钢制作，喷淋酸由塔顶的玻璃钢分酸器分布到填料上面。喷淋稀酸。由于炉气中还可能含有氟，因此应选用耐氟玻璃钢。填料高度一般为 44.5m范围内，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，如异鞍环、海尔环等。5. 干吸塔本项目干燥塔直径为5200mm ，一吸塔和二吸塔直径为5000mm； 干吸塔的主要结构基本上是相似的，塔体为立式圆筒形内衬耐酸砖，塔内填料支承既可采用瓷球拱支承结构，也可采用大跨度、大开孔率的高铝瓷条梁，上部再铺格栅砖。填料材质为耐酸瓷。填料上部设分酸装置。设备上部壳体采用不锈钢，设有除雾装置，以收集气体中的酸雾。壳侧设有人孔和视镜，以便塔内件的安装、检修和观察。为延长主鼓风机的寿命，干燥塔可采用低压降金属丝网除雾器。第一吸收塔由于酸温高、雾量大、雾粒细，为保护后面的换热设备，采用纤维除雾器。第二吸收塔为保证尾气排放的要求也采用纤维除雾器。从生产使用的效果看，在保证 设定的工艺参数的前提下，其除雾沫效率是令人满意的。过去，国内干吸塔的酸分布器大部分采用堰槽挂钩的形式，该分酸器由分酸 槽和分酸爪组成，因加工制造、安装难以达到设计要求，生产中往往出现分酸不 均、酸沫夹带严重等问题。且单位面积布酸点少、使用寿命短。近几年来，国内 投产的大型硫酸装置多采用国产化的带阳极保护不锈钢槽管式酸分布器，它是由一根或两根分酸主管和多支分酸支槽组成，酸液由酸泵送入分酸主管，由分酸主 管分配至各分酸支槽，再由各分酸支槽上设置的降液支管分布至填料表面。整个酸分布器由阳极保护系统进行耐腐蚀保护。整个结构具有结构简单，重量轻，制造、安装及维修较方便等优点，单位面积分酸点数达 4050个/m2，使用效果比较理想。塔底设计分为碟形底和平底两种方案。碟形底出酸口在最低部位，生产或停 车时可使塔底积酸全部排尽，为防止塔内填料碎片带至循环槽中打坏酸泵叶轮，因此在出酸口设置了特殊结构的防涡流装置。这种碟形底结构不需要大的混凝土平台，设计有若干根支腿将整个塔支撑。一般地，平底结构为刚性基础，下设等间距工字钢梁若干，底板加工制作方便，砌筑容易，但需要大的混凝土平台，且 塔底如发生漏酸无法处理。综上所述，结合国内目前的制造水平，对于大直径的干吸塔结构设计的关键 是：上部除雾器的选型，中部分酸器的结构与布酸点，塔底结构的处理，以及填料的支承结构。对干吸塔从结构设计到选材，全部国产化是完全可行的。6. 转化器 工艺设计要求转化器有较高的转化率和较长的操作周期，这主