精细化无机化工企业系统节能工程项目可行性研究报告(锅炉改造、余热回收利用、发电、资源综合利用)

第一章总论11项目名称某有限公司系统节能工程项目12项目法人及法人代表项目法人某有限公司法人代表某13项目建设地点项目实施地选于某有限公司现址内。14报告编制单位编制单位某咨询公司资质证书号工咨甲15可行性研究报告编制依据1、中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要；2、“全国节能减排工作电视电话会议”精神；3、节能减排综合性工作方案；4、关于组织申报2008年资源节约和环境保护备选项目的通知；5、千家企业节能行动实施方案；6、某十一五规划纲要；7、“十一五”资源综合利用指导意见；8、有关建设资源节约型、环境友好型社会的政策依据；9、相关工程技术规范及标准。16项目基本情况161项目建设内容及规模1、锅炉改造、10T余热锅炉余热利用A、锅炉改造将原有的1台30T老式链条锅炉改造为25T循环流化床锅炉，并掺烧秸秆，年掺烧秸秆265万吨，年产蒸汽34万吨，年可节约标煤142万吨。B、硫铁矿掺烧硫酸亚铁制硫酸余热利用利用硫铁矿掺烧硫酸亚铁制硫酸产生的余热，新建一台10T余热锅炉，产生过热蒸汽792万吨/年，其富余热量用于废酸二级提浓。配套建设一台3MW背压式汽轮发电机组，项目建成后可实现年发电2550万KWH，年产生背压蒸汽4192万吨。C、DCS控制系统为锅炉系统配备DCS控制系统，配备后锅炉系统可节电15以上，实现年节电4396万KWH，折合标煤17760T/年。D、钛白粉生产煅烧工序回转窑产生的余热（35万M3/H,250300）用于废酸一级提浓。余热回用年可节约标煤142吨，节约冷却用水所用电费折合标煤213吨，合计年节约标煤355吨。2、资源综合利用项目汽轮发电机背压蒸汽既能用于钛白粉生产，又能用于综合利用项目，其中尤以掺烧硫酸亚铁制备硫酸所产生的余热综合利用最为突出，实现了资源综合利用和热能阶梯式综合利用，节约蒸汽。A、掺烧硫酸亚铁制硫酸硫酸亚铁与硫铁矿按照一定比例制备硫酸，其稀释水由提浓后的68酸代替，其产生的富余热量供给废酸提浓，制出的成品酸供给钛白生产，钛白生产过程中产生的硫酸亚铁再供给硫酸生产线，达到资源循环利用。此工程可实现年产硫酸133万吨。B、废酸提浓将浓度为22的废酸经过二级提浓后成为68的硫酸，作为稀释水供给制酸生产线，从而制出合格的成品酸，废酸提浓工程日处理22的废酸510吨。C、废渣制石膏钛白生产过程中产生的酸性废水，用石灰中和法处理后产生的废渣黄泥，利用10T/H余热锅炉富余的热量烘干制石膏，其产量为8万吨/年。162项目选址项目选址于某有限公司现址内。163项目总投资及资金来源项目总投资5180万元（含建设期利息），其中建设投资4680万元，铺底流动资金500万元。资金来源申请银行贷款3626万元，占总投资的700；企业自筹资金1554万元，占总投资的300。164项目建设进度项目建设进度拟定为1年。165环境保护该项目是利用新工艺、新技术和新设备进行节能技改，实现资源节约综合利用，降低环境污染。企业通过实施能量系统优化工程，能有效减轻环境污染，提高了企业资源节约综合利用水平，有助于保护生态平衡，促进节约型、环保型社会的建设。17综合评价和论证结论171项目的实施符合国家产业政策节约资源是我国长期坚持的发展原则，是我国的基本国策。根据我国“十一五”期间要实现单位GDP“降耗”20的硬指标，节能与环保，正在成为我国转变经济增长方式，加快发展的关键所在，成为当前一项紧迫的任务。某有限公司属于耗能高、污染重的化工行业，针对企业设备旧、工艺技术落后的现状，按照国家加强节能减排的工作要求，加快实施系统节能和废物综合利用工程，通过采用先进适用的工艺技术和高效节能设备，提高企业能源利用效率，降低企业能耗，缓解企业生产对环境造成的污染，在确保企业又快又好发展的同时，促进我国节能减排目标的顺利实现。因此，本项目工程完全符合国家产业政策要求，是国家大力提倡和支持的节能项目。172项目实施后具有良好的综合效益某有限公司在企业现有生产基础，实施系统节能和废物综合利用工程，通过采用新技术、新工艺，淘汰改造企业现有落后设备，不仅具有明显的节能降耗效果，减少环境污染，而且极大地降低企业运营成本，产生良好的经济效益。项目实施后，年降低成本的收入共8225万元，年平均利润总额116561万元，年平均税后利润87421万元，年平均上缴所得税29140万元。因此，本项目工程符合国家产业政策，综合效益明显，可行性强。173结论和建议本项目经济、社会效益好，项目的建设是可行的。建议项目建设中加强质量监督管理，加强成本控制，降低造价。18主要经济技术指标表项目主要技术经济指标表序号指标名称单位指标备注经济数据1总投资万元51802资金筹措其中自有资金万元1554银行贷款万元46803年经营收入万元4年总成本费用万元5年利润总额万元6年经营（销售）税金及附加万元7年所得税万元8年净利润（税后利润）万元财务评价指标1投资利润率2投资利税润3全部投资财务内部收益率税前4全部投资财务内部收益率税后5全部投资回收期（税前）年含建设期6全部投资回收期（税后）年含建设期7全部投资财务净现值万元税前8全部投资财务净现值万元税后9借款偿还期万元含建设期1年10盈亏平衡点（BET）第二章项目建设背景及必要性21项目实施背景随着我国经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐，为确保我国经济又快又好的发展，我国“十一五”规范纲要首次提出“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20左右，主要污染物排放总量减少10的约束性指标。2006年我国万元GDP能耗尽管出现了三年来首次下降，但年初确定的万元GDP能耗降低4和主要污染物排放减少2的目标仍未实现。我国节约能耗和保护生态环境仍面临日益严峻的挑战。更为严峻的是，2007年一季度，工业特别是高耗能、高污染行业增长过快，占全国工业能耗和二氧化硫排放近70，电力、钢铁、有色、建材、石油加工、化工等六大行业增长206，同比加快66个百分点。面对2006年不容乐观的节能降耗形势，为确保实现“十一五”规划确定的节能减排目标，我国政府把节能减排作为2007年经济结构调整的首要任务和突破口。国家发改委采取八项措施强化节能减排工作，要求各地区、各行各业要将节能减排放在更加突出的战略位置，真正把节能减排作为硬任务，加大中央和地方政府投资的支持力度。为加强资源节约和环境保护项目储备，提高国债资金使用效率，根据国家对投资计划编制工作的改革要求，某发改委下达了关于组织申报2008年资源节约和环境保护备选项目的通知（以下简称通知），提前开展2008年中央政府投资计划草案编报工作。某有限公司作为一家大型精细化无机化工企业，是国内规模较大的钛白粉生产基地。目前，资源能源短缺和环保问题已成为企业发展面临的主要挑战。按照中央关于节能减排的战略部署，为贯彻循环经济和清洁生产理念，走持续发展之路，某有限公司坚持节约发展、清洁发展、安全发展。根据通知要求，结合企业实际，采用先进的工业技术与设备，更新淘汰企业落后的工艺技术和设备，加强节能技改，提高资源利用率，增强企业竞争力，使经济增长建立在节约能源资源和保护环境的基础上，拟实施系统节能与综合利用工程。受某有限公司委托，对本次系统节能与综合利用工程项目进行可行性分析论证。22项目实施的必要性221项目的实施是化工行业实现节能减排目标的必然要求化学工业作为我国国民经济的支柱产业，也是高耗能和容易产生污染的产业。因此在国家确定的千家重点节能企业中，石油和化学工业就有340家，占了三分之一，化工和石油行业被列入了节能减排的重点行业。据统计，2006年石油和化学工业消耗能源36072万吨标准煤，约占全国耗能总量的15，化工行业年排放工业废水30多亿吨，工业废气14万亿立方米，产生工业固体废弃物8400多万吨，分别占全国工业“三废”排放总量的16、7和5，位居第1、4、5位。根据“十一五”化工行业节能减排目标万元工业增加值能耗比2005年下降1520，单位工业增加值用水量比2005年下降30，工业用水重复利用率达到90，工业固体废弃物综合利用率达到70，主要污染物排放总量减少10。化工行业面临着巨大的节能减排压力。某有限公司作为一家大型精细化无机化工企业，是国内规模较大的钛白粉生产基地。目前，某有限公司采用的生产工艺为传统的硫酸法工艺。企业每生产1T钛白粉需要100硫酸约38T，生产过程中产生大量的酸性废水、废气和废渣。同时在生产过程中，每生产1T钛白粉，还会相应产生335T硫酸亚铁，它作为副产品若能加以很好的回收和利用，将会给企业增加效益，减少资源浪费。随着国家节能减排力度不断加大，能耗和环保成为制约钛白粉产业发展的重要因素。因此，某有限公司结合自身的实际，严格按照行业要求，履行企业应尽之职，依靠技术进步，切实加快节能技术改造，提高企业能源利用效率，减少污染排放，确保企业持续健康发展，促进化工行业节能减排目标的实现。222项目的实施是企业自身发展的客观需要中国经济连续数年保持了10以上的增长速度，但是，如果扣除能源消耗和环境污染造成的直接或间接经济损失，中国的经济增长速度将大打折扣。能源利用效率低下和环境污染仍是制约中国经济社会发展的巨大障碍。随着国际社会对生态环境和气候变化重视程度不断提高，以节能和环保为主要目的的能效标准标识已成为新的非关税壁垒，这无形中对许多发展中国家其中也包括我国的企业，扩大产品出口，参与国际合作和竞争，加大了难度和压力。随着我国各级政府对节能减排工作力度的加强，预期未来我国环保标准将会日益提高。企业作为节能减排的执行主体，面对国家提出的节能减排目标，企业如何将其应尽的责任变为动力、如何将国家制定的减排任务作为提高企业核心竞争力的催化剂，实现企业的可持续发展，加快地区产业的升级步伐，越来越被国内众多企业所重视。众多企业纷纷将节能减排作为经营中的重点和亮点，在节能减排的同时，实现自身的可持续发展。兴茂钛业公司作为某市化工龙头企业和重点耗能企业，在取得较好经济效益的同时，能源消费相对较高。2006年工业总产值为21亿元，万元工业产值能耗为304吨标煤/万元，能源成占生产总成本的2459。面对国家节能减排力度的加大，未来国家环保标准的提高，某有限公司必须加快实施系统节能与综合利用工程，采用新工艺、新技术，加快淘汰落后产能，提高企业节能减排能力，降低生产成本，才能发挥其节能减排主力军的作用，实现自身的可持续发展。第三章建设条件及项目选址31建设条件311地理位置及区域范围某市地处某中南部，是豫中南城市群的中心。地理坐标为东经1132711416，北纬33243359。某市位于伏牛山东麓平原与淮北平原交错地带，总地势西高东低，有少量黄土岗分布。某市境内河流分别为沙颍河、汾泉河和洪汝河水系，是淮河较大支流。其中沙、澧河横贯全境，在市区交汇后穿越市区而过。某市是1986年经国务院批准设立的省辖市，2004年新的行政区划调整后，辖临颖县、舞阳县和源汇区、郾城区、召陵区。总人口253万人。全市东西长约76公里，南北宽约65公里，总面积为2617平方公里。北距省会郑州140公里，西78公里是平顶山市，南66公里是驻马店市，东55公里是周口市。312自然资源条件及优势1、水文、土壤、地貌项目所在地位于沙澧河冲积平原，沙澧河贯穿全境。土层深厚，水资源丰富。地下水资源埋藏浅，水质良好，便于开采，单井出水量60M3/H左右，浅层地下水位在1015M之间，可为工农业生产提供足够的水资源。项目区地表为第四纪冲积层覆盖，其岩性主要为黄土质亚粘土，其次为粘土，局部有淤泥质夹层，地耐力1215T/M2。最大冻土深度025M。项目场区内地势平坦，地貌单一，地势较高，呈西北向东南方向倾斜。土质结构致密，强度中等，地基承载力大部分在160KPA以上，工程地质条件较好，对项目建设无不良影响。某市地震烈度6度，根据规范，一般建筑不予设防，特殊建筑应考虑设防。2、气候条件某市位于暖温带南部边缘，属于温暖性季风气候。一年之中，冷暖交替，四季分明。全市累年平均气温为146，7月份最热，年平均气温为275；月份最冷，年平均气温为05。全年无霜期为216225天，降雨量平均为74928452毫米，日照时数为21872359小时。光照充足，热量丰富，降水适中，气候温暖。适宜小麦、玉米、大豆、花生、甘薯等农作物生长。精粗饲料资源充足，尤其是玉米和花生、甘薯秸秆等是牲畜廉价优质的饲料资源。32项目选址该项目是某有限公司现有生产过程中，利用现有场地及设施，采用新技术，引进新设备，实施系统节能和废物综合利用工程，不需要重新选址。第四章企业生产现状及环境保护现状41企业生产现状411企业概况某有限公司是一家专业从事钛白粉生产的民营化工企业，是中国涂料工业协会会员单位之一。公司位于某市区人民东路41号，现拥有固定资产13268万元，占地11万平方米，员工518人，其中各类专业技术人员108人。自99年以后，公司不断加大技术改造力度，使钛白粉生产装置由年产500吨先后增加到2000吨、5000吨、15000吨。主产品“银海”牌BA0101、R600型钛白粉能广泛地应用于涂料、塑料、油漆、油墨、橡胶、彩色墙纸、玻璃纤维、电焊条、搪瓷、电器、建材等领域，畅销国内10多个省市，并出口韩国、印尼、法国、德国、尼日利亚、马来西亚等国家和地区。2002年8月份公司通过了ISO9001质量标准体系认证。在发展过程中曾先后获得国家农业部颁发的“全面质量管理达标证书”、“某科技进步企业”、“某劳动竞赛先进单位”、“某市人才引进培养先进单位”、“某市技术改造先进单位”、“某市私营经济先进企业”、“源汇区纳税先进单位”等荣誉称号。2003年7月份获得“企业自营进出口权”。412主要产品工艺流程企业现有钛白粉生产工艺采用硫酸法，主要分为四大步骤原矿准备、钛液的制备、偏钛酸（水合TIO2）的制备、偏钛酸的盐处理与煅烧等。1、原矿准备某有限公司原料矿采用我国云南的钛铁矿，钛铁矿的成分详见表27。表27现有工程所用钛铁矿成分分析一览表成分TIO2FEOFE2O3CAOMGO其它含量（）4749404508121011为了使钛铁矿与硫酸的反应尽可能的完全，需将钛铁矿用雷蒙磨粉碎至325目，筛余物控制在1020，粉碎后的物料由离心风机送入的空气流携带出来，被旋风分离器和脉冲式袋式除尘器收集贮于矿料斗中备用。2、钛液的制备（1）钛铁矿的酸解酸解就是先把固体的钛铁矿通过硫酸分解制备成可溶性钛的硫酸性盐溶液，同时钛铁矿中的铁也变成可溶性的硫酸盐，以便以后分离。酸解反应的操作一般是先把计量好的硫酸放入酸解罐中，在压缩空气的搅拌下投入矿粉，即先加酸后加矿，再加入水调节硫酸的浓度，酸解反应很快开始并完成，主反应一般约5MIN左右。在酸解反应物固化后，应停止吹入压缩空气，保温成熟（熟化）一段时间，让其慢慢冷却，使未反应完的矿粉利用此时的温度继续与游离酸反应，以提高酸解率。一般钛铁矿的酸解率可达9596。在成熟时间达到后，再通入压缩空气，使固相物进一步冷却，待固相物冷却至90120时，即可加水浸取以溶解反应生成的固相物。酸解反应方程式为（2）浸取浸取是在压缩空气搅拌下，严格控制温度和浓度，用水或部分淡废酸、小度水（洗涤泥渣、硫酸亚铁及清洗钛液贮罐的含有TIO2的低浓度钛液）把固相物溶解的过程。（3）钛液的还原钛铁矿的酸解反应物组成十分复杂，有硫酸亚铁与硫酸高铁，硫酸高铁在酸性溶液中是不稳定的，易水解生成氢氧化铁沉淀，在钛液水解时它们一道沉淀到偏钛酸中无法通过水洗除去，在煅烧时又变成氧化铁，使钛白粉变色，影响产品质量。为避免这种现象，就必须在钛液中加还原剂铁屑把硫酸高铁还原成硫酸亚铁，钛液中少量的硫酸钛也会从四价FETIO32H2SO4FESO4TIOS42H2OEI3324E4I4232钛还原成三价钛，其化学反应方程式如下（4）钛液的沉降与冷冻结晶钛液成份复杂，需加有机絮凝剂和无机盐三氧化二锑、硫化铁加速杂质的沉淀，沉降后上部清液去冷冻结晶，底部的残渣中仍有少量的钛液，进一步回收钛液做小度水后，滤渣排放。沉降池来的钛液，在钛一车间用冷冻盐水将钛液温度缓慢降至812，钛二车间通过真空蒸发，将钛液温度降至1418，析出硫酸亚铁结晶，再经过滤洗涤后，回收小度水，硫酸亚铁结晶就作为副产品进行销售，分离硫酸亚铁后的钛液仍有少量不溶性杂质，经板框压滤后，进入薄膜蒸发浓缩器浓缩，浓缩后的钛液中TIO2浓度一般在225230G/L左右。3、水合二氧化钛（偏钛酸）的制备水合二氧化钛也称偏钛酸，氢氧化钛。水合二氧化钛的制备是硫酸法制钛白粉生产工艺的核心部分，也是整个工艺控制最苛刻的地方。它是把黑色的硫酸钛溶液，通过自生晶种加热水解，从母液中析出白色水合二氧化钛的沉淀，间接冷却降温后，送到挂片池，用叶滤机挂片滤去废酸，然后将挂有水合二氧化钛的滤饼放入水洗槽，加水洗涤其表面附着的游离酸、硫酸盐等杂质，洗涤水去污水处理厂。为获得高白度的钛白粉，还需进一步漂白，将一洗合格的滤饼加水打浆后，加还原剂将水合二氧化钛中的高价铁离子等杂质还原成低价铁后再次用叶滤机挂片，挂片后的滤饼用离子交换水将其杂质洗掉，进入二氧化钛的盐处理工段。在水合二氧化钛的制备过程，发生的化学反应方程式如下FEH2SO4FESO42HFE2SO432H2FESO4H2SO4TI422TI24324TISO42H2OTIOS4H2SO42I424H2I34、水合二氧化钛的盐处理与煅烧经漂洗净化后的水合二氧化钛是一种无定型的二氧化钛水合物，表面吸附大量的水和硫酸酐，如果直接煅烧，需要较高的温度，不仅粒子易烧结变硬，甚至泛灰黄相，故需进行盐处理，以降低煅烧温度和改善钛白粉的性能，加入盐处理剂碳酸钾，常温搅拌12H后，即可进入煅烧，煅烧一般采用钢壳内衬优质高铝耐火砖的回转窑，燃料采用煤气直接加热至800850，使水合二氧化钛脱水、脱硫生成二氧化钛。其化学反应方程式为5、二氧化钛的粉碎经过煅烧后的二氧化钛大都是大小不等的粒子料，经雷蒙磨粉碎成粒径在45M以下的细粉，由气流输送送至包装工序包装成最终产品。硫酸法生产颜料级锐钛型钛白粉的工艺流程图见下图。TIO2XSO3YH2OTIO2XSO3YH2O酸解浸取板框压滤圆盘过滤真空结晶沉降还原钛铁矿磨粉二级喷淋废气废气废水浓硫酸压缩空气蒸汽井水残渣洗渣水冷却水绿矾硅藻土去一车间去二车间浓缩包装粉碎煅烧盐处理二次水洗漂白一次水洗叶滤水解成品污水处理站钛二车间窑尾提浓浓缩包装粉碎煅烧盐处理二次水洗漂白一次水洗叶滤水解成品隔膜压滤文泡电循环水砂滤水硫酸三价钛砂滤水盐处理剂脱盐水废酸废水污水处理站废水废气水煤气413企业生产设备企业现有生产设备详见下表。主要设备一览表序号设备名称规格型号单位数量制造厂家备注1酸解锅130M3台4自制酸解3楼2浓酸罐40T台2自制酸解4楼3沉降池400M3个3自制酸解1楼4板框压滤机XA1500台1河北景津压滤机厂酸解1楼5板框压滤机XA120030台2石家庄市宝达设备公司酸解1楼6结晶器45M3个3/结晶5楼7结晶钛液受槽22M3个3自制结晶3楼水环真空泵2SK12台3山东淄博真空设备厂8配套电机22KW台3皖南电机股份公司结晶5楼9淡钛液储槽27M3个1自制结晶2楼10浓钛液罐27M3个1自制结晶2楼11板框压滤机BM8035台3/结晶2楼12清钛液槽27M3台3自制结晶2楼13预热锅9M3个1自制水解3楼14水解锅9M3个3自制水解2楼15冷却锅15M3个2自制水解1楼16叶滤机15M2个18/水洗1楼17水洗槽6M3个18自制水洗1楼18倒水罐20M3个4自制水洗1楼19行车3T台2新乡起重机械厂水洗1楼20漂白锅14M3个2自制漂洗1楼21盐处理罐4M3个3自制漂洗1楼22叶滤机15M2个2/转窑1楼23上片槽6M3个2自制转窑1楼24行车2T台2新乡起重机械厂转窑1楼25挤压泵/台4/转窑1楼26雷蒙磨4R台2上海冶金机械厂磨粉1楼空压机3LB15/3台2南京压缩机厂动力房27配套电机Y200M6台2海宁永发电机公司动力房真空泵2BE1303台1博山精工泵业动力房28配套电机Y200M6台1海宁永发电机公司动力房真空泵SK20台5淄博真空设备厂动力房29配套电机Y280S8台5西安电机厂动力房清水泵UHB2K400台3南京化工泵阀厂30配套电机55KW台3皖南电机股份公司动力1楼31浓缩器30M2台2二车水解5楼水环真空泵SK20台2山东淄博真空设备厂32配套电机37KW台2皖南电机股份公司水解5楼33浓钛液槽30M3个3自制水解3楼34预热锅26M3个2自制水解5楼35水解锅40M3个5自制水解4楼36冷却锅40M3个6自制水解3楼37叶滤机50M2台14/水洗2楼38水洗槽20M3台16自制水洗2楼39倒水罐20M3个8自制水洗1楼40行车10T个2/水洗2楼41漂白罐30M3个6自制漂洗1楼42漂洗槽20M3个14自制漂洗2楼43倒水罐20M3个6自制漂洗2楼44行车10T台2/漂洗2楼45盐处理槽35M3个7自制漂洗1楼46偏钛酸储槽180M3个2自制转窑室外47回转窑2550M台2/转窑1楼48冷窑/台2/转窑1楼49铰龙输送机/台12自制二车间1楼50提升机/台2自制二车间1楼51料仓40T个8自制磨粉1楼5R台3上海冶金机械厂磨粉1楼52雷蒙磨4R台2上海冶金机械厂磨粉1楼53泡沫塔/台2/窑尾1楼54隔膜压滤机130M2台4河北景津压滤机厂窑尾4楼空压机LW40/25台2南京压缩机厂动力房55配套电机Y355M18台2江苏贝得电机股份公司动力房空压机L3520/8台2南京压缩机厂动力房56配套电机Y315M28台2南京汽轮电机厂动力房真空泵SK60A台2山东淄博真空设备厂动力房57配套电机JS1166台2广州电机厂动力房真空泵2BE1303台6博山精工泵业公司动力房58配套电机260M4台6山东华力电机集团公司动力房锅炉SZL10125A台2/配套引风机Y73610G台1/59配套鼓风机G55NO8台1/锅炉WZ2525/400台1/配套引风机LY2511NO128台1/60配套鼓风机LG2111NO143台1郑州锅炉厂/煤气炉3000台6南宁众力机械公司/61配套通风机926NO56A台6长沙东方通风机械厂/62离子交换器2500台10/63机械过滤器3400台4/64深井潜水泵250RJ80台8/某有限公司目前所用设备有一部分为自行制造，因此设备上整体技术性能较差，设备跑冒滴漏现象严重，设备需要的维护量较大，这也是导致该公司清洁生产水平不高的原因之一。但是随着近年来公司投入资金对部分设备进行更换和大修，同时购买部分先进设备，也使得该公司有个别设备在国内来说属于先进水平，如文泡电除尘器等。总体来说，目前所用设备可以确保其运行稳定，达到生产所需。42企业环境现状421主要污染源1、废水污染源和污染物钛白粉生产工艺过程大部分在酸性条件下进行，产生的废水主要是酸解过程中产生的设备清洗废水、酸解残渣经板框压滤机压滤后的酸解残渣废水、对酸解尾气进行吸收过程中产生的喷淋吸收废水、过滤过程中产生的滤布洗涤废水、叶滤机挂片过程中产生的含酸浓度较高的废酸、一洗、二洗过程中产生的洗涤废水、锅炉除尘废水、各设备清洗废水、煤气炉废水、文泡电除尘器尾气治理废水、动力房、空压机、真空泵使用过程中产生的冷却循环废水、冷却塔冷却循环排污水、离子交换树脂再生废水、办公生活污水以及化验室分析排放的废水等。其中主要污染物是PH、COD、FE2、SS和SO42。（2）大气污染源和污染物某有限公司主要废气污染源包括钛铁矿粉碎尾气、酸解废气、回转窑煅烧尾气、产品干燥粉碎废气和锅炉烟气等。其中钛铁矿粉碎过程产生的废气主要是钛铁矿粉碎过程中产生的粉尘；酸解废气主要是反应过程中产生的含酸雾废气；回转窑煅烧尾气主要是含酸雾、二氧化硫、钛白粉粉尘废气；产品干燥粉碎废气主要是TIO2粉尘；锅炉烟气主要是烟尘和二氧化硫等。（3）固体废物钛白粉生产过程产生的固体废物主要包括酸解废渣、副产品硫酸亚铁、污水处理站污泥、锅炉灰渣、煤气炉废渣和中和池产生的硫酸钙废渣等。422废弃物处理现状某有限公司“三废”均存在一定的治理难度，其中废水应实行“清污分流”和“雨污分流”，且污水处理站处理工艺需要进一步的改造完善；废气部分设施可以使废气污染物满足达标排放的要求，但仍需做进一步的改进，主要是将水吸收改为碱液吸收，使硫酸雾能够满足达标排放的要求；固体废物则需寻求多种利用途径，从而使现场作业环境得到改善，减轻对周围环境产生的二次污染问题。另外生产过程中产生的废酸应进行单独的提浓处理，回收酸资源，减轻污水处理站运行负荷，减少污水处理站黄泥的产生量，从而减少固体废物的处置费用，满足全厂固体废物综合利用的要求。423废水治理措施（1）全厂废水处理情况简介某有限公司生产过程中废水污染源较多，在水资源利用方面，厂方做了一定的工作，基本做到了合理用水、一水多用。但是仍存在很多的问题，如未实现“清污分流”、“雨污分流”；排水沟未进行规范设计，容易出现水沟堵塞现象，导致污水横流；冷却排污水跑冒滴漏现象严重，与生产废水混合在一起，增加了污水处理站运行负荷；没有单独的雨水排放系统，造成下雨时期全厂作业环境恶劣；含酸废水未进行废酸提浓，导致污水处理站黄泥产生量过大，增加了固体废物黄泥的处理难度。因此，全厂废水的合理处置问题成为制约该公司正常发展的一大瓶颈。（2）污水处理站处理工艺情况目前,某有限公司全厂废水基本满足达标排放的要求，但还不能达到完全稳定排放。据现场调查，该公司污水处理站所采用的污水处理工艺为中和沉淀及板框压滤工艺。其污水处理工艺见下图一洗挂片废酸板框压滤平流沉淀池中和曝气池含酸废水酸解回用废酸提浓工序压滤废水设备冷却水设备清洗水二洗废水一洗废水酸解、回转窑尾气处理系统置换排放未提浓时部分送酸解配酸根据豫环监验字2005第10号某环境监测中心站某有限公司年产15万吨锐型颜料钛白粉技改项目竣工环境保护验收监测报告（2005年3月），2005年1月1214日某环境监测中心站对某有限公司污水处理站出水及全厂生活污水进行了监测，该公司污水处理站排放口COD、NH3N的三日均值、PH单次排放浓度均未超出GB89781996污水综合排放标准表4二级标准的要求；生活污水排放口NH3N的单次排放浓度及三日均值、PH单次排放浓度均未超出GB89781996污水综合排放标准表4二级标准的要求。424废气治理措施及排放量某有限公司钛白粉生产过程中产生的废气主要是钛铁矿粉碎粉尘、酸解废气、回转窑尾气、产品干燥粉碎废气和锅炉烟气等。现有的4台132M3酸解锅尾气共用一个吸收塔，采用水喷淋吸收装置，然后经26M高排气筒排放。现有工程共有3台蒸汽锅炉，其中1台25T/H、1台30T/H链条炉，烟气均由麻石水膜除尘器除尘后排放，所有锅炉烟气汇合后经45M高烟囱排放。现有工程共有雷蒙机16台，主要用于钛铁矿的粉碎以及产品干燥后的粉碎，各雷蒙机将物料粉碎后，其废气均通过袋式除尘器除尘后排放，除尘的同时回收部分钛铁矿粉及产品粉料。两条250048000的回转窑尾气，采用目前国内外钛白粉生产企业推广应用的文泡电净化装置，回转窑尾气先经窑尾干式除尘装置，通过惯性和重力沉降除去大部分粗粒粉尘，然后进入文丘里洗涤塔，在文丘里的喉管中气体被加速，22左右的废酸被高速气流迅速分散进行有效的碰撞，当气液进入扩大段后而减速，使液滴与尘粒、气体再次碰撞冷却，部分SO2变成酸雾，被废酸吸收，粉尘被清液捕获，湿润后凝聚成大颗粒随废酸排入回收池，与此同时，尾气的温度可降至8595，然后再进入泡沫洗涤塔，使气体中残留的SO2和酸雾继续被循环水吸收，同时气体的温度降至50以下进入电除雾器，在高压静电场的作用下，尾气中的酸雾和少量的粉尘被除去，经引风机送入烟囱排放废酸经过循环吸收尾气中的SO2及酸雾，其酸浓度提高到30以上，降温后经管式过滤器过滤，除去粉尘和硫酸亚铁，清液送废酸浓缩工序进一步提浓。另外的两条160038000回转窑尾气系统采用空塔水喷淋吸收，两条窑尾气汇合后共用一个喷淋塔，所有回转窑尾气均经50M高烟囱排放。其主要技术指标见下表。表现有工程回转窑尾气处理装置主要技术指标一览表序号项目酸雾（MG/M3）粉尘（MG/M3）SO2（MG/M3）1出回转窑干式除尘器气体63581756842电除雾出口气体45100513序号项目废酸浓度（）悬浮物（MG/M3）FESO4（）3补充文氏塔废酸2210084出管式过滤器清酸32702现有工程废气经采取相应的废气治理设施后，根据验收监测结果，废气污染物排放情况见表413。表413现有工程废气污染物排放状况一览表排放情况颗粒物SO2酸雾序号污染源名称排放量（M3/H）KG/HMG/M3KG/HMG/M3KG/HMG/M3备注1酸解釜14400011378511076140972喷淋塔吸收2回转窑175000965494492566094537文泡电3锅炉22800056246903947/麻石水膜除尘器4钛铁矿粉碎3500035100/袋式除尘器5产品干燥粉碎400003280/袋式除尘器由上表以看出，现有工程锅炉烟气污染物中烟尘和SO2排放浓度均能够满足GB132712001锅炉大气污染物排放标准时段二类区标准的限值要求；钛铁矿粉碎及产品干燥粉碎过程中排放的粉尘也能够满足GB162971996大气污染物综合排放标准表2二级标准的要求；酸解釜喷淋吸收塔和回转窑尾气吸收装置排放的酸雾不能完全满足GB162971996大气污染物综合排放标准表2二级标准。因此需要对现有工程酸解尾气及回转窑尾气治理设施予以整改，使废气满足达标排放的要求。第五章项目技术方案及设备选型51工艺技术方案511锅炉改造某有限公司建设有三台蒸汽锅炉（1台25T/H流化床、1台30T/H链条炉，两开一备），产生的蒸汽用于钛白粉生产中的酸解工段、结晶工段、浓缩工段、水解工段和漂白工段。锅炉蒸汽额定出汽压力为25MPA，但实际生产用汽为10MPA，在没有用汽轮发电机组之前它一直是降压运行，保证生产用汽，这样就造成了资源的浪费，为发展循环经济，节约能源，提高企业的综合效益，该公司拟通过对两台链条锅炉进行改造为流化床锅炉，同时掺烧秸秆，并新上一台抽背压式汽轮发电机组,将锅炉产生的高压蒸汽用于发电，产生的电能并网后用于公司生产和生活使用，再将发电后的背压蒸汽和中间抽汽用于生产，实现资源、能源的循环利用，提高公司的经济和社会效益。5111循环流化床锅炉原理简介煤的循环流化床燃烧是近十几年来发展起来的一种新型燃煤技术，是对传统的炉排和煤粉炉的一个重大革新。它对各煤种的燃烧适应性好，可以有效地燃用褐煤、各类烟煤和无烟煤，也可燃用如树皮、木屑、油页岩、石煤和石油焦等劣质燃料，同一台锅炉甚至可以同时燃用多种燃料。循环流化床燃烧系统物料在炉膛内反复循环反复燃烧，排出锅炉的灰、渣含碳量较低，锅炉燃烧效率和热效率较高、煤耗较低；而由于采用上下基本均匀的流化风速，在降负荷运行时，风速降低的幅度大，负荷变化可超过041，锅炉负荷调节范围较宽；由于进入炉内的煤只占炉内高温循环物料量的5左右，煤进入炉内很快着火燃烧，锅炉煤种适应性很广。可见，循环流化床锅炉具有普通链条炉、煤粉炉、鼓泡床所无法比拟的优点。1、锅炉热效率较高由于循环床内气固间有强烈的炉内循环扰动，强化了炉内传热和传质过程，使刚进入床内的新鲜燃料颗粒在瞬间即被加热到炉膛温度（850），并且燃烧和传热过程沿炉膛高度基本可在恒温下进行，因而延长了燃烧反应时间。燃料通过分离器多次循环回到炉内，更延长了颗粒的停留和反应时间，减少了固体不完全燃烧损失，从而使循环床锅炉可以达到8895的燃烧效率。2、运行稳定，操作简单循环流化床锅炉的给煤粒度一般小于10MM，因此与煤粉锅炉相比，燃料的制备破碎系统大为简化。循环流化床锅炉燃料系统的转动设备少，主要有给煤机、冷渣器和风机，较煤粉炉省去了复杂的制粉、送粉等系统设备，较链条炉省去了故障频繁的炉排部分，给燃烧系统稳定运行创造了条件。3、燃料适应性广，对煤炭供应市场波动有较强的适应性在循环流化床锅炉中按重量计，燃料仅占床料的13，其余是不可燃的固体颗粒，如脱硫剂、灰渣等。因此，加到床中的新鲜煤颗粒被相当于一个“大蓄热池”的灼热灰渣颗粒所包围。由于床内混合剧烈，这些灼热的灰渣颗粒实际上起到了无穷的“理想拱”的作用，把煤料加热到着火温度而开始燃烧。它几乎可以燃烧在煤粉炉或链条炉中难以点燃和燃尽的贫煤、无烟煤、煤矸石等一切种类的燃料，并达到很高的热效率。4、污染物排放量低循环流化床内的燃烧温度可以控制在850950的范围内稳定而高效燃烧，这一燃烧温度抑制了热反应型NOX的形成，同时采用分级燃烧方式向炉膛内送入约3040的二次风，又可控制燃料型NOX的产生。NOX的排放量小于200300MG/NM3，其生成量仅为煤粉炉的1/31/4。根据煤中含硫量的大小直接向炉膛内喷入或在给煤中掺入一定量的01MM的石灰石粉，可以脱去在燃烧过程中生成的SO2，脱硫效率可达5070，不需采用尾部脱硫脱硝装置，投资和运行费用都大为降低。5112锅炉替换技术路线1、技术路线改造两台20T/H吨锅炉，并对燃料系统进行改造，掺烧秸秆。25T/H吨锅炉设备选型主要设备明细表。循环流化床锅炉设备主要设备明细表序号名称单位数量备注1锅炉本体台3SHF2016型循环流化床锅炉,含空气预热器、省煤器2仪表阀门套23鼓风机台24引风机台25给煤机台46给水泵台27电控柜套28通风管道套29除尘器台2静电除尘器11输煤系统套2含粉煤、制煤、提升、振动12除氧器台213除氧水泵台414除氧控制柜套215连排套216定排套217水处理套2全自动18分汽缸台219输煤系统控制柜套220安装材料费（含筑炉）套12、除尘、脱硫实现方式和燃料系统改造燃料系统改造针对某周边地区秸秆量大、同时又是一种可燃物的特点，对循环流化床燃料系统进行改造，将秸秆送入燃煤系统焚烧。对秸秆糠进行焚烧是处理这种固体废物的最有效的处理方式，不仅节省了其它处理方法的费用，减少了可能造成的环境污染，而且节省了煤炭资源，降低燃煤造成的污染，节省了成本。燃料的改变需要对锅炉的输料口、排回口、鼓风机、引风机做适当的调整，以满足新的混合燃料的燃烧要求。除尘、脱硫实现方式循环流化床适应燃料范围广，燃料中灰分比较高，同时循环流化床燃烧时飞灰份额较高，改烧秸秆后，飞灰浓度高。除尘采用水膜布袋除尘方式。在湿法烟气净化系统之后，安装一个布袋除尘器，以便收集烟气中的飞灰。布袋除尘器的排放低于25MG/NM3，大大低于中国烧煤发电厂的烟灰排放水平。布袋除尘器为脉动喷射式，容器由压缩空气脉冲清洁。除尘干灰与经出渣机排出的锅炉炉渣一并运至锅炉房右侧的渣场暂存，作为建材原料定期外运。秸秆燃烧产生的二氧化硫浓度很低，不经处理就可以达标排放。满足锅炉大气污染排放标准（GB132712001）中时段二级标准要求。兴茂钛业公司钛白粉生产配套高压变压器一台，低压变压器2台，每天输送1000伏和400伏电力56万度，建设有三台20T/H流化床锅炉两台（两开一备），每天供蒸汽960T/D左右，产生的蒸汽用于钛白粉生产中的酸解工段、结晶工段、浓缩工段、水解工段和漂白工段。蒸汽压力为10MPA。企业用汽表设备选型背压式汽轮机背压式汽轮机是以蒸汽进行冲动的原动力设备，它可以代替电动机用来拖动水泵、油泵、风机等各类转动设备，它是一种蒸汽梯级利用的节能设备，利用锅炉和热用户之间蒸汽的压差背压发电，热能的综合利用效率高，发电成本低。也可以拖动发电机发电，汽轮机做功后的排汽可以用于用户用汽，不需要冷凝器，投资少。背压式汽轮机可以实现余热利用和热点联产，使热能得到合理利用，但热和电不能独立调节，难以同时满足电、热负荷的需要。抽汽式汽轮机由汽轮机中间级抽出一部分蒸汽供给用户即在发电的同时还供热的汽轮机。根据用户需要可以设计成一次调节抽汽式或二次调节抽汽式，压力调整范围一般为078123MPA。一次调节抽汽式汽轮机又称单抽汽式汽轮机。由高压部分和低压部分组成，相当于一台背压式汽轮机与一台凝汽式汽轮机的组合。新汽进序号需用蒸汽单位工艺要求蒸汽压力MPA蒸汽量T/D1酸解工段03202结晶工段103003浓缩工段06084004水解工段06081005漂白工段06140合计最大10MPA，960T/D入高压部分作功，膨胀至一定压力后分为二股，一股抽出供给热用户，一股进入低压部分继续膨胀作功，最后排入凝汽器。抽汽压力设计值根据热用户需要确定，并由调压器控制，以维持抽汽压力稳定。单抽汽式汽轮机的功率为高、低压部分所生产功率之和，由进汽量和流经低压部分蒸汽量所决定。调节进汽量可以得到不同的功率。因此，在一定范围内，可同时满足热、电负荷需要。单抽汽式汽轮机在供热抽汽量为零时，相当于一台凝汽式汽轮机；若将进入高压缸的蒸汽全部抽出供给热用户，则相当于一台背压式汽轮机。抽背式汽轮机用锅炉和热用户之间蒸汽的压差背压发电，还可以由汽轮机中间级抽出一部分蒸汽供给用户，具有抽汽式汽轮机和背压式汽轮机的两重特性。根据用户要求选择或设计机型，多种转速可供选择，可用于拖动或发电。适用于石油、化工、冶金、水泥、造纸、制糖、食品、纺织、印染等行业的自备电站。热电厂主力机型。提供两种不同参数的蒸汽，并且两种用汽量可各自进行调整。可在纯背压工况下运行。可以再增加非调整抽汽口，以满足不同需求。结构合理、紧凑、安装方便、运行平稳、热效率高、节省能源调节系统采用电调或全液压调节。汽轮机选型根据企业用能需要，宜采用抽背式汽轮机。主要技术指标型号功率MW进汽参数进汽量T/H抽汽压力MPA背压蒸汽压力MPA配用电机型号CB3343/098133434300981082QF32该项目的自控方案本着技术先进、经济合理的原则，结合本项目的实际情况，采用性能可靠的DCS系统对整个装置进行监控。所选用的DCS系统要具有多种控制功能、逻辑运算功能，便于操作和维修，监视直观、清晰，系统的扩展性能良好，具有自诊断及相应的保护能力，采用开放式通讯网络，以确保装置的可靠运行。512硫铁矿掺烧硫酸亚铁制硫酸余热利用利用硫铁矿掺烧硫酸亚铁制硫酸产生的余热，新建一台10T余热锅炉，产生过热蒸汽792万吨/年，其富余热量用于废酸二级提浓。配套建设一台3MW背压式汽轮发电机组，项目建成后可实现年发电2550万KWH，年产生背压蒸汽4192万吨。513DCS控制系统循环流化床锅炉以其低消耗、高效路、适应煤只质广、负荷调节范围大等优点被广泛应用，但要保证这些优点必须配备性能优良的集散控制系统。为此本项目采用国内先进的DCS系统，使其在煤的运输系统、锅炉的燃烧系统以及水系统采用先进的控制方法。首先，煤的输送利用炉膛的三个温度点控制进煤量的大小；其次，煤的燃烧是根据炉膛温度来调节股鼓风引风量的大小，使其充分燃烧，以提高气量；第三，水系统是根据气泡液位俩控制，为避免假液位采用了三冲量的控制方法等等，真正意义的实现了燃烧的完全自控。为企业的锅炉配备DCS控制系统，配备后比原有系统可节电15以上，可以实现年节电4396万KWH，折合标煤17760T/年。514钛白粉生产煅烧工序产生的余热利用钛白粉生产煅烧工序回转窑产生的余热（35万M3/H,250300）用于废酸一级提浓。余热回用年可节约标煤1060吨，节约冷却用水所用电费折合标煤213吨，合计年节约标煤1273吨。515硫铁矿制酸装置掺烧硫酸亚铁1、硫铁矿制酸装置掺烧硫酸亚铁工艺流程将七水硫酸亚铁脱水生成一水硫酸亚铁后,与粉碎成一定细度的硫铁矿粉按一定的配比送入沸腾炉中充分燃烧，制出符合硫酸生产需要的炉气。反应放出的多余热量及炉气中的热量利用废热锅炉回收产生382MPA的过热蒸汽,送到汽轮发电机组发电,发电后的低压蒸汽用部分用于废酸提浓。同时也达到降低炉气温度和除去气体中夹带的部分粉尘的目的。出废热锅炉的炉气,经过电除尘器、文氏塔、泡沫塔、电除尘器等设备进一步除去炉气中的粉尘及酸雾,然后经干燥塔用983的浓硫酸脱水,使炉气得到充分净化后，经二氧化硫鼓风机加压进转化器,SO2在钒触媒的作用下进行一次转化,使大部分SO2转化为SO3,炉气经换热降温后到一吸塔用98以上的浓酸进行吸收，除去SO3后进转化器进行二次转化,在吸收塔进行二次吸收,从二吸塔排放的尾气经碱洗塔吸收残余的SO2及酸雾后排放。在吸收塔浓硫酸吸收SO3后，酸浓度不断提高,为控制一定的酸浓度，采用提浓的68酸进行稀释,同时成品酸酸浓度的控制也用68酸稀释配制。2、主要设备本设计方案的主要设备，见下表。主要设备表设备名称规格型号生产厂家数量离心鼓风机AI800135湖北省风机厂2反击式破碎机1000700Y250M6焦作矿山3鼓风机TYPE61022湖北广水2阳极保护浓酸冷却器ER1HR620兰州兴业6冷却塔GFNC300沁阳2冷却塔水泵IS200150315新乡水泵厂3耐磨耐腐砂浆泵150UHBZK32皖南特种泵业2耐磨耐腐砂浆泵100UHBZK6535皖南特种泵业2化工离心泵RGP50A50皖南特种泵业1配套减速机BWD13294常州江南1热水循环泵100R57靖江市工业泵厂2高压多极泵125012靖江市亚太2废热锅炉DG125/2454001东方锅炉1齿轮减速机ZD5001江苏泰隆3打酸泵IHF8065160皖南特种泵业34800提升机自制23000电除雾BW176杨州金桃1516废酸提浓项目5161废酸浓缩工艺方案1、废酸提浓工艺方案选择近年来，国内外硫酸法钛白粉生产厂家和科研部门，针对废酸浓缩问题进行了科研攻关，在废酸浓缩方面都取得了十分成功的经验，通过两级提浓，可将20的废酸提浓到70，通过三级提浓可进一步提浓到80以上。国内随着环保要求的日趋严格，不少厂家对国内厂家的废酸提浓技术进行了推广应用，基本上实现了废酸提浓技术及设备的国产化，大幅度降低了建设投资，有利于在全国钛白行推广应用。吸取国内外废酸浓缩的成功经验，根据该公司对提浓废酸的浓度要求，本废酸浓缩工艺拟采用两级浓缩的提浓方案，即利用煅烧尾气的热量作为一级预浓缩，使22的废酸提浓到35以上，降温后除去固体杂质，再将35的清废酸送到蒸汽浓缩工序，采用三台蒸发器在真空状态下进行串联蒸发浓缩，作为二级浓缩，使35以上的废酸提浓到68以上，经熟化后将固体杂质分离，可得到68的清废酸。2、提浓废酸固体杂质的分离（1）煅烧尾气浓缩后废酸固体杂质的分离废酸中含有大量的TIO2和硫酸亚铁等固体杂质，必须尽可能分离干净，否则，这些杂质在浓缩过程中，将会粘在石墨换热器上，很难用热水冲洗法进行清理，不仅影响换热效果，而且情况严重时会造成换热器孔道堵塞，使装置难以正常运行。宜采用管式过滤器配用进口滤布进行固液分离，以确保尾气浓缩废酸除去固体杂质的良好效果。（2）蒸汽浓缩废酸固体杂质的分离蒸汽浓缩得到的68的废酸中的固体杂质主要是一水硫酸亚铁，其含量约为500G/L，若不除去，严重影响废酸的质量，对酸解回用不利。可以采用隔膜压滤机，并选用进口滤布对熟化后的废酸进行压滤，隔膜压滤机可在较好的压力下进行压榨，从而减少了滤饼中的酸含量，既减少了浓缩废酸的浪费，又减轻了对固体杂质洗酸的工作量及含酸废水处理的负荷