某化工厂制碱余热综合利用项目可行性研究报告

第一章总论第一节概述一、项目名称制碱余热综合利用项目二、建设地点生物化工有限公司厂区内三、建设单位生物化工有限公司法定代表人王刚注册地省市四、建设单位概况生物化工有限公司为大型化工企业，注册资本为1369亿元，生产规模为年产纯碱100万吨。公司拥有员工1197人，其中工程技术人员162人，具备丰富纯碱化工行业经验的高级工程师以上专家17人，工程师78人。年销售收入13亿元（不含税），销售利润22亿元，银行信誉等级AA。五、可行性研究报告编制单位编制单位资格证书编号资格等级甲级发证机关国家发展和改革委员会第二节可行性研究报告的依据和范围一、可行性研究的依据1、国家有关节能和资源综合利用方面的法规、产业政策；2、“十一五”十大重点节能工程实施意见；3、关于组织申报资源节约和环境保护2009年中央预算内投资备选项目的通知（发改办环资20082692号）；4、国家发改委关于编制项目前期文件的有关规定；5、承办单位委托编制本项目可行性研究报告的委托合同；6、建设单位提供的有关基础资料。二、可行性研究的范围本项目可行性研究的主要范围包括1、对项目提出的背景、建设必要性进行分析；2、对项目余热回收利用方案分析论述，确定项目建设目标及建设内容，拟定合理工艺技术方案和设备选型；3、对项目建设的基础条件进行分析；4、对项目总图布置、公用工程和辅助配套设施等工程技术方案进行研究；5、对项目的消防、环保、劳动安全卫生及节水、节能和节约用地方案措施，进行评价；6、确定项目实施进度方案；7、进行项目投资估算，融资方案，对项目的经济效益分析，进行不确定性分析、风险性分析，提出财务评价结论；8、社会效益分析。第三节项目摘要一、本项目余热利用目标本项目实施后，每年可达到以下目标与效果1、回收蒸汽16万吨；2、增加采暖面积18917M2；3、利用低位余热，可制取资源化的浓缩海水260万M3（海水浓度达到1415波美度）；其中100万M3预精制后返回制碱生产系统，替代原料盐10万吨；另外160万M3送至盐场提溴、晒盐，可年产原盐16万吨，提溴500吨；5、减少一次性海水采购量为5090万M3；减少温海水外排6320万M3；6、利用石灰废砂1万吨；7、项目直接节能1540113吨标准煤。二、项目建设内容1、煅烧车间新增余热回收系统，采暖利用冷凝水系统改造；2、碳化工序自控升级及改造；3、余热浓缩海水循环利用系统；4、浓缩海水预精制石灰废砂利用系统；5、海水系统加压站改造。三、投资与资金筹措1、项目投资项目总投资16700万元。其中，建设投资1600304万元，建设期贷款利息69696万元，铺底流动资金0万元。在建设投资中，建筑工程费2319万元，设备购置费995324万元，安装费199065万元，其它费用55492万元，预备费118523万元。2、资金筹措资金来源为申请银行贷款11000万元，企业自筹资金5700万元。四、简要结论1、项目的经济效益。1）年可回收蒸汽16万吨，每吨蒸汽按135元计算，年增加收益2160万元。2）增加采暖面积18917M2，每平方米采暖按25元计算，年增加收益4725万元。3）余热浓缩海水260万M3，浓缩海水浓度达到1415BE波美度，其中160万M3可提取溴素、晒盐，出售后按5元/M3，可增加效益800万元；100万M3回用到制碱生产系统，年节约固体原料盐10万吨，按每吨100元计算，年可节约1000万元成本费用。4）减少海水外排6320万M3，按01元/M3，年减少排污费632万元；减少一次性海水采购量5090万M3，按011元/M3计算，节省生产成本600万元。5）利用石灰废砂1万吨，减少了堆放面积，年减少缴纳的环保费100万元。2、社会效益1余热利用，特别是低位余热综合利用，以及实现废物资源化等方面，具有行业示范带动作用；2）项目属于国家“十一五”期间十大重点节能工程；3）促进渤海湾的环境保护。本项目属于国家“十一五”期间十大重点节能工程，其建设破解了国内纯碱行业低位热能余热利用的难题，成为国内首家利用余热低位热能的纯碱生产企业，其示范带动作用大；符合国家关于建设资源节约型和环境友好型的基本国策，是国家重点鼓励和支持的项目，对于纯碱行业节能、环境保护和发展循环经济具有较大的促进作用，以及对于渤海湾环境保护意义重大。因此本项目建设，经济效益较好，社会效益显著（详见主要技术经济指标表的数据）。五、主要经济技术指标主要技术经济指标表序号项目单位指标备注年回收蒸汽万吨16年增采暖面积M218917年浓缩海水制盐万吨16年浓缩海水提溴吨500年节约原料原盐万吨10年利用石灰废砂万吨1年减少温海水外排万M36320年减少采购一次性海水万M350901年节约标煤吨1540113项目总投资万元16700其中建设投资万元1600304建设期利息万元696962铺底流动资金万元03项目定员人20新增4全年生产天数天3305年用电量万度19568年用淡水吨7206年收入万元0新增7年利润总额万元373632正常年8财务内部收益率2374/1938税前/税后9投资回收期年538/596税前/税后10借款偿还期年538第二章项目提出的背景及建设的必要性第一节项目的提出背景一、目前我国纯碱余热利用现状我国纯碱生产行业的大型企业大都利用氨碱法纯碱生产工艺，在制碱过程中多工段均产生大量的热能，对一些高位热能的余热国内大型制碱企业采取了回收利用措施，但仍有很多可利用的余热放空，或通过提取海水间接冷却后将冷却海水再排入附近海域，或采用循环淡水冷却，余热回收潜力巨大。而对于制碱过程产生的低位热能余热，国内纯碱行业基本没有利用。为此，国家将“纯碱余热利用”作为“十一五”十大重点节能工程进行推进。生物化工有限公司每年生产100万吨纯碱，是国内生产规模最大的企业之一，其产能位居国内第四位。该公司自100万吨/年纯碱工程投产以来，制碱过程产生的高位余热部分得到利用，而低位能一直未能利用，均通过提取海水间接冷却后将冷却海水再排入附近海域，不仅浪费了能源，资源得不到充分利用，而且也加大了企业的经营成本。纯碱生产中NAHCO3的加热分解需要使用31MPA（表压）的蒸汽，加热蒸汽由煅烧炉尾汽轴加入，经配汽室送入翅片管，蒸汽在管内被冷凝成水，然后由汽轴的冷凝水通道排至冷凝水贮槽，再由冷凝水贮槽通过液位调节阀减压送入一次闪蒸罐，在闪蒸罐中产生14MPA（表压）蒸汽送去重灰工段，一次闪蒸后的冷凝水通过液位调节阀减压送入二次闪蒸罐，在闪蒸罐中产生04MPA（表压）蒸汽送去蒸吸工段，二次闪蒸后的冷凝水送去热电。重灰煅烧炉使用14MPA的蒸汽间接加热，加热蒸汽由炉尾汽轴加入，经配气室送入翅片管，蒸汽在管内被冷凝成水，然后由汽轴的凝水通道排至疏水槽，再通过疏水槽液位调节阀减压送入闪发罐，在闪发罐中产生04MPA蒸汽并入低压蒸汽管网，闪发后的冷凝水与轻灰煅烧二闪后的冷凝水一并送热电厂。从海化集团以往的运行情况及我公司试运行情况来看，这部分冷凝水由于温度较高（150），热电利用难度极大，因此对这部分冷凝水通过液位调节阀减压送入三次闪蒸罐，在闪蒸罐中产生015MPA（表压）蒸汽送去蒸吸工段，三次闪蒸后的冷凝水（126）在采暖期经泵送热交换站（食堂），被加热的水作为食堂、中央控制室及倒班宿舍采暖用水，降温后的冷凝水（60）再送热电厂。用这部分热能替代蒸汽采暖。在非采暖期，三次闪蒸后的冷凝水（126）经过浓缩海水加热塔，加热浓缩海水后降低温度（60）后送热电厂。纯碱生产中，重碱车间的碳化工序在碳化过程中是一个放热反应，其反应方程式为NH4OHCO2NH4HCO3645KJ/MOLNACLNH4HCO3NAHCO3NH4CL154KJ/MOL为使反应能连续稳定的进行，必须把反应生成的热量连续不断的移出，因此需要大量冷却水将热量导出，以保证碳化过程最佳的反应温度。达产后碳化塔冷却海水年均可利用5000立方/小时，进出塔温度差大于15。按每小时循环一次计算，每天可循环24次，每立方总积温大于360/日，这样大的平均日积温利用日晒是需要若干天才完成的。进塔的冷海水至出塔的温海水增加了低品位热能，传统的方法是将温海水排放，不断补充新鲜冷海水，国内外同行业还没有一家企业有效的利用这些巨大的低品位热能。当海水达到一定浓度（1415波美度）后部分浓缩海水送预精制系统，与石灰车间外排的废石砂在化灰机内进一步化合，除去浓缩海水中的MG2后送盐水车间化盐，使其中的盐分得到充分利用。另一部分浓缩海水送浓缩海水加热塔加热后经浓缩海水泵去盐场提溴、晒盐，使浓缩后的海水全部资源化。在采暖期，由于部分冷凝水用于采暖，需用于加热浓缩海水的热量由循环回水来加热海水。如何利用十分巨大的余热量，生物化工有限公司技术人员针对企业现状，经反复研究、试验和比较，提出了不同工段的余热利用技术方案一是在煅烧工艺上再增加一次闪发工序，以回收蒸汽进入蒸馏塔；二是在煅烧工艺上再增加一次闪发工序后，产生的冷凝水进入热交换站，以供本厂办公和宿舍冬季采暖，同时此降温的采暖水输送电厂；三是在碳化塔循环用的海水，改变过去直接排入大海的办法，采用循环蒸发浓缩制盐。为此，生物化工有限公司提出建设本项目。第二节项目建设的必要性本项目是纯碱余热综合利用，其建设符合国家有关法规和产业政策，可增加企业的经济效益，增强市场竞争力。一、符合国家有关法规相关支持鼓励的规定2008年国家制定的循环经济促进法“第三条发展循环经济是国家经济社会发展的一项重大战略，应当遵循统筹规划、合理布局，因地制宜、注重实效，政府推动、市场引导，企业实施、公众参与的方针。”“第三十二条企业应当采用先进或者适用的回收技术、工艺和设备，对生产过程中产生的余热、余压等进行综合利用。”清洁生产促进法“第二条本法所称清洁生产，是指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施，从源头削减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。”“第二十六条企业应当在经济技术可行的条件下对生产和服务过程中产生的废物、余热等自行回收利用或者转让给有条件的其他企业和个人利用。”二、符合国家规划和产业政策、技术政策国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要提出大力发展循环经济，通过开发推广节能技术，实现技术节能。突出抓好钢铁、有色、煤炭、电力、化工、建材等行业和能耗大户的节能工作。规划纲要把“余热热压利用”作为十大节能重点工程。国务院关于发布实施促进产业结构调整暂行规定的决定中，指出“加强资源综合利用，全面推行清洁生产，完善再生资源回收利用体系，形成低投入、低消耗、低排放和高效率的节约型增长方式。积极开发推广资源节约、替代和循环利用技术和产品，重点推进钢铁、有色、电力、石化、建筑、煤炭、建材、造纸等行业节能降耗技术改造”2006年国家发改委和科技部发布的中国节能技术政策大纲（发改环资2007199号提出推广生产过程余热、余压、余能的回收利用技术，遵循“梯级利用，高质高用”原则，优先把高品位余热余能用于做功或发电，低温余热用于空调、采暖或生活用热。三、属于国家“十一五”期间推动的“十大重点节能工程”2006年国家“十一五”十大重点节能工程实施意见中，将“化工行业的纯碱余热利用”作为十大重点节能工程实施内容之一。该实施意见特别提出，优先支持具有自主知识产权的节能技术，“在十大重点节能工程实施过程中，要优先支持采用自主知识产权解决共性和关键技术的示范项目，增强自主创新能力”。2007年国务院关于印发节能减排综合性工作方案，提出“加快实施十大重点节能工程，重点是实施钢铁、有色、石油化工、化工、建材等重点耗能行业余热余压利用”。项目实施后，可节约标准煤1540113吨。四、有利于莱州湾海洋生态恢复和环境保护本项目实施前，生物化工有限公司每年直接排放海水6856万M3，尽管是循环海水但仍有一定的污染。项目实施后，年可减少温海水外排6320万M3，少采购一次性海水5090万M3，减少石灰废砂外运1万吨。国务院印发国家环境保护“十一五”规划，将“加强海洋环境保护，域污染和生态破坏”列为国家“十一五”期间环境保护重点领域和主要任务之一。规划提出“积极实施海洋生态恢复。实施生态恢复工程的区域包括黄河口莱州湾、苏北滨海湿地、厦门湾海域、闽江口海域、北部湾近岸海域及海南岛东部近岸海域及重要海岛。自2001年，国务院批准了由国家环保总局、国家海洋局、交通部、农业部、海军以及天津、河北、辽宁、4省市联合制定的“渤海碧海行动计划”。据省海洋渔业厅公布的对海域重点排污口检测结果，“污水排入莱州湾和渤海湾的排污口对邻近海域影响比较严重，在此区域内的所有排污口邻近海域内的悬浮物和营养盐监测含量均超出其所在海洋功能区要求的水质类别，另外弥河、虞河两排污口的BOD5和石油类的监测含量也超出了其所在海洋功能区要求的水质类别。”目前已有国家11部委联合会签了渤海环境保护综合整治规划，已报国务院。本项目建设，有利于莱州湾环境的保护。五、是降低企业生产成本，增强市场竞争力的必由之路制碱过程的余热利用潜力很大，项目的实施可为企业带来较好的经济效益，能较大幅度的降低生产成本，增强企业的市场竞争力。1、年可回收蒸汽16万吨，每吨蒸汽按135元计算，年增加收益2160万元。2、增加采暖面积18917M2，每平方米采暖按25元计算，年增加收益4725万元。3、余热浓缩海水260万M3，浓缩海水浓度达到1415BE波美度，其中160万M3可提取溴素、晒盐，出售后按5元/M3，可增加效益800万元。4、减少海水外排6320万M3，按01元/M3，年减少排污费632万元；减少一次性海水采购量5090万M3，按011元/M3计算，间接效益600万元。5、另外100万M3用于预精制后送盐水车间化盐，年可节约原盐10万吨，按每吨100元计算，年可节约1000万元费用。6、利用石灰废砂1万吨，减少了堆放面积，减少缴纳的环保费100万元。第三章余热利用目标与分析说明第一节余热利用目标一、项目余热利用目标本项目实施后，年可达到以下目标与效果1、回收蒸汽16万吨；2、增加采暖面积18917M2；3、利用低位余热浓缩海水260万M3，浓缩海水浓度达到1415BE波美度，其中160万M3可提取溴素、晒盐，另外100万M3用于预精制后送盐水车间化盐。经精制后返回制碱生产系统，替代原料盐10万吨；可年产原盐16万吨，提溴500吨；4、循环海水利用减少一次性海水采购量5090万M3；减少温海水外排6320万M3；5、利用石灰废砂1万吨；6、项目自身节能1504113吨标煤。第二节项目实施效果分析说明一、回收蒸汽16万吨1、回收的工序回收蒸汽，是在煅烧车间增加的三闪工序。2、计算说明二闪后饱和冷凝水的焓1521千卡/公斤，三闪后饱和冷凝水的焓1273千卡/公斤，三闪后蒸汽的焓6487千卡/公斤。二闪后饱和冷凝水的量为421吨/小时，经计算三闪后可回收蒸汽2005吨/小时，故年可回收蒸汽16万吨。二、增加采暖面积18917M2对厂区原有的采暖蒸汽热媒介，改为余热利用的冷凝水。系项目新增的三闪工序回收126的冷凝水。该公司原中央控制室、食堂、倒班宿舍冬季采暖，面积为18917M2。三、利用低位余热浓缩海水经精制后返回制碱生产系统，替代原料盐10万吨；可年产原盐16万吨，提溴500吨；利用低位余热，可制取资源化的浓缩海水260万M3（浓缩海水浓度达到1415波美度）。其中100万M3预精制后返回制碱生产系统，替代固体原料盐10万吨；另外160万M3送至盐场提溴、晒盐，可年产原盐16万吨，提溴500吨；四、循环海水利用循环海水利用后减少一次性海水采购量5090万M3；减少温海水外排6320万M3；五、利用石灰废砂年综合利用石灰废砂1万吨。因石灰石在煅烧过程中粒度过大、过小及内在质量等原因，部分石灰石存在生烧或过烧问题，进入化灰机停留时间在20分钟左右，这部分生烧或过烧的生石灰活性较差，不能在化灰机中与水完全反应，至化灰机灰乳筛分过程中以大小不等的固体物被筛分出来，这些固体物行业术语被称作石灰废砂，石灰废砂有一个特性，当静止存放35天后，其中的CAO成份在废砂排出时带来的水分作用下，会缓缓粉化，其中CAOH2的含量超过40，余为非石灰物质（硅酸盐等）及未烧透的碳酸钙。常规的做法是将大部分的石灰废砂运到渣场作废渣堆放，有少部分用作修路。生物化工有限公司100万吨/年纯碱装置每小时需用石灰石188吨，煅烧成为CAO约105吨。CACO3CAOCO210056其中每小时产生吨废砂，平均每天80余吨，投产后产生的石灰废砂，大部分运出厂堆积，经化验分析，其中可利用的CAOH2达40以上。利用石灰废砂精制浓缩海水化盐制碱，可很好利用废砂中的有效成份，将废砂中的粉状物质利用。其工艺流程如下将出厂的石灰废砂静止存放天，等粉化后送入斗提机，由斗提机送入化灰机。在化灰机内粉化的废砂与浓缩海水混和反应，然后进入灰乳转筛，液体流入混和槽与浓缩海水进一步掺兑，并完成除去MG2。其反应如下MG2CAOH2CA2MGOH2每立方米145B的浓缩海水含MG23KG左右（实测值），进入化盐池前需除去，除去MG2需要活性的CAOH2大约93KG/M3CAOH2。每小时预精制125M3浓缩海水需用9312511625KG1163吨CAOH2。116310582001（万吨/年）。六、节约能源折合标准煤1540113吨。项目节约能源体现在三个方面回收蒸汽、采暖系统改造、减少一次性海水采购量所用的电力、对原有泵设备节能的改造。项目节约能源一览表序号能源种类单位节约能源数量折算系数折算标煤（吨）备注1蒸汽吨1600007857KG/吨125712“三闪”后回收的2采暖M2189179429KG/吨162929热媒介由蒸汽变为冷凝水；原来蒸汽按6T/H计算。3电力万度6840122984064因减少提升海水用电量而对原有泵设备节能的改造合计1504113项目节约684万度电的说明该项目原设计加压海水泵输送海水量为9822M3/H，需三台流量为5000M3/H,电机功率为1250KW，开二备一，该项目实施后，加压海水输送量由9822M3/H降到3500M3/H，需对原海水加压泵房进行改造，增加流量为3000M3/H、1500M3/H各一台就能满足正常生产需要，其电机功率分别为450KW、250KW，考虑由于此项目增加了一个海水循环泵房，循环量为63625M3/H，需增加四台流量为2200M3/H海水循环泵，其电机功率为315KW，开三备一。节电按年运行8000小时计算，则年节电为（125024502503153）8000684万度。第四章项目建设主要内容一、煅烧车间新增余热回收系统，采暖利用冷凝水系统改造1、煅烧车间新增余热回收系统。增加5台闪发罐，3台冷凝水泵，2、采暖利用冷凝水系统改造。增加2台换热器，二、碳化工序自控升级及改造1、购买浙江大学的有关升级软件与改造技术；2、对该公司原有的ABB公司DCS自控系统硬件扩容改造；3、对在用的冷却海水进塔自调调节系统改造。三、余热浓缩海水循环利用系统1、建设总面积为60万M3的水池；2、海水输送管道19400M；3、泵房1350M2，明渠3500M；4、12台泵，供电设备2台1000KVA变压器等；5、自控系统。四、浓缩海水预精制石灰废砂利用系统1、运输车辆、化灰机、泵、盐水澄清桶等；2、操作间200M2、料场2000M2、道路桥涵800M、卤库8000M3。五、海水系统加压站改造项目实施后，为合理匹配海水用量。拟投用中小型泵替代原大型泵，以节省耗电量。1、增加压泵两台，中型泵、小型泵各一台；泵前启闭机两台；2、新增海水压力流量自动调节系统；3、海水杀生系统改造。第五章项目实施地与建设条件第一节项目实施地项目实施地点生物化工有限公司厂区内。生物化工有限公司厂区占地8205公顷。本项目是在该厂原有工艺流程基础上增加少量工序，增加部分设备，增建部分土建工程，均可在厂区空闲地和公司预留地建设，不需新征土地。第二节建设条件一、建设条件1、厂址的地理位置、地形、地貌概况厂区位于市东北部卜庄镇内。市地处半岛西部，濒临渤海莱州湾，有52公里的海岸线。建厂场地属黄河三角洲地带轻度侵蚀区，为海积平原区，地势平坦，坡降15000左右，四周村落和建筑物稀少，土壤盐渍化比较严重，排水条件差，雨季容易积水。2、气象条件该地区属暖温带半湿润季风区大陆性气候，一年四季分明，雨热同期，干湿季明显。春季干燥多风，夏季湿热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷少雪。气温历年平均气温119，7月份最高为259，极端最高气温404，1月最冷气温39，极端最低气温195降雨量历年平均降雨量6116毫米，年最大降雨量14122毫米（1964年），年最小降雨量3974毫米（1977年），风全年主导风向南南东SSE冰冻设计采用最大冻土深度060米。3、场地工程地质条件根据钻探揭露的地基土，场区中地层自上而下可分为十一层第层耕土黄色，以粘性土为主，含粉砂及植物根，松散。层底深度0506米。第层粉砂黄色，松散，饱和，顶部夹薄层粉土，含粘性土，级配差。层底深度1530米。第层含淤泥质粉细砂灰灰黑色，松散，饱和，含有机质及贝壳碎片，有腥嗅味，上部颗粒较细，下部颗粒较粗，混中粗砂。层底深度4564米，厚度2143米。第层淤泥质粉质粘土灰黑色，软塑流塑，含有机质及少量粗砂粒，局部缺失。层底深度4560米，厚度0510米。第层粗砂浅黄色，稍密中密，饱和，主要成分为石英,长石，含大量贝壳碎片，分布不均，局部混多量粘性土，级配良好。层底深度82105米，厚度2251米。第层粉土黄色，湿，中密稍密。含贝壳片，具水平层理，韧性低，摇震反应中等。层底深度132146米，厚度2056米。第层粉质粘土黄色棕黄色，可塑硬塑，含铁锰质氧化物，韧性中等，干强度中等，稍光滑。层底深度145157米，厚度1155米。第层粗砂黄色，中密，饱和。主要成分为石英为主，长石次之，夹粉质粘土，级配良好。层底深度190216米，厚度3576米。第层粉质粘土黄色，可塑硬塑，含铁锰质氧化物，混少量粗砂粒，韧性中等，稍光滑。层底深度203270米，厚度1772米。第层粗砂黄色，饱和，主要成分为石英，长石，含多量粘性土，夹粉质粘土透镜体。层底深度254276米，厚度1042米。第层粉质粘土黄绿色，坚硬硬塑，含铁锰质氧化物，含粗砾砂粒11及碎石（直径15CM）,局部夹薄层砾砂及薄层碎石。韧性中等，干强度中等，稍光滑。本层未揭穿，最大揭露深度4010米，最小揭露深度100米。4、地区和城镇社会经济的现状及发展规划市有52公里的海岸线，已开发盐田80万公亩，地下卤水总储量3526亿立方米，具有发展盐、盐化工的远大前景。自2002年以来市加快北部沿海经济综合开发步伐，盐及盐化工成为综合开发的重中之重。生活区位于卜庄镇，镇内有宾馆、饭店、居住小区、邮局、医院等生活设施。5、交通运输条件市地处半岛，地理位置优越，便于与北京、天津、大连、秦皇岛等环渤海经济圈城市的经济联系。海陆空交通运输便利，经过多年的建设，潍坊市的公路、铁路、机场和港口都得到了长足发展，已形成包括陆上运输、空运和水上航运在内的四通八达的立体交通网络体系。2003年末，全市公路通车里程76164公里，其中高速公路2045公里，一级路6652公里，二级路19043公里，三级路19186公里，公路密度达到483公里百平方公里；胶济铁路、大莱龙铁路贯穿潍坊市；市辖港口有潍坊港、下营港、羊口港三处，市外附近还有莱州港、龙口港、青岛港、烟台港等。潍坊市还拥有一个飞机场，开通了北京潍坊，潍坊海口的空中航线。距济南机场200公里、距青岛机场70公里，距潍坊机场30公里；胶济铁路和大莱龙铁路横穿市，北部的下营港与天津、大连、烟台等20多个港口通航。济青、潍莱高速公路和206、309国道、环渤海公路穿越境内，形成四通八达的开放型交通网络。厂区交通便捷，厂内铁路可与大莱龙铁路连接；厂外南北方向有廒卜公路、战备公路、下小公路和昌灶公路；东西方向有辛沙公路、206国道、309国道、潍莱高速公路和济青高速公路通向省内外。6、水源、给排水情况项目供水采用峡山水库作为水源地。水库位于市南部30公里处，拦蓄潍河中上游来水，库容503亿立方米，夏季水质达到国家地表水三类标准，春秋、冬季水质达到国家地表水二类标准，每年水库蓄水量都在2亿立方米以上。7、电源、供电、电讯等情况和发展规划电力由生物化工有限公司自备电厂共给，厂区现有变电所和完善的供电系统设施，能保证本项目用电需要。二、项目前期工作1、总体设计在技术方面，对项目技术方案进行了论证，对项目进行总体设计。2、技术购买及考察设备对碳化自控升级系统的技术软件，已同浙江大学进行洽谈；对拟选用的主要设备、重要材料，进行了初步考察比选。3、场地平整对拟建设的土建所占土地，进行清理和平整。第六章技术设备方案第一节技术方案一、技术来源及特点本项目余热利用技术，系生物化工有限公司工程技术人员自主研发。项目技术特点成熟、可靠、便于操作。二、技术方案制碱余热利用技术，根据余热来源、生产工艺流程，以及不同的利用用途，本项目的技术方案具体分为四个一是在煅烧车间再增加一次闪发工序，以回收蒸汽进入蒸馏塔；二是将新增闪发后的冷凝水送热交换站，以供本厂中央控制室、食堂、倒班宿舍冬季采暖；该冷凝水降温后，送电厂；三是碳化工序冷却采用海水循环冷却，并增加浓缩海水加热装置，对浓缩海水进行加热提温后部分送新增化灰机回收石灰车间的外排的CAO预精制浓缩海水后送盐水车间化盐，另一部分送盐场提溴晒盐；四是碳化自控系统升级改造；三、工艺流程与说明煅烧车间增加三次闪发工序，将二次闪发后的冷凝水通过液位调节阀减压送入三次闪蒸罐，在闪蒸罐中产生015MPA（表压）蒸汽送去蒸吸工段，三次闪蒸后的冷凝水（126）在采暖期经泵送热交换站（食堂），被加热的水作为食堂、中央控制室及倒班宿舍采暖用水，降温后的冷凝水（60）再送热电厂。用这部分热能替代蒸汽采暖。在非采暖期，三次闪蒸后的冷凝水（126）经过浓缩海水换热塔，加热浓缩海水后降低温度（60）后送热电厂。从碳化塔出来的温海水经过三到四组蒸发池蒸发降温后进入海水循环池，由海水循环泵提压后送碳化塔作为循环冷却用水。当海水达到一定浓度（1415波美度）后进入浓缩海水池，由浓缩海水泵送到浓缩海水换热塔换热升温后，一部分浓缩海水送新增化灰机与石灰车间外排的废石砂在化灰机内进一步化合，除去浓缩海水中的MG2后经浓缩海水加压泵送盐水车间化盐。另一部分浓缩海水送经浓缩海水加压泵去盐场提溴、晒盐。在采暖期，由于部分冷凝水用于采暖，需用于加热浓缩海水的热量由循环回水来加热海水。冷凝水余热利用工艺流程、海水余热利用工艺流程。详见下附图四、碳化自控系统升级改造100万吨/年纯碱碳化工段17台3400/28002800异径笠帽塔是制碱过程的核心设备，在塔内由蒸吸工段送来的氨盐水经预碳化后与压缩工段送来的CO2气体在塔内进行反应，生成一定粒径的NAHCO3并从塔底连续排出，固液比较高的碱液至滤过工段过滤。塔内制碱是一个放热过程。受下段气温度、压力、流量，中段气温度、压力、流量，塔底压力，尾气温度、压力，出碱液温度，碳化塔7圈、17圈、22圈温度，冷却水温度、压力、流量等多种变量因素影响。该装置已选用ABB公司的DCS控制系统，实现了单变量自调，如可设定出碱液流量自动调节，实现单塔出碱液量稳定，但不能同时自动优化出碱液温度、冷却水流量、7圈温度及塔底压力等多个变量。在自控优化操作方面与西欧各国氨碱厂存在较大差距，导致主要技术指标和消耗指标欠佳，该余热利用项目拟改变冷却水工艺路线，需要对现有碳化DCS控制系统进行升级改造，其主要内容为原海水冷却系统改造后仍保留作为备用冷却系统，循环海水冷却系统并联至原冷却系统，碳化冷却系统共分三组，上水、回水均需在每组并入，需新增DN600自控蝶阀6个，拟选用无锡工装制造，材质为316L，另外再加装手动隔断闸阀DN600，材质为铸铁,数量12个。浙江大学已经开发出碳化DCS控制系统自动优化操作的软件，并在国内大型氨碱厂运行良好。拟在海水循环冷却系统改造过程中购买浙大软件和改造技术，对原DCS控制系统硬件扩容，实现循环浓缩海水进塔流量、压力、温度与出碱温度、7圈温度、出水温度等多变量自动优化调节，改变人为调节造成的波动，实现碳化反应在最佳工况下进行，并达到其余热最大限度的导出。五、利用石灰废砂预精制浓缩海水化盐制碱氨碱法制碱的主要原料是原盐和石灰石，每吨纯碱消耗原盐和石灰石分别为15吨左右。在氨碱法制碱工艺流程中，盐堆场的原盐经推土机车送到化盐池，与杂水混合溶解成饱和粗盐水。从化盐池出来的粗盐水进入粗盐水集中槽，由粗盐水泵送至反应罐。从重灰工段来的纯碱溶液与石灰工段来的石灰乳在苛化罐内进行苛化反应，苛化液温度为80，苛化罐出来的苛化液与粗盐水泵送来的粗盐水同时进入反应罐进行反应，生成MG（OH）2和CACO3，为使反应完全，反应罐停留时间为30分钟，NA2CO3过量025TT，ACAO过量005TT，反应后的盐水由反应罐上部溢流进入曲径槽，同时加入来自助沉剂高位槽的助沉剂溶液，混合液自流进入澄清桶的中心管内，在澄清桶内进行澄清，其溢流清液即为精盐水。澄清桶底部排出的盐泥进入盐泥槽，由盐泥泵送到三层洗泥桶顶部的中心管，来自蒸吸、石灰工段的40温海水进入三层洗泥桶顶部的分配槽内，然后进入三层洗泥桶底层中心管，盐泥与洗水在桶内进行三次逆流洗涤，以回收NACL。三层洗泥桶上部出来的淡盐水，进入杂水桶与蒸吸、石灰、碳化工段来的温海水兑和后，自流到化盐池做化盐用水。三层洗泥桶底部出来的废泥进入废泥槽，由废泥泵排到渣场。澄清桶上部溢流出来的精制盐水，进入精盐水罐，由精盐水泵送至碳化工段洗涤碳化尾气。在助沉剂配置罐中加入助沉剂并以澄清桶来的精盐水为溶剂配置助沉剂溶液，经助沉剂泵打到助沉剂高位槽。石灰车间是将石灰石加热分解生产石灰和窑气，窑气供碳化工段使用，石灰消化制成石灰乳供蒸馏工段和盐水工段使用。其反应如下CACO3CAOCO2CAOH2OCAOH2其流程简述如下1、石灰窑系统原料石灰石和焦炭由贮运工段经皮带机分别送到石灰窑前的石灰石仓和焦炭仓内，再经石灰石给料器，焦炭给料器进入计量槽。由PLC控制按比例计量的混合料倒入吊石斗，经卷扬机提升倒入石灰窑内。空气经鼓风机鼓入石灰窑底。石灰石在窑内经过煅烧，生成石灰和窑气，石灰从窑底部出灰螺锥、经星形出灰机卸出石灰窑，溜入运灰皮带机上，再经石灰斗提机送到石灰仓，窑气从石灰窑顶部出来去窑气净化系统。2、化灰系统石灰经石灰仓下部的石灰给料器调节给料量后加入化灰机，来自蒸吸工段的温海水（温度约45）作为化灰水与石灰同时加入化灰机内。石灰和化灰水反应生成石灰乳，石灰乳流入灰乳转筛，筛去细粒固体杂质后流入灰乳罐，再经灰乳泵送到盐水工段及蒸吸工段。灰乳含ACAO浓度应保持在150TT以上，温度90。化灰机内未消化的石灰石经化灰机尾部的筛子筛分出来，与灰乳转筛筛分出的细砂一起溜入返石皮带机，经皮带机送进返石转筛，使返石和废砂分开后溜入各自的1返石仓和废砂仓中，废砂经汽车运出厂外，返石则经1返石斗提机提升至贮藏量更大的2返石仓。从2返石仓出来的返石经2返石斗提机送至石焦贮运皮带机上，与原料石灰石一起分配到各个石灰石仓中。石灰消化过程中有大量热量以蒸汽形式排出，排气中含有石灰粉尘，用蒸吸工段来的一部分温海水通过化灰机热回收器喷淋排气，一方面可使排气中的粉尘被洗涤下来从而达到排放标准，另一方面温海水的温度由40提高到6065。洗涤后的温海水流进地下杂水罐，和所有地面杂水混合后，通过杂水泵送到化灰机化灰。3、窑气净化系统从窑顶出来的含CO23840、温度在80140、压力为150300PA的窑气先经过旋风除尘器除去部分粉尘后进入窑气洗涤塔，用海水进一步除去粉尘并被冷却到40以下。从洗涤塔出来的窑气进入电除尘器，最终使窑气含尘量低于20MG/M3，送压缩工段。因石灰石在煅烧过程中粒度过大、过小及内在质量等原因，部分石灰石存在生烧或过烧问题，进入化灰机停留时间在20分钟左右，这部分生烧或过烧的生石灰活性较差，不能在化灰机中与水完全反应，至化灰机灰乳筛分过程中以大小不等的固体物被筛分出来，这些固体物行业术语被称作石灰废砂，石灰废砂有一个特性，当静止存放35天后，其中的CAO成份在废砂排出时带来的水分作用下，会缓缓粉化，其中CAOH2的含量超过40，余为非石灰物质（硅酸盐等）及未烧透的碳酸钙。常规的做法是将大部分的石灰废砂运到渣场作废渣堆放，有少部分用作修路。生物化工有限公司100万吨/年纯碱装置每小时需用石灰石188吨，煅烧成为CAO约105吨。CACO3CAOCO210156其中每小时产生吨废砂，平均每天80余吨，投产后产生的石灰废砂，大部分运出厂堆积，经化验分析，其中可利用的CAOH2达40以上。利用石灰废砂精制浓缩海水化盐制碱，可很好利用废砂中的有效成份，将废砂中的粉状物质利用。其工艺流程如下将出厂的石灰废砂静止存放天，等粉化后送入斗提机，由斗提机送入化灰机。在化灰机内粉化的废砂与浓缩海水混和反应，然后进入灰乳转筛，液体流入混和槽与浓缩海水进一步掺兑，并完成除去MG2。其反应如下MG2CAOH2CA2MGOH2每立方米145B的浓缩海水含MG23KG左右（实测值），进入化盐池前需除去，除去MG2需要活性的CAOH2大约93KG/M3CAOH2。每小时预精制125M3浓缩海水需用9312511625KG1163CAOH2。按每26吨废砂可利用1吨CAOH2计算，每小时需用废砂为1163263吨，石灰废砂有效成份可得到全部利用。六、浓缩海水物料衡算说明自海水提升站经海水明渠（12KM）至32万M2海水调节池，原海水在太阳照射的作用下，海水蒸发，共浓度较原海水提高0105B，在海水加压泵取水处实测为3038B，取年平均33B，NACL含量平均30KG/M3，浓缩至145B后，NACL含量（实测值）平均126KG/M3，即每生产1M3145B的浓缩海水需要海水调节池中的海水42M3。100万吨/年纯碱装置最大的海水冷却系统在碳化工序，年均每小时在4000M3。进碳化塔的冷却海水最佳温度为2025，在高温季节，因莱州湾海水浅，温升快，又经海水明渠和海水调节池日晒，可使送到厂区的海水温度大于30，直接用这种温度高的海水，冷却效果不好，导致碳化工况劣化。为确保碳化过程的最佳工况，现有装置选择了掺兑地下深井水，井深5060米，深井水为含盐量（NACL）70KG/M3咸水。（有的纯碱企业用补充深井淡水解决），在厂界区内的地下咸水资源丰富，根据高温季节海水温度情况来调节进碳化塔海水温度。取水最大能力800M3/H,水温在22左右，掺兑地下咸水后，使进碳化塔的冷却海水的含盐量（NACL）增加，掺兑量一般在100700M3/H，可控制在年均280M3/H，其含盐量（NACL）70KG/M3,则平均进入冷却海水系统的盐量（NACL）为007280196T/H,日均为4704T/D。第二节设备选型及重要材料一、主要技术、设备选择主要技术设备、重要材料选择及投资项目内容设备名称数量（台/套）材质单价（万元）总价（万元）备注冷凝水泵3SS15531闪发罐5CS436218第一部分蒸汽回收系统换热器2TI430860管材DN400,PN161000M16MNR035149DN250,PN161500M16MNR035138DN200,PN16100M16MNR035074管件50件20自控仪表40电气50小计124844海水加压泵（中）3000M3/H1台CI/SS8585海水加压泵（小）1500M3/H1台CI/SS6060海水循环泵（小）2000M3/H4台CI/SS70280浓缩海水提升泵200M3/H3台CI/SS2060浓缩海水加压泵200M3/H3台CI/SS2575浓缩海水换热塔2800120005台CI/TI5002500泵前启闭机10002台1020地下管网与泵阴极保护1套3030海水杀生系统改造1套100100电动箶芦10吨1台1010电动箶芦3吨2台612第二部分循环海水余热利用系统喷嘴2000个TI00240水闸10座钢硁660管材DN1200PN104000米玻璃钢02800DN1200PN107000米钢衬塑015721100DN600PN10200米玻璃钢0120DN600PN10200米钢衬塑0037575DN250PN101000米钢衬塑000959521947000米TI01951365管件50件100自控系统新增海水压力、流量自动调节系统1套170170海水循环压力、流量自动调节系统1套5050碳化自控升级系统购买软件1套230230对原有DCS硬件改造190对在用的冷却海水自调阀更换（蝶阀DN250）17个316L59100新增并入系统的上水、回水三组自控阀（蝶阀DN600）6个316L1590新增新增并入系统的上水、回水三组隔断阀（闸阀DN600）12个CI67581管件、管线70件30电气1套400小计8075运输车辆3辆1442小型装载机1辆2020化灰机1200100001台套CS2020灰乳转筛1台CS1010混合槽1台CS1010卤水泵3台TI1339澄清池150M22个砖硁1530成品卤库池150M22个砖硁1530原料卤库池200M22个砖硁2040盐水车间新增盐水澄清桶1座CS250250管材DN150PN103000米钢衬塑00076228管件206自控系统1套10电气50第三部分浓缩海水化灰系统小计5798合计990324第七章工程建设方案第一节总图布置及土建工程一、总图布置1、厂区原有的总图布置根据工艺生产流程，装置现分为四个分区厂前区生产调度楼、行政办公楼、倒班楼、食堂、三修、消防、杂品库、车库及浴室。工艺生产装置区重灰工段、轻灰工段、碳化工段、蒸吸工段、压缩工段、石灰工段、盐水工段、中央控制室及化验室。库房堆场区成品仓库及包装、氨库、焦炭堆场、石灰石堆场、原煤堆场。辅助生产装置区循环水、变电所、动力车间。基于总平面布置原则，将厂前区布置在厂区西南部，邻廒卜路，其东侧依次为工艺生产装置区及辅助生产装置区，其中厂前区与工艺生产装置区之间设有绿化带，并将工艺生产装置区中的中央控制室及化验室靠近绿化带布置，即靠近生产装置又相对洁净。库房堆场区布置在厂区北部，有铁路横穿。在厂区最北部留有预留用地。厂区有三个出入口，厂前区南侧为人流出入口，在人流出入口以北为原盐货运出入口，此两个出入口邻廒卜路，在厂区南侧中部有成品及煤渣出入口。2、本项目的总图布置本项目是在原有生产工艺流程及装置布置的基础上，利用空闲地块和预留地进行布置，基本上不改变原有的总图布置。在煅烧车间附近增加五台三闪罐，一个泵房，实现冷凝水的三次闪发及冷凝水的输送，在食堂原热交换站增加两台换热器，用三闪冷凝水代替原蒸汽加热器，为采暖提供热量。在碳化塔增加海水循环管线，与原海水进出口管线连接，可实现新鲜海水与循环海水互相倒换。循环海水输送借用原有的DN1000的海水管线，再增加一条DN1200的海水管线可实现分别输送循环海水与浓缩海水。在公司北围墙附近新增一台12001000的化灰机，用浓缩海水洗涤石灰车间外排石灰及废石砂，洗涤后的浓缩海水去盐水车间化盐。在公司碳化厂房附近新增五台浓缩海水换热器，用三闪冷凝水或循环回水加热浓缩海水后送浓缩海水池，经浓缩海水泵送去预精制后化盐及送盐场提溴、晒盐。项目平面布置，另见附图。二、土建工程1、设计依据建筑设计防火规范GB50062006建筑地面设计规范GB5003796建筑工程设计标准GBJ10587工业建筑防腐蚀设计规范GB5004695建筑地面工程施工质量验收规范GB502092002屋面工程质量验收规范GB502072002多层砌体构造柱抗震设计及施工规范JGJ/T1394建筑抗震设计规范GB500112001构筑物抗震设计规范GB5019193建筑桩基技术规范JGJ9494建筑地基基础设计规范GB500072002建筑结构荷载规范GB500092001混凝土结构设计规范GB5001020022、土建工程泵房海水循环泵房占地面积500M2，建筑面积500M2；浓缩海水提升泵房占地面积350M2，建筑面积350M2；浓缩海水加压泵房占地面积500M2，建筑面积500M2。上述泵房均为框架结构。化验岗位操作间200M2。水池建设浓缩海水回收池1个，循环海水池1个，海水蒸发池8个。每个水池245M245M，结构形式为土坝，用水泥块铺地护坡，并用土工布防渗。明渠与水池配套的明渠，约3500米。明渠结构是梯形，上底4M，下底2米，高2米；断面面积为8M2。卤库卤库6个，建筑面积5000M3，砖硁结构，防渗。三、管线布设根据技术方案，管线分二部分布设第一部分为厂外部分，铺设一条DN1200的埋地玻璃钢夹砂管，送海水蒸发池，约4000米；再从海水循环池铺设一条DN1200的循环海水管线，此管线架空部分用钢衬塑管，埋地用玻璃钢夹砂管，约7000米；海水蒸发池其中二个布设DN200钛管7000米，钛管上安装钛制喷嘴2000个，利用冷却海水的余压喷射降温蒸发水份。第二部分为厂内部分，主要是浓缩海水输送，浓缩海水管线送盐场一条DN300的钢衬塑管或铸铁管；一条DN150的钢衬塑管或铸铁管送化灰机，再从化灰机到盐水车间，全长约3000米；一条DN400的钢炉用无缝钢管输送三闪蒸汽到蒸馏塔，全长约1000米；一条DN250的冷凝水管线送热交换站和浓缩海水换热塔全长约1500米。还有部分各种规格的管线与原系统连通。第二节公用工程一、给排水1、设计依据建筑给排水设计规范GB500152003建筑给排水设计手册GBJ15882、水源淡水供水水源为峡山水库，场内有10万立方米的蓄水池。3、用水量本项目建成后，项目生产不消耗淡水和不增海水消耗，只是新增加的人员需要生活用水。项目定员20人，年需生活用水720立方米。4、排水按清污分流的原则，原厂区排水划分为生产、生活、海水排水系统，雨水及净下水排水系统及有压海水排水系统等部分。生活污水排水系统本项目生活污水经化粪池初级处理后，重力排入排水泵站，经排水泵提升后排出厂外，至厂外西侧廒卜路旁的排水渠。雨水及净下水排水系统本工程厂区内的雨水及净下水排水经由系统排水管道收集后，重力排入排水泵站，经雨水泵提升后排出厂外，至厂外西侧廒卜路旁的排水渠。二、供电1、电源厂区动力车间有35/105KV20000KVA变压器一台12000KW发电机组两台，发电机最大发电能力为30000KW。发电机以105KV并网运行。动力车间的一回35KV电源引自该公司的自备电厂。2、负荷等级及供电要求本项目大部分用电为三级负荷，仅少量为二级负荷。根据用电负荷及负荷性质，目前厂区供电系统可满足本项目用电负荷的供电需求。3、用电负荷本项目用电设备为新增的各种输送泵，装机容量1290KW，照明及其它设备及照明装机容量为26KW，合计约1316KW。