【正文】 。 硫磺制酸反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生了大量的高、中、低溫余熱，在我國(guó)傳統(tǒng)及現(xiàn)有熱能回收工藝中，僅對(duì)高溫?zé)崮苓M(jìn)行了回收利用，對(duì)大部分中低溫余熱沒(méi)有充分利用，熱能利用率只有70%，同時(shí)為滿足生產(chǎn)需要又得大量生產(chǎn)低壓蒸汽，蒸汽鍋爐又消耗大量的煤炭資源，顯然一方面有大量需求得不到滿足，另一方面又大量浪費(fèi)熱能，沒(méi)有得到有效利用，增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本，通過(guò)技術(shù)改造來(lái)充分回收利用中低溫位熱能生產(chǎn)蒸汽是節(jié)能降耗的有效途徑，是企業(yè) 自身發(fā)展、增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的需要。經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式粗放，資源消耗高，浪費(fèi)較大，污染嚴(yán)重，能源緊缺與環(huán)境污染已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)進(jìn)一步發(fā)展及人民生活與健康水平進(jìn)一步提高的重大因素。在鞏固“十五”節(jié)能成果的基礎(chǔ)上，“十一五”期間宜化將繼續(xù)依靠技術(shù)進(jìn)步、管理創(chuàng)新進(jìn)一步將節(jié)能工作向前推進(jìn)，以國(guó)際先進(jìn)水平為標(biāo)桿，完成節(jié)能 20%的目標(biāo)。走在宜化生產(chǎn)車間，隨處可見(jiàn)諸如“半噸蒸汽百度電，一家可以用半年”、“節(jié)約一噸水，多產(chǎn)一 噸肥”、“一把煤棒一餐飯”這樣樸素而形象的節(jié)約宣傳口號(hào)。公司現(xiàn)有磷酸二銨生產(chǎn)能力 56萬(wàn)噸 /年， NPK 生產(chǎn)能力 28 萬(wàn)噸 /年，年銷售收入達(dá)到 25000 萬(wàn)元。母公司 —— 湖北宜化化工有限公司為全國(guó)重要的化肥生產(chǎn)企業(yè)、全國(guó)第三家大顆粒尿素生產(chǎn)企業(yè)、亞洲第一大季戊四醇生產(chǎn)企業(yè)，擁有年產(chǎn) 40萬(wàn) 噸合成氨、 65 萬(wàn)噸尿素（其中大顆粒尿素 30 萬(wàn)噸）、 8 萬(wàn)噸季戊四醇、 12 萬(wàn)噸離子膜燒堿、 12 萬(wàn)噸聚氯乙烯、 60 萬(wàn)噸磷銨、 5 萬(wàn)噸甲醇、 20 萬(wàn)噸甲醛等主導(dǎo)產(chǎn)品的生產(chǎn)能力，并擁有 100MW 裝機(jī)容量的熱電廠。通過(guò)不斷宣傳和實(shí)踐，已在該公司內(nèi)形成了濃厚的挖潛增效意識(shí)和節(jié)約資源的氛圍。 項(xiàng)目提出背景，投資目的、意義和必要性 可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求 我國(guó)是一個(gè)人均資源擁有量很少的國(guó)家，能源利用率低的問(wèn)題已嚴(yán)重阻礙了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和企業(yè)效益的提高。黨的十六屆五中全會(huì)提出：“要加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)硫磺制酸低位熱能回收節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 3 湖北省化學(xué)工業(yè)研究設(shè)計(jì)院 境友好型社會(huì)，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，加大環(huán)境保護(hù)力度，切實(shí)保護(hù)好自然生態(tài)，認(rèn)真解決影響經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展特別是嚴(yán)重危害人體健康的突出的環(huán)境問(wèn)題，在全社會(huì)形成資源節(jié)約的增長(zhǎng)方式和健康文明的消費(fèi)模式”。 企業(yè)的社會(huì)責(zé)任 作為全國(guó)節(jié)能“千家”重點(diǎn)企業(yè)，為貫徹落實(shí)《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》，實(shí)現(xiàn)單位 GDP 能耗降低 20%左右的約束性目標(biāo)肩負(fù)重要責(zé)任，該公司已與湖北省人民政府簽署了“十一五”節(jié)能目標(biāo)。 總之，項(xiàng)目建成投產(chǎn)后， 年可增產(chǎn)蒸汽 萬(wàn)噸，同時(shí)蒸汽降耗 萬(wàn)噸，循環(huán)水補(bǔ)充水降耗 110 萬(wàn)噸 /年，電力降耗 864 萬(wàn) kWh/年，合計(jì)節(jié)能降耗折標(biāo)煤33830 噸； 削減了廢水排放量，以新帶老，有利于環(huán)境保護(hù)；項(xiàng)目新增就業(yè)崗位12 個(gè)； 項(xiàng)目每年可新增利潤(rùn)總額 1409 萬(wàn)元，新增銷售稅金 367 萬(wàn)元， 靜態(tài)投資回收期為 年（含建設(shè)期），經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)能效益、環(huán)保效益和社會(huì)效益顯著。 (3)結(jié)合已選廠址具體情況 , 總圖合理布局 , 盡量節(jié)省用地 , 少征地少拆遷。 項(xiàng)目建設(shè)的有利條件 （ 1） 項(xiàng)目 工業(yè)化技術(shù)來(lái)源于 美國(guó)孟山都環(huán)境化學(xué)公司（ MECS）的硫酸低位熱能回收的 成熟 專利技術(shù)（ HRS） 。 （ 4） 建設(shè)單位擁有較雄厚技術(shù)力量?jī)?chǔ)備，在化肥領(lǐng)域具有較強(qiáng)的研發(fā)能力 。我國(guó)的環(huán)境污染問(wèn)題已經(jīng)受到了國(guó)際社會(huì)的高度關(guān)注。 為推動(dòng)全社會(huì)大力節(jié)能 降耗，提高能源利用效率，加快建設(shè)節(jié)能型社會(huì)，我國(guó)制定和發(fā)布的第一個(gè)節(jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃，提出了十一 ?五乃至今后一個(gè)時(shí)期我國(guó)的節(jié)能指導(dǎo)思想原則和目標(biāo)、節(jié)能的重點(diǎn)領(lǐng)域、重點(diǎn)工程及保障措施。要充分、高效利用有限的資源，搞好資源節(jié)約和綜合利用，加強(qiáng)節(jié)能降耗， 降低生產(chǎn)成本，提高競(jìng) 爭(zhēng)力， 發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，使有限的資源發(fā)揮出最大的效用。 生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品方案 作為年產(chǎn) 60 萬(wàn)噸磷銨及 NPK 復(fù)合肥的配套工程， XXXXXXXXXXX 公司 建設(shè)了年產(chǎn) 60 萬(wàn)噸硫磺制酸項(xiàng)目，其所產(chǎn)硫酸作為磷肥生產(chǎn)的中間產(chǎn)品。 硫磺制酸反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生了大量的高、中、低溫余熱，僅對(duì)高溫?zé)崮苓M(jìn)行了回收利用，對(duì)大部分中低溫余熱沒(méi)有充分利用，熱能利用率只有 70%， 熱能利用率不高，然而 為滿足生產(chǎn)需要大量生產(chǎn)低壓蒸汽，消耗大量的鍋爐煤，造成了一面大量浪費(fèi)，一面又大量需求的局面。 根據(jù)國(guó)內(nèi)外的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，中國(guó)硫酸工業(yè)協(xié)會(huì)也推薦首選孟山都公司的 HRS技術(shù)，本項(xiàng)目擬采用該技術(shù)以進(jìn)一步提高熱能利用效率。除裝置散熱﹑排氣等損失外，其余熱量理論上均可回收利用。目前，我國(guó)硫酸產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的 20%，超過(guò)美國(guó)，居世界第一位。如德國(guó)魯奇（ Lurqi）、美國(guó)孟山都（ Monsanto）、加拿大開(kāi)米蒂克斯（ Chemetics）、瑞典波利頓（ Boliden）、日本三菱重工（ MHI）等公司的成套硫酸裝置、技術(shù)、設(shè)備儀表、閥門等，使世界上主要的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備在國(guó)內(nèi)都有了樣板。 二十世紀(jì)六十年代，我國(guó)硫酸裝置開(kāi)始使用中壓余熱鍋爐。 ② 一段轉(zhuǎn)化出口 600℃左右的爐氣冷卻到 440℃左右進(jìn)入二段轉(zhuǎn)化。 1．余熱回收系統(tǒng)一 焚硫爐出口和一段轉(zhuǎn)化出口分別設(shè)一臺(tái)低壓鍋爐 1 和 2，三段轉(zhuǎn)化冷熱換熱器后設(shè)省煤器 2(有時(shí)也可采用空氣預(yù)熱器預(yù)熱燃燒空氣），四段轉(zhuǎn)化出口設(shè)低壓鍋爐3和省煤器 1（小裝置省煤器 1也可以不設(shè)） , 流程見(jiàn)圖 31。這種熱回收系統(tǒng)也適用于中小型裝置，優(yōu)點(diǎn)是：產(chǎn)生的中壓或次中壓蒸汽可以用于發(fā)電或熱電聯(lián)產(chǎn)，四段轉(zhuǎn)化出口鍋爐 2 產(chǎn)生的低壓蒸汽用于熔硫保溫和除氧。該熱回收系統(tǒng)適用于大中型裝置，優(yōu)點(diǎn)是： ① 所有的高中溫余熱全產(chǎn)中壓蒸汽，從有效能的角度而言比較合理，因?yàn)閾碛型瑯佣酂崃康闹袎赫魵獗鹊蛪赫羝龉δ芰?qiáng)，具體表現(xiàn)為可以多發(fā)電。 硫磺制酸低位熱能回收節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 17 湖北省化學(xué)工業(yè)研究設(shè)計(jì)院 省煤器1低溫過(guò)熱器至終吸塔3421冷熱換熱器熱熱換熱器省煤器2飽和蒸汽高溫爐氣來(lái)自焚硫爐鍋爐1來(lái)自中間吸收塔至中間吸收塔中壓鍋爐給水轉(zhuǎn)化器高溫過(guò)熱器中壓過(guò)熱蒸汽 圖 33 余熱回收流程之三 （三） 高中溫余熱回收主要設(shè)備 高中溫?zé)峄厥赵O(shè)備種類很多，其中最主要的也是最容易發(fā)生故障的設(shè)備是焚硫爐出口的鍋爐和吸收塔前面的省煤器。另外，硫磺制酸爐氣是正壓。所以焚硫爐出口的鍋爐應(yīng)首選火管鍋爐，尤其 是中小型裝置。當(dāng)省煤器金屬的壁溫小于露點(diǎn)溫度時(shí)酸霧就會(huì)在管外壁結(jié)露形成冷凝酸，當(dāng)然形成冷凝酸后不一定就發(fā)生腐蝕，這還要看冷凝酸的濃度和溫度。我國(guó)目前也有兩種做法，第一種做法是采用熱管省煤器，利用熱管技術(shù)一方面使與爐氣接觸的金屬壁溫在正常運(yùn)行時(shí)高于露點(diǎn)溫度，從而 不會(huì)結(jié)露和發(fā)生露點(diǎn)腐蝕。 在硫 磺制酸生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的高溫位余熱。硫磺制酸每產(chǎn) 1噸硫酸（ 100%H2SO4）可產(chǎn)生 噸左右的高、中壓蒸汽。在這一領(lǐng)域，美國(guó) Monsanto 公司開(kāi)發(fā)的硫酸熱回收系統(tǒng)（ HRS）處于世界領(lǐng)先地位。 硫酸裝置的低溫余熱由于品位較低，同時(shí)又是被硫酸所攜帶，回收利用技術(shù)上較困難。如河南某化肥廠利用 16萬(wàn)噸 /年硫酸裝置的干吸酸熱將動(dòng)力分廠的脫鹽水從常溫加熱到 80℃，水量為： 100t/h，利用的熱量約占低溫余熱總量的 22%。如山東某廠利用吸收酸熱產(chǎn)生 70℃左右的熱水用于全廠采暖，采暖面積約為 15000m2。 公司硫磺制酸現(xiàn)狀 宜化肥業(yè)年產(chǎn) 60 萬(wàn)噸（ 1800t/d）硫磺制酸裝置全套采用美國(guó)孟山都公司技術(shù)，硫酸全部用于濕法磷酸的生產(chǎn)原料。但低溫位熱能尚沒(méi)有回收利用，熱能利用率不高。（傳統(tǒng)硫磺制酸與帶 HRS 系統(tǒng)的硫磺制酸熱能回收利用情況對(duì)比見(jiàn)表 31。 HRS 系統(tǒng)操作方便、運(yùn)行穩(wěn)定。 工藝流程和消耗定額 工藝流程概述 裝置規(guī)模和年操作時(shí)數(shù) 本項(xiàng)目 采用美國(guó)孟山都環(huán)境化學(xué)公司（ MECS）的硫酸低位熱能回收專利技術(shù)（ HRS）和設(shè)備，建設(shè) 1800t/d（ 60萬(wàn)噸 /年）硫磺制酸系統(tǒng)的低位熱能回收裝置，項(xiàng)目實(shí)施后， 保持原有硫酸產(chǎn)量不變時(shí)，項(xiàng)目可比原裝置節(jié)能降耗減排情況如下： 1） HRS 多產(chǎn) 蒸汽 萬(wàn)噸 /年； 2）除氧器降耗 蒸汽 萬(wàn)噸 /年； 3）循環(huán)水降耗 3680 萬(wàn)噸 /年； 4）循環(huán)水補(bǔ)充水降耗 110 萬(wàn)噸 /年； 5）電力降耗 864萬(wàn) kWh/年； 6）廢水減排 24萬(wàn)噸 /年。 硫磺制酸低位熱能回收節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 24 湖北省化學(xué)工業(yè)研究設(shè)計(jì)院 原材料、輔助材料、燃料和動(dòng)力 硫磺制酸低位熱能回收改造前后主要原材料消耗見(jiàn)表 32。 6）循環(huán)水量由 4600 萬(wàn)噸減少到 920 萬(wàn)噸，宜化肥業(yè)循環(huán)水濃水排放系數(shù)為%，因此循環(huán)水濃水年排放量也相應(yīng)由 30 萬(wàn)噸減少到 6 萬(wàn)噸，減少?gòu)U水排放量 24 萬(wàn)噸。項(xiàng)目實(shí)施產(chǎn)生的產(chǎn)品、副產(chǎn)品 及主要中間產(chǎn)品如下： 硫磺制酸低位熱能回收節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 26 湖北省化學(xué)工業(yè)研究設(shè)計(jì)院 1 蒸汽（回收低位熱能副產(chǎn)） 萬(wàn)噸 壓力 溫度 175℃ 2 蒸汽（降耗） 萬(wàn)噸 壓力 溫度 160℃ 3 電（節(jié)約） 864 萬(wàn) kwh 電壓 . 頻率 50HZ 4 水（節(jié)約） 110 萬(wàn)噸 壓力 5 循環(huán)水（節(jié)約） 3680 萬(wàn)噸 上水壓力 上水溫度 ≤ 32℃ 下水溫度 ≤ 42℃ 懸浮物 ＜ 20ppm 固體可溶物 ≤ 500ppm PH 79 6 循環(huán)水濃水（減排） 24 萬(wàn)噸 工藝流程說(shuō)明 硫磺制酸低溫位熱能回收系統(tǒng)（ HRS 系統(tǒng)）主要包括 SO3爐氣熱量回收系統(tǒng)、硫磺制酸低位熱能回收節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 27 湖北省化學(xué)工業(yè)研究設(shè)計(jì)院 HRS 蒸汽鍋爐系統(tǒng)、酸循環(huán)動(dòng)力系統(tǒng)； SO3爐氣熱量回收系統(tǒng) ① SO3 爐氣來(lái)源 ：精制液磺從精硫大貯槽流至精硫地下槽，由高壓硫磺進(jìn)料泵連續(xù)送入焚硫爐，經(jīng)過(guò)硫磺噴槍霧化后的液硫，與氣體 壓縮機(jī)輸送來(lái)的空氣進(jìn)行燃燒反應(yīng)產(chǎn)生高溫的 SO2爐氣，爐氣經(jīng)廢熱鍋爐回收熱量降至 420℃溫度后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器，在催化劑的作用下轉(zhuǎn)化成 SO3 氣體。在第二級(jí)中形成的酸直接流入第一級(jí)的填料兩級(jí)間設(shè)有氣體分布器和液體儲(chǔ)槽；第一級(jí)生成的酸流入 HRS 塔底，經(jīng)位于 HRS 塔泵槽內(nèi)的酸泵進(jìn)行酸循環(huán)。 酸循環(huán)動(dòng)力系統(tǒng) 為了保證系統(tǒng)生產(chǎn)的連續(xù)性，需要給循環(huán)酸提供動(dòng)力 —— 泵。 工藝流程方框圖 在現(xiàn)有硫酸裝置中新增低溫位熱能回收系統(tǒng)（ HRS 系統(tǒng)），將三氧化硫吸收過(guò)程中的熱量加以回收生產(chǎn)低壓蒸汽。 主要工藝設(shè)備 主要新增工藝設(shè)備詳見(jiàn)表 36。本項(xiàng)目改造后，可減少熱電車間供汽 42t/h，可充分滿足宜化公司現(xiàn)有裝置滿負(fù)荷生產(chǎn)的供汽需求。擬采用美國(guó)路易斯公司生產(chǎn)的路密特合金 材質(zhì)離心泵。 HRS 蒸汽鍋爐系統(tǒng) HRS 塔底的高溫硫酸先由 HRS 酸循環(huán)泵送至臥式的 HRS 鍋爐，鍋爐中的酸與水進(jìn)行換熱，副產(chǎn) 飽和蒸汽至外管。 ② SO3爐氣熱量回收系統(tǒng)工藝：來(lái)自省煤器 3B的三氧化硫爐氣進(jìn)入 HRS 塔的第一級(jí)，在此級(jí)中 SO3自下而上經(jīng)過(guò)填料與自上而下的 99%HRS 循環(huán)酸（由分酸器均勻分布在塔中）相接觸， SO3被吸收。 總之，項(xiàng)目建設(shè)是在轉(zhuǎn)化三段與四段之間新增加入 HRS 系統(tǒng)，同時(shí)改造、優(yōu)化現(xiàn)有工藝，因改造而新增的 HRS 系統(tǒng)僅與原硫磺制酸裝置發(fā)生能量的傳遞，不改變硫酸產(chǎn)量及基本原料消耗。 1）每噸硫酸多回收約 噸低壓蒸汽，即 60 萬(wàn)噸硫酸裝置每小時(shí)產(chǎn)生， 175℃的低壓蒸汽 34噸，年可產(chǎn)汽 萬(wàn)噸； 2）通過(guò) HRS預(yù)熱器和 HRS加熱器內(nèi)循環(huán)酸的熱能來(lái)加熱鍋爐給水，使得除氧器的耗汽（ ， 160℃）量降低 噸 /噸硫酸，即每小時(shí)降低 8 噸，年可減少蒸汽消耗 64000 噸； 3）改 造前未被利用的低溫?zé)崮芏际峭ㄟ^(guò)循環(huán)冷卻水來(lái)吸收以冷卻物料，循環(huán)冷卻水量為 (5750t/h)，改造后 80%的低溫?zé)崮鼙焕?，因而循環(huán)冷卻水量也減少 (1150t/h)，年循環(huán)水量由 4600 萬(wàn)噸減少到 920 萬(wàn)噸，年減少循環(huán)水量達(dá) 3680 萬(wàn)噸； 4）宜化肥業(yè)循環(huán)水新鮮水補(bǔ)充系數(shù)為 3%，循環(huán)冷卻水量減少 3680 萬(wàn)噸，年可節(jié)約循環(huán)水補(bǔ)充水 110 萬(wàn)噸。采取四班三運(yùn)轉(zhuǎn)制。 目前已在全世界取得了實(shí)際運(yùn)行系統(tǒng)