PDF设计文档1-设计摘要

1 1 齐齐哈尔大学小宇宙团队齐齐哈尔大学小宇宙团队 年年产产 4.44.4 万吨万吨过硫酸铵联产过硫酸铵联产 8 8 万吨万吨液态二氧化碳液态二氧化碳项目项目设计设计摘要摘要 1 1 齐齐哈尔大学小宇宙团队齐齐哈尔大学小宇宙团队 1. 1.项目简介项目简介 本项目是为大唐临汾热电本项目是为大唐临汾热电 300MW 机组设计一座烟气深度脱硫并对脱硫产物资源化机组设计一座烟气深度脱硫并对脱硫产物资源化 利用的分厂。利用的分厂。本装置综合利用了临汾煤本装置综合利用了临汾煤电电化工工业园内化工工业园内的电厂烟气的电厂烟气、焦化废水、硫酸和焦化废水、硫酸和 液氨等原料液氨等原料，经，经 SCR 脱硝、布袋脱硝、布袋除尘、二氧化碳捕集、废水蒸氨和深度脱硫等过程生产除尘、二氧化碳捕集、废水蒸氨和深度脱硫等过程生产 附加值高的产品附加值高的产品，产品，产品结构如表结构如表 1-1 所示所示。 表表 1 1- -1 1 产品产品结构结构 序号序号 产品名称产品名称 单位单位 数量数量 备注备注 1 1 过硫酸铵过硫酸铵 万吨万吨/ /年年 4.444.44 98.598.5% 2 2 液态二氧化碳液态二氧化碳 万吨万吨/ /年年 7.987.98 99.9899.98 3 3 氢气氢气 万万 Nm3/年年 438.7438.7 9 99 9. .9 95 5% 4 4 碳酸氢铵碳酸氢铵 万吨万吨/ /年年 0.880.88 农业优级农业优级 5 5 粉煤灰粉煤灰 万吨万吨/ /年年 30.730.7 - - 6 6 蒸汽蒸汽 万吨万吨/ /年年 7.27.2 低压低压 2. 2.工艺工艺设计设计 本项目经过多方面的工艺方案论证，最终采用了水蒸气直接蒸氨工艺、本项目经过多方面的工艺方案论证，最终采用了水蒸气直接蒸氨工艺、SCR 脱硝工脱硝工 艺、布袋除尘工艺、氨法脱硫工艺、硫酸铵电解工艺以及常温常压氨法二氧化碳捕集工艺、布袋除尘工艺、氨法脱硫工艺、硫酸铵电解工艺以及常温常压氨法二氧化碳捕集工 艺。 设有脱硝除尘工段、深度脱硫工段、硫酸铵电解工段和二氧化碳捕集及精制工段。 流艺。 设有脱硝除尘工段、深度脱硫工段、硫酸铵电解工段和二氧化碳捕集及精制工段。 流 程简图如图程简图如图 1 所示所示。 图图 1 1 工艺工艺流程简图流程简图 年年产产 4.44.4 万吨万吨过硫酸铵联产过硫酸铵联产 8 8 万吨万吨液态二氧化碳液态二氧化碳项目项目设计设计摘要摘要 2 2 齐齐哈尔大学小宇宙团队齐齐哈尔大学小宇宙团队 来自来自总厂的烟气与氨和空气混合均匀后进入脱硝反应器，脱硝后的烟气进入总厂的烟气与氨和空气混合均匀后进入脱硝反应器，脱硝后的烟气进入空预器空预器 降温，降温后进入布袋降温，降温后进入布袋除尘器除尘器，脱硝，脱硝除尘除尘后的烟气进入预洗塔经水喷淋降温后的烟气进入预洗塔经水喷淋降温；塔顶气体塔顶气体 送入吸收塔送入吸收塔， 氨水吸收烟气中的二氧化硫， 实现深度脱氨水吸收烟气中的二氧化硫， 实现深度脱硫硫， 二氧化硫体积浓度控制， 二氧化硫体积浓度控制 1 10 0PPM 以下以下；塔顶气体经升压降温后送入气液分离器，大部分烟气驰放，一部分气体送至烟囱塔顶气体经升压降温后送入气液分离器，大部分烟气驰放，一部分气体送至烟囱 排放，另一部分则送入二氧化碳捕集工段排放，另一部分则送入二氧化碳捕集工段；底部的底部的氨水氨水进入氨回收塔，塔顶的氨和水蒸进入氨回收塔，塔顶的氨和水蒸 气送至预洗塔气送至预洗塔循环使用循环使用；吸收吸收塔塔釜液与釜液与 2020%浓度氨水混合浓度氨水混合后，送入后，送入氧化氧化反应器，反应器，通入空通入空 气氧化气氧化；氧化氧化后后的的反应反应釜液送入预洗塔进一步氧化，氧化后的塔釜釜液送入预洗塔进一步氧化，氧化后的塔釜液液送入双效蒸发系统送入双效蒸发系统 进行浓缩处理。进行浓缩处理。 来自同世达来自同世达的焦化废水送入蒸氨塔进行蒸氨的焦化废水送入蒸氨塔进行蒸氨， 得到的氨送入吸收塔使用得到的氨送入吸收塔使用； 来自来自双效蒸发系统的硫酸铵浓缩液双效蒸发系统的硫酸铵浓缩液进入进入电解槽进行电解电解槽进行电解，产生过硫酸产生过硫酸铵铵浓缩液，经浓缩液，经结晶结晶 离心干燥后获得产品离心干燥后获得产品；来自来自脱硫工段脱硫工段的烟气送至二氧化碳吸收塔的烟气送至二氧化碳吸收塔，经经氨水吸收后氨水吸收后的塔釜的塔釜 液液送至二氧化碳再生塔进行再生，送至二氧化碳再生塔进行再生，二氧化碳二氧化碳吸收塔顶的气体吸收塔顶的气体送入氨送入氨吸收塔吸收塔，经水喷淋吸经水喷淋吸 收后收后送至送至氨再生塔氨再生塔进行进行氨的再生，二氧化碳再生塔塔顶气体降温后氨的再生，二氧化碳再生塔塔顶气体降温后经经离心获得碳酸氢铵离心获得碳酸氢铵 产品产品；气体气体则则经过经过三级三级级压缩后级压缩后，获得，获得食品级液态食品级液态二氧化碳二氧化碳产品产品。 3 3. .节能节水设计节能节水设计 （1 1）换热网络优化换热网络优化 通过通过 Aspen Energy Analyzer 软件，然后根据夹软件，然后根据夹点设计法，对全流程换热网络进行点设计法，对全流程换热网络进行 了设计，最终确定换热网络方案如图了设计，最终确定换热网络方案如图 2 所示，所示，优化前后节能对比如图优化前后节能对比如图 3 所示所示。 图图 2 2 优化后优化后换热网络图换热网络图 年年产产 4.44.4 万吨万吨过硫酸铵联产过硫酸铵联产 8 8 万吨万吨液态二氧化碳液态二氧化碳项目项目设计设计摘要摘要 3 3 齐齐哈尔大学小宇宙团队齐齐哈尔大学小宇宙团队 图图 3 3 优化优化前后节能对比前后节能对比 （2 2）双效双效蒸发蒸发系统系统 本项目中主要产品为通过电解硫酸铵浓缩液而得到的过硫酸铵，而硫酸铵的电解对本项目中主要产品为通过电解硫酸铵浓缩液而得到的过硫酸铵，而硫酸铵的电解对 其浓度有一定的要求，因此必须对硫酸铵浆液的浓度进行有效控制，而传统的氨法脱硫其浓度有一定的要求，因此必须对硫酸铵浆液的浓度进行有效控制，而传统的氨法脱硫 工艺塔底产品主要是硫酸铵晶体，不利于后续工序的进行，因此需要将硫酸铵的主要浓工艺塔底产品主要是硫酸铵晶体，不利于后续工序的进行，因此需要将硫酸铵的主要浓 缩任务改在塔外进行。缩任务改在塔外进行。 传统的多效精馏其效数受投资和操作条件的限制，效数增加，塔数增加，设备费用传统的多效精馏其效数受投资和操作条件的限制，效数增加，塔数增加，设备费用 增加，而且，多效精馏系统的操作相对困难，且对设计和控制都有更高的要求，而多效蒸增加，而且，多效精馏系统的操作相对困难，且对设计和控制都有更高的要求，而多效蒸 发系统多个蒸发器中的温度经过一定时间后，温度差及压力差自行调整达到稳定，使蒸发系统多个蒸发器中的温度经过一定时间后，温度差及压力差自行调整达到稳定，使蒸 发能连续进行，并且，由于重复利用了热能，因此多效蒸发可以显著降低蒸发过程的热发能连续进行，并且，由于重复利用了热能，因此多效蒸发可以显著降低蒸发过程的热 能耗用量。因此，运用多效蒸发系统，可以使硫酸铵浓缩液的浓度可以有效控制，同时可能耗用量。因此，运用多效蒸发系统，可以使硫酸铵浓缩液的浓度可以有效控制，同时可 以回收大量较清洁的水，节约水资源，再综合考虑到经济问题，最终本项目设计选择更以回收大量较清洁的水，节约水资源，再综合考虑到经济问题，最终本项目设计选择更 优的双效蒸发系统。优的双效蒸发系统。 本项目本项目利用利用 Aspen Energy Analgzer 软件做了能耗分析后得到的数据， 根据数据计算软件做了能耗分析后得到的数据， 根据数据计算 可知，针对本项目而言双效蒸发系统相对于双效精馏节约能耗约为可知，针对本项目而言双效蒸发系统相对于双效精馏节约能耗约为 22.4%。能耗对比能耗对比结结 果果如表如表 2 2 所示所示。 图图 4 4 双效蒸发双效蒸发系统系统 0 05 51010 优化前优化前 优化后优化后 节约节约73.5%73.5% 冷公用工程冷公用工程 0 05 51010 优化前优化前 优化后优化后 节约节约31.5%31.5% 热公用工程热公用工程 108（kJ/h） 108（kJ/h） 年年产产 4.44.4 万吨万吨过硫酸铵联产过硫酸铵联产 8 8 万吨万吨液态二氧化碳液态二氧化碳项目项目设计设计摘要摘要 4 4 齐齐哈尔大学小宇宙团队齐齐哈尔大学小宇宙团队 图图 5 5 传统双效传统双效精馏精馏系统系统 表表 2 2 能耗能耗对比一览表对比一览表 热负荷热负荷(MW) 中压蒸汽中压蒸汽 低压蒸汽低压蒸汽 空气空气 冷却水冷却水 合计合计 双效蒸发双效蒸发 0 0 15.5215.52 0 0 23.9823.98 39.539.50 0 双双效效精馏精馏 9.99.92 2 23.1923.19 17.8017.80 0 0 50.950.90 0 （3 3）蒸汽喷射蒸汽喷射热泵热泵 本项目设计采用蒸汽喷射式热泵蒸氨工艺，属于节能型蒸氨工艺，其主要节能措施本项目设计采用蒸汽喷射式热泵蒸氨工艺，属于节能型蒸氨工艺，其主要节能措施 是在蒸氨塔后设置蒸发器和蒸汽喷射器是在蒸氨塔后设置蒸发器和蒸汽喷射器, ,喷射器产生一定的减压效果喷射器产生一定的减压效果, ,使蒸氨废水在蒸发使蒸氨废水在蒸发 器中二次蒸发器中二次蒸发, ,然后二次蒸汽被回收进行循环利用。然后二次蒸汽被回收进行循环利用。蒸汽蒸汽喷射热泵系统如图喷射热泵系统如图 6 6 所示所示，能耗，能耗 对比对比见见表表 3 3。 图图 6 6 蒸汽喷射蒸汽喷射热泵热泵系统系统 表表 3 3 蒸汽蒸汽喷射热泵系统喷射热泵系统与无与无蒸汽喷射热泵系统蒸汽喷射热泵系统能耗能耗对比一览表对比一览表 项项 目目 无蒸汽喷射热泵系统无蒸汽喷射热泵系统 蒸汽喷射热泵系统蒸汽喷射热泵系统 节能效益折节能效益折 算蒸汽量算蒸汽量 热量热量 折算蒸汽量折算蒸汽量 热量热量 折算蒸汽量折算蒸汽量 MJ/h kg/h MJ/h kg/h kg/h 直接蒸汽直接蒸汽 144100.1 11000 117900.2 9000 2000 二次蒸汽二次蒸汽 - - 35435.4 2725.8 换热器热交换量换热器热交换量 25357.1 1950 18802.9 1446.4 504 效益合计效益合计 - - - - 2504 年年产产 4.44.4 万吨万吨过硫酸铵联产过硫酸铵联产 8 8 万吨万吨液态二氧化碳液态二氧化碳项目项目设计设计摘要摘要 5 5 齐齐哈尔大学小宇宙团队齐齐哈尔大学小宇宙团队 （4 4）热泵热泵精馏精馏 本项目设计中氨回收塔塔顶温度为：本项目设计中氨回收塔塔顶温度为：9999，塔底温度为塔底温度为：100100，温差为温差为 1 1，温差，温差 很小，可以设置热泵把塔顶汽相压缩升温作为塔底再沸器的热源，从而很小，可以设置热泵把塔顶汽相压缩升温作为塔底再沸器的热源，从而省去再沸器和冷省去再沸器和冷 凝器，凝器，节约能源。节约能源。 通过通过 Aspen Energy Analgzer 软件对设置热泵前后做了能耗分析后得到的数据， 通过软件对设置热泵前后做了能耗分析后得到的数据， 通过 计算可知，设置热泵节约能耗约为计算可知，设置热泵节约能耗约为 28.9%。因此建议在实际生产过程中，对氨回收塔设。因此建议在实际生产过程中，对氨回收塔设 置热泵，以达到节能的目的。置热泵，以达到节能的目的。氨回收塔塔顶汽相压缩式热泵工艺流程如图氨回收塔塔顶汽相压缩式热泵工艺流程如图 7 所示，普通所示，普通 精馏和热泵精馏对比见表精馏和热泵精馏对比见表 4。 图图 7 7 氨回收塔塔顶汽相压缩式热泵工艺流程图氨回收塔塔顶汽相压缩式热泵工艺流程图 表表 4 4 普通普通精馏与热泵精馏精馏与热泵精馏能耗能耗对比一览表对比一览表 热负荷热负荷(MW) 中压蒸汽中压蒸汽 低压蒸汽低压蒸汽 空气空气 冷却水冷却水 合计合计 普通精馏普通精馏 0 0 4.7644.764 2.8612.861 0 0 7.6457.645 热泵精馏热泵精馏 0 0 0.0050.005 0 0 5.4235.423 5.4235.423 图图 8 8 氨氨和水回收系统流程图和水回收系统流程图 年年产产 4.44.4 万吨万吨过硫酸铵联产过硫酸铵联产 8 8 万吨万吨液态二氧化碳液态二氧化碳项目项目设计设计摘要摘要 6 6 齐齐哈尔大学小宇宙团队齐齐哈尔大学小宇宙团队 （5 5）氨和水回收系统）氨和水回收系统 氨法脱硫过程中会产生氨逃逸问题，逃逸的氨不仅污染环境，而且危害人体健康，氨法脱硫过程中会产生氨逃逸问题，逃逸的氨不仅污染环境，而且危害人体健康， 高浓度的氨逃逸还可能造成安全问题，因此氨逃逸问题是氨法脱硫过程中必须注意到的高浓度的氨逃逸还可能造成安全问题，因此氨逃逸问题是氨法脱硫过程中必须注意到的 重要问题之一； 同时， 氨法脱硫过程消耗大量的水资源， 而本项目总厂所在地山西临汾，重要问题之一； 同时， 氨法脱硫过程消耗大量的水资源， 而本项目总厂所在地山西临汾， 水资源相对较匮乏，因此本项目增设氨水资源相对较匮乏，因此本项目增设氨和和水水回收系统，把吸收塔出口处的氨加以回收，回收系统，把吸收塔出口处的氨加以回收， 从而将氨逃逸量控制在从而将氨逃逸量控制在 1PPM 以内，远低于国家相关标准，解决了氨逃逸问题；同时，以内，远低于国家相关标准，解决了氨逃逸问题；同时， 由于烟气中存在着大量以蒸汽形式存在的水分，回收大量的水，直接排放使得这部分水由于烟气中存在着大量以蒸汽形式存在的水分，回收大量的水，直接排放使得这部分水 被浪费掉，采用被浪费掉，采用本套系统，可以回收本套系统，可以回收 50%的水分，以供循环使用，节约水资源；氨和水的水分，以供循环使用，节约水资源；氨和水 回收系统流程如图回收系统流程如图 8 所示。所示。 （6 6）水集成水集成 本项目利用本项目利用 Water Design 软件对全厂进行软件对全厂进行了了水集成，水集成，采用水集成夹点技术后，建立采用水集成夹点技术后，建立 优化后的用水网络，水的重复利用率相比之前没采用的水集成网络提高了优化后的用水网络，水的重复利用率相比之前没采用的水集成网络提高了 20.54%，有效有效 改善了园区用水紧张的局面，有助于推进改善了园区用水紧张的局面，有助于推进全厂全厂的节能降耗，取得良好的经济效益和环保的节能降耗，取得良好的经济效益和环保 效益效益。优化后用水网络如优化后用水网络如图图 9 所示，优化前后对比如图所示，优化前后对比如图 10 所示所示。 图图 9 9 优化后用水网络优化后用水网络 年年产产 4.44.4 万吨万吨过硫酸铵联产过硫酸铵联产 8 8 万吨万吨液态二氧化碳液态二氧化碳项目项目设计设计摘要摘要 7 7 齐齐哈尔大学小宇宙团队齐齐哈尔大学小宇宙团队 图图 1010 优化前后用水对比优化前后用水对比图图 4 4. .设备设计设备设计 （1 1）采用采用高效除雾器高效除雾器 本设计中，我们选用一种新型高效的余弦形除雾器，在相同的工艺参数下，该余弦本设计中，我们选用一种新型高效的余弦形除雾器，在相同的工艺参数下，该余弦 形除雾器与吸收塔原波纹板除雾器相比，在塔内烟气流速同为形除雾器与吸收塔原波纹板除雾器相比，在塔内烟气流速同为 3.8m/s 时，新型的余弦式时，新型的余弦式 除雾器比传统的波纹板式除雾效率可提高除雾器比传统的波纹板式除雾效率可提高 4.5%。 余弦形除雾器结构示意图与实物图如图余弦形除雾器结构示意图与实物图如图 11 所示所示。 图图 1 11 1 余弦形除雾器结构示意图与实物图余弦形除雾器结构示意图与实物图 （2 2）高效塔盘高效塔盘的应用的应用 本项目在蒸氨塔采用本项目在蒸氨塔采用 ADV 高效浮阀塔盘。 长期以来最常用的塔盘是高效浮阀塔盘。 长期以来最常用的塔盘是 F1 型浮阀塔盘型浮阀塔盘， ADV 高性能浮阀塔盘，正是在高性能浮阀塔盘，正是在 F1 型浮阀塔板的基础上，吸取其有利因素，并克服其缺型浮阀塔板的基础上，吸取其有利因素，并克服其缺 点而开发的点而开发的，其结构示意图如，其结构示意图如图图 12 所示。所示。 959.35959.35 197.07197.07 0 0 200200 400400 600600 800800 10001000 12001200 全部新鲜用水全部新鲜用水再生重复利用再生重复利用 用水量用水量t/h 重复利用率重复利用率20.54%20.54% 优化前优化前优化后优化后 年年产产 4.44.4 万吨万吨过硫酸铵联产过硫酸铵联产 8 8 万吨万吨液态二氧化碳液态二氧化碳项目项目设计设计摘要摘要 8 8 齐齐哈尔大学小宇宙团队齐齐哈尔大学小宇宙团队 图图 12 ADV 浮阀结构示意图浮阀结构示意图 （3 3）管壳式换热器强化传热与自清洁技术管壳式换热器强化传热与自清洁技术 传热效率低下和传热表面积污结垢造成的传热劣化问题，是国际上多年来一直未解传热效率低下和传热表面积污结垢造成的传热劣化问题，是国际上多年来一直未解 决的热传递过程中的难题，也是制约化工等高能耗行业提高能耗利用率的瓶颈问题。考决的热传递过程中的难题，也是制约化工等高能耗行业提高能耗利用率的瓶颈问题。考 虑上述因素，本项目虑上述因素，本项目在在氨法脱碳工段换热器中使用了氨法脱碳工段换热器中使用了“洁能芯” ，它即可有效地解“洁能芯” ，它即可有效地解 决管壳式换热器效率低下的问题，又无须改变换热器的结构。决管壳式换热器效率低下的问题，又无须改变换热器的结构。洁洁能芯能芯构造构造图图如如图图 1 13 3 所所 示示。 图图 1 13 3 洁洁能能芯芯构造构造图图 5 5. . Fluent 脱硫吸收塔流场模拟脱硫吸收塔流场模拟 本项目设计过程中采用本项目设计过程中采用 Fluent 对脱硫吸收塔进行模拟以得到塔内的流体流动情况，对脱硫吸收塔进行模拟以得到塔内的流体流动情况， 在在 GAMBIT 中建立物理简化模型，并生成网格。采用四面体结构化网格，并对网格质量中建立物理简化模型，并生成网格。采用四面体结构化网格，并对网格质量 进行检查， 每个网格单元的最小内角大于进行检查， 每个网格单元的最小内角大于 18 、 最小雅克比矩阵与最大雅克比矩阵行列式、 最小雅克比矩阵与最大雅克比矩阵行列式 的比值大于的比值大于 0.7。塔塔内速度矢量图见图内速度矢量图见图 14。 年年产产 4.44.4 万吨万吨过硫酸铵联产过硫酸铵联产 8 8 万吨万吨液态二氧化碳液态二氧化碳项目项目设计设计摘要摘要 9 9 齐齐哈尔大学小宇宙团队齐齐哈尔大学小宇宙团队 图图 1 14 4 塔内塔内速度矢量速度矢量图图 6 6. . 编程编程模拟电解模拟电解 Aspen Plus 里没有电解相关的模块，但其强大的第三方软件接口，为我们提供了便里没有电解相关的模块，但其强大的第三方软件接口，为我们提供了便 利，本项目采用利，本项目采用 Aspen Plus 与与 Excel 挂接，对电解过程进行模拟，得出了主副产品的相挂接，对电解过程进行模拟，得出了主副产品的相 关数据关数据。硫酸铵电解工段流程图如图硫酸铵电解工段流程图如图 15 所示所示。 图图 1 15 5 硫酸铵电解工段硫酸铵电解工段流程流程图图 7 7. . 动态模拟动态模拟 为了能够更好的模拟实际情况下的塔和其他设备的运行状态，我们使用为了能够更好的模拟实际情况下的塔和其他设备的运行状态，我们使用 Aspen Dynamic 对部分设备控制系统进行了动态模拟，对部分设备控制系统进行了动态模拟， 氨和回收塔控制系统模拟如图氨和回收塔控制系统模拟如图 16所示，所示， 双效蒸发控制系统如图双效蒸发控制系统如图 17 所示所示。 年年产产 4.44.4 万吨万吨过硫酸铵联产过硫酸铵联产 8 8 万吨万吨液态二氧化碳液态二氧化碳项目项目设计设计摘要摘要 1010 齐齐哈尔大学小宇宙团队齐齐哈尔大学小宇宙团队 图图 1 16 6 氨回收塔控制系统模拟氨回收塔控制系统模拟 图图 1 17 7 双效蒸发双效蒸发控制系统模拟控制系统模拟 8 8. .清洁生产清洁生产 （1 1）焦化废水再焦化废水再利用利用 来来自同世达的自同世达的焦化焦化废水经过本项目废水经过本项目蒸氨蒸氨处理后，处理后， 所得所得氨氨将将全部作为脱硫吸收剂使用，全部作为脱硫吸收剂使用， 有效的实现了废物有效的实现了废物的的资源化。资源化。 年年产产 4.44.4 万吨万吨过硫酸铵联产过硫酸铵联产 8 8 万吨万吨液态二氧化碳液态二氧化碳项目项目设计设计摘要摘要 1111 齐齐哈尔大学小宇宙团队齐齐哈尔大学小宇宙团队 （2 2）二氧化碳的利用二氧化碳的利用 本本项目项目采用采用低能耗的常温常压氨法二氧化碳捕集工艺低能耗的常温常压氨法二氧化碳捕集工艺，年捕集精制，年捕集精制 7.987.98 万吨万吨食品级食品级 液态液态二氧化碳产品二氧化碳产品，作为作为原料提供给下游厂家，原料提供给下游厂家，在达到在达到环保环保效益效益的同时也带来了一定的的同时也带来了一定的 经济效益经济效益。 （3 3）三废的有效三废的有效处理处理 本项目处理后的烟气中污染物浓度均低于国家相关排放标准， 因此可直接排至大气；本项目处理后的烟气中污染物浓度均低于国家相关排放标准， 因此可直接排至大气； 废水主要为蒸氨工段的蒸氨废水，此部分废水氨氮浓度小于废水主要为蒸氨工段的蒸氨废水，此部分废水氨氮浓度小于 150mg/L，PH=89，可直接，可直接 送至总厂生化处理池进行处理；本项目中的废渣主要为布袋除尘工段脱除的粉煤灰，粉送至总厂生化处理池进行处理；本项目中的废渣主要为布袋除尘工段脱除的粉煤灰，粉 煤灰常在建筑工程中被用作混凝土、砂浆的掺合料，在建材工业中用来生产砖，在道路煤灰常在建筑工程中被用作混凝土、砂浆的掺合料，在建材工业中用来生产砖，在道路 工程中常用来作路面基层材料等，本项目所在工业园区内有大型建材厂，因此，本项目工程中常用来作路面基层材料等，本项目所在工业园区内有大型建材厂，因此，本项目 所产生的粉煤灰所产生的粉煤灰送至送至建材厂建材厂。 9 9. .厂区设计厂区设计 （1 1）厂址选择厂址选择 本项目选址本项目选址为山西省临汾市煤电化工工业园，园区现有大唐临汾热电、同世达煤化为山西省临汾市煤电化工工业园，园区现有大唐临汾热电、同世达煤化 工集团工集团、中煤集团等企业，原料中煤集团等企业，原料供应供应充足、产业链完整，同蒲铁路、大运高速充足、产业链完整，同蒲铁路、大运高速纵贯纵贯南北，南北， 青兰高速、张台铁路横穿东西，交通网络四通青兰高速、张台铁路横穿东西，交通网络四通八达八达，园区地理位置紧邻汾河，基础设施完，园区地理位置紧邻汾河，基础设施完 善，地处百里汾河新型经济带，具有相应的税收和政策支持。善，地处百里汾河新型经济带，具有相应的税收和政策支持。选址选址卫星图如卫星图如图图 1 18 8 所示。所示。 年年产产 4.44.4 万吨万吨过硫酸铵联产过硫酸铵联产 8 8 万吨万吨液态二氧化碳液态二氧化碳项目项目设计设计摘要摘要 1212 齐齐哈尔大学小宇宙团队齐齐哈尔大学小宇宙团队 图图 1 18 8 项目选址项目选址卫星图卫星图 （2 2）厂区布置厂区布置 本项目厂区本项目厂区长长 393 米，宽米，宽 297 米，总占地面积米，总占地面积 116760.3m2，包括行政生活区、生产，包括行政生活区、生产 区、辅助生产区、储运区、消防以及发展用地区、辅助生产区、储运区、消防以及发展用地等区域等区域。根据国家相关标准，综合考虑操作根据国家相关标准，综合考虑操作 人员安全及原料、 产品的合理运输， 利用人员安全及原料、 产品的合理运输， 利用 AutoCAD 软件对厂区内的各区域进行合理的划软件对厂区内的各区域进行合理的划 分与布置，如图分与布置，如图 19 所示。所示。 图图 1 19 9 厂区布置厂区布置图图 （3 3）三维布置三维布置 在厂区布置之上，利用在厂区布置之上，利用 Sketch up、Lumion 软件设计了总厂的三维布置图，同时利软件设计了总厂的三维布置图，同时利 用用 CADWorx 软件对车间的管道和设备进行了详细设计，软件对车间的管道和设备进行了详细设计，厂区三维布置如厂区三维布置如图图 20 所示。所示。 年年产产 4.44.4 万吨万吨过硫酸铵联产过硫酸铵联产 8 8 万吨万吨液态二氧化碳液态二氧化碳项目项目设计设计摘要摘要 1313 齐齐哈尔大学小宇宙团队齐齐哈尔大学小宇宙团队 图图 2020 厂区三维布置图厂区三维布置图 1010. .环境与环境与安全评价安全评价 在环境与安全评价方面， 本项目利用多款软件在环境与安全评价方面， 本项目利用多款软件对对厂区厂区进行进行安评环评，安评环评， 运用运用 Risksystem 对氢气罐区进行池火事故模拟、沸腾液体扩展蒸气云爆炸模拟和蒸气云爆炸模拟，对氢气罐区进行池火事故模拟、沸腾液体扩展蒸气云爆炸模拟和蒸气云爆炸模拟， ALOHA 软件对液氨储罐进行软件对液氨储罐进行 BLEVE 事故模拟、池火事故模拟和泄露事故模拟，并对事故模拟、池火事故模拟和泄露事故模拟，并对 二氧化碳储罐进行泄露事故模拟二氧化碳储罐进行泄露事故模拟；利用利用 EIANEIAN 软件对全厂进行噪声评价，软件对全厂进行噪声评价，EIAW 进行水进行水 质预测评价，并利用质预测评价，并利用 AERMODSystem 对本项目产生的污染物进行大气环境影响评价。对本项目产生的污染物进行大气环境影响评价。 具体请参见具体请参见安全评价报告安全评价报告和和环境评价环境评价报告报告 。 1111. .经济分析经济分析 本项目建设期为两年， 投产期为两年， 本项目经济分析主要对工程建设、 经营成本、本项目建设期为两年， 投产期为两年， 本项目经济分析主要对工程建设、 经营成本、 产品价值等做出大致评估，得出盈亏分析和敏感性分析，具有重要指导及实践意义，从产品价值等做出大致评估，得出盈亏分析和敏感性分析，具有重要指导及实践意义，从 经济角度证明了本项目的可行性经济角度证明了本项目的可行性。 本项目盈亏平衡分析与敏感性分析本项目盈亏平衡分析与敏感性分析如如图图 25 和和 26 所示所示。 年年产产 4.44.4 万吨万吨过硫酸铵联产过硫酸铵联产 8 8 万吨万吨液态二氧化碳液态二氧化碳项目项目设计设计摘要摘要 1414 齐齐哈尔大学小宇宙团队齐齐哈尔大学小宇宙团队 图图 25 25 盈亏平衡分析图盈亏平衡分析图 由图由图 2525 盈亏平衡分析图可得，本项目中盈亏平衡点为盈亏平衡分析图可得，本项目中盈亏平衡点为 1.61.6 万吨，即当产量达到设计万吨，即当产量达到设计 产能的产能的 3636%即可实现盈利。即可实现盈利。 图图 26 26 敏感性敏感性分析图分析图 本项目中经济指标如表本项目中经济指标如表 4 4 所示所示。 表表 4 4 经济指标经济指标 总投资（万元）总投资（万元） 55444.56 固定资产投资（万元）固定资产投资（万元） 46543.86 总成本（万元总成本（万元/年）年） 34791.04 投资利润率（投资利润率（%） 28.4 年销售收入（万元年销售收入（万元/年）年） 52963.8 投资回收期（年）投资回收期（年） 6 投资利税率（投资利税率（%） 45.4 盈亏平衡点盈亏平衡点 BEP 1.6 0 0 1000010000 2000020000 3000030000 4000040000 5000050000 6000060000 7000070000 8000080000 0 01 12 23 34 45 56 6 收入与成本（万元）收入与成本（万元） 产量（万吨）产量（万吨） 总成本总成本总收入总收入 -20000-20000 0 0 2000020000 4000040000 6000060000 8000080000 100000100000