万吨硫磺制酸装置低温热能回收项目可行性研究报告

万吨硫磺制酸装置低温热能回收项目可行性研究报告（完整版）(文档可以直接使用，也可根据实际需要修改使用,可编辑欢迎下载）

万吨硫磺制酸装置低温热能回收项目可行性研究报告（完整版）(文档可以直接使用，也可根据实际需要修改使用,可编辑欢迎下载）山东XXXX复合肥30万吨/年硫磺制酸装置低温热能回收项目可行性研究报告中国XX集团XX设计院二○一二年二月目录TOC\o"1-2"\h\z第一章总论 11.1概述 11.2研究的简要结论 3第二章市场预测 72.1市场情况预测 72.2产品价格分析 8第三章产品方案及生产规模 93.1产品方案 93.2生产规模 93.3产品的品种及规格 10第四章工艺技术方案 114.1低温热回收技术原理 114.2国内外工艺技术概况 124.3工艺流程和消耗定额 134.4自控技术方案 164.5主要设备的选择 17第五章建厂条件和厂址方案 225.1建厂条件和厂址方案 225.2厂址方案 24第六章公用工程和辅助设施方案 256.1总图运输 256.2给排水 266.3供配电 276.4维修 286.5分析化验 286.6土建工程 29第七章节能 317.1能耗指标及分析 317.2节能措施 32第八章环境保护 338.1编制依据 338.2设计采用的环境质量标准和排放标准 338.3工程概况 338.4厂址与环境现状 338.5建设项目的主要污染源及污染物 348.6环境保护措施 35第九章劳动安全与工业卫生 379.1设计采用主要标准规范 379.2工程概况 379.3生产过程的职业危害因素分析 389.4职业安全卫生防护措施 399.5预期效果及评价 429.6劳动安全和工业卫生机构设置及人员配备 429.7投资概算 429.8消防 42第十章工厂组织和劳动定员 4310.1工厂体制及组织机构 4310.2工作制度与劳动定员 4310.3人员来源和培训 43第十一章项目实施规划 4411.1建设工期规划 4411.2项目实施进度表 45第十二章投资估算和资金筹措 4612.1总投资估算 4612.2资金筹措 47项目总投资估算表 48第十三章财务分析 4913.1财务评价依据、基础数据与参数 4913.2成本和费用估算值 5013.3财务盈利能力分析 5013.4结论 50第十五章结论 6015.1综合评价 6015.2结论 60附图:1）设备平面布置图NR0901-12）硫酸系统工艺流程图NR0901-23）汽水系统工艺流程图NR0901-3第一章总论1.1概述项目名称、主办单位名称、企业性质及法人项目名称：山东XXXX复合肥30万吨/年硫磺制酸装置低温热能回收项目主办单位：山东XXXX复合肥法定地址：山东XXXX县XX火车站西法人：1.1.2可行性研究报告编制的依据和原则1.1.2.1编制依据（1）《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》(修订本)，原化学工业部化计发(1997)426号文。（2）山东XXXX复合肥与中国XX集团XX设计院签定的“山东XXXX复合肥30万吨/年硫磺制酸装置低温热能回收项目可行性研究报告编制合同”，合同编号：NHSC-09001。1.1.2.2编制原则本可研报告的编制将遵循下述原则：(1)立足我院自身技术优势，选用技术先进、工艺成熟、运行可靠的低温热能回收工艺技术，确保系统安全、可靠、稳定长周期运行。(2)充分利用硫酸装置已有的公用设施、辅助设施，节约工程投资，降低运行费用。(3)遵循持续发展的战略观念，严格执行环境保护法规、安全和工业卫生法规，控制对环境的污染，建设清洁生产装置。(4)充分利用现有场地，布置紧凑，布局合理。(5)充分考虑热能回收系统施工时，不影响其他装置运行；热能回收系统启停时，也不影响主装置的正常运行。(6)充分利用硫酸装置的集散控制系统（DCS）进行扩能改造，对生产过程进行监视和控制，方便生产管理和设备维护。(7)全部采用可靠的国产化的技术和装备，节约工程投资。1.1.3项目提出的背景山东XXXX复合肥，始建于1973年，位于山东中部XX市，东靠胶济铁路线，西邻205国道，南接济青高速公路，国家、省磷肥、复合肥定点生产厂家。现有职工1018人，工程技术人员245人，中高级职称178人，总资产7.9亿元，拥有30万吨硫酸钾复合肥、10万吨磷肥、10万吨磷铵粉、10万吨工业盐酸、12万吨硫铁矿制酸装置配套3000千瓦余热发电系统、30万吨/年硫磺制酸装置配套6000千瓦余热发电系统、3万吨/年干法氟化铝、在建6万吨/年干法氟化铝等生产线。公司经过多年的生产实践，培养了一批懂经济、善管理、开拓型的干部。近年来，企业的经营管理和生产技术水平不断提高，经济实力不断增强。在各种含硫原料制取硫酸的生产过程中，含硫原料的燃烧、二氧化硫的氧化及三氧化硫的吸收三个主要过程均伴有大量的化学能释放出来。含硫原料的燃烧及二氧化硫的氧化过程中产生的高、中温余热利用均已有较为成熟的工艺。在硫酸装置干燥和吸收过程中，伴有大量的反应热、冷凝热和稀释热产生，这部分热量的利用由于高温浓硫酸的强腐蚀性而受到了很大的限制，目前除了少量装置用于加热工业和生活用水外，一般都是用循环冷却水移走而白白浪费。公司30万吨/年硫磺制酸装置配套6000千瓦余热发电系统，已实现高温余热、中温余热这两部分的热量产生中压蒸汽发电的综合利用。自2006年11月至今，运转平稳，实现了资源的综合利用，取得了良好的经济效益。但干吸部分的低温余热一直未得到有效的开发利用。国内已有一些企业利用国外技术建设了低温热能回收装置，取得了一定的经济效益，在国家积极倡导节能减排的形势下，开发利用30万吨/年硫磺制酸装置的低温废热的时机已经成熟。1.1.4投资的必要性及其意义（1）发展企业产业链，实现循环经济的需要项目选定建于山东XXXX复合肥30万吨/年硫磺制酸装置上，是公司产业的延伸。最终产生的低压蒸汽可以供给公司30万吨/年硫酸钾复合肥、10万吨/年磷铵、磷酸浓缩和氨加热使用，实现自产自用的整体生产循环，实现产销平衡。另外附近的XX汇丰XX生产需要大量的低压蒸汽，因此也可以在必要时考虑外供。（2）企业实现资源综合利用的需要因为低温热能回收项目是利用30万吨/年硫磺制酸装置上干吸工段的低温余热生产低压蒸汽，除消耗少量的电力外，不存在其他能源的消耗，完全符合国家产业链的要求，即节能又实现有效资源的综合利用。（3）企业增加经济利润，降低生产成本的需要因低温热能回收项目选定在公司原有装置上建设，区位优势明显，各项配套功能齐全，在交通运输、供水、供电等方面为本工程提供了良好的条件。因此，考虑公司内的各项有利条件，即节省投资，又可加快工程建设进度实现投资向效益的尽快转变，对提高企业的经济效益具有重要的意义。山东XXXX复合肥是一个已有悠久历史的硫酸生产企业，有一整套生产、维修和管理的经验，为本项目的顺利实施创造了极为有利的条件。利用30万吨/年硫磺制酸装置低温废热产生低压蒸汽，一方面可以提高企业的经济效益，另一方面在能源供应日趋紧张的今天，具有深远的社会意义，因此，本项目的建设是必要的、合理的。1.1.5可行性研究的范围30万吨/年硫酸装置低温热能回收项目设计范围包括：1）主要生产设施：低温热能回收装置。2）公用工程设施：总图布置、界区内供排水管网、装置配电及照明、装置自控（含DCS扩能改造）等。本可行性研究探求硫酸装置技术和设备的先进性、可靠性和适用性以及经济上的合理性，并作出评价。1.2研究的简要结论1.2.1研究的简要结论1）本项目利用30万吨/年硫磺制酸装置低温废热产生低压蒸汽，符合国家节能减排的产业政策。2）低温热能回收所产低压蒸汽可以满足公司其他产品对蒸汽的需求，实现废热的综合利用，蒸汽出路有保证，市场前景好。3）本项目采用国产化的工艺技术，技术先进、可靠、适用。4）充分利用干燥和吸收过程中产生低温热能产低压蒸汽，余热回收利用率高。5）本装置无“三废”排放，无环境污染问题，具有显著的环境效益。6）从全部投资现金流量表（见表8）上分析，本项目税前(后)主要经济指标：财务净现值达4652.16万元，财务内部收益率达30.24%，投资回收期为4.08年（含建设期）。财务内部收益率大于行业基准收益率，说明盈利能力满足了最基本要求，投资回收期均低，这表明项目投资能按时收回，财务净现值均大于零，该项目在财务上是可行的。因此，本项目可行性研究认为，项目建成后经济效益明显，同时环境效益和社会效益显著，在技术上和经济上都是可行的。

1.2.2主要技术经济指标主要技术经济指标表序号项目名称单位数量备注一、硫酸生产规模与产品方案1.原硫酸装置生产规模万吨/年30以100%H2SO4计2.产品方案0.8MPa蒸汽万吨/年13.6二、年操作日天333.3以每年8000小时计三、公用动力消耗量1.供水脱盐水吨/年14×1042.供电总装机容量千瓦114.2需要容量千瓦74.8年耗电量万度45四、三废排放量无正常生产无三废排放五、运输量运出万吨/年13.6产品蒸汽用管道运输六、定员人0利用原硫酸车间人员七、装置占地面积平方米180八、建设总投资万元5115.80其中：建设投资万元5048.77建设期利息万元67.03流动资金万元十年平均销售收入万元2040.00正常年份十一年平均总成本万元906.31正常年份十二年平均利润总额万元1133.69所得税前十三年平均销售税金及附加万元0.00正常年份十四企业财务评价指标1.年平均投资利润率%22.16正常年份2.年平均投资利税率%22.16正常年份3所得税前内部收益率%30.244.所得税后内部收益率%30.245所得税前投资回收期年4.08包括建设期6.所得税后投资回收期年4.08包括建设期7.所得税前财务净现值万元4652.16基准收益率取11%8.所得税后财务净现值万元4652.16基准收益率取11%9.盈亏平衡点%36.20用生产能力利用率表示10.贷款偿还期年2.63包括建设期

第二章市场预测2.1市场情况预测我国当前正处于工业化与城市化快速推进的阶段，能源需求正以前所未有的速度增长。从2000年到2006年，我国能源消费增长了14．6％，达到24．6亿吨标煤。随着我国经济的发展，能源需求还会进一步增长。在某种程度上可以说，我国是能源资源总量丰富的国度，但是，由于我国人口众多，人均能源可采储量远低于世界平均水平。2000年，我国人均石油可采储量只有2．6吨，人均天然气可采储量1，074立方米，人均煤炭可采储量90吨，分别为世界平均值的11．1％、4．3％和55．4％。因此，从人均能源资源占有量看，我国是世界上能源较为贫乏的国家，能源资源禀赋条件并不优越。为了满足能源需求，我国能源生产不断扩大。即使如此，我国能源供需矛盾仍然没有根本解决，我国能源供需缺口将随着经济发展而不断扩大。能源消耗与环境恶化是直接相关的。能源等自然资源的开发利用不可避免地会对生态环境造成一定程度的破坏，过度的能源消耗，一方面加剧了我国能源资源供需紧张的矛盾，另一方面加重了生态恶化和环境污染。无论是从国家能源安全和可持续发展的角度，还是根据能源供需平衡与提高经济运行效率的需要，提高能源利用效率是我国解决能源贫乏、能源过度消耗与环境恶化的重要途径。能源是发展工农业生产和提高人民生活水平不可缺少的重要物质条件。经济要发展，能源需先行。一方面，随着现代化社会的发展，能源需求量不断增加，另一方面，我国提出了“十一五”期间万元GDP能耗降低20％的目标。因此，在开发新能源，调整能源结构的同时，努力提高能源利用效率、开发新的节能技术是当前需要解决的重要课题。硫酸是重要的基本化工原料，是世界上生产量最大的化工产品，广泛应用于各行各业。随着中国现代化建设的需要，各行业对硫酸的需求量均呈上升趋势。硫酸的生产原料主要有硫磺、硫铁矿、天然石膏、磷石膏以及含SO2的冶炼烟气。在各种含硫原料制取硫酸的生产过程中，含硫原料的燃烧、二氧化硫的氧化及三氧化硫的吸收三个主要过程均伴有大量的化学能释放出来。国内大部分硫酸装置均回收了生产过程中产生的高、中温余热，并用于产汽或发电，但对于干燥和吸收过程中产生的大量低温热能，一般都没有利用。随着能源价格的上涨，愈来愈需要回收硫酸生产过程中的低温位热能产生蒸汽，以提高企业的经济效益，增加市场竞争的筹码。国内现有硫酸装置五百多套，硫酸产量居世界首位，到2007年底，我国已形成硫酸生产能力约6500万吨，因此低温热能技术的推广在能源越来越紧张的今天，有着极其广阔的前景。山东XXXX复合肥蒸汽需求量较大，30万吨/年硫酸钾复合肥、10万吨/年磷铵、30万吨/年硫磺制酸和12万吨/年硫铁矿制酸装置锅炉给水除氧、磷酸浓缩和氨加热等均需要使用大量的蒸汽，本项目建成后，将为公司每年提供13.6万吨（即17t/h）0.8MPa低压蒸汽，所产蒸汽全部供公司内部使用。2.2产品价格分析本项目的建设具有较多优越性，本项目是在现有硫酸装置基础上废热回收项目，除了消耗少量电力外，无需外加其他能源，即可产生大量低压蒸汽，以满足公司其他产品对蒸汽需求，实现废热的综合利用。本项目采用国产化的工艺技术，技术先进、可靠、适用。工艺流程简洁，投资省，建设条件良好，建设周期短，余热回收利用率高。本项目的建设极大地降低了企业成本，提高了企业的经济效益，能够有效增强企业的竞争力。根据国内能源价格的现状，结合当地目前的蒸汽市场价格，取0.8MPa低压蒸汽价格130元/吨作为本项目经济评价的价格基础。与近几年蒸汽价格相比较，该价格定位是比较适中的。

第三章产品方案及生产规模3.1产品方案由于硫酸装置配套的低温热能回收装置只能产生1.0MPa以下的低压蒸汽，而山东XXXX复合肥其他生产过程只需要0.8MPa的低压蒸汽，另外附近的XX汇丰XX生产也需要大量的0.8MPa低压蒸汽，因此确定低温热能回收装置产生的蒸汽为0.8MPa饱和蒸汽。3.2生产规模建设规模的确定，要考虑到产品需求、资金的筹措、企业经济效益以及厂址的建设条件等诸多方面的因素。装置的规模还要涉及技术来源、工程设计、设备制造、施工建设以及操作管理等工程技术因素。(1)适应公司需要山东XXXX复合肥现有30万吨/年硫酸钾复合肥、10万吨/年磷铵、及磷酸装置等，利用30万吨/年硫酸装置的低温热能产生低压蒸汽，可以满足上述装置的用汽要求，实现自产自用的整体生产循环，实现产销平衡。为了满足公司用汽的需要，并达到一定的经济规模，选择兴建一套30万吨/年硫磺制酸装置完全配套的低温热能回收装置较为合理，即年产0.8MPa低压蒸汽13.6万吨。(2)充分利用公司的有利条件山东XXXX复合肥在供电、供水以及其它公用工程等方面为本工程提供了良好的基础条件。将有利于降低建设投资，加快建设进度，提高整个企业的经济效益。(3)技术的可靠性本硫酸生产装置所有技术装备，除了第一吸收塔顶改造需要进口除雾器外，均可实现国产化。以下就技术的可靠性方面加以说明。(a)关于技术的来源低温热回收技术在国际上开发应用已有二十年，较为成熟的有美国孟山都、德国鲁奇公司。其原理都是通过大幅度提高吸收循环酸温度，用吸收反应热来产生低压蒸汽。而其中只有美国孟莫克公司的HRS技术得到推广应用，已有20多套装置投产，运行时间最长已有20年左右。目前在国内已有三套装置建成投产，另有数套装置正在建设过程中。目前中国XX集团XX设计院已完成了前期研究工作，并已在南化集团公司硫酸车间建成了一套低温热能回收试验装置，目前运行状况良好。我院自主研发的低温热回收系统，完全利用国产新型材料和技术手段，投资省，特别适于现有硫酸装置的改造。综上所述，该装置所拟定的规模，是有可靠的技术来源的。(b)关于设备的设计和制造中国XX集团XX设计院在硫酸装置设计方面具有丰富的经验，这些经验为低温热能回收装置的设计奠定了可靠的基础。低温热能回收装置的设备不多，高温酸循环泵及蒸汽发生器等，国内已有成熟的制造经验，完全可以实现国产化。由于高温吸收带来较多的酸雾，原第一吸收塔配套的除雾器需要更换，由于国内的除雾器在质量上与国外产品差距较大，需要进口。(c)关于装置的生产管理山东XXXX复合肥有多年的硫酸生产经验，为低温热能回收装置的正常运行打下了坚实的基础。在生产操作和管理方面，硫酸装置干吸工段的操作与低温热能回收装置有很大的相似性，只要稍加培训，理解了低温热回收的原理，掌握了其主要操作方法，就完全可以保证装置的正常生产。以上分析表明：在技术的可靠性方面，30万吨/年硫磺制酸装置低温热能回收装置的规模是可行的。3.3产品的品种及规格30万吨/年硫酸装置配套的低温热能回收系统的产品及规格如下：年产蒸汽能力：13.6万吨产品规格： 0.8MPa低压饱和蒸汽日操作时间： 24小时年操作时间： 8000小时

第四章工艺技术方案4.1低温热回收技术原理通常的硫酸装置吸收过程是这样的：SO2气体经过转化工段转化成SO3气体后，进入的硫酸装置的吸收塔底部，塔上部利用高浓度硫酸（≥98%）进行喷淋，浓硫酸中的水分与气体中的SO3反应生成硫酸（即被浓硫酸吸收），使得喷淋的浓硫酸浓度增大，同时由于这一反应是放热反应，浓硫酸的酸温也要升高。吸收气体中SO3的浓硫酸自塔底排至酸循环槽中，槽内加适当水将硫酸稀释到进入吸收塔前的浓度，再用循环酸泵送入酸冷却器中冷却，冷却后的浓硫酸（酸温一般低于80℃）再进入吸收塔顶进行喷淋。在这一循环过程中，吸收SO3产生的反应热是通过酸冷却器中的循环水带走而白白浪费掉。本技术要利用SO3吸收过程的反应热来产生蒸汽，因此必须提高循环酸的温度在200℃左右。由于硫酸的腐蚀性一般随着其温度的增加而加强，这也是限制低温热能回收产生中压蒸汽的最重要的因素，但某些金属材料在一定的硫酸浓度范围内，即使在200℃左右甚至更高的温度下，也具有较强的耐腐蚀性能。这是低温热能回收技术的一个基础，因此耐高温浓硫酸腐蚀的材料的选择是本项目的一个关键，这些材料包括塔体、泵槽、酸管道、阀门、泵体和蒸汽发生器等所采用的材料。我院采用的合金材料在试验装置中经过长期使用证明是合适的，是完全能适应低温热回收的操作环境的。应该重视的是，必须将整个循环酸系统中的酸浓严格控制在≥99%，这样才能保证系统的耐腐蚀性和长期稳定的运行，同时也要保证进高温吸收塔的硫酸浓度在99%，因为过高的吸收酸浓将严重影响SO3的吸收效率，亦即严重影响低温热能回收系统的热回收效率。我院低温热能回收技术是在硫酸装置传统的第一吸收塔前串联的一台具有一段填料层的高温吸收塔，这样整个吸收过程分为高温吸收部分和低温吸收部分。高温吸收部分是通过大幅度提高吸收循环酸温度，以蒸汽发生器代替酸冷却器产低压蒸汽，并在蒸汽发生器出口增设了浓硫酸混合器、锅炉给水加热器、脱盐水加热器等，即利用吸收过程反应热来产生低压蒸汽，从而大幅度提高硫酸装置的热能回收率。低温吸收部分与传统的低温吸收过程相同，经过高温吸收塔吸收后的工艺气体再进入传统的第一吸收塔进行进一步的吸收，以保证维持较高的吸收率，同时第一吸收塔中除去产生的酸雾。在蒸汽发生器后专门设置了硫酸混合器，以使加入的水与高温浓硫酸充分地混合。由于水加入浓硫酸的过程非常激烈，并放出大量热量，另外此处因水的加入腐蚀性特别严重，因此混合器的设计和材料的选择要求十分严格，既要保证加入的水能够分散均匀，又要求在高温下有很好的耐腐蚀性能。蒸汽发生器是本项目的一个关键设备，汽水循环系统采用自然循环方式。要求设备既要有锅炉本身具有的高效率和良好的结构设计，也要求具有极高的耐腐蚀性能，同时设计可靠的安全保护及连锁系统，以确保装置长期、可靠、稳定地运行。4.2国内外工艺技术概况硫酸装置低温余热的利用大体来说有三种形式：（1）加热其它物料，如预热锅炉给水、加热生活用水和工业用水。还有许多具体应用，例如加热造纸液、浓缩硫酸和磷酸、用于磷矿的浮选、铀矿的浸取、铜精炼的电解槽加热、锌精炼的溶液预热、磷铵生产过程中生产磷酸一铵（MAP）及磷酸二铵（DAP）前氨与磷酸的加热，也可用于钛白粉生产过程的加热及海水淡化生产等等。（2）采用高温吸收，生产中低压蒸汽。（3）以低沸点物料作载体，带动透平发电机组发电。自从七十年代在工业上推广使用氟塑料冷却器、板式换热器和阳极保护管壳式酸冷却器以来，吸收塔循环酸的热量已可用来生产80～95℃的热水，然而由于热水的温度较低，又只能利用其显热，使这部分热量的利用受到很大限制。如果利用低温热能生产蒸汽，是理想的解决办法。利用低温余热产生蒸汽，就必须进一步提高循环酸的温度，然而现有的耐浓硫酸腐蚀的不锈钢和合金似乎都不能适应如此高的酸温。研究人员发现，当硫酸浓度接近100%时，对不锈钢和合金的腐蚀能力便降低，即使温度升高，腐蚀速率也不一定增加。例如304L不锈钢，在硫酸浓度为98.5%～100%的范围内，温度在143～227℃时，其年腐蚀率在0.03～0.43毫米之间。有些合金的耐腐蚀性能比304L不锈钢更好。因此，只需选择和控制适宜的硫酸浓度，就可以用不锈钢或合金制造设备和管道等，并用于工业生产。基于上述发现，使得利用低温余热产生蒸汽成为可能。低温热回收技术在国际上开发应用已有二十年左右，美国孟山都、德国鲁奇、加拿大凯米迪公司都开发成功该技术。其原理都是通过提高吸收循环酸温度，用吸收反应热来产生低压蒸汽，而其中只有美国孟莫克公司的HRS技术得到推广应用，目前已有20多套装置投产，运行时间最长已有20年左右。近两年国内的大型硫磺制酸装置中已有三套装置引进了美国孟莫克公司的HRS，还有个别装置正在建设中。中国XX集团XX设计院作为中国化工的硫酸、磷肥设计技术中心，在硫酸装置设计方面具有丰富的工程经验。中国XX集团XX设计院具有很强的技术开发能力，软硬件装备齐全，有关技术人员已做了相当长时间充分的技术准备。自2005年开始我院已经投入了大量的力量对低温位热能回收技术进行了研究开发，集中了我院科研、设计人员的力量，形成一个具有较强实力的工作组，确定了技术攻关要点，掌握了工艺流程、设备和工艺材料。2007年9月，我院在中XXXX化学工业硫酸车间，依托现有的硫酸装置，建成了一套低温位热能回收试验装置，目前运行状况良好。我院借助于在硫酸工程设计方面的丰富经验，对低温热能回收技术的研究已经取得了较大成果并且取得了国家专利局授权的硫酸蒸汽发生器的专利（专利证书号：ZL200620215513.6）。我院无论在工艺参数的选取还是在工艺设备方面如高温吸收塔、蒸汽发生器、混合器、高温浓硫酸泵的结构设计方面都有其自身的特点。4.3工艺流程和消耗定额4.3.1工艺设计特点我院自主研发的低温热能回收(DWRHS)技术，立足于我院五十年来在硫酸设计领域形成的雄厚的技术实力和丰富的工程经验，将理论探索、技术研发和工程实践紧密结合，努力实现材料和设备的全部国产化。我院自主研发的低温热能回收(DWRHS)技术具有以下特点：（1）立足我院自身技术优势，选用运行可靠的低温热能回收工艺技术，确保系统安全、可靠、稳定长周期运行。（2）遵循可持续发展的战略观念，严格执行环境保护法规、安全和工业卫生法规，建设清洁生产装置。（3）完全利用国产新型材料和技术手段，所有设备、材料实现国产化，投资省，适于国内硫酸装置的新建或改造。（4）采用两塔吸收，高、低温吸收分开，可根据生产厂的实际情况灵活操作，同时有利于保证吸收效率和和控制酸雾指标，确保整套硫酸装置的安全运行。对于老厂改造，可只建高温吸收塔系统，原一吸塔循环系统可用作低温吸收塔系统。高温吸收塔系统采用高温吸收工艺，将系统的酸浓控制在99%～99.9%，进高温吸收塔的循环酸温提高到190C以上，并在系统中以蒸汽发生器代替传统的酸冷却器产生低压蒸汽。（5）本技术特别适用于老厂技术改造，做到尽量使布置紧凑，并适应现有场地条件。可充分利用硫酸装置已有的公用设施、辅助设施，节约工程投资，降低运行费用。（6）充分考虑热能回收系统施工时，不影响其他装置运行；热能回收系统启停时，也不影响主装置的正常运行。（7）采用先进的检测、控制技术，装置正常运行时操作全部自动化，不仅有利于装置的操作管理，更有利于装置的安全、稳定。对于老厂改造，可充分利用硫酸装置的集散控制系统（DCS）进行扩能，对生产过程进行监视和控制，方便生产管理和设备维护。工艺流程叙述低温热能回收装置的硫酸系统工艺流程图详见NR0901-2经原有30万吨/年硫磺制酸装置一次转化的SO3气体进入高温吸收塔底部，与塔上部喷淋的浓硫酸（～99%）逆流接触，吸收了SO3的硫酸浓度为99.5%～99.9%，温度为200～210℃。吸收后的硫酸自塔底流入高温循环泵槽，槽内设有高温循环酸泵，由高温循环酸泵将高温浓硫酸送入蒸汽发生器换热，产低压蒸汽（0.8MPa），同时酸温降低到~190℃后再经混合器稀释到～99%的浓度后进入高温吸收塔上部喷淋。高温吸收部分多余的硫酸从蒸汽发生器出口先后经锅炉给水加热器和脱盐水预热器冷却后串入硫酸系统的第一吸收塔循环槽。经过高温吸收塔SO3被吸收后的气体进入硫酸装置的第一吸收塔底部进行进一步吸收，该塔内用低温浓硫酸（~98.5%）吸收，以确保较高的吸收率，吸收了SO3的气体经过塔顶的纤维除雾器除去硫酸雾后再进入转化工段进行第二次转化。由于高温吸收产生的酸雾量较大，需要将第一吸收塔顶的除雾器进行改造。装置停车或检修时，利用排酸泵将系统剩余的硫酸排出。我院开发的低温热回收技术特别适用于对老厂的改造，只要在原硫酸装置第一吸收塔系统附近再串联一台具有一段填料层的高温吸收塔，采用高温浓硫酸吸收。原硫酸系统的第一吸收塔仍用98%~98.5%左右的低温浓硫酸喷淋，以确保较高的吸收率。当不需要产低压时，可以很方便地关闭热回收系统，而不会影响硫酸装置的正常运行。4.3.3热力系统利用高温循环硫酸的热量产生0.8MPa左右的低压蒸汽约17t/h。利用高温吸收循环系统外送硫酸加热脱盐水和锅炉给水。低温热能回收装置的汽水系统工艺流程图详见NR0901-3为保证系统安全稳定运行，设计中考虑了锅炉汽包液位自动调整装置（给水流量、蒸汽流量及汽包液位三冲量调节）。1）除氧给水系统来自原硫酸装置脱盐水站的脱盐水首先送至本低温热能回收装置的脱盐水预热器内进行预热，预热后的脱盐水进入本装置的除氧器用低压蒸汽除氧。经除氧器除氧后的104℃锅炉给水，由低压锅炉给水泵送至低温热能回收系统的锅炉给水加热器加热，即用～190℃外送至硫磺制酸系统的硫酸加热到约165℃后送入蒸汽发生器，同时外送的硫酸自蒸汽发生器后被冷却到约120℃。120℃的硫酸再用脱盐水进一步冷却到70℃左右送到原来的干吸塔酸循环槽，同时可将常温（20℃）脱盐水加热到约60℃后送入除氧器。2）汽水系统蒸发器内高温（208℃）循环浓硫酸的通过换热管束加热锅炉水并使其气化，硫酸被冷却到190℃左右，产生0.8MPa的低压饱和蒸汽流量约17t/h，其中约1.5t/h用于除氧，15.5t/h外供，外供的蒸汽送入硫酸车间低压蒸汽管网。送入蒸汽发生器的给水量经过给水调节阀通过汽包液位来调节，以保持汽包液位的稳定。3）冷却水系统取样冷却器用冷却水为直流水。4）排污疏水系统低压锅炉定期排污、连续排污及紧急放水汇集至排污总管后进入定期排污膨胀器，闪蒸后蒸汽放空，污水排入排污井。5）加药系统磷酸三钠溶液由组合式加药装置经管道送入低压锅炉汽包。6）给水控制指标序号指标名称单位控制范围1给水硬度μmol/L≤32给水含氧量mg/L≤0.053给水PH值≥74炉水磷酸根mg/L10-305炉水PH值10-126炉水总碱度mmol/L≤127饱和蒸汽SiO2含量μg/kg≤204.3.3原材料和燃料、动力消耗定额4.3.3.1原材料本项目是利用山东XXXX复合肥30万吨/年硫磺制酸装置干燥和吸收工段的低温废热产生低压蒸汽的项目，其原料即硫酸装置硫酸生产过程中的工艺气体，即含约10%三氧化硫的一次转化气体，无需外加原材料。装置产生13.6万吨/年的低压蒸汽，需要业主提供约14万吨/年的合格的脱盐水。4.3.4.2装置的生产能力和操作制度装置的生产能力：年产蒸汽13.6万吨（0.8MPa低压饱和蒸汽）操作制度：四班三运转，每班工作8小时，年运行时间8000小时（333.3天）。4.3.4.3原材料及动力消耗定额原材料及动力消耗定额（以每吨0.8MPa低压饱和蒸汽计）序号名称规格单位消耗定额小时耗量年耗量备注1电kWh3.3156.2545×1042脱盐水t1.02917.514×1043低压蒸汽0.8MPat0.0881.51.2×104除氧用汽4.4自控技术方案4.4.1设计范围本设计为硫酸装置的低温热能回收系统的自控设计。4.4.2设计标准（1）《过程检测和控制系统用文字代号和图形符号》（HG/T20505-2000）（2）《石油化工自动化仪表选型设计规范》（SH3005-1999）（3）《石油化工自动控制设计手册》（4）《石油化工仪表安装设计规范》（SH/T3104-2000）4.4.3自动化水平本设计依据山东XXXX复合肥提供的工程设计条件和相关资料，根据工厂的实际情况，本着实用，稳妥，可靠的原则，确定该项目设计的自动化设计要求。低温热回收系统依托业主已有的硫酸控制室，包括操作控制室、机柜室等，利用原有分散控制系统（DCS），增加部分I/O卡件，对低温热回收系统的主要参数温度，压力，流量，物位，成份等分别进行显示，记录，累计，报警和联锁，并通过键盘或鼠标对低温热回收系统进行操作和控制。有关的电气参数（电流，运行状态，故障状态等）都可在DCS中显示，并在DCS中实现主要电机的停机。4.4.4仪表选型考虑到硫酸装置低温热能回收生产的特点，以及安全生产的要求，所有仪表选型力求做到好用、实用、够用。涉及到高温浓硫酸等特殊工况，或要求较高的场合，选用部分进口仪表。根据装置的环境特征和物料特性，现场仪表考虑具有防腐功能。（1）温度仪表温度集中显示的一次测温元件为热电阻，就地显示采用双金属温度计。（2）压力仪表就地压力表一般为弹簧管压力表，用于压力集中显示的一次仪表采用电容式压力或差压变送器，输出信号为4--20mADC带就地液晶显示表头。（3）液位仪表液位测量，蒸发器等液位采用差压变送器，其他介质的液位选用雷达液位计。（4）流量仪表蒸汽的流量测量采用一体化德尔塔巴流量计，硫酸介质流量选用电磁流量计。（5）分析仪表本设计的在线分析仪表为进口仪表，为硫酸分析仪。（6）调节阀所有调节阀选用电动调节阀，一般流量小、口径小的管道采用单座调节阀。4.5主要设备的选择4.5.1概述低温热能回收装置非标设备的设计立足于国产化，根据国内的制造能力和标准，进一步完善各项技术的论证，在稳妥可靠的前提下进行改进和提高，优化设备设计。4.5.2标准和规范本工程非标设备设计应遵循以下的标准规范：国家质量技术监督局（1999）压力容器安全技术监察规程GB150-1998钢制压力容器GB151-1999管壳式换热器JB/T4735-1997钢制焊接常压容器JB4710-2000钢制塔式容器SH3046-1992石油化工立式圆筒形钢制焊接贮罐设计规范HG20580-1998钢制化工容器设计基础规定HG20581-1998钢制化工容器材料选用规定HG20582-1998钢制化工容器强度计算规定HG20583-1998钢制化工容器结构设计规定HG20584-1998钢制化工容器制造技术要求HG20592~20635-1997钢制管法兰、垫片、紧固件HG21514~21535-1995碳素钢、低合金钢人孔和手孔JB/T4712~13,4724~25-1992容器支座4.5.3主要设备选择4.5.3.1设计原则（1）工程设计以设计合同为依据进行优化设计，技术上应稳妥、性能上应可靠、操作方便、投资节省。（2）设备设计条件在工艺数据表和结构简图已有明确规定的，以设计条件的内容为准。（3）容器及封头的公称直径尽量选用标准系列。（4）设备法兰按设计条件选用靠近压力等级或高一等级标准法兰；无标准直接选用时，进行非标设计；对既能选用板材也能使用锻件加工时，优先选用板材加工。（5）设备上使用的人孔、手孔、检查孔、吊耳、支座、视镜等，尽量按标准或选用标准图；螺栓、螺母按相应标准匹配使用，并尽量使用商品级。4.5.3.2主要设备说明（1）高温吸收塔高温吸收塔是低温热回收的主要设备，来自硫酸装置第一次转化后的气体在该塔内用高温浓硫酸吸收，并产生大量的低温热能。高温吸收塔为立式圆筒形结构，采用特种不锈钢材料制作，无需内衬。塔内填料支承也为钢结构，上铺规整填料，规整填料上乱堆3”和2”阶梯环耐酸瓷填料。填料上部为槽管式分酸装置，设备上部不设除雾装置。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。整个酸分布器采用特种不锈钢材料。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40个/m2以上，使用效果比较理想。高温吸收塔壳体上设有人孔，以便填料的安装和设备的检修。吸收三氧化硫后的工艺气体送往硫酸装置的第一吸收塔进一步吸收，由于高温吸收产生的酸雾较多，原第一吸收塔顶部的除雾器已不能满足要求。为保护后面的换热设备，除雾器需要重新设计和购置，本设计采用进口纤维除雾器设在第一吸收塔的塔顶，在保证一定的工艺参数的前提下，其除雾沫效率是令人满意的。因此，在本装置中引进该关键部件，无论是对工艺指标的保证，还是对设备保护的要求，都是十分必要的。（2）蒸汽发生器蒸汽发生器是本项目的一个关键设备，汽水循环系统采用自然循环方式。要求设备既要有锅炉本身具有的高效率和良好的结构设计，也要求具有极高的耐腐蚀性能，同时设计可靠的安全保护及连锁系统，以确保装置长期、可靠、稳定地运行。蒸汽发生器是采用特殊材料制成的U形管换热器，管内走高温浓硫酸，管外为水，热量由管内硫酸传给管外锅炉水，使水蒸发产生蒸汽。蒸汽发生器由管箱、管板及管束，筒体和汽水分离装置组成，管箱设有进出酸口，管箱与筒体之间用管板分隔，换热管与管板连接。设备内部设有汽水分离装置，以完成蒸汽的汽水分离。（3）混合器本系统所有与高温浓硫酸接触的材料均为特殊合金，因此不能采用通常硫酸装置向硫酸循环槽加水的方法，因为在如此高温下，加水混合不均匀，局部硫酸浓度的降低意味着对材料的严重腐蚀，将会给系统带来灾难性的后果。本技术在蒸汽发生器后设置了硫酸混合器，以使加入的水与高温浓硫酸充分地混合。由于水加入浓硫酸的过程非常激烈，并放出大量热量，另外此处因水的加入腐蚀性特别严重，因此混合器的设计和材料的选择要求十分严格，既要保证加入的水能够分散均匀，又要求在高温下有很好的耐腐蚀性能。本设计采用的混合器为特殊设计的卧式结构，为防止加水激烈反应引起的震动，混合器底座设有固定设备的地脚螺栓。（4）高温循环泵高温循环泵是本技术的一台关键设备，它的特点是流量大、功率大、输送的硫酸腐蚀性强、温度高。本设计选用的是立式泵，且是单泵在线运行。因此要保证循环酸泵长期在高温浓硫酸下运行，必须采用结构和材料可靠的酸泵。具体要求如下：(1)应按照工艺参数、性能要求、操作状况来确定所采用的机型、级数、密封和材料。要求泵的制造厂家必须具有丰富的设计和制造同类产品的经验。(2)泵本体、驱动电机、传动装置、和润滑油（如果有的话)应由泵制造厂成套供应。(3)泵的电动机的输出功率要大于泵的轴功率，并留有足够的余量。(4)泵的过流部分材料应能防止输送介质的腐蚀及冲刷和磨蚀，材料腐蚀率不得高于0.25毫米/年。4.5.3.3主要设备一览表序号设备名称规格及型号单位数量备注1高温吸收塔5500台12高温循环泵槽2500x2500台13高温循环泵Q=850m3/h，H=20m台14蒸汽发生器蒸发量Q=17t/h台15混合器500x3500台16锅炉给水加热器600x3300台17脱盐水预热器350x3300台18排酸泵Q=35m3/h，H=10m台19低压锅炉给水泵台24.5.4拟进口的设备由于低温热能装置的高温回收塔采用高温吸收工艺，将产生大量的酸雾，需要在原硫酸装置的第一吸收塔内除去，因此为了保证装置操作的稳定性及防止下游设备的腐蚀，需要将原第一吸收塔顶进行改造，其除雾器需要更换。由于国内产品除雾效率低，酸雾带到后续设备会增加腐蚀，装置需要考虑引进第一吸收塔纤维除雾器。

第五章建厂条件和厂址方案5.1建厂条件和厂址方案5.1.1厂址概况山东XXXX复合肥位于XX市XX县城南9公里，西距205国道约700米，东临淄东铁路。地理位置为东经118°10′40″，北纬36°51′50″。30万吨/年硫磺制酸装置建在XX复合肥西南角，北侧和东侧都是XX复合肥的原厂区，西临XX市新农基农药化工，南侧为山东玻璃集团。拟建低温热能回收装置建设在30万吨/年硫磺制酸装置界区内。5.1.2工程地质和水文地质资料本装置建在公司现有的30万吨/年硫磺制酸场地内，场地标高为27.70m。该场地在地貌上属张（店）-周（村）冲洪种带前缘，装置区的地层为第四纪沉积的粘性土。该场地地层分布较为稳定，从上而下分为如下六层（详见地质报告）：（1）表土；（2）亚粘土；（3）亚粘土混姜石；（4）轻亚粘土；（5）亚粘土；（6）轻亚粘土。场地地下水埋深在地下19m左右，地下水类型为第四系孔隙潜水，微具承压性，年水位变化幅度为2-3m。该场地地形较为平坦，地貌单元简单，地层分布均匀稳定，场地土工程性能良好，在硫酸装置区内未见不良地质现象。XX市地震基本烈度为7度；本地区最大冻土深度为0.5米.5.1.3气象条件1）气温：（1）年平均气温：12.9℃（2）最热月平均气温：32.1℃（3）最冷月平均气温：-8.1℃（4）极端最高气温：42.1℃（5）极端最低气温：-23℃（6）安装在室外钢结构的设计温度：-10℃2）湿度：（1）年平均相对湿度：67%（2）月平均最小相对温度：57%（3）月平均最大相对湿度：83%3）气压：（1）年平均气压：749mmHg（2）月平均最大气压：758mmHg（3）月平均最小气压：736mmHg4）风速、风向和风压：（1）10分钟平均最大风速（地面以上10米）27m/s（2）瞬时最大风速（地面以上10米）40m/s（3）风载荷（地面以上10米）45kg/m2（4）年主导风向：南西南（5）夏季主导风向：东南风（6）冬季主导风向：南西南（7）年平均风速：2.6m/s5）降雪量：（1）历年最大积雪深度：330mm（2）雪荷载机：30kg/m26）降雨量：（1）年最大降雨量：1337mm（2）年平均降雨量：733mm（3）一小时最大降雨量：64.4mm（4）10分钟最大降雨量：23.4mm（5）24小时最大降雨量：230mm7）蒸发量：（1）一月最大蒸发量30.1mm（2）月平均蒸发量162.9mm5.1.4交通运输条件山东XXXX复合肥30万吨/年硫磺制酸装置，位于XX市XX县城南9公里的新世纪工业园内，西距205国道约700米，南接济青高速，东临淄东铁路。5.1.5公用工程条件供水：拟建装置内的洗眼器用水接自硫酸装置的生活用水管网；设备、地坪冲洗水及锅炉系统取样冷却器冷却用水接自硫酸装置的生产给水管网；拟建装置所需的脱盐水来自硫酸装置脱盐水站，该站有较大的富裕能力提供本项目所需的脱盐水。排水：拟建装置界区内采用花岗岩防腐地坪，并建有酸沟，纵坡不小于3%0，酸沟与原干吸工段的酸沟相连。清净下水就近排入原硫酸装置排水明沟。供电：硫酸装置余热发电厂房内高低压配电室提供。供汽：本项目除氧器所需的除氧用低压蒸汽来自硫酸车间的低压蒸汽管网。5.2厂址方案因本项目是在原30万吨/年硫磺制酸装置基础上的废热回收项目，属于老厂技术改造项目，需要在原硫酸装置界区内寻找合适的地方布置低温热能回收装置。经过实地勘察，并与业主充分讨论，选择在硫酸装置的干燥吸收塔与转化工段省煤器平台之间布置低温热能回收装置。在该区域建设低温热能回收装置，可以充分利用老厂的现有公用工程设施，工艺流程顺畅，节约了用地和建设投资，是经济、合理、可行的。

第六章公用工程和辅助设施方案6.1总图运输6.1.1总平面布置6设计依据(1)山东XX复合肥提供的硫酸装置现有厂区平面布置图。(2)主要设计规范：《工业企业总平面设计规范》GB50187-93《化工企业总图运输设计规范》HG/T20649-1998《建筑设计防火规范》GB50016-2006《厂矿道路设计规范》GBJ22-876.1.1.2布置原则低温热能回收装置布置在XX复合肥30万吨/年硫磺制酸装置内的合适地方，使工艺流程顺畅，布置紧凑合理，尽可能减少对现有生产的影响，并满足消防、劳动安全、卫生、检修、运输等要求。6.1.1.3平面布置基于上述布置原则，将低温热能回收装置布置在30万吨/年硫磺制酸装置内，位于硫酸装置干燥和吸收塔与转化工段省煤器平台之间的狭长空地上。将高温吸收塔布置在北面，并且靠近第一吸收塔，有利于大口径气体管道的布置，使流程十分顺畅。将蒸汽发生器平台布置在南面，与高温吸收塔呈一条线布置。将锅炉给水加热器和脱盐水预热器布置在蒸汽发生器平台的下方，使得布置紧凑，节省用地。整个低温热能回收装置区占地仅180m2。6.1.2竖向设计方案装置区设计标高同硫磺制酸装置一样为27.70m。低温热能回收界区内全部采用花岗岩防腐地坪，界区内建有酸沟，纵坡不小于3%0，酸沟与原干吸工段的酸沟相连，场地内设备和地坪冲洗水由酸沟引入设在干吸工段污水池，并由污水泵统一送往全厂污水处理站。清净下水就近排入原硫酸装置排水明沟。6.2给排水6.2.1概述本项目为30万吨/年硫磺制酸装置配套的低温热能回收项目，利用硫酸装置干燥和吸收工段的低温废热产生低压蒸汽。低温热能回收装置布置在30万吨/年硫酸装置内，位于干燥吸收塔和转化工段省煤器平台之间的空地上。拟建工程所需的生活、生产给水均自硫酸装置就近提供；装置界区的低压消防给水接自硫酸装置的专用消防管网（消防水管水压要求不小于0.35MPa）。6.2.4给水设计6.2.4.1生活给水系统本装置所需的生活用水仅用于装置内的洗眼器，水质要求符合现行的国家《生活饮用水卫生标准》，水压要求不小于0.35MPa。生活给水来自硫酸装置的生活给水管网，管材为镀锌钢管或焊接钢管。6.2.4.2生产给水系统由于本装置的工艺用水为除盐、除氧的锅炉给水，仅设备、地坪冲洗水及锅炉系统取样冷却器冷却用水接自硫酸装置的生产给水管网，水压要求不小于0.35MPa，水量约0.5~1.0t/h。装置界区生产给水管材为球墨承插铸铁管或焊接钢管。6.2.5排水设计本设计排水体制采用清、污分流制，本装置正常生产时无污水排放，仅界区的设备、地坪冲洗水由酸沟排至原硫酸装置干吸工段的污水池，再由污水泵送往污水处理站，处理合格后外排；生产清净下水（如蒸汽发生器排污水、取样冷却器冷却下水）、雨水就近直排附近的雨水、清净下水合流排水明沟，排水系统采用明沟排放。雨水量计算公式采用山东省XX市暴雨强度计算公式，即：q=4700(1+0.752lgP)/（t+17.5）0.898(升/秒·公顷)重现期P=1年6.2.6消防根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)，低温热能回收装置的火灾危险性为丁、戊类。原硫酸装置设计有完善的水消防管网根，采用了消防独供的环状低压水消防制，并设有地下式消防栓座，消防水水压不小于0.35MPa，可以满足低温热能回收装置的消防。为了及时扑灭初期火灾，保护国家财产和人民生命安全，根据防火规范的有关要求，在低温热能回收装置内配备4台手提式小型灭火器。机动消防同硫酸装置一样依托山东省XX市XX县公安消防大队，共同灭火。该大队有各种消防车辆五辆，消防队员35名，距离拟建装置约7公里。6.3供配电6.3.1引用标准按照最新通用的中国标准和规范进行电气设计和设备的选择，主要采用的标准和规范如下(但不限于此)：序号名称标准号1化工企业照明设计技术规定HG/T20586-962化肥厂电力设计技术规定HG20540-923供配电系统设计规范GB50052-954低压配电设计规范GB50054-955建筑物防雷设计规范GB50057-9463～110kV高压配电装置设计规范GB50060-927电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB50062-928电力工程电缆设计规范GB50217-946.3.2用电负荷及配电系统山东XXXX复合肥低温热回收装置内设一台高温循环泵，一台高温排酸泵和两台低压锅炉给水泵，总设备容量为114.2kW，其中备用20.7kW。均为380V低压用电负荷。装置以100%的设计能力运行时，最大需要容量约74.8kW，年耗电量约45×104kW·h。按照根据国家标准《供配电系统设计规范》（GB50052-95）中关于负荷分级的规定，本工程所有负荷均为二级负荷。根据上述负荷情况，本设计考虑设一台低压配电柜，向以上用电设备和装置内照明供电，低压配电柜一路380/220V电源拟引自硫酸装置变电所。6.3.3泵的控制方式现场开停，DCS可实现停车，并有电机运行和故障状态显示。6.3.4装置的环境特征装置的生产是连续运行的，在生产过程中，生产界区内有腐蚀气体、蒸汽介质存在，为1类腐蚀环境。根据环境特征，上述场所的电气设计及设备选型应满足所处的工况条件的要求。6.3.5接地本界区内新增电气设备考虑设保护接地和防静电接地。6.4维修山东XXXX复合肥已具备一定的维修力量，本项目以充分利用工厂已有的维修力量为原则，利用已有的维修车间及机、电、仪设备和修理工，以承担装置内机、电、仪设备的日常维护和备品备件的更换工作，进行日常巡回检查，保证机、电、仪设备正常运行。6.5分析化验本项目的分析化验项目主要是循环酸浓度及锅炉给水的分析化验工作。由于本项目是在老厂基础上的扩建项目，本装置利用老厂原有的分析化验室，无需增设分析化验仪器设备。分析化验人员必须例行地进行取样分析，为DCS操作员快速地提供分析结果：1）检查、校正、验证在线分析仪表的显示量，这是重要的操作测量。2）给出装置执行和操作的信息，并允许调节和改进操作参数。3）还可以检测出非正常的操作情况或设备故障，以便计划停车修理。对于正常和／或稳定的操作可考虑采用下面表中所列的取样分析时间表。在不正常或不稳定的操作情况下需要更频繁的取样分析。当分析结果不在正常范围内时，必须重新取样分析，以验证其结果。主要的分析化验项目取样分析的流体取样点分析与检测分析次数备注进高温吸收塔的气体高温吸收塔进口气体管道SO3（%体积）每周一次出高温吸收塔的气体高温吸收塔顶部分析口SO3（%体积）每周一次测总吸收率进高温吸收塔循环酸分析取样罐引出的取样管硫酸浓度每班一次6.6土建工程6.6.1设计依据气象资料见第5.1节。基本风压：0.441kN/m2地震烈度：七度本地区最大冻土层深度：0.5m6.6.2设计原则（1）结构设计应贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。（2）结构设计应从工程实际出发，合理选用材料、结构方案、结构布置和结构措施，以满足生产、使用和检修的要求。（3）结构设计必须具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性，并注意验算结构构件制作、运输、安装等施工阶段的强度和刚度。（4）优先采用定型的和标准化的结构和构件，以减少制作、安装工作量。6.6.3地基与基础本装置位于山东XXXX复合肥老厂区内，本项目无建筑物，构筑物采用柱下独立基础；设备基础采用块式混凝土或钢筋混凝土基础。6.6.4结构设计1）结构布置、结构选型及构造处理以满足生产和使用要求为原则，保证足够的强度、刚度、稳定性和耐久性，力求技术先进、经济合理、施工方便、构造简单。2）低温热能回收系统的设备不多，高温吸收塔、高温循环泵槽、浓酸混合器、脱盐水预热器、锅炉给水加热器等直接由地面基础支承，其基础均为钢筋混凝土结构。蒸汽发生器布置在平台上，所有操作平台和框架均采用钢结构，因装置内气相、液相介质腐蚀严重，钢结构均采用重防腐涂料防腐，装置附属的操作平台则采用钢结构。3）设备基础及地坪防腐地面上的泵、小型设备基础防腐可以采用整体花岗岩块或水玻璃整体混凝土基础。大型设备基础可以采用玻璃钢防腐面层或耐酸磁板。整个低温热回收界区采用花岗岩防腐地坪。

第七章节能7.1能耗指标及分析7.1.1能耗指标硫酸装置的能耗指标如下表所示名称能耗指标年消耗量能耗（MJ）备注（1）消耗电10.89MJ/kW.h45×104kW.h4.90×106低压蒸汽（0.8MPa）3070MJ/t1.2×104t3.68×107除氧用汽脱盐水96.3MJ/t14×104t1.35×107小计5.52×107（2）产出低压蒸汽（0.8MPa）3070MJ/t-13.6×104t-4.18×108循环水4.19MJ/t-1232×104t/h-5.16×107减少量小计-4.70×108（3）合计-4.15×1087.1.2能耗分析在硫磺制酸过程中，液硫的焚烧，SO2的转化及SO3的吸收过程中均有大量的化学能释放出来。如今人们对于高温位热能的价值已有较为深刻的认识，绝大部分规模较大的硫酸装置已利用其产汽发电，但是即使在现代的两转两吸装置中，人们仍然习惯于将锅炉称为废热锅炉，实际上联产蒸汽是硫酸生产技术经济的一个重要指标。然而对于大量的低温热能，通常仍然作为废热，要花费冷却水除去而散失于周围环境中。随着能源价格的上涨，当今社会愈来愈需要回收硫酸生产过程中的低温位热能产生蒸汽，以改善硫酸厂及相关的化工联合企业的经济生存能力，使硫酸装置在充分回收高、中温废热产中压蒸汽并用于发电的同时，又可提供更多的低压蒸汽，以提高企业的经济效益，增加市场竞争的筹码。在山东XXXX复合肥30万吨/年硫磺制酸装置中，液硫燃烧产生的高温位热能和SO2转化产生的中温位热能已经充分回收利用，并产生中压过热蒸汽送往抽汽冷凝式汽轮发电机组发电。本项目充分利用干燥和吸收过程中产生的低温热能产低压蒸汽，年产低压蒸汽（0.8MPa）达13.6万吨。30万吨/年硫磺制酸装置正常消耗的循环水量为2200t/h，进、出水温差△t=8℃（32℃～40℃），本项目建成后，由于回收了绝大部分低温热能，循环水的用量大大降低，总计减少循环水的用量达1540t/h（年减少量达到1232×104t/h），从而显著地降低了硫酸装置的工业用水量和能耗。本装置年总余热回收量达-4.70×108MJ（含减少循环水量带来的能量收益），抵偿全部燃料及动力消耗外，仍多出-4.15×108MJ/a，折标准煤1.416万吨/年，即本装置相当于为公司每年提供约1.416万吨标准煤。7.2节能措施能源资源是人类社会生存和发展的重要物质基础，也是我们全面建设小康社会、加快推进社会主义现代化的重要物质基础。坚持节约资源的基本国策，加快建设资源节约型、环境友好型社会，促进经济发展与人口、资源、环境旧协调，是贯彻落实科学发展观、走新型工业化道路的必然要求，是实现可持续发展、保障经济安全和国家安全的必然要求。中国是世界能源消费大国，目前人均能源消费水平还很低，不仅低于世界平均水平，更远远低于发达国家水平。我们清醒地认识到，能源是制约中国经济发展的一个重要问题，以能源的可持续发展支持经济社会的可持续发展，是中国能源界长期而艰巨的历史使命。节约能源已成为当今世界人们关注的问题。随着工业生产的发展，能源消耗也日益增加，合理回收和利用能源是发展生产的重要条件之一，也是提高项目经济效益的具体保证。设计中如何优化节能措施，是项目建设必须认真考虑的问题。本项目的主要节能措施如下：1）充分利用干燥和吸收系统产生的低温废热产生低压蒸汽供公司其他装置用汽，每生产一吨硫酸可回收约0.45吨0.8MPa低压蒸汽，并相应减少了干吸系统所需循环水量的70%左右，从而使硫酸装置的余热回收率从传统的50%～70%提高到90%以上。2）本项目的所有设备和管道均采用外保温方法隔热，以最大限度地减少热损失，提高热能利用率。3）各种电气设备均选用节能产品，照明光源采用新型节能灯具，在满足装置照度及光色的条件下，减少灯具用量及灯具容量，达到节能目的。

第八章环境保护8.1编制依据（1）《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》（修订本）化计发（1997）426号（2）《化工建设项目环境保护设计规定》HG20667-19868.2设计采用的环境质量标准和排放标准8.2.1环境质量标准（1）《环境空气质量标准》GB3095－1996，二级（2）《地表水环境质量标准》GHZB1-1999，Ⅳ类水体8.2.2排放标准（1）《大气污染物综合排放标准》GB16297－1996，表2二级（2）《污水综合排放标准》GB8978－1996（3）《工业企业厂界噪声标准》GB12348－90，Ⅲ类（4）《化工建设项目噪声控制设计规定》HG20503-928.3工程概况本项目为30万吨/年硫磺制酸装置配套的低温热能回收项目，是利用硫酸装置干燥和吸收工段的低温废热产生低压蒸汽，年产0.8MPa低压蒸汽13.6万吨，本章内容主要涉及该装置的的环境保护。8.4厂址与环境现状8.4.1厂址的地理位置和自然条件山东XXXX复合肥位于XX市XX县城南9公里，西距205国道约700米，南接济青高速公路，东临淄东铁路。地理位置为东经118°10′40″，北纬36°51′50″。30万吨/年硫酸装置布置在XX复合肥西南角，北侧和东侧都是XX复合肥的原厂区，西临XX市新农基农药化工，南侧为山东玻璃集团。区位优势与交通优势十公明显。低温热能回收项目布置在30万吨/年硫酸装置内，位于干燥吸收塔和转化工段省煤器平台之间的空地上。水、电、汽等动力来源由老厂硫酸装置送至低温热能回收装置界区。8.4.2厂址环境现状与分析拟建项目地处XX县果里镇内，该镇大气符合《环境空气质量标准》GB3095－1996，二级标准。用水取自地下水，水质符合《地表水环境质量标准》GHZB1-1999，Ⅳ类水体。8.5建设项目的主要污染源及污染物8.5.1主要污染源及污染物排放点本项目为废热利用项目，即利用现有的30万吨/年硫酸装置干燥和吸收工段的低温废热产生低压蒸汽，即将经原硫磺制酸装置一次转化的SO3气体引入新建的高温吸收塔底部，用浓度为～99%的高温浓硫酸吸收气体中的SO3，吸收后的硫酸自塔底流入高温循环泵槽，再由高温循环酸泵将温度为208℃左右的高温浓硫酸送入蒸汽发生器换热，产低压蒸汽（0.8MPa），酸温降低的硫酸后再经混合器稀释到99%的浓度后进入高温吸收塔循环吸收。多余的硫酸从蒸汽发生器出口经锅炉给水加热器和脱盐水预热器冷却后串入硫酸系统的干吸塔酸循环槽。经过高温吸收塔SO3被吸收后的气体进入原硫酸装置的第一吸收塔底部进行进一步吸收，以确保较高的吸收率并除去硫酸雾。

工艺流程简图如下：本装置主要污染源为高温循环泵的噪声和少量的设备地坪冲洗水。8.5.2主要污染物类型、排放量、成分和排放浓度本装置正常生产时无废水、废气和废渣排放，仅在设备维修和冲洗地坪时产生少量设备、地坪冲洗水，按每周冲洗一次，每次10分钟，间断排放的废水量每次约为为1~2m3/h，含硫酸~0.5%；另有蒸汽发生器在正常运行时会少量清净废水排放，锅炉系统取样冷却器有少量用于冷却的直流清净水，总计约约0.5～1t/h。噪声主要为高温循环泵噪声，噪声值低于90dB(A)。8.6环境保护措施本装置无废气和废渣排放。本装置正常生产时无废水排放，仅在设备及地坪冲洗时产生少量的酸性水，每次水量约1~2m3/h，含硫酸~0.5%。按每周冲洗一次，每次10分钟。装置内设耐酸花岗岩防腐地坪和酸沟，将酸性冲洗水排入就近的干吸工段污水池，再送全厂污水处理站处理后达标排放，处理后出水pH：6～9，SS<70mg/l，CODcr≤100mg/l。处理后出水pH：6～9，SS<70mg/l，CODcr≤100mg/l，符合《污水综合排放标准》GB8978－1996一级标准，即pH：6～9，SS：70mg/l，CODcr：100mg/l。设计中首先选用先进、低噪声的高温循环泵，噪声排放值低于90dB（A），符合《化工建设项目噪声控制设计规定》HG20503-92，即生产车间90dB（A）。本工程设计充分考虑了环境保护的因素，按照清洁生产的要求，最大限度提高能源的利用率，通过科学严格的管理，从根本上减少污染物的排放，减轻对环境的影响。本工程建成后，正常生产时无污染物产生，仅有少量的产生的设备及地坪冲洗水送污水处理站处理达标后排放，因此本工程能满足环保方面的要求，不会对本地区的环境造成影响。

第九章劳动安全与工业卫生9.1设计采用主要标准规范（1）《建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定》中华人民共和国劳动部令第3号。（2）《危险化学品建设项目安全许可实施办法》（国家安监总局令第8号）（3）《职业性接触毒物危害程度分级》（GB5044-85）（4）《化工企业安全卫生设计规定》（HG20571-95）（5）《化工企业爆炸和火灾危险环境电力设计规程》（HG/T20687-1989）（6）《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)（7）《化工企业静电接地设计规程》（HG/T20675-1990）（8）《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）（9）《化工建设项目环境保护设计规定》（HG20667－1986）（10）《化工建设项目噪声控制设计规定》（HG20503-92）（11）《化工粉体工程设计安全规程》（HG20504-96）（12）《化工企业照明设计技术规定》（HG/T20586-96）9.2工程概况9.2.1概述山东XXXX复合肥位于XX市XX县城南9公里，西距205国道约700米，南接济青高速公路，东临淄东铁路。地理位置为东经118°10′40″，北纬36°51′50″。公司现拥有30万吨硫酸钾复合肥、10万吨磷肥、10万吨磷铵粉、10万吨工业盐酸、12万吨硫铁矿制酸装置配套3000千瓦余热发电系统、30万吨/年硫磺制酸装置配套6000千瓦余热发电系统、3万吨/年干法氟化铝、在建6万吨/年干法氟化铝等生产线。公司原30万吨/年硫酸装位于XX复合肥西南角，北侧和东侧都是XX复合肥的原厂区，西临XX市新农基农药化工，南侧为山东玻璃集团，区位优势与交通优势十公明显。拟建低温热能回收装置就建设在30万吨/年硫磺制酸装置界区内。本装置采用国产化工艺技术，依托公司现有的30万吨/年硫磺制酸装置，利用干燥和吸收工段的低温废热产生0.8MPa的低压蒸汽，以满足公司其他产品生产用汽的需要。因此，本项目是老厂改造、废热回收利用的节能项目。本装置建在硫酸装置干燥和吸收塔与转化工段省煤器平台之间的空地上。本装置具有热能利用率高、成本低、工艺先进、技术可靠、操作方便、无污染等优点。本项目的开工建设，具有较好的经济效益和社会效益。9.2.2工艺过程简述经原有30万吨/年硫磺制酸装置一次转化的SO3气体进入高温吸收塔底部，与塔上部喷淋的浓硫酸（～99%）逆流接触，吸收了SO3的高温硫酸自塔底流入高温循环泵槽，由高温循环酸泵将高温浓硫酸送入蒸汽发生器换热，产低压蒸汽（0.8MPa），同时酸温降低到~190℃后再经混合器稀释到～99%的浓度后进入高温吸收塔上部喷淋。高温吸收部分多余的硫酸从蒸汽发生器出口先后经锅炉给水加热器和脱盐水预热器冷却后串入硫酸系统的第一吸收塔循环槽。经过高温吸收塔SO3被吸收后的气体进入硫酸装置的第一吸收塔底部进行进一步吸收，该塔内用低温浓硫酸（~98.5%）吸收，以确保较高的吸收率，吸收了SO3的气体经过塔顶的纤维除雾器除去硫酸雾后再进入转化工段进行第二次转化。9.3生产过程的职业危害因素分析9.3.1火灾和爆炸危险性SO2、SO3、硫酸均为不可燃物质，SO3、硫酸属强氧化剂，其火灾危险性为乙类。9.3.2化学腐蚀的危害由于主要工艺物料硫酸等均具有腐蚀性，因此对建构筑物、设备、管道、仪表、电气设施，均会造成腐蚀性破坏，影响生产安全。9.3.3噪声危害生产过程中动设备产生的振动、机械设备转动如高温循环泵等产生的噪声对人体均可产生不良影响，如损伤耳膜、听力下降。9.3.4静电、雷电的危害生产过程中，在有易燃、易爆危险品存在的场合，静电放电、雷电放电均可成为引起燃烧、爆炸的点火源，导致火灾、爆炸事故的发生。9.3.5意外伤害和化学灼伤的危害装置内在有可能发生坠落危险的岗位和传动设备附近均可造成意外伤害。生产工艺中采用的各种物料如硫酸等一旦外泄或喷溅也会造成化学灼伤的危害。9.3.6生产过程中有毒有害物的危害本工程生产过程中使用、排放或泄漏的有毒有害物主要有：SO2、SO3、硫酸等，这些有害物可使人体受到不同程度的伤害。1）SO2SO2易被湿润的粘膜表面吸收生成亚硫酸。对眼及呼吸道粘膜有强烈的刺激作用。大量吸入可引起肺水肿、喉水肿、声带痉挛而引起窒息。长期接触二氧化硫，可有头痛、头昏、乏力等全身症状以及慢性鼻炎、支气管炎、嗅觉和味觉减退、肺气肿等；少数工人有牙齿酸蚀症。其毒性危害为中度危害。我国规定车间最高允许浓度为15mg/m3。2）SO3SO3的毒性表现与硫酸基本相同。对皮肤、粘膜有强烈的刺激和腐蚀作用。可引起角膜炎、水肿、角膜混浊，以至失明；引起呼吸道刺激症状，重者发生呼吸困难和肺水肿；高浓度引起喉痉挛或声门水肿而死亡。口服后引起消化道的灼伤以至形成溃疡。严重者可能有胃穿孔、腹膜炎、喉痉挛和声门水肿、肾损害、休克等。慢性影响有牙齿酸蚀症、慢性支气管炎、肺水肿和肝硬化。其毒性危害为中度危害。我国规定车间最高允许浓度2mg/m3。3）硫酸硫酸为油状液体，与水混溶，毒性中等。硫酸对皮肤和粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用。对眼睛可引起结膜炎、水肿、角膜混浊，以致失明。可引起呼吸道症状，重者发生呼吸困难和肺水肿，慢性影响有牙齿酸蚀症、慢性支气管炎、肺水肿和肝硬化。我国规定车间酸雾最高允许浓度2mg/m3。9.4职业安全卫生防护措施9.4.1设计原则本设计贯彻“安全第一、预防为主”的方针，安全卫生设施必须执行与主体工程同时设计、同时施工、同时投产的“三同时”制度，以保证企业生产安全，保证人民生命财产的安全。9.4.2防火、防爆SO3、浓硫酸具有强腐蚀性和氧化性，设计中对于接触硫酸的介质，采取了耐腐蚀的措施，设计中避免